DE3911125A1 - Turbine - Google Patents
TurbineInfo
- Publication number
- DE3911125A1 DE3911125A1 DE19893911125 DE3911125A DE3911125A1 DE 3911125 A1 DE3911125 A1 DE 3911125A1 DE 19893911125 DE19893911125 DE 19893911125 DE 3911125 A DE3911125 A DE 3911125A DE 3911125 A1 DE3911125 A1 DE 3911125A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- impeller
- turbine according
- blades
- turbine
- housing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B17/00—Other machines or engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2220/00—Application
- F05B2220/20—Application within closed fluid conduits, e.g. pipes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2220/00—Application
- F05B2220/60—Application making use of surplus or waste energy
- F05B2220/602—Application making use of surplus or waste energy with energy recovery turbines
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/50—Hydropower in dwellings
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Hydraulic Turbines (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Description
Die Erfindung geht aus von einer Turbine nach der
Gattung des Hauptanspruchs. Solche Turbinen dienen
dazu, Energie eines strömenden Mediums in eine andere
Energieform umzuwandeln.
Eine einfache und schon im Altertum bekannte Wasser
kraftmaschine ist das Wasserrad. Beim Betrieb eines
Wasserrads wird ein geodätischer Höhenunterschied
benützt. Bei einer ersten Bauform läuft das Wasser von
oben einseitig auf das Wasserrad und füllt Zellen. Durch
ihr Gewicht werden die gefüllten Zellen nach unten
gedrückt und üben ein Drehmoment auf die Welle des
Wasserrads aus. In der unteren Lage läuft das Wasser
wieder aus den Zellen heraus und fließt ab. Bei einer
zweiten Bauform wird das Wasserrad zu einem Teil in
fließendes Wasser getaucht. Das Wasser strömt die
eingetauchten Zellen an und drückt sie weg. Auf die
quer zur Strömungsrichtung liegende Achse des Wasserrads
wird dadurch ein Drehmoment ausgeübt.
Solche Wasserräder haben den Nachteil einer sehr geringen
Umdrehungsgeschwindigkeit. Weiter darf die Wasser
strömung nur eine geringe Zulaufgeschwindigkeit haben,
weil das Wasser sonst über die Zellen hinwegströmen könnte.
Schließlich müssen Wasserräder, um wirtschaftlich nutzbar
zu sein, erhebliche Abmessungen aufweisen. Außerdem sind
Wasserräder nur für den Einsatz bei offen fließenden
Gewässern geeignet, nicht dagegen zu einer Verwendung
in Rohrsystemen.
Eine andere bekannte Turbinenform ist die Pelton-Turbine.
Aus einer Düse trifft ein Wasserstrahl die Laufschaufel
becher in der Mitte und wird je zur Hälfte nach beiden
Seiten umgelenkt. Ein Nachteil dieser Bauform ist, daß
zum Betrieb dieser Turbine eine Düsenanordnung
erforderlich ist. Ein weiterer Nachteil ist der
ungünstige Weg der Strömung und die Notwendigkeit, das
Wasser seitlich aufzufangen. Für einen Einsatz in einem
Rohrsystem ist eine Pelton-Turbine daher ebenfalls nicht
geeignet.
Ein geschlossenes Gehäuse weist die Francis-Turbine auf.
Wesentliche Merkmale dieser Bauform sind zwei Schaufel
sätze, nämlich feststehende Leitschaufeln und
rotierbare Laufschaufeln. Entsprechend aufwendig und
voluminös sind daher Konstruktion und Aufbau. Die
Strömung wird mehrfach umgelenkt, im wesentlichen aber
um neunzig Grad. Am Austritt aus den Laufschaufeln
herrscht bei dieser Bauform Unterdruck und eine hohe
Strömungsgeschwindigkeit. Es muß deshalb ein Saugrohr
vorgesehen werden, in dem die Geschwindigkeit wieder in
Normaldruck zurückgewandelt werden kann. Alle diese
Gegebenheiten stehen der Möglichkeit eines Einsatzes
in einem Wasserrohr nachteilig entgegen.
Am ehesten geeignet für den geplanten Einsatzzweck
scheint zunächst die Kaplan-Rohrturbine zu sein. Bei
dieser Bauart wird die Strömung nicht wesentlich umgelenkt.
Wie bei der Francis-Turbine muß aber die Strömungs
geschwindigkeit im Laufradbereich stark erhöht werden,
um eine Energiewandlung zu erzielen; dies bedingt eine
starke Rohrverengung. Die in Drehmoment umgewandelte
Strömungsenergie kann praktisch nicht aus dem Rohr
herausgeführt werden, ein elektrischer Generator muß
also ebenfalls im Rohr untergebracht werden. Diese
Bauart ist zwar für Flußkraftwerke geeignet, ihre
Verwendung verbietet sich jedoch für einen Einsatz in
Wasserrohrleitungen.
Ganz allgemein arbeiten Turbinen der genannten Art
vorteilhaft nur bei den Druck- und Geschwindigkeits
verhältnissen, für die sie ausgelegt sind. Nur dann ist
eine gute Energieumsetzung zu erwarten. Bei starken
Abweichungen nach unten oder oben fallen die Wirkungsgrade
mehr oder weniger schnell ab.
Die erfindungsgemäße Turbine mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil,
daß sie von der zu verarbeitenden Strömung vollständig
umgeben sein kann. Als weiterer Vorteil ist anzusehen,
daß Leiteinrichtungen und Düsen nicht erforderlich sind.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen
der im Hauptanspruch angegebenen Turbine möglich.
Besonders vorteilhaft ist die tangentiale Führung der
Strömung entlang der Turbine. Dadurch ist eine
Strömungsumlenkung nicht erforderlich.
Eine besonders kleine Bauform und ein hoher, über einen
weiten Drehzahlbereich gleichbleibender, Wirkungsgrad
wird durch die vorteilhafte exzentrische Anordnung des
Laufrads im Gehäuse erzielt.
Der Wirkungsgrad der Turbine wird erhöht und die
Abhängigkeit von Drehzahlschwankungen weiter vermindert
durch die Verwendung von schwenkbaren Laufschaufeln,
die sich quer zur Hauptströmung stellen, sich aber im
übrigen Bereich an das Laufrad anlegen.
In vorteilhafter Weise wird die Verstellung der
Laufschaufeln lediglich durch die Strömung bewirkt.
Eine besonders günstige Ausnutzung der Turbine wird durch
eine spezielle Anordnung des Schwenkpunkts der
Laufschaufeln erreicht. Bei ihrem Ausschwenken tauchen
dann die Laufschaufeln teilweise in das Laufrad ein.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird das
Ausschwenken der Laufschaufeln durch einen Hilfskanal,
der auf der Zuströmseite angeordnet ist, beschleunigt.
Auch zusätzlich angebrachte Federn oder Magnete bewirken
gegebenenfalls ein schnelleres Ausschwenken.
In einer Weiterbildung der Erfindung sind Einspritzdüsen
in die Gehäusewand eingesetzt, um die Reibung des Laufrads
mit den Laufschaufeln weiter herabzusetzen.
Von Vorteil
ist, daß ohne weiteres mehrere Turbinenzellen auf einer
Welle angeordnet werden können. Dadurch kann die Leistung
einer Turbinenanordnung erhöht werden, ohne die Baugröße
der Einzelturbine zu verändern. Weiter ist es dadurch
möglich, eine Turbinenanordnung leicht wechselnden
Strömungs- oder Druckverhältnissen anzupassen. Dabei ist
je nachdem gewünschten Ergebnis eine Parallelschaltung
oder eine Serienschaltung oder auch eine Mischschaltung
anwendbar.
Die Leistung der Turbine kann auf einfache Weise durch
eine Überbrückungsleitung mit Regelventil gesteuert
werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus der Beschreibung der Ausführungsbeispiele im
Zusammenhang mit der Zeichnung, in der einzelne
Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt sind. Die
Merkmale können einzeln oder in beliebiger Kombination
verwirklicht und/oder erfindungswesentlich sein. Die
Erfindung soll nicht auf die Ausführungsbeispiele
beschränkt sein, sie soll sich vielmehr auf alle
Abänderungen und Ausgestaltungen, die durch die Ansprüche
und die offenbarten Merkmale abgedeckt sind, erstrecken.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Turbine im Längs
schnitt. In Fig. 2 ist ein Querschnitt durch die Turbine
in Verbindung mit einem Generator skizziert. Fig. 3
zeigt schematisch eine mögliche Serienschaltung hoher
Laufruhe von zwei Turbinenzellen. Fig. 4 erläutert die
erfindungsgemäße Form der Übertragung elektrischer
Leistung über eine Wasserleitung. In Fig. 5 ist ein
Nebenschluß skizziert. Fig. 6 zeigt schematisch ein
Beispiel einer ausgeführten Anlage mit erfindungsgemäßen
Turbinen.
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Turbine 11 im
Längsschnitt dargestellt. In einem Gehäuse 12 ist auf
einer Abtriebswelle 13 ein Laufrad 14 rotierbar
gelagert. Durch das Gehäuse 12 kann über eine Zuführungs
anordnung 15, beispielsweise ein Wasserrohr mit einem
Flansch 16, ein Medium, beispielsweise Wasser,
einströmen und durch eine Ablaufanordnung 17 mit einem
Flansch 18 wieder abfließen. Die Strömungsrichtung ist
mit den Pfeilen 19 bezeichnet. Das Laufrad 14 ist im
Gehäuse 12 in der Mitte zwischen dem Zulauf und dem
Ablauf seitlich exzentrisch so angeordnet, daß auf
einer Seite ein breiter Spalt 21 und auf der
gegenüberliegenden Seite ein enger Spalt 22 gebildet
wird. Zweckmäßigerweise hat der weite Spalt 21 etwa
den gleichen Querschnitt wie die Zuführungsanordnung 15
oder die Ablaufanordnung 17.
Entlang dem Umfang 23 des Laufrads 14 sind Laufschaufeln
24 angebracht. Die Laufschaufeln 24 sind vorzugsweise
gleichmäßig auf den Umfang 23 des Laufrads 14 verteilt.
Am Umfang 23 des Laufrads 14 sind die Laufschaufeln 24
mit Hilfe einer Schwenkvorrichtung 25 schwenkbar
befestigt. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die
Schwenkvorrichtung 25 aber nicht am laufradseitigen Ende 26
der Laufschaufeln 24 angeordnet, sondern in einem Abstand
von diesem Ende 26. Als günstiger Abstand hat sich ein
Viertel bis ein Drittel der Höhe der Laufschaufeln 24
herausgestellt. Im Laufrad 14 sind Ausnehmungen 27
vorgesehen, in die die laufradseitigen Enden 26 der
Laufschaufeln 24 einschwenken können. Die Ausnehmungen 27
haben - entsprechend dem Weg des Endes 26 der
Laufschaufeln 24 - einen Querschnitt etwa eines Viertel
kreissektors. Der Mittelpunkt des Sektors liegt in der
Achse der Schwenkvorrichtung 25, die Radiale ist auf die
Achse der Abtriebswelle 13 gerichtet. Der Kreisbogen des
Sektors ist - im Bereich des weiten Spalts 21 - der
Strömungsrichtung 19 abgewandt und der Ablaufanordnung
17 zugewandt.
In weiteren Ausgestaltungen der Erfindung haben sich
einige Zusatzmaßnahmen als nützlich erwiesen. So können
die Laufschaufeln 24 an ihren laufradfernen Enden 28 mit
einer Materialverstärkung 29 versehen sein. Des weiteren
kann im Bereich zwischen der Zuführungsanordnung 15 und
dem Beginn des weiten Spalts 21 im Gehäuse 12 ein
Hilfskanal 31 angeordnet sein. Der Hilfskanal 31 ist von
der Zuführungsanordnung 15 auf das Laufrad 14 im
wesentlichen in Richtung zur Abtriebswelle 13 gerichtet.
Darüber hinaus können am Gehäuse 12 im Bereich des engen
Spalts 22 Einspritzdüsen 32 angeordnet sein; diese
Einspritzdüsen 32 stehen über Bohrungen 33 mit dem
engen Spalt 22 in Verbindung. Schließlich können in Fig. 1
nicht eingezeichnete federelastische oder magnetische
Mittel vorgesehen sein, die ein Einschwenken der
laufradseitigen Enden 26 der Laufschaufeln 24 in die
Ausnehmungen 27 unterstützen oder erzwingen.
Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, liegt die Abtriebswelle 13
quer zur Strömungsrichtung 19, die Strömung 19 streicht
im weiten Spalt 22 tangential über das Laufrad 14 weg.
Das Laufrad 14 kann scheibenförmig oder auch walzenförmig
ausgebildet sein. Dementsprechend ist auch die Breite
und die Höhe der Laufschaufeln 24 bemessen.
Beim Betrieb der Turbine nach Fig. 1 strömt ein Medium,
vorzugsweise Wasser, von der Zuführungsanordnung 15 über
den weiten Spalt 21 zur Ablaufanordnung 17. Dabei stellen
sich dem strömenden Wasser die Laufschaufeln 24 in den
Weg. Das Wasser drückt auf die Laufschaufeln 24 und dreht
somit das Laufrad 14 mit der Abtriebswelle 13. Gelangen
die Laufschaufeln 24 in den Bereich des engen Spalts 22,
werden sie von der Wand des Gehäuses 12 gegen das Laufrad
14 gedrückt, sie legen sich an das Laufrad 14 an. Im
Verlauf der weiteren Drehung des Laufrads 14 erreichen
die Laufschaufeln 24 dann wieder den weiten Spalt 21.
Hier drückt die Strömung 19 auf die Laufschaufeln 24
und stellt sie wieder auf.
Die Strömung findet in dem weiten Spalt 21 weitaus
weniger Widerstand vor als in dem engen Spalt 22. Eine
zweckdienliche Ausbildung des Gehäuses 12, vor allem
durch eine strömungsleitende Wand 34, begünstigt diesen
Vorgang. Das Aufstellen der Schaufeln kann begünstigt
werden durch den Hilfskanal 31, durch den eine
Teilströmung unter die Schaufeln gedrückt wird, sobald
ihr laufradfernes Ende 28 wieder in den Hauptbereich
der Strömung gelangt. Statt dessen oder zusätzlich
können federelastische und/oder magnetische Mittel
vorgesehen sein, die das Aufstellen der Schaufeln 24
unterstützen. Die Schaufeln 24 werden während der
Drehung des Laufrads 14 gegen die Wand des Gehäuses 12
gedrückt und bilden somit eine Abdichtung. Vor allem
zum Vermindern eines Abriebs an dieser Stelle ist die
Materialverstärkung 29 vorgesehen. Zum Vermindern der
Reibung im engen Spalt 22 kann über die Einspritzdüsen
32 zusätzlich Wasser eingespritzt werden und damit
einen Gleitfilm bilden.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung
sind die Laufschaufeln 24 mit Hilfe der Schwenkvorrichtungen
25 nicht an ihrem laufradseitigen Ende 26 angelenkt. Die
Schwenkvorrichtung ist vielmehr in einem Abstand von
einem Viertel bis zu einem Drittel der Breite der
Laufschaufeln vom Ende 26 entfernt vorgesehen. Das Ende 26
schwenkt beim Aufstellen der Laufschaufeln 24 in die
Ausnehmung 27 ein. Wenn sich das laufradferne Ende 28
der Laufschaufeln 24 an das Laufrad 14 anlegt, schwenken
die laufradseitigen Enden 26 der Laufschaufeln 24 wieder
aus den Ausnehmungen 27 aus.
Fig. 2 zeigt eine eher scheibenförmig ausgebildete
Turbinenkammer 11 in einem Schnitt längs der Abtriebs
welle 13. Gleiche Bauteile sind mit gleichen
Bezugszeichen versehen. Die Abtriebswelle 13 ist in einem
Lager 35 rotierbar, das im Gehäuse 12 befestigt ist. Als
Anwendungsbeispiel ist gezeigt, wie die Abtriebswelle 13
über ein Getriebe 36 mit einem Generator 37 verbunden
ist. Auf der Abtriebswelle 13 können mehrere Turbinen
zellen 11 nebeneinander aufgereiht sein. Diese Turbinen
können entweder parallel oder in Serienschaltung
durchströmt werden. Dies kann zur Erhöhung der an der
Abtriebswelle 13 abgegebenen Leistung und/oder zur
Anpassung an die örtlich gegebenen Strömungs- und
Druckverhältnisse von Vorteil sein.
In Fig. 3 ist skizziert, wie eine Turbine besonders
hoher Laufruhe aufgebaut sein kann. Auf einer
Abtriebswelle 13 sind eine erste Turbinenzelle 111 und
eine zweite Turbinenzelle 211 angeordnet. Die Strömung
fließt von einer ersten Zuführungsanordnung 115 über
die erste Turbinenzelle 111 zur ersten Ablaufanordnung
117, von dort über die zweite Zuführungsanordnung 215
der zweiten Turbinenzelle 211 zur zweiten Ablaufanordnung
217. Der weite Spalt 121 der ersten Zelle 111 ist auf
der einen Seite der Abtriebswelle 13, der weite Spalt
212 der zweiten Zelle 211 auf der anderen Seite der
Abtriebswelle 13 angeordnet. Die Anordnung läßt sich
mit dem System eines Doppel-Kreiskolbenmotors
vergleichen.
In Fig. 4 ist ein Beispiel für die Anwendung der
Erfindung gezeigt. Am Anfang einer langen Wasserleitung
sorgt eine Pumpe 38, die durch einen Motor 39
angetrieben wird, für Förderdruck in einer Wasserleitung
41. Am Ende der Wasserleitung 41 ist eine Turbine 11
angeordnet, die einen Generator 37 antreibt. Mit Hilfe
des Generators kann damit elektrische Energie gewonnen
werden, die sonst nur durch eine ebenfalls lange
zusätzliche elektrische Leitung an diesen entfernten
Ort geschafft werden könnte. Der Verlust der
Turbinen-Generator-Anordnung 11, 37 erfordert eine
etwas höhere Leistung der Motor-Pumpen-Anordnung 39, 38,
die aber wesentlich weniger kostet als eine elektrische
Leitung vom Ort der Pumpe 38 zum Ort der Turbine 11. Als
Energieträger dient die Wasserleitung 41.
Eine Steuerung der Ausgangsleistung der Turbine 11 an
der Abtriebswelle 13 kann mit Hilfe einer Nebenschluß
leitung 42 erreicht werden, in die ein Absperrventil 43
eingesetzt ist. Dies ist in Fig. 5 skizziert.
Fig. 6 zeigt ein Beispiel einer größeren Anlage, in der
erfindungsgemäße Turbinen 11 verwendet sind. Von einer
Pumpstation 44 aus wird über eine lange Wasserleitung 41
zu einem Gebäude 45 an einem entfernten Ort Wasser
gepumpt. Das Wasser wird einem Hochbehälter 46 zugeführt.
Bevor das Wasser in den Hochbehälter 46 gelangt, wird
ihm mit Hilfe einer Turbine 11 etwas Energie entzogen
und mit Hilfe des Generators 37 in elektrische Energie
umgewandelt. Die gewonnene elektrische Energie dient zum
Betreiben der Beleuchtungsanlage, gegebenenfalls der
Heizung, der Meßinstrumente und anderer Verbraucher im
Gebäude 45. Auch im Verlauf des aus dem Hochbehälter 46
verteilten Wassers können wieder Turbinen 11 eingesetzt
werden, beispielsweise in einer Verteilstation 47, in der
der Verbrauch einzelner Abnehmer gemessen und
registriert werden soll.
Selbstverständlich sind auch größere Turbinen,
gegebenenfalls mit mehreren Kammern, für größere
Leistungen einsetzbar, wie zum Beispiel von abgelegenen
Gehöften oder Dörfern. Voraussetzung ist nur, daß
strömendes Wasser zur Verfügung steht, sei es aus einer
Wasserleitung, einem Bach oder Fluß oder selbst aus
Gezeitenwechsel.
Wird der Generator 37 zum Aufladen einer Batterie benutzt,
so kann beim Erreichen der Ladeschlußspannung durch
Öffnen des Ventils 43, das zweckmäßigerweise als
Magnetventil ausgebildet ist, die Turbine 11 stillgesetzt
werden. Es entstehen dann keine Leerlaufverluste und auch
kein Verschleiß. Ein Wiederanlauf der Turbine 11 ist
dagegen ohne weiteres möglich, weil die dicht schließenden
Laufschaufeln 24 durch eine noch so geringe Strömung 19
angeschoben werden können.
Herrscht dagegen eine andauernde und schnell fließende
Strömung, so ist es in jedem Anwendungsfall zweckmäßig,
einen geringen Luftspalt zwischen dem laufradfernen
Ende 28 der ausgeschwenkten Laufschaufeln 24 und der
Innenwand des Gehäuses 12 im Bereich des weiten Spalts
21 vorzusehen.
Zur Verminderung der Reibung zwischen dem laufradfernen
Ende 28 der eingeschwenkten Laufschaufeln 24 und der
Innenwand des Gehäuses 12 im Bereich des engen Spalts 22
können statt der Einspritzdüsen 32 Dauermagnete oder
Elektromagnete angebracht werden, die die Lauf
schaufeln 24 gegen das Laufrad 14 drücken. Dabei kann
es vorteilhaft sein, die Laufschaufeln 24 entgegen
gesetzt zu magnetisieren.
Statt des Generators 37 oder zusätzlich zu ihm kann
mit der Abtriebswelle 13 ein Durchflußzähler
verbunden werden. Mit einem solchen Zähler läßt sich
die durchfließende oder die durchgeflossene Menge
beispielsweise von Wasser oder Öl wesentlich genauer
messen als mit herkömmmlichen Zählern, bei denen
der Schlupf vor allem bei niedrigen Durchfluß
geschwindigkeiten oft untragbar groß ist.
Claims (32)
1. Turbine mit einem rotierbaren Laufrad, mit einer mit
dem Laufrad verbundenen Abtriebswelle, mit einer
Zuführungsanordnung zum Zuführen eines strömenden Mediums,
insbesondere Wasser, zum Antrieb des Laufrads und mit
einer Ablaufanordnung zum Ableiten des Mediums, dadurch
gekennzeichnet, daß das Laufrad (14) vollständig von
einem Gehäuse (12) umgeben ist und vom strömenden Medium
vollständig umhüllt werden kann.
2. Turbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Medium (19) dem Laufrad (14) tangential zugeführt
wird.
3. Turbine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Medium (19) tangential vom Laufrad (14) abgeführt
wird.
4. Turbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (14) mit
Laufschaufeln (24) versehen ist.
5. Turbine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Laufschaufeln (24) verstellbar sind.
6. Turbine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Laufschaufeln (24) mit Hilfe von Schwenkvorrichtungen
(25) schwenkbar am Laufrad (14) befestigt sind.
7. Turbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (14) exzentrisch
im Gehäuse (12) angeordnet ist.
8. Turbine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß durch die exzentrische Anordnung des Laufrads (14)
zwischen der äußeren radialen Umfangsfläche des Laufrads
(14) und dem Gehäuse (12) auf einer Seite ein weiter
Spalt (21) und auf der anderen Seite ein enger Spalt
(22) gebildet ist.
9. Turbine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
das Medium (19) das Laufrad (14) im wesentlichen nur
den weiten Spalt (21) durchströmt.
10. Turbine nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Laufschaufeln (24) im weiten Spalt (21) vom
Laufrad (14) radial abschwenkbar und im engen Spalt (22)
an das Laufrad (14) anlegbar sind.
11. Turbine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß das Verstellen der Laufschaufeln (24) durch den
Druck des strömenden Mediums (19) bewirkt wird.
12. Turbine nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schwenkvorrichtungen (25) an den
Laufschaufeln (24) in einem Abstand vom laufradseitigen
Ende (26) angebracht sind.
13. Turbine nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß das laufradseitige Ende (26) der
Laufschaufeln (24) in Ausnehmungen (27) des Laufrads
(14) schwenkbar ist.
14. Turbine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß der Querschnitt der Ausnehmungen (27) etwa die
Gestalt eines Viertelkreissektors hat, wobei der
gedachte Kreismittelpunkt auf der Umfangsfläche (23)
des Laufrads (14) liegt und der Kreisbogen der
Strömungsrichtung (19) abgewandt ist.
15. Turbine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schwenkvorrichtungen (25) im gedachten
Kreismittelpunkt angeordnet sind.
16. Turbine nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß im Bereich der Zuführungsanordnung
(15) ein in Strömungsrichtung (19) auf die Laufschaufeln
(24) gerichteter Hilfskanal (31) vorgesehen ist.
17. Turbine nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß im Bereich des engen Spalts (22) in
der Gehäusewand (12) Öffnungen (33) für Einspritzdüsen
(32) vorgesehen sind.
18. Turbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß zum Erhöhen der Laufruhe
auf der Abtriebswelle (13) zusätzlich zu einer ersten
Turbinenkammer (111) eine zweite Turbinenkammer (1)
angeordnet ist.
19. Turbine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß die weiten Spalte (21) der beiden Turbinenkammern
(111, 211) auf einander gegenüberliegenden Seiten
der Achse der Abtriebswelle (13) angeordnet sind.
20. Turbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (14)
scheibenförmig ausgebildet ist.
21. Turbine nach einem der Ansprüche 1 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (14) als
walzenförmiger Zylinder ausgebildet ist.
22. Turbine nach einem der Ansprüche 4 bis 21,
dadurch gekennzeichnet, daß die Laufschaufeln (24)
an ihrem laufradfernen Ende (28) mit einer Verstärkung
(29) versehen sind.
23. Turbine nach einem der Ansprüche 11 bis 22,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkbewegung der
Laufschaufeln (24) durch zusätzliche federelastische
und/oder magnetische Mittel unterstützt wird.
24. Turbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß an die Abtriebswelle (13)
- gegebenenfalls über ein Getriebe (36) - ein elektrischer
Generator (37) ankuppelbar ist.
25. Turbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsabgabe mit
Hilfe einer ein Absperrventil (43) aufweisenden
Nebenschlußleitung (42) steuerbar ist.
26. Turbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Leistungserhöhung
mehrere durchströmte Turbinenkammern (11) vorgesehen
sind.
27. Turbine nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet,
daß die Durchströmung der Turbinenkammern (11)
wahlweise parallel und/oder in Serie schaltbar ist.
28. Turbine nach einem der Ansprüche 23 bis 27,
dadurch gekennzeichnet, daß die die Schwenkbewegung
der Laufschaufeln (24) unterstützenden zusätzlichen
federelastischen und/oder magnetischen Mittel im Lauf
rad (14) angeordnet sind.
29. Turbine nach einem der Ansprüche 23 bis 28,
dadurch gekennzeichnet, daß die die Schwenkbewegung
der Laufschaufeln (24) unterstützenden zusätzlichen
magnetischen Mittel - gegebenenfalls statt der
Einspritzdüsen (32) - im Gehäuse (12) angeordnet
sind.
30. Turbine nach einem der Ansprüche 23 bis 29,
dadurch gekennzeichnet, daß als die Schwenkbewegung
der Laufschaufeln (24) unterstützende zusätzliche
Mittel im Gehäuse (12) und im Laufrad (14) jeweils
entgegengesetzt polarisierte Dauer- und/oder
Elektromagnete angeordnet sind.
31. Turbine nach einem der Ansprüche 8 bis 30,
dadurch gekennzeichnet, daß bei ausgeschwenkten
Laufschaufeln (24) ein Abstand zwischen dem laufrad
fernen Ende (28) und der Innenwand des Gehäuses (12)
bleibt.
32. Turbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß an die Abtriebswelle (13) -
gegebenenfalls über ein Getriebe (36) - ein
Durchflußzähler (37) ankuppelbar ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893911125 DE3911125A1 (de) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | Turbine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893911125 DE3911125A1 (de) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | Turbine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3911125A1 true DE3911125A1 (de) | 1990-10-11 |
Family
ID=6377983
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19893911125 Withdrawn DE3911125A1 (de) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | Turbine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3911125A1 (de) |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT397418B (de) * | 1992-07-14 | 1994-04-25 | Siegfried Angerer | Wasserrad |
AT402221B (de) * | 1994-09-07 | 1997-03-25 | Soyka Heli | Kugelturbine |
DE19955345A1 (de) * | 1999-11-17 | 2001-06-07 | Flowtex Technologie Gmbh & Co | Bohrkopf mit Energieerzeugungsvorrichtung |
EP2260249A1 (de) * | 2008-02-25 | 2010-12-15 | William Riley | Nutzung von aquiferdruck zur erzeugung von elektrischer energie |
GB2489241A (en) * | 2011-03-22 | 2012-09-26 | James Graeme Acaster | Turbine apparatus with blades movable between active and passive configurations |
WO2013135217A3 (en) * | 2012-03-12 | 2013-11-14 | Ceske Vysoke Uceni Technicke V Praze | Circumfluential thrust water turbine |
EP2664786A1 (de) * | 2012-05-16 | 2013-11-20 | Energreen AS | Flüssigkeitsregelventil |
DE102013010379A1 (de) | 2013-06-20 | 2014-12-24 | REAC Energy GmbH | Schaufelradvorrichtung |
CN107257887A (zh) * | 2015-02-16 | 2017-10-17 | 吴宅根 | 用于管道的水力发电装置 |
EP3258097A4 (de) * | 2015-02-12 | 2018-08-22 | Oh, Taekgeun | Wasserkraftgenerator mit verwendung von ebbe und flut von meerwasser |
WO2019158644A1 (de) * | 2018-02-14 | 2019-08-22 | Strein Stefan | Staudruckmaschine |
DE102018222544A1 (de) | 2018-12-20 | 2020-06-25 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verriegelungsanordnung einer gegenüber einem Rohbau beweglichen Komponente, mit einem komfortablen Verstell- und Verriegelungsmechanismus |
CN111336053A (zh) * | 2020-03-16 | 2020-06-26 | 陶定周 | 一种无坝水流发电站 |
EP4368827A1 (de) * | 2022-11-14 | 2024-05-15 | FNF Innovation SH.P.K. | Tangential-fluidturbine |
-
1989
- 1989-04-06 DE DE19893911125 patent/DE3911125A1/de not_active Withdrawn
Cited By (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT397418B (de) * | 1992-07-14 | 1994-04-25 | Siegfried Angerer | Wasserrad |
AT402221B (de) * | 1994-09-07 | 1997-03-25 | Soyka Heli | Kugelturbine |
DE19955345A1 (de) * | 1999-11-17 | 2001-06-07 | Flowtex Technologie Gmbh & Co | Bohrkopf mit Energieerzeugungsvorrichtung |
EP2260249A1 (de) * | 2008-02-25 | 2010-12-15 | William Riley | Nutzung von aquiferdruck zur erzeugung von elektrischer energie |
EP2260249A4 (de) * | 2008-02-25 | 2013-04-24 | William Riley | Nutzung von aquiferdruck zur erzeugung von elektrischer energie |
GB2489241A (en) * | 2011-03-22 | 2012-09-26 | James Graeme Acaster | Turbine apparatus with blades movable between active and passive configurations |
WO2013135217A3 (en) * | 2012-03-12 | 2013-11-14 | Ceske Vysoke Uceni Technicke V Praze | Circumfluential thrust water turbine |
EP2664786A1 (de) * | 2012-05-16 | 2013-11-20 | Energreen AS | Flüssigkeitsregelventil |
WO2013171253A1 (en) * | 2012-05-16 | 2013-11-21 | Energreen As | Fluid regulating valve |
CN104428529A (zh) * | 2012-05-16 | 2015-03-18 | 恩尔格林有限公司 | 流体调节阀 |
DE102013010379A1 (de) | 2013-06-20 | 2014-12-24 | REAC Energy GmbH | Schaufelradvorrichtung |
DE102013010379B4 (de) * | 2013-06-20 | 2016-03-17 | REAC Energy GmbH | Schaufelradvorrichtung |
EP3258097A4 (de) * | 2015-02-12 | 2018-08-22 | Oh, Taekgeun | Wasserkraftgenerator mit verwendung von ebbe und flut von meerwasser |
US10605224B2 (en) | 2015-02-12 | 2020-03-31 | Taekgeun OH | Hydroelectric power generator using ebb and flow of seawater |
CN107257887A (zh) * | 2015-02-16 | 2017-10-17 | 吴宅根 | 用于管道的水力发电装置 |
EP3260696A4 (de) * | 2015-02-16 | 2018-08-29 | Oh, Taekgeun | Hydroelektrische stromerzeugungsvorrichtung für rohrleitung |
US10221828B2 (en) | 2015-02-16 | 2019-03-05 | Taekgeun OH | Hydroelectric power generation device for pipeline |
CN107257887B (zh) * | 2015-02-16 | 2019-06-04 | 吴宅根 | 用于管道的水力发电装置 |
JP2018505344A (ja) * | 2015-02-16 | 2018-02-22 | オ,テクグン | 管路用水力発電装置 |
WO2019158644A1 (de) * | 2018-02-14 | 2019-08-22 | Strein Stefan | Staudruckmaschine |
DE102018222544A1 (de) | 2018-12-20 | 2020-06-25 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verriegelungsanordnung einer gegenüber einem Rohbau beweglichen Komponente, mit einem komfortablen Verstell- und Verriegelungsmechanismus |
CN111336053A (zh) * | 2020-03-16 | 2020-06-26 | 陶定周 | 一种无坝水流发电站 |
CN111336053B (zh) * | 2020-03-16 | 2020-12-01 | 陶定周 | 一种无坝水流发电站 |
EP4368827A1 (de) * | 2022-11-14 | 2024-05-15 | FNF Innovation SH.P.K. | Tangential-fluidturbine |
WO2024104949A1 (de) * | 2022-11-14 | 2024-05-23 | FNF Innovation SH.P.K. | Tangential-fluidturbine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3911125A1 (de) | Turbine | |
EP0033847B1 (de) | Turbinensatz mit einem ein Netz konstanter Frequenz speisenden Generator | |
DE69219788T2 (de) | Wasserkraftmaschine | |
US6309179B1 (en) | Hydro turbine | |
EP0013907A1 (de) | Wasserturbine | |
US7645115B2 (en) | System, method, and apparatus for a power producing linear fluid impulse machine | |
EP3123024B1 (de) | Wasserkraftwerk mit freistehender drehachse | |
DE884930C (de) | Stroemungsmaschine fuer zwei Durchstroemrichtungen | |
EP2722482B1 (de) | Rotationskolben-Verdrängermaschine | |
DE3542096A1 (de) | Generatoranlage | |
DE102012001107A1 (de) | Wasserkraftanlage mit fischgängigem Impeller | |
DE4112730C2 (de) | Vorrichtung zur Erzeugung von elektrischem Strom durch Wasserkraft | |
DE102014017372A1 (de) | Pumpturbine sowie Pumpspeicherkraftwerk mit einer solchen Pumpturbine | |
DE19633278A1 (de) | Strömungsmaschine, die sowohl als Pumpe als auch als Motor einsetzbar ist | |
DE368564C (de) | Kettenturbine mit zweifacher Wasserdurchstroemung, bei welcher die Schaufelwinkel derart gewoelbt sind, dass bei normaler Umdrehungszahl der Turbine die Ausflussgeschwindigkeit mit der Einstroemungsgeschwindigkeit der Turbine vektoriell gleich ist | |
DE102014212727A1 (de) | Wasserkraftanlage mit bi-direktionaler Betriebsweise | |
EP3628858A1 (de) | Wasserturbine | |
DE19648933A1 (de) | Wasserkraftwerk | |
DE2733066A1 (de) | Druckgasturbine | |
DE102008007464A1 (de) | Durchgangsleitung | |
DE10143018C1 (de) | Hydraulische Turbine mit stufenlos veränderlichem Regel- und Einsatzbereich | |
EP0636787A1 (de) | Unidirektionale Pumpturbine | |
WO2022248638A1 (de) | Innenachs-kreiskolbenvorrichtung | |
EP4348034A1 (de) | Innenachs-kreiskolbenvorrichtung | |
DE2828491C2 (de) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |