Verfahren und Vorrichtung zum Verbessern der Leistung von Pelton-Wasserturbinen
Die Erfindung betrifft Freistrahl-Wasserturbinen
(Pel t,3nturbinen) .
Bekanntlich wird beim Betrieb dieser Art von Tur-
binen die Leistung durch Verluste beeinträchtigt, die
davon herrühren, daß sich die Becher des Laufrades
in einem heterogenen, aus Luft und Wasser bestehen-
den Gemisch drehen und dieses dabei aufwühlen.
Entsprechend dem von der Theorie als zulässig an-
gesehenen Ausmaß sind die Verluste um so höher, je
größer die Dichte des Luft-Wasser-Gemisches ist.
Die Erfindung will diese Verluste vermindern, in-
dem sie die Dichte des Gemisches verkleinert, in dem
sich die Becher bewegen.
Zu diesem Zweck wird vorgeschlagen, das Wasser-
Luft-Gemisch an den Austrittskanten der Becher des
Laufrades durch Druckluft oder durch irgendein an-
deres Druckgas wegzublasen.
Die Erfahrung zeigt, daß man dadurch das in dem
Gemisch enthaltene Wasser vermindern oder sogar
völlig entfernen kann.
Nach einer Ausführungsmöglichkeitbringt man bei-
derseits des Laufrades feststehende Luftleitwände so
an, daß zwischen ihrer kreisrunden Umfangskante und
dem Radkörper in Höhe der Fußansätze der Becher
ein enger Luftspalt gebildet wird. Die beiden durch
die Luftleitbleche begrenzten Ringräume verbindet
man mit einem Verdichter, der Luft oder Gas von
etwas höherem als Atmosphärendruck erzeugt.
Das Druckgas strömt durch die beiden Ringräume
und die beiden Luftspalte in den Bereich des Luft-
Wasser-Gemisches an den Austrittskanten der Becher.
Eine Ausführungsform ist in der Zeichnung in einem
Axialschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgerüstete
Peltonturbine dargestellt.
Die Turbine trägt auf einer Welle 1, die sich in
Lagern 2, 3 eines Gehäuses 4 dreht, ein Laufrad 5, auf
dessen scheibenförmigem Randkörper 6 ein Kranz von
Bechern 7 in bekannter Weise befestigt ist.
An jeder Seitenwand des Gehäuses 4 sind, beispiels-
weise mit Schrauben 8, zwei Luftleitwände 9 von etwa
Kegelstumpf form befestigt. Am kleinen Grundkreis 10
ist die kegelige Leitwand 9 an den Lagern 2, 3 be-
festigt. Am großen Grundkreis ist ein ebener Leitring
11 befestigt, der parallel zum Laufrad 5 verläuft und
in einer kreisrunden Umfangskante 12 in geringem
Abstand von dem Radkörper 6 in Höhe der Fuß-
ansätze der Becher 7 endet. Die so gebildeten Leit-
wände sind durch eine Anzahl von Rippen 13. 14 ver-
stärkt. Zwei Luftzuführrohre 15 und 16 münden in die
lcegeligeli Leitwände 9 ein. Sie sind mit einem nicht
dargestellten Verdichter verbunden.
Die in Richtung der ausgezogenen ?'feile in die
durch die Lcitwällde gebildeten Ringräume eintre+ende
Luft strömt at?s den beiden ringförmigen @u`@-,palten
zwischen den Kanten 12 und den Becherfüßen aus (gestrichelte Pfeile) und verdrängt
das Wasser-Luft-Gemisch, das sich in der Nähe des Radkörpers und der Becher befindet.
Die Wirbelverluste vermindern sich dadurch im Verhältnis der spezifischen Gewichte
einerseits der Luft unter wenig höherem als Atmosphärendruck und andererseits des
Luft-Wasser--Gemisches; dieses Verhältnis ist wegen des heterogenen Charakters des
Gemisches veränderlich. Ein Luftdruck nur wenig über Atmosphärendruck genügt schon,
um praktisch eine sehr bedeutende Herabsetzung der Reibungsverluste zwischen Laufrad
und Gemisch herbeizuführen.Method and apparatus for improving the performance of Pelton water turbines The invention relates to free jet water turbines
(Pel t, 3turbinen).
As is well known, when operating this type of tur-
binen performance is affected by losses that
come from the fact that the buckets of the impeller
in a heterogeneous, consisting of air and water
turn the mixture and stir it up.
In accordance with what theory suggests as permissible
the extent seen, the higher the losses
the density of the air-water mixture is greater.
The invention aims to reduce these losses, in
which it reduces the density of the mixture in which
the cups move.
To this end, it is proposed that the water
Air mixture at the outlet edges of the cup of the
Impeller by compressed air or by any other
blow away their pressurized gas.
Experience shows that you can do that in the
Reduce or even reduce the water contained in the mixture
can remove completely.
According to one possible implementation, two
fixed air baffles on the other side of the impeller like this
to that between its circular peripheral edge and
the wheel center at the height of the base of the cup
a narrow air gap is formed. The two through
the air baffle connects limited annular spaces
one with a compressor, the air or gas of
generated something higher than atmospheric pressure.
The compressed gas flows through the two annular spaces
and the two air gaps in the area of the air
Mixture of water at the outlet edges of the cups.
One embodiment is in the drawing in one
Axial section through an equipped according to the invention
Pelton turbine shown.
The turbine carries on a shaft 1, which is in
Bearing 2, 3 of a housing 4 rotates, an impeller 5 on
whose disc-shaped edge body 6 is a wreath of
Cups 7 is attached in a known manner.
On each side wall of the housing 4 are, for example
wise with screws 8, two air baffles 9 of about
Truncated cone shape attached. At the small base circle 10
the conical baffle 9 on the bearings 2, 3 is
solidifies. There is a flat guide ring on the large base circle
11 attached, which runs parallel to the impeller 5 and
in a circular peripheral edge 12 to a small extent
Distance from the wheel center 6 at the height of the foot
approaches the cup 7 ends. The leaders formed in this way
walls are connected by a number of ribs 13. 14
strengthens. Two air supply pipes 15 and 16 open into the
lcegeligeli guide walls 9 a. You're not with one
shown compressor connected.
File in the direction of the pulled out? '
The annular spaces formed by the Lcitwälde enter
Air flows at? S the two ring-shaped @ u` @ -, columns
between the edges 12 and the cup feet (dashed arrows) and displaces the water-air mixture, which is located in the vicinity of the wheel body and the cup. The eddy losses are reduced in the ratio of the specific weights on the one hand of the air at a little higher than atmospheric pressure and on the other hand of the air-water mixture; this ratio is variable because of the heterogeneous character of the mixture. An air pressure just a little above atmospheric pressure is enough to bring about a very significant reduction in the friction losses between the impeller and the mixture.
Den Überdruck braucht man nicht aus einer fremden Ouelle zu beziehen,
wie es soeben beschrieben wurde; man kann ihn auch durch eine entsprechende Ausbildung
des Laufrades als Lüfterrad gewinnen, indem durch die Leitungen 15, 16 die Umgebungsluft
angesaugt wird.The overpressure does not need to be obtained from a foreign source,
as just described; you can do it through appropriate training
win the impeller as a fan wheel by passing through the lines 15, 16 the ambient air
is sucked in.