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Wasserturbine. Die Erfindung besteht in einer Wasserturbine mit schraubenförmigem
Gehäuse, welche letzteres unmittelbar als Leitapparat ohne Einbau einer besonderen
Leitschaufelung dient, indem es nach Art einer einzigen großen und entsprechend
dem mittleren Umfange des Laufrades kreisförmig aufgewickelten Düse selbst das Wasser
mit dem erforderlichen. Eintrittswinkel dem Laufrade zuführt. Hierdurch ist die
gesamte Leitschaufelung als solche entbehrlich gemacht, und die darin sonst unvermeidlichen
großen Reibungs- und Wirbelungsverluste sind vermieden.
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Die achsiale Steigung des schraubenförmiäen Gehäuses ist dabei vorteilhaft
auf voller Länge gleichmäßig gleich dem zu erreichenden Wassereintrittswinkel ausgebildet,
so daß der gesamte Laufradumfang unmittelbar richtig beaufschlagt wird. Dabei kann
.dieser Steigungswinkel einem mittleren Laufraddurchmesser angepaßt sein und den
an verschiedenen Durchmessern verschieden großen Umfangsgeschwindigkeiten durch
die Eintrittswinkel der Laufschaufeln Rechnung getragen sein, oder es kann auch
an den verschiedenen Laufradhalbmessern die Schraubenlinie verschiedene große Steigungswinkel
haben:, so daß die relative Eintrittsrichtung, also der Laufschaufeleintrittswinkel,
konstant wird.
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Die Regelungsfähigkeit ider Wassermengen und damit der Turbinenleistung,
die angesichts des Fehlens eines verstellbaren Leitapparates nicht mehr in der üblichen
Weise möglich ist, wird besonders vorteilhaft erreicht, indem ein mit Drehschaufeln
versehener Leitapparat oder auch ein einfaches Abschlußglied am Oberwassereintritt
vorgesehen ist. Hierdurch ist der weitere Vorteil ge-,vonnen, -daß nicht durch Reibung
erhebliche Geschwindi:gkeitsverluste des Wassers eintreten, da ja am Oberwasser
einfach der Wassereintrittsquerschnitt in geeigneter Weise verringert oder vergrößert
wird. Durch diese Anordnung sind zugleich die sonst häufig bestehenden Schwierigkeiten
des Wasserrechens zur Abweisung von Sch-,vimmkörpern beseitigt oder weitgehend vermindert,
weil hiermit der engste Querschnitt -der Turbine unmittelbar am Einlauf liegt und
alle ferneren Querschnitte größer sind und daher eingedrungene Schwimmkörper ohne
Schwierigkeit durchlaufen lassen.
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Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel,
und zwar ist Abb. z eine teilweise aufgeschnittene @Gesamtansicht der Anlage, Abb.
2 eine Ansieht dies schraubenförmigen Gehäuses vom Laufrade her, Abb. 3 eine Schnittdarstellung
nach Linie II-II der Abb. 2 nebst abgewickelter Darstellung nach Linie IIll#-Ilb.
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Die Turbine besitzt am Oberwasserbecken einen Drehschaufelleitapparat
r als A l-sperrorgan. Von diesem führt das Druckrohr 2 zu einem schraubenförmigen
Rohre 3, das das Wasser dem Laufrade .4 der Turbine zuleitet, von dem es durch;
einen Krümmer 5 zum Saugrohr abströmt. Die Laufradwelle 6 ist
unter
Abdichtung mit Stopfbüchsen durch das Gehäuse 3 und den Saugrohrkrümmer _# hindurchgeführt
und außen gelagert.
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Das schraubenförmige Rohr 3 besitzt, wie insbesondere aus der abgewickelten
Darstellung in Abb. 3 ersichtlich, eine im wesentlichen über die volle einmalige
Umfangslänge des Laufrades herumlaufende Leitwandung 7 von einem durchweg gleichbleibenden
achsialen teigungswinkel eich dein zu erreichenden S 5' 1
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Eintrittswinkel
der Laufschaufelung. Diese Wandung 7 kann als Schraube mit radialen Erzeugenden
ausgebildet sein, so daß der Zuleitungsquerschnitt rechteckig wird, oder der Zuleitungsquerschnitt
kann auch die dargestellte rundliche Querschnittsform erhalten, ohne daß sich die
Strömungsverhältnisse «vesentlich ändern. Erforderlich: ist nur, daß der unterste
Teil 8 dieser Wandung der Schraubenfläche derart folgt, daß er die richtigen Eintrittswinkel
aufweist. Diese Eintrittskante 8 kann, wie dargestellt, rein radial un,l ;eradlinig
verlaufen, insbesondere wenn die Gehäusewandung eine einheitliche Steigung und demgemäß
an allen Halbmesserteilen des Laufradeintrittes die entsprechend verschiedenen Steigungswinkel
aufweist; diese Kante8 kann aber auch nach anderen Kurven verlaufen, wenn für günstigen
Wassereintritt an den verschiedenen Laufradhalbmessern verschieden große Steigungen
der Schraube an den entsprechenden Querschnitten vorzusehen sind.
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Durch die Breitenbemessung des in der Höhe durch den Steigungs-,vinkel
festgelegten Gehäuses ist es erreichbar, daß in allen Punkten gleich große Wassergeschwindigkeiten
herrschen. Bei Ausbildung gemäß der abgewickelten Darstellung der Abb.3 ergibt sich
dies angesichts der regelrechten Düsenform Ales ganzen Gehäuses ohne wesentliche
Schwierigkeiten.
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Im untersten Teile des Gehäuses sind Leitschaufeln 9 in demselben
Winkel eingebaut, wie ihn die Wandung 7 und ihr Kantenteil 8 aufweisen. Diese nur
in ganz geringer Zahl vorgesehenen Schaufeln dienen zur Versteifung des Gehäuses
und zur Beruhigung geringfügiger, sich etwa infolge von Ungenauigkeiten ergebender
Wasserwirbeltungen. Diese Leitschaufeln können auch absichtlich die für verschiedene
Füllungsgrade erforderlichen etwas abweichenden Winkel erhalten, damit die Turbinen
bei verschiedenen Füllungsgraden gleichmäßig günstig arbeiten. Für die Verteilung
der durchzulassenden Wassermengen auf die verschiedenen näher zur Welle oder näher
zum Umfange liegenden Laufradquerschnitte sind mehrere Möglichkeiten voll gegeben,
indem beispielsweise für Anlagen mit normaler Höchstwassermenge die äußeren Hälften
der Laufschaufeln mit den hierfür berechneten Beaufschlagungswinkeln und die der
Welle zunächstliegenden Schaufelhälften mit den für eine geringe Beaufschlagtuugsmenge
von beispielsweise 85 Prozent berechneten Winkeln ausgebildet und richtig beaufschlagt
werden können; anderseits ist auch die Anpassung an eine nicht die volle Höhe erreichende
Normalwassermenge in umgekehrter Weise ermöglicht.