DE2371C - Vorrichtung an radial beaufschlagten Turbinen zur gleichzeitigen und selbstthätigen Verstellung der Leit- und Laufrad-Kanäle - Google Patents

Description

1877.

Klasse 88.

RICHARD LÜDERS in GÖRLITZ.

Vorrichtung an radial beaufschlagten Turbinen zur gleichzeitigen und selbstthätigen Verstellung

der Leit- und Laufrad-Kanäle.

Patenth't im Deutschen Reiche vom 17. August 1877 ab. Längste Dauer: 8. Februar 1890.

Wenn einer Turbine nicht das volle Aufschlagwasser-Quantum zugeführt wird, für welches sie construirt ist, so wird anfangs dieselbe mehr Wasser consumiren als zufliefst, bis der Wasserspiegel' oberhalb so weit gesunken ist, dafs der Consum, dem verringerten Druck entsprechend, dem Zuflufs gleichkommt; dadurch entsteht ein Gefall-Verlust, der bei dem verringerten Wasserquantum um so empfindlicher wird. Gleichzeitig verringert sich mit der Geschwindigkeit auch der Wirkungsgrad der Turbine, indem die relative Geschwindigkeit des abfliefsenden Wassers eine ungünstigere wird.

Es ist also, um ein geringes, sehr veränderliches Aufschlagwasser-Qantum durch eine für ein Maximum construirte Turbine gut auszunutzen, eine Vorrichtung erforderlich, welche nicht allein den Wasserzuflufs und Verbrauch in stetem Gleichgewicht erhält, sondern dabei auch durch Constructions - Veränderung der Schaufelung keinen nachtheiligen Einflufs auf den Nutzeffect übt. Die seither angewendeten Mittel, um die Capacität des Rades der verringerten Wassermenge bezw. dem verminderten Kraftbedarf anzupassen, sind meist ungenügend. Man hat einen Theil der Leitradschaufeln abgeschützt und so statt der Vollturbine eine Partialturbine hergestellt, dabei entstehen aber Effectverluste durch Abreifsen der Wassersäule, namentlich bei Benutzung eines Sauggefälles, und durch Eintritt des Wassers mit Stofs in die leere Turbinenschaufel.

Ferner hat man das Laufrad allein oder auch das Leitrad etagenartig oder concentrisch getheilt oder aus mehreren übereinander oder concentrisch in einer Ebene liegenden Rädern zusammengesetzt, deren eines oder mehrere durch eine Ringschütze aufser Function gesetzt werden kann; diese Einrichtung läfst aber, abgesehen von sonstigen Unzuträglichkeiten, namentlich wenn das Rad im Stauwasser läuft, nur eine stufenweise veränderliche Benutzung des Aufschlagewassers zu; die Wasserkanäle werden zwar bei richtiger Behandlung voll laufen, aber das nicht von den offengelassenen Schaufeln aufgenommene Wasser geht verloren. Endlich hat man die Leitradschaufeln beweglich gemacht, wie bei den Fink'schen Turbinen. Durch diese Einrichtung werden aber nur die Querschnitte der Kanäle des Leitrades ganz oder theilweise verändert, nicht aber die des Laufrades; aufserdem ändert sich dabei auch der Winkel, unter welchem das Wasser in das Laufrad eintritt. Dadurch entstehen Wirbel und ungünstige Zusammenziehungen.

Besonders ist aber der Umstand zu berücksichtigen, dafs alle diese und sonstige Regulirungs -Vorrichtungen mit der Hand bewegt werden müssen und fortwährende Aufmerksamkeit erheischen, wenn sie nur halbwegs genau dem Wasserzuflufs angepafst werden sollen.

Die hier mitgetheilte Vorrichtung soll nun auf äufserst einfache Weise selbstthätig die Höhe der sämmtlichen Leitrad- und Laufradkanäle dem jeweiligen Zuflufs anpassen und so für jedes Durchflufs-Quantum eine Vollturbine herstellen. Dabei kann sich das Gefälle nur um weniger als die lichte Höhe der Radkanäle verringern, was namentlich bei sehr geringen Gefällen von Wichtigkeit ist.

Beschreibung der Zeichnung.
Blatt I, Fig. i, stellt die Ansicht,
Blatt I, Fig. 2, eine Horizontalansicht,
Blatt II, Fig. 3, einen Verticalschnitt,
Blatt 11; Fig. 4, einen Horizontalschnitt dar. Das Leitrad r wie das Laufrad r^l werden um so viel gröfser gemacht, als für das Maximum des Aufschlagwassers nöthig, wie die Dicke der Blindschaltung α beträgt, bezw. dafs die Ringschütze b beim höchsten Stande noch Führung zwischen den Leitradschaufeln hat.

Die Ringschütze b besteht aus einem cylindrischen Blechkranz, oben von aufsen mit einem massiven Holzkranze umgeben. Dieser Holzkranz ist in soviel Segmente getheilt, wie das Leitrad Schaufeln hat; diese Segmente sind nach den Leitradkanälen geformt und füllen beim tiefsten Stand dieselben aus.

Die Schaltung α besteht aus einem flachen Ringe von Gufs- oder Schmiedeisen, welcher bei voller Oeffhung der Radkanäle concentrisch

Hf/

in einer Ebene mit dem oberen Kranze des Laufrades innerhalb desselben liegt und von gleicher Dicke ist. An diesem Ringe sind unterhalb Füllungsbleche / mit Ledermanschetten angeschraubt, welche, nach den Laufradkanälen geformt, in diesen vertical verstellt werden können und ihnen so die erforderliche Höhe geben.

Der Blechkranz b schiebt sich zwischen die Kanten der Leitrad- und Turbinenschaufeln.

Ein kegelförmiger Blechmantel K, welcher das Laufrad gegen den Oberwasserdruck schützt, ist an den Stangen i i aufgehängt und ist an der Basis durch einen Winkeleisen - Ring verstärkt, was noch nebenbei den Zweck hat, den Blechkranz der Ringschütze zu führen und rund zu halten. An der Spitze ist der Blechmantel durch eine Ledermanschette gegen die Turbinenwelle abgedichtet, ebenso der die Basis des kegelförmigen Blechmantels K bildende Ring durch Ledermanschette gegen die Innenfläche der Ringschütze b. Die Turbine ist daher für höheren und niederen Druck verwendbar, kann auch wie jede andere Voll-Turbine in das Gefälle eingeschaltet werden. Ein in dem Mantel angebrachtes Mannloch (nicht mit gezeichnet) gestattet eine Untersuchung des Rades von innen. Der Schwimmer c besteht aus zwei pontonartigen, miteinander verbundenen Blechkasten, an welchen die Hülse d mittelst zweier Zapfen angehängt ist.

Die gufseiserne Hülse d enthält ein (Pockholz-) Kammlager, welches den Kammzapfen der Büchse g trägt. Die Büchse g, vertical verschiebbar auf der Turbinenwelle, ist mit dieser durch Nuth und Feder verbunden. An dem unteren Flantsch der Büchse g ist das Schaltwerk α mittelst der Stangen H¹ H¹ befestigt und hierdurch zugleich an der Hülse d\ beide werden durch den Schwimmer C gleichmäfsig gehoben und gesenkt, während die Schaltung mit dem Laufrade rotiren kann, die Hülse mit der Ringschütze b und dem Blechmantel K aber durch die Stangen i i und das Leitrad gehalten wird.

Die Hebel e¹ eⁱ dienen zur Bewegung der Schaltung und der Ringschütze durch einen Regulator, falls, wie in Spinnereien etc., ein genau gleicher Gang der Arbeitsmaschinen erforderlich ist.

Der Apparat functionirt sehr exact. Der AVasserspiegel kann höchstens um so viel sinken, als die Höhe der Radkanäle beträgt.

Diese Höhe kann noch reducirt werden, wenn man bei dauernd niedrigem Wasserstande den Schwimmer durch Belastung mit schweren Gegenständen (oder mittelst des durch einen Hahn einzulassenden Wassers) tiefer eintauchen läfst. Die Form der Leitrad- wie Turbirienschaufeln ist gleichgültig, sie ist nach den jeweiligen Verhältnissen einzurichten. Die Schützenvorrichtung ist für jede Schaufelconstruction geeignet, wenn die Flächen derselben nur einfach gekrümmte Cylinderflächen bilden, deren Erzeugende mit der Turbinenaxe parallel sind.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Eine entlastete Zwischenschaltung mit Lederdichtung und eine gleichfalls entlastete Ringschütze, welche sich beide innerhalb der Laufrad- und Leitkanäle gleichzeitig auf- und abwärts bewegen lassen und so die Höhe derselben gleichmäfsig verändern.

2. Ein Schwimmer, an welchem die Ringschütze wie die Laufradschaltung mittelst einer Kammhülse (eines Kammlagers) und eines in diesem laufenden hohlen Kammzapfens aufgehängt sind; dieser letztere befindet sich an dem oberen Ende einer auf der Turbinenwelle verschieblichen, mit derselben durch eine Feder in der verlängerten Keilnuth verbundenen gufseisernen Büchse.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.