DE251323C

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Publication number: DE251323C
Application number: DENDAT251323D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

£ 251323 ■-KLASSE 88 ^. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 2. Juli 1911 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf als Doppelkranzturbinen konstruierte Radialturbinen mit äußerer Beaufschlagung (Etagen-Francis-Turbinen). Dieser Art von Turbinen haftet bei den seitherigen Ausführungen der Nachteil an, daß, wenn beide Schaufelkränze ein gemeinsames Saugrohr besitzen und ein Kranz durch Schließen des Leitapparates abgeschützt wird, das Saugrohr für den zweiten Kranz

ίο viel zu groß ist und zudem der nicht beaufschlagte Schaufelkranz im Wasser umläuft, was den Wirkungsgrad der Turbine stark herunterdrückt.

Dadurch, daß für Mehrfachturbinen entsprechend der Zahl der Schaufelkränze mehrere konzentrische Saugrohre anzuwenden bereits vorgeschlagen worden ist, wird wohl verhindert, daß die Saugrohrquerschnitte für nur einen arbeitenden Schaufelkranz zu groß sind, dagegen bleibt bei dem Abschluß der einzelnen Saugrohre von unten, wie. dies bei den bekannten in Vorschlag gebrachten Turbinen vorgesehen ist, der zweite hauptsächlichste Ubelstand bestehen, daß die nicht beaufschlagten Schaufelkränze im Wasser umlaufen. Um diesem Ubelstand abzuhelfen

_t und zu vermeiden, daß bei der Doppelkranzturbine der nicht arbeitende Schaufelkranz im Wasser watet und bremsend wirkt, oder aber, daß bei vollständiger Lüftung des einen Saugrohres Luft unter atmosphärischen Druck durch den Spalt zwischen Saugrohrwand und Laufradkranz in das Saugrohr des arbeitenden Schaufelkranzes tritt und den dort herrschenden Unterdruck verringert, sieht die Erfindung Einrichtungen vor, durch die Luft in das eine der beiden Saugrohre in solchem Maße eingelassen und die Luftzufuhr so geregelt werden kann, daß der in diesem Saug- · rohr entstehende Unterdruck einer Wassersäule entspricht, die etwa bis zum Spalt zwischen dem arbeitenden Turbmenschaufelkranze und seinem Saugrohre reicht.

Die Regelung der Luftzufuhr erfolgt hierbei in einfachster Weise durch ein Lufteinlaßventil, das von einem auf dem einzustellenden Wasserspiegel angeordneten Schwimmer gesteuert wird. Bei den hier in Betracht kommenden Turbinen würde dieser Schwimmer meist an einer schlecht zugänglichen Stelle angeordnet werden müssen, und es ist daher als weiterer Erfindungsgedanke dessen Unterbringung in dem über der Turbine liegenden Maschinenraum oder an einem sonst günstig gelegenen und gut zugänglichen Platz vorgesehen, wobei der zu regelnde - Wasserspiegel nach oben übertragen wird.

Auf der Zeichnung sind in Fig. 1 und 2 zwei Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Das Laufrad α einer Doppelkranzturbine besitzt einen inneren Schaufelkranz A₂ und einen äußeren Kranz k_v An den äußeren Schaufelkranz schließt sich ein normales Saugrohr S₁ an, während der innere Schaufelkranz in ein besonderes, zum ersteren konzentrisches Saugrohr s₂ mündet. Saugrohr s₂ und Laufradrand b gehen bei dem Spalt t ineinander über und sind durch

letzteren getrennt. Das zu dem abschaltbaren Schaufelkranz gehörige Saugrohr S₁ steht bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. ι mit einem in der Höhe des gewünschten Wasserspiegeis angeordneten Gefäß g in Verbindung. In diesem luftdicht abgeschlossenen Gefäß ist ein Schwimmer m, der das Lufteinlaßventil ν trägt, untergebracht. Der Schwimmer m hält das Ventil ν gerade geschlossen, wenn der

ίο Wasserspiegel auf der gewünschten Höhe steht. Steigt der Wasserspiegel, so öffnet der Schwimmer das Luftventil ν und läßt so lange Luft ein, bis der Wasserspiegel wieder auf die richtige Höhe gesunken ist.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 steht das Saugrohr S₁ oberhalb des gewünschten Wasserspiegels durch ein Rohr r mit dem hoch gesetzten, luftdicht abgeschlossenen Gefäß g in Verbindung. In diesem ist der Schwimmer m, der das Lufteinlaßventil ν trägt, untergebracht. Ein unten an dem Gefäß g angebrachtes senkrechtes Rohr u taucht mit seiner unteren Öffnung in ein mit Wasser gefülltes zweites Gefäß f. Infolge der luftdichten Verbindung von g mit dem unter Unterdruck stehenden Saugrohr S₁ wird nun Wasser in das Gefäß g hochgesaugt, und zwar um dieselbe Höhe A₂-A₁, um welche der anzustrebende Wasserspiegel im Saugraum S₁ über dem Unterwasserspiegel steht. Das Gefäß f wird so weit mit Wasser angefüllt, daß bei der gewünschten Höhenlage des Wasserspiegels im Saugraum S₁ der Flüssigkeitsspiegel in g den Schwimmer m in einer Stellung trägt, in der das Ventil υ gerade geschlossen gehalten wird. Wird nun im Saugraum S₁ die Luftverdünnung eine größere und steigt der Wasserspiegel, so wird auch im Gefäß g der Unterdruck ein größerer, der Wasserspiegel im Gefäß g steigt ebenfalls, und der Schwimmer öffnet das Ventil v. Hierdurch tritt Luft ein, der Unterdruck wird verringert und der Wasserspiegel sowohl in S₁ als auch in g sinkt, so daß sich das Luftventil sofort wieder schließt.

Statt mit Wasser können die Gefäße g und f auch mit einer anderen Flüssigkeit, z. B. öl oder Quecksilber, gefüllt werden.

In diesem Falle wäre dann die Saughöhe A₂ im Verhältnis der spezifischen Gewichte von Wasser und der betreffenden Flüssigkeit größer oder kleiner als A₁.

Die Saughöhe A₁ ändert sich mit dem Steigen oder Fallen des Unterwasserspiegels, und es muß dann bei der Luftzuführung mit oben liegendem Schwimmer auch die Höhenlage des Flüssigkeitsspiegels im Gefäß f geändert werden, um den Wasserspiegel im Saugraum S₁ auf gleicher Höhe zu halten. Es kann dies von Hand durch Nachgießen und Ablassen von Flüssigkeit oder durch Heben und Senken des Gefäßes f geschehen. In einfacher Weise ist diese Verstellung des Gefäßes f selbsttätig im dargestellten Ausführungsbeispiele ausgeführt, indem dasselbe mit einem Schwimmer p im Unterwasser verbunden ist und durch diesen gleichsinnig mit dem Unterwasserspiegel gehoben oder gesenkt wird. Bei Verwendung einer anderen Flüssigkeit als Wasser in den Gefäßen g und f ist hierbei eine entsprechende Übersetzung einzuschalten. Durch das Absperrventil w wird die Luftzuführungsvorrichtung vom Saugrohr abgesperrt, wenn beide Schaufelkränze beaufschlagt sind.

Statt dem äußeren Saugrohre S₁ kann natürlich auch dem inneren Saugrohre S₂ Luft zugeführt werden, wobei dann der äußere Schaufelkranz A₁ im Betrieb und der innere Schaufelkranz k₂ nicht beaufschlagt ist.

Die Einstellung der Wassersäulenhöhe A₁ bzw. A₂ ist natürlich eine willkürliche und richtet sich nach den jeweiligen Verhältnissen. Praktisch wird der Wasserspiegel im Saug- ■ rohr S₁ den Spalt t gerade bedecken bzw. an ihn heranreichen.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Doppelkranz-Radialturbine, bei der jeder Schaufelkranz ein besonderes feststehendes Saugrohr besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, durch die bei Ausschaltung des einen oder anderen der beiden Schaufelkränze so viel Luft in das Saugrohr des nicht arbeitenden Schaufelkranzes eingelassen und die Luftzufuhr so geregelt werden kann, daß der in diesem Saugrohr entstehende Unterdruck einer Wassersäule entspricht, die etwa bis zum Spalt zwischen dem arbeitenden Turbinenschaufelkranze und seinem Saugrohre reicht, zum Zwecke, den Unterdruck im arbeitenden Saugrohre nicht nennenswert zu beeinträchtigen, und um zu verhindern, daß der nicht arbeitende Schaufelkranz im Wasser umläuft.

2. Doppelkranzturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Wassersäule im nicht arbeitenden Saugrohrteile ein Schwimmer zusammen arbeitet, der mit einem Lufteinlaßventü zwangläufig so verbunden ist, daß dasselbe bei normaler Wassersäulenhöhe gerade geschlossen ist, bei erhöhter dagegen sich öffnet.

3. Doppelkranzturbine nach Ansprach 1 115. und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer (m) mit Luftventil (ν) beliebig hoch in einem luftdicht abgeschlossenen Gefäß (g) angeordnet ist, das oben durch eine Rohrleitung (r) mit dem Saugraum (S₁) und unten durch ein Rohr (u) mit einem Flüssigkeitsbehälter (f) derart in

Verbindung steht, daß durch den im Saugrohre herrschenden Unterdruck Flüssigkeit aus dem Behälter (f) in das Gefäß (g) gesaugt und auf diese Weise eine der Wässersäulenhöhe (H₁) entsprechende zweite Wassersäulenhöhe (h₂) zwischen dem Gefäß (g) und dem Behälter (f) geschaffen wird.

4. Doppelkranzturbine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (f) zwangläufig mit einem Schwimmer (ft) auf dem Unterwasserspiegel verbunden ist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.