DE3243472A1 - Cross flow hydraulic turbine - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Querstromwas- The present invention relates to a cross flow washer
serturbine mit einem auf einer horizontalen Welle drehbar gelagerten Turbinenlauf rad mit axial angeordneten Schaufeln und mit einer Wasserzufuhrdüse, welche von zwei Leitplatten abgegrenzt ist, die sich zwischen zwei senkrecht zur Laufradwelle angeordneten, endseitigen Wänden erstrecken, wobei an die Turbine geleitenes Wasser in einem hauptsächlich tangentialen Strahl mit einem rechteckigen Querschnitt von der Düse aus gegen die Schaufeln in das Laufrad herein gerichtet wird, wobei das Wasser vor dem Verlassen des Laufrads das Laufrad passiert und die gegenüberstehenden Schaufeln trifft.serturbine with a rotatably mounted on a horizontal shaft Turbine wheel with axially arranged blades and a water supply nozzle, which is delimited by two guide plates that are perpendicular to the Impeller shaft arranged, end walls extend, being guided to the turbine Water in a mainly tangential jet with a rectangular cross-section is directed into the impeller from the nozzle against the blades, wherein the water before leaving the impeller passes the impeller and the opposite Shovels meets.
Querstromwasserturbinen, die auch Durchströmungsturbinen genannt werden, haben den Vorrang vor anderen Typen von Turbinen, dass auch bei kleinen Wassermengen der Nutzwirkungsgrad verhältnismässig gross ist. Der Querstromwasserturbine ist besonders für kleine Wasserkraftanlagengeeignet, da eine Querstromwasserturbine sich auch leicht an veränderlichen Wasser-Fallhöhen anpassen lässt. In Verbindung mit Anlagen, die ohne örtlich anwesende Mannschaft und nur durch gelegentliche Wartungsbesuche betrieben werden, liegt bei Anwendung von Querstromwasserturbinen der weitere Vorteil vor, dass derart Unreinigkeiten, die vom Wasserzufuhr mitgeschleppt, wie z.B. Pflanzenbestandteile und Gras, und sich zwischen den Schaufeln zum Festhaken gebracht werden können, wieder durch Spülung entfernt werden, und zwar nach dem die Schaufeln nach Verlauf von etwa einer halben Umdrehung für das Passieren des hinausströmenden Wassers ausgesetzt werden. Cross-flow water turbines, also called through-flow turbines will have priority over other types of turbines, even that of small ones Water volumes the efficiency of use is relatively large. The cross-flow water turbine is particularly suitable for small hydropower plants as it is a cross-flow water turbine can also be easily adapted to changing water fall heights. In connection with systems that do not have a local crew and only occasional maintenance visits are operated, there is the further advantage of using cross-flow water turbines before that such impurities, which are carried along by the water supply, such as plant components and grass, and can be hooked between the shovels, can be removed again by flushing, after which the blades after course of about half a turn for the passage of the outflowing water will.
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass diejenige Leitplatte, die sich am weitesten in der Strömungsrichtung des Strahls erstreckt, unter Einwirkung der Federkraft.einer Feder und durch einer Scharnierbefestigung in der Weise schwenkbar gelagert ist, dass die Federkraft der Feder die Leitplatte an die Einnahme einer Arbeitstellung dicht am Laufrad durch Drehung um die Scharnierbefestigung hereinschwenkt, und wobei Ausdrehung der Leitplat- te von der Arbeitsstellung heraus durch mit dem Wasser herangeleitenes Material ermöglicht ist. According to the present invention it is proposed that the Baffle which extends farthest in the direction of flow of the jet, under the action of spring force, a spring and a hinge fastening is pivotably mounted in such a way that the spring force of the spring hits the guide plate to take up a working position close to the impeller by turning around the hinge attachment swings in, and turning the guardrail te from the working position is made possible by material brought in with the water.
Durch diese Ausformung wird erreicht, dass auch feste Gegenstände, wie z.B. Flaschen und restliche Zweigteile, die Turbine ohne Verstopfung der Turbine durchpassieren können. This shape ensures that even solid objects, such as bottles and other branches, the turbine without clogging the turbine can pass through.
Solche festen Gegenstände würden-an eine Auspressung der Leitplatte von dem Laufrad hinweg führen, wobei diese Gegenstände zwischen dem Laufrad und der Leitplatte hindurchpassieren können. Nach einer solchen Passage von Gegenständen wird die Leitplatte unter Beeinflussung der Feder zurück an eine Wiedereinnahme der Arbeitsstellung gedrückt. Auch eine plötzlich anfallende, grössere Menge von zugeführtem Wasser führt in dieser Weise an eine Ableitung der Wassermenge am Laufrad vorbei ohne eine Durchströmung des Laufrads.Such solid objects would-be pressed against the guide plate lead away from the impeller, with these objects between the impeller and can pass through the guide plate. After such a passage of objects the guide plate is influenced by the spring back to recapture the working position pressed. Also a suddenly occurring, larger amount of In this way, the water supplied leads to a discharge of the amount of water on the impeller over without a flow through the impeller.
Querstromwasserturbinen sind im allgemeinen mit zwei Wasserzufuhrdüsen versehen, die einen verschiedenen Durchströmungsquerschnitt, z.B. beziehungsweise 1/3 und 2/3 des Gesamtquerschnitts, besitzen. Die eine und/oder die andere Düse wird in Abhängigkeit des Wasserzufuhrs geöffnet. In dem Fall, dass die beiden Düsen durch eine gemeinsame Leitplatte getrennt sind, ist es gemäss der vorliegenden Erfindung vorteilhaft, dass auch die gemeinsame Leitplatte in der Weise scharnierbefestigt ist, dass sie sich durch eine Wegpressungskraft von der Einnahme einer Arbeitsstellung in der Nähe des Turbinenlaufrads entfernen lässt. Hierdurch wird erreicht, dass unabhängig davon, welche Düse von einem festen Gegenstand passiert wird. ist dieser Gegenstand imstan- -de, ohne das Rad zu durchqueren, am Laufrad vorbeipassieren zu können. Cross-flow water turbines are generally with two water supply nozzles provided that have a different flow cross-section, e.g. respectively 1/3 and 2/3 of the total cross-section. One and / or the other nozzle is opened depending on the water supply. In the event that the two nozzles are separated by a common guide plate, it is according to the present invention advantageous that the common guide plate is also hinge-fastened in this way is that they are pushed away by a force from taking up a job near the turbine impeller. This ensures that regardless of which nozzle a solid object passes through. is this The object is able to pass the wheel without crossing the wheel to be able to.
Falls gemäss der vorliegenden Erfindung die kürzeste Leitplatte beweglich angeordnet und sich in verschiedenen Abständen in Bezug auf die durch Scharnier befestigte Leitplatte zur Einregulierung der Durchströmungsquerschnitt der Wasserzufuhrdüse festlegbar ist, wird in einfacher Weise erreicht, dass die Turbine an Veränderungen der anfallenden Wassermenge angepasst werden kann. Diese Anpassung, die automatisch durchgeführt werden kann, resultiert nicht, wie eine Regelung mittels einer Klappe in dem Wasserzufuhrweg, an leistungsmindernde Wirbelbildung, und die Ausformung gemäss der vorliegenden Erfindung lässt sich leichter ausnutzen als eine Regelung, die durch Bewerkstellung von drehbaren Schaufeln der Turbine zur Ausführung gebracht ist. If, according to the present invention, the shortest guide plate is movable arranged and spaced at different distances with respect to the by hinge Fixed guide plate for regulating the flow cross-section of the water supply nozzle can be determined, it is achieved in a simple manner that the turbine changes the accruing The amount of water can be adjusted. This adaptation, which can be carried out automatically does not result in the same way as a control by means of a flap in the water supply path, to performance-reducing vortex formation, and the Formation according to the present invention can be used more easily than one Regulation carried out by making rotating blades of the turbine run is brought.
Eine Ausformung gemäss der vorliegenden Erfindung wird wie folgt näher in Einzelheiten beschrieben, wobei Bezug auf die Zeichnung genommen wird, welche einen senkrechten Schnitt durch eine Querstromwasserturbine gemäss der vorliegenden Erfindung anschaulich macht. An embodiment according to the present invention is as follows described in more detail, reference being made to the drawing, which is a vertical section through a cross-flow water turbine according to the present invention Invention makes clear.
Ein Turbinenlaufrad 2 mit axial angeordneten Schaufeln 3 ist in einem Turbinengehäuse 1 gelagert. Das Laufrad 2 ist mittels einer horizontalen Welle drehbar gelagert. Wie mit Pfeilen 6 angedeutet wird an die Turbine geleitenes Wasser in einem hauptsächlich tangentialen Strahl mit einem rechteckigen Querschnitt von einer Düse oder, wie gezeigt, von zwei Düsen 4, 5 aus gegen die Schaufeln in das Laufrad berein gerichtet. Wie durch Pfeile 7 angedeutet wird das Wasser vor dem Verlassen des Laufrads das Laufrad passieren und diametral oder nahe diametral gegenüberstehende Schaufeln treffen. A turbine runner 2 with axially arranged blades 3 is in one Turbine housing 1 stored. The impeller 2 is rotatable by means of a horizontal shaft stored. As indicated by arrows 6, water directed to the turbine is shown in a mainly tangential ray with a rectangular cross-section of one Nozzle or, as shown, from two nozzles 4, 5 against the blades in the impeller adjusted. As indicated by arrows 7, the water is before leaving of the impeller pass the impeller and are diametrically or close to diametrically opposite Hit shovels.
Die beiden Wasserzufuhrdüsen 4, 5 sind durch endseitige Wände, welche senkrecht zur Laufradwelle angeordnet sind, und durch Leitplatten 8, 9, 10 abgegrenzt, wobei die eine Leitplatte 9 für die beiden Düsen gemeinsam ist. The two water supply nozzles 4, 5 are through end walls, which are arranged perpendicular to the impeller shaft and delimited by guide plates 8, 9, 10, the one guide plate 9 being common to the two nozzles.
Diejenige Leitplatte 10, die sich am weitesten in der Richtung des Wasserstrahls erstreckt, ist durch Scharnier befestigt und steht unter Einwirkung von der Federkraft einer Feder 11 in Richtung zur Einnahme der illustriertenArbeitsstellung der Leitplatte. Die Federkraft ist so angepasst, dass feste Gegenstände, wie z.B. restliche Zweigteile oder Flaschen, die die Wasserzufuhrdüse 5 passieren, imstande sind, die Leitplatte 10 von der Einnahme der illustrierten Arbeitsstellung wegzupressen, sodass diese Gegenstände durch die Turbine an dem Laufrad vorbeipassieren können.That guide plate 10 that is furthest in the direction of the Water jet extends, is attached by hinge and is under action by the spring force of a spring 11 in the direction of taking up the illustrated working position the guide plate. The spring force is adjusted so that solid objects, e.g. remaining branches or bottles that pass the water supply nozzle 5, able are to press the guide plate 10 away from assuming the illustrated working position, so that these objects through pass the turbine past the impeller can.
Auch die gemeinsame Leitplatte 9 ist scharnierbefestigt oder in anderer Weise schwenkbar gelagert, sodass ein Gegenstand, der die Düse 4 passiert, zuerst die Leitplatte 9 und danach die längere Leitplatte 10 wegpressen wird, wobei der Gegenstand frei die Turbine passieren kann, ohne dass das Laufrad 2 hierdurch zerstört und/oder verstopft wird. The common guide plate 9 is also hinge-mounted or otherwise Way pivoted so that an object that passes the nozzle 4, first the guide plate 9 and then the longer guide plate 10 is pressed away, the Object can freely pass the turbine without the impeller 2 being destroyed as a result and / or becomes clogged.
Bei der illustrierten Ausformung ist die Leitplatte 8 fest angeordnet. Mit Rücksicht darauf, die Turbine an Veränderungen der zugeleitenen und gestattenen Wassermenge Anpassungsfähig zu machen, ist es jedoch vorteilhaft, die kürzeste Leitplatte z.B. durch Scharnier oder schiebbar in der Turbine in einer solchen Weise anzuordnen, dass die Leitplatte beweglich angeordnet und in verschiedenen Abständen in Bezug auf die durch Scharnier befestigte Leitplatte festlegbar ist, wodurch der Durchströmungsquerschnitt der Wasserzufuhrdüse veränderbar wird. In the illustrated embodiment, the guide plate 8 is fixedly arranged. With regard to the turbine to changes in the supplied and permitted To make the amount of water adaptable, however, it is advantageous to use the shortest guide plate e.g. to be arranged by hinge or sliding in the turbine in such a way, that the guide plate is movably arranged and at different distances in relation can be fixed on the guide plate fastened by the hinge, whereby the flow cross-section the water supply nozzle is changeable.
Claims (3)
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1982
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Cited By (2)
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