DE138838C

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Publication number: DE138838C
Application number: DENDAT138838D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JV! 138838 KLASSE 88«.

M. MÜLLER in CANNSTATT.

Vorrichtung zum Regeln der Saugrohrwirkung von Turbinen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 8. November 1901 ab.

Die Erfindung betrifft eine Regelungsvorrichtung für Turbinen mit Saugrohrwirkung, deren Leistung bei Teilbeaufschlagung bekanntlich wesentlich davon abhängt, daß ein Abreißen der saugenden Wassersäule vermieden, d. h. die Wirkung des Saugrohres der veränderten Menge des die Turbine durchfließenden Wassers angepaßt wird.

Regelungen dieser Art sind bisher mittels Drosselklappe in der Ausflußmündung des Saugrohres versucht worden; es hat sich aber ergeben, daß hierbei gewissermaßen eine die Leistung der Turbine beeinträchtigende Drosselung des Gefälles innerhalb des Saugrohres herbeigeführt wird.

Damit der bei einer Veränderung der Beaufschlagung verbleibende Teilquerschnitt seine Saugwirkung mit voller, dem Gefalle entsprechender Kraft ausübt, ist das Saugrohr durch konzentrische, mit ihrer Oberkante über Unterwasserspiegel ragende Ringwände in konzentrische Ringräume zerlegt, von welchen je nach dem Beaufschlagungsgrade so viele gesperrt werden, daß das Verhältnis zwischen dem in Wirksamkeit bleibenden Saugrohrquerschnitt und dem jeweilig freien Querschnitt der Durchflußöffnungen an der Turbine nahezu dasselbe bleibt. Infolge dieser Anordnung wird bei einer veränderten Beaufschlagung eine entsprechende Querschnittsänderung des Saugrohres in seiner ganzen Höhe bewirkt.

Die Sperrung der betreffenden Teilräume wird, wie die beiliegende Zeichnung veranschaulicht, mittels eines kegelförmigen Verschlußstückes durchgeführt.

Die zur Teilung des Abfallrohres dienenden Zwischenwände sind teleskopartig gegeneinander verschiebbar.

Fig. ι und 2 der Zeichnung veranschaulichen im senkrechten Schnitt bezw. Grundriß eine Turbine mit einem durch verschiebbare Ringwände in mehrere konzentrische Räume geteilten Abfallrohr von verhältnismäßig geringer Höhe. Fig. 3 zeigt eine Turbine mit hohem Saugrohr, und Fig. 4 veranschaulicht die Anwendung der nach Fig. 3 eingerichteten Ringwände im Saugrohr bei einer Überdruckrohrturbine.

Im Säugmantel m befinden sich in geeigneten Abständen voneinander drei konzentrische Blechzylinder abc (Fig. 1 und 2), von welchen der äußerste c durch Stege d mit dem Saugmantel m fest verbunden ist, während die zwischen α und b. bezw. b und c angeordneten Stege β bezw. f eine selbständige Verschiebung des Zylinders c und außerdem eine gemeinsame Verschiebung der Zylinder c und 5 nach aufwärts gestatten. Die Abwärtsbewegung der Zylinder ist durch Anschläge derart begrenzt, daß die Zylinder b und c, sobald dieselben freigegeben werden, mit dem unteren Rande nicht unter den unteren Rand des Saugmantels m herabsinken können.

Zentrisch unterhalb des Abfallrohres befindet sich ein Kegel k, welcher auf einem Rahmen r ruht, der mittels einer geeigneten Windevorrichtung gehoben und gesenkt werden kann.

Bei voll geöffneter Turbine ist der Kegel k unten, das Abfallrohr gießt frei aus, wobei die Oberfläche des Kegels eine Ablenkung der

(2. Auflage, ausgegeben am 21. Dezember xgo6.)

senkrecht abfallenden Wasserstrahlen in die wagerechte Abflußrichtung vorteilhaft unterstützt. Der Durchmesser der Zylinder abc ist nach bestimmten Beaufschlagungsgraden, beispielsweise ¹Z₄, ¹Z₂, ²Z₃ berechnet, d. h. zwischen dem Saugmantel m und dem benachbarten Zylinder α soll freier Raum für den Durchfluß von ¹J_i vom Saugmantel m bis zum Zylinder b freier. Raum für den Durchfluß von ¹Z₂ und bis zum Zylinder c freier Raum für den Durchfluß von ²Z₃ der größten für die Turbine berechneten Wassermenge verbleiben.

Hat die Turbine weniger als das normale Wasserquantum zu verarbeiten, so wird mittels der Windevorrichtung der Kegel k entsprechend in den Saugmantel eingeschoben, wobei sich der freie Durchflußquerschnitt des Rohres nach und nach verengt, und zwar beim Aufsitzen der Kegelspitze am- innersten Rohrstutzen c zunächst um den Querschnitt des zentralen Rohres. Damit ist der freie Durchflußquerschnitt des Saugmantels auf die ganze Länge des Rohres auf zwei Drittel des vollen herabgemindert.

Bei weiter abnehmendem Wasserzufluß wird der Kegel noch mehr in die Höhe gehoben, und es erreicht bei Berührung des Kegels mit dem nächsten Zylinder b die freie Ausflußweite das Verhältnis ¹Z₂. Schließlich ergibt sich bei Anlage des Kegels an den Zylinder α der freibleibende zu ¹Z₄ des ganzen Ausflußquerschnittes.

Beim Niederlassen des Kegels kehren die Einsätze in umgekehrter Reihenfolge in. ihre früheren Stellungen zurück, bis sie mit ihren Ansätzen auf den Führungsstegen des benachbarten Einsatzes aufliegen. Die Anzahl der Zylinder richtet sich nach den Ansprüchen, die an den Grad der Regelung gestellt werden. Dadurch ist eine gleichförmige Wassergeschwindigkeit im Saugrohr bei partieller Beaufschlagung in beliebig engen Grenzen. gesichert, und die Turbine arbeitet auch nur bei teilweiser Beaufschlagung mit dem unter diesen Verhältnissen erreichbar größten Nutzeffekt.

Im übrigen verbindet die Einrichtung, welche in der Zeichnung für eine Francisturbine angegeben ist, Einfachheit mit Betriebssicherheit. Dieselbe läßt sich in allen Turbinensystemen mit Saugrohr anbringen, wodurch eine Vervollkommnung aller mit Veränderung der Zellenquerschnitte bei partieller Beaufschlagung arbeitenden Rohrturbinen herbeigeführt wird.

Bei kleinen Sauggefällen können die teleskopartigen Einsätze aus einem Stück bestehen; für hohe Sauggefälle empfiehlt es sich dagegen, dieselben nach Fig. 3 aus zwei Teilen, und zwar einem feststehenden und einem verschiebbaren unter Ansatz auszuführen.

Die Windevorrichtung kann mit der Handregelungsvorrichtung der Turbine oder mit dem selbsttätigen Regler unmittelbar verbunden werden. Durch die beschriebene Regelungsvorrichtung wird das Einziehen der Trichter am Oberwasserspiegel der Turbine bei teilweiser Beaufschlagung, sowie infolge der nahezu gleichbleibenden Abflußgeschwindigkeit im Saugmantel ein Ablösen der Saugwassersäule an der Austrittsfläche des Laufrades verhütet.

Claims

Patent-An Sprüche:

1. Vorrichtung zum Regeln der Saugrohrwirkung von Turbinen mit veränderlicher Beaufschlagung, bei welcher je nach dem Beaufschlagungsgrade im Saugrohr einzelne Räume gesperrt werden, so daß das Verhältnis zwischen dem Querschnitt der . für den freien Durchfluß innerhalb des Saugrohres wirksam bleibenden Teilräume und den freien Durehflußöffnungen des Laufrades zwecks Erhaltung einer gleichbleibenden Durchflußgeschwindigkeit des Wassers im Saugrohr gleich bleibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtquerschnitt des Saugrohres durch über Unterwasserspiegel ragende Ringwände in konzentrische Ringräume zerlegt wird.

2. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrung der konzentrischen Räume des Saugrohres mittels eines Kegels (k) herbeigeführt wird, welcher die entweder in ihrer vollen Höhe oder nur mit ihren unteren Enden teleskopartig ineinander verschiebbaren Ringwände (a b c) bei fortgesetztem Hub der Reihe nach in zunehmender Zahl abdichtet und hierdurch den wirksamen Saugrohrquerschnitt stufenweise verengt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.