DE303448C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 303448.-■ KLASSE SSa. GRUPPE

ROBERT HONOLD in WALTENDORF b. GRAZ. Laufrad für Francisturbinen.

Zusatz zum Patent 262227.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 6. August 1915 ab. Längste Dauer: 3.Oktober 1926.

Um möglichst große Wassermengen mit einem Laufrade von gegebenem Durchmesser Z)/ verarbeiten zu können, rückt man bekanntlich die äußere Radbegrenzung τ_α ~ 2_a nach Bedarf von der Turbinenachse weg nach außen. Bei diesem Beginnen zeigen sich bald gewisse Schwierigkeiten, weil mit der Radbegrenzung i_a -7- 2(, auch die Leitschaufel I nach außen gerückt werden ^x muß. Man nimmt dieses Hinausrücken der Leitschaufel in dem Maße in Kauf, als die Vergrößerung des in Fig. 2 des Hauptpatents mit s bezeichneten Schaufelspaltes nicht zu weit geht.

Der Grund, weshalb man s über ein gewisses Maß hinaus nicht gerne zunehmen läßt, ist folgender: Das im Schaufelspalt der Turbine sich selbst überlassene Wasser nimmt bekanntlich eine Bewegung nach der logarithmischen Spirale an, d. h. es besteht die Be- ziehung:

r₀ ■ W₀ =

= konstant.

Hierin sind w₀ und wi die Geschwindigkeiten des Wassers in Punkten, deren Abstände von der Turbinenachse r₀ und rj betragen. Wenn also nach der Figur das r₀ beispielsweise Dj: 2 + α beträgt, also sehr groß ist, wird auch die Konstante und damit wi einen entsprechend großen Wert annehmen. Die zur Verfügung stehende Gesamtenergie des Wassers wird sich daher im Punkte ij aus einem verhältnismäßig großen Betrage kinetischer und einem nur. geringen potentieller Energie zusammensetzen. Letztere, bekanntlich Spaltdruck genannt, hat die Fliehkraft im Laufrade zu überwinden und das Wasser im Laufradkanal zu beschleunigen. Da die Fliehkraft eine in jedem Falle zu überwindende, konstante Größe bedeutet, so ist' klar, daß der zur Beschleunigung des Wassers noch übrig bleibende Teil des Spaltdruckes immer kleiner wird, je größer der Schaufelspalt s ist.

Es wird also bei mit α größer werdendem s immer schwieriger, gegen Punkt ii zu eine gute, gesicherte Wasserströmung zu erzielen; die relative Austrittsgeschwindigkeit fällt unerwünscht klein aus und hat größeren Austrittsverlust zur Folge. Sie wird insbesondere mit kleiner werdender Beaufschlagung raäch abnehmen und früh Veranlassung geben, daß an den inneren Teilen des Laufrades überhaupt kein Wasser mehr verarbeitet wird; die bekannte Erscheinung des »Rückströmens« (pumpende Wirkung) mit ihren schädlichen Folgen stellt sich ein.

Dieser Nachteil kann vermieden werden, indem man die Leitschaufel I nicht mehr parallel zur Turbinenachse, sondern gegen diese geneigt anordnet, wie die Figur zeigt. Das Maß α kann nun beliebig groß sein, ohne daß der Schaufelspalt s beim Punkte i_t vergrößert zu werden braucht. Der Leitschaufelbolzen B wird gewissermaßen beim Stützpunkt S_D oben an seiner alten Stelle festge-

halten und unten beim Stützpunkt S₁, mit der äußeren Radbegrenzung zusammen nach Bedarf von der Achse weggerückt.

Durch dieses Herausrücken der äußeren Radbegrenzung und gleichzeitiges Schrägstellen der Leitschaufel wird an der gegenseitigen Lage zwischen Austrittskante k des Leitrades und Eintrittskante i; -f- i_a des Laufrades, wie sie dem Sinne des Hauptpatentes entspricht

ίο und dort für achsial verlaufende Leitradaustrittskante festgelegt wurde, nichts geändert; der gegenseitige Verlauf beider Konstruktionselemente bleibt derselbe. Ein Vergleich des punktierten Hohlraumes der Figur mit dem der Fig. 2 im Hauptpatent zeigt dies ohne weiteres. Der Hohlraum ist jetzt nicht mehr durch eine Zylinderfläche, sondern durch eine Kegelfläche nach außen begrenzt, im übrigen aber nach denselben Gesichtspunkten entwickelt wie der im Hauptpatent.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Laufrad für Francisturbinen nach Patent 262227, dadurch gekennzeichnet, daß bei zur Turbinenachse geneigt angeordneter Leitschaufel dieselbe gegenseitige Lage der Laufradeintrittskante zur Leitradaustrittskante eingehalten wird wie im Hauptpatent.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.