Wasserturbine. Wasserturbinen zur Ausnützung einer Wasserkraft werden im allgemeinen für ein bestimmtes Normalgefälle und eine bestimmte normale Wassermenge gebaut, und ergeben unter diesen Betriebsverhältnissen bei einer bestimmten Tourenzahl einen maximalen Wir- kungsgrad für die Ausnützung der Wasser kraft.
Die Wasserführung der auszunützen den Wasserkräfte, das heisst der Wasserstrom, istaberziemlichenSchwankungen unterworfen, Geiten der Wasserklemme wechseln mit Be triebsperioden finit übernormalen Wasser mengen ab, und mit den Änderungen der Wassermenge geht eine Änderung des Ge fälles Hand in Hand. Es kann auch vor kommen, dass die auszunützende Wassermenge mehr oder weniger konstant bleibt, dabei aber das Gefälle sich ändert, wie z.
B. bei Spiegelabsenkungen von Stauanlagen. Die für normale Wassermengen- und (D'refällsver- hältnisse konstruierte Turbine ist demnach gezwungen, während längerer Betriebsperioden unter abnormalen Verhältnissen zu laufen, wobei der Wirkungsgrad, vor allein wenn unter allen Betriebsverhältnissen konstante minutlieheZmdrehungszahl der Wasserturbine verlangt wird, beträchtlich unter den Wir kungsgrad bei normalen Verhältnissen sinkt.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist nun eine \Vasserturbine, welehe auch bei abnormalen Verhältnissen der Wasserführung mit gutem Wirkungsgrade arbeitet.
Erfiiid(ingsgeinäss ist das Laufrad einer finit Laufrad und regulierbarem Leitapparat ausgestatteten Wasserturbine, für einen be deutenden Schwankungen unterliegenden Was serstrom in eine Anzahl Partiallaufi-äder unter teilt, und ferner sind Mittel vorgesehen, um eine relative Verschiebung zwischen Laufrad und Leitapparat herbeizuführen, so dass eine Beaufschlagung des Laufrades herbeigeführt werden kann,
wie sie dem eben bestehenden Zustand des Wasserstromes im Sinne der mZiglichst günstigen Ausnützung desselben auf Grund der gewählten Ausgestaltung vom Leitapparat und Laufrad ain besten entspricht.
Bleibt das Gefälle konstant, und ändert sich nur die auszunützende Wassermenge, so werden zweel@missigerweise Leitapparat und Laufrad für die maximal auszunützende Was sermenge, sowie das letztere für ein und die selbe Tourenzahl gebaut, und so viele Partial- Laufräder können jeweils der Beaufschlagung ausgesetzt werden, als für die Ausnützung der augenblicklichen Wassermenge am günstig sten ist.
Soll dagegen eine konstante Wassermenge bei sich änderndem Gefälle ausgenützt werden, und dabei die Umdrehungszahl des Turbinen laufrades konstant gehalten werden, so wird zweckmässiger weise das Leitrad und jedes Partiallaufrad für diese bestimmte Wasser menge, jedes Partiallaufrad für ein- und die selbe Tourenzahl, sowie jedes Partiallaufrad für ein anderes Gefälle gebaut, so dass für jedes vorkommende Gefälle ein dieses von allen Partiallaufrädern am günstigsten aus nützendes Partiallaufrad der Beaufschlagung ausgesetzt werden kann.
Ändern sieh sowohl Gefälle, als auch Wassermenge, so könnte malt einen Kompro- miss der beiden Anordnungen treffen und das Problem dadurch lösen, dass man die Unter teilung des Laufrades in Partiallaufräder und die Ausgestaltung der letzteren sowohl nach dem vorstehend erwähnten Gesichts punkt der Veränderung der Wasserinenge, als auch nach demjenigen der Veränderung des (zefälles vornimmt.
Praktisch wird matt vorteilhafterweise mit der Unterteilung des Laufrades in Par tiallaufräder nicht so weit gellen, dass auch die eZtremsten Verhältnisse der Gefälls- und Wasserinengenschwankungen berücksichtigt werden können.
Man wird vielmehr die Durch schnittsschwankungen der Wasserführung während eines Jahres bestimmen, und dann -die oberste und unterste Grenze in bezug auf Wassermenge und Gefälle, die man noch ausnützen will, festlegen und zwischen diesen Grenzen einige Zwischenstufen wählen, zur Ausnützung welcher Verhältnisse man die Partiallaufräder ausbildet.
Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes bei der Anwendung auf eilte Reaktionsturbine ist auf beiliegender Zeichnung gezeigt, und zwar für den Fall einer Turbine, deren auszunützende Wasser menge sich ändert, während das Gefälle kon stant bleibt.
In der Zeichnung ist: Fig. 1 ein achsialer Schnitt durch eine Reaktionsturbine; Fig. 2 ist ein achsialer Schnitt durch eilte Einrichtung zum Verstellen des Laufrades gegenüber dem Leitapparat; Fig. 3 ist ein Schnitt nach Linie III-HI voll Flg. 2; Fig. 4 ist ein Schnitt nach Linie IV-IV voll Fig. 2;
Fig. f; zeigt einen Schnitt nach Linie V-T in Fig. 1, und Fig. 6 zeigt in perspektivischer Ansicht die Hälfte einer Büchse, auf welcher das Lauf rad sitzt, und eine Führungsstange Mit 1 ist das Laufrad einer Reaktions turbine bezeichnet, welches durch die Tren nungswände \' und 3, deren Form dem Ver lauf der Stromfäden angepasst ist, in drei Partiallaufräder I, II und III unterteilt ist.
Der in bekannter Weiss durch Drehschaufeln regulierbare Leitapparat 4 ist für eine maxi male Wassermenge gebaut, ebenso das Lauf rad 1, dessen Eintrittshöhe gleich der höhe des Leitapparates ist. Jedes der Partiallauf- räder I. II und III kann ein Drittel der maxi malen Wassermenge ausnützen.
In der Zeich nung ist das Laufrad gegenüber dem Leitrad in achsialer Richtung verschoben gezeigt und es werden in dieser Stellung des Laufrades die Partiallaufräder I und II beaufschlagt, während III ausser Wirkung ist. Das Lauf rad wird in diese Stellung gebracht werden, wenn die auszunützende Wassermenge auf y/3 der maximalen Wassermenge gesunken ist.
Das Verschieben des Laufrades gegenüber dem Leitrade wird auf folgende Weise erreicht Die Laufradnabe ist auf einer in achsialer Richtung geteilten Büchse 5 beispielsweise durch Keile 6 fest. Dlit den beiden Hälften der Büchse 5 ist je eine Stange 7 und 3 fest verbunden, welche Stangen in trapez- förmigen Nuten der Welle 9, die einander diametral gegenüber angeordnet sind, geführt sind. Die äussere Begrenzungsfläche der Stangen ist nach dem Radius der Welle ge krümmt, so dass sie die Welle zti einem vollen ZSlinderquerschrritt ergänzen.
Cm eine Ver schiebung der Büchsenhälften 5 in achsialer Richtung gegeneinander zu verhindern, sind dieselben bei<B>10</B> und 11 ineinander verzahnt. Ari ihren, den Enden, welche mit der Büchse befestigt sind, entgegengesetzten Enden sind die Staugen 7 und 8 mit Segmenten 12 und 13 versehen, welche Schraubengewinde tragen. Die beiden Segmente sind durch au ihren Enden vorgesehene Ringe 14 und 15 miteinander verbunden.
Mit dem Gewinde der Segmente ist eine ringförmige Mutter 16 im Eingriff, welche, um eine Verschiebung in achsialer Richtung gegenüber der Welle au vermeiden, mit ihren beiden Seiten an je einem Ringe 17 bezw. 18 anliegt, welche letztere segmentförmige Lappen 19 bezw. 20 aufweisen, die mit der Welle 9 durch Schrauben 21 fest verbunden sind.
Wird nun die Ring- inutter 16 durch irgendwelche Mittel in der einen oder andern Drehrichtung gedreht, so werden die Stangen 7 und 8 in der einen oder andern Richtung längs der Turbinen welle 9 verschoben, und somit auch das Lauf rad entlang dieser Welle und dadurch so viele Partiallaufräder der Beaufschlagung aus gesetzt, als für die Ausnützung der augen blicklichen Wassermenge am günstigsten ist.
In Fig. 1 ist eine Ausgleichsscheibe 22 fest auf der Welle 9 vorgesehen, um den Re aktionsdruck des Laufrades auszubalancieren.
Durch die Wasserturbine nach der Er findung wird erreicht, dass ausser der gewöhn lichen bekannten Anpassung arr vorübergehende Belastungsschwankungen, welche durch die Regulierbarkeit des Leitapparates erreicht wird, die Turbine den sich auf längere Be triebsperioden erstreckenden Schwankungen in den Verhältnissen der Wasserführung an gepasst werden kann und diese Verhältnisse mit möglichst gutem Nutzeffekt ausnützt.