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Vorrichtung zur Rückgewinnung der Energie bei Wasserturbinen. Die
Erfindung bezieht sich auf eine Energierückgewinnungsvorrichtung im Auslaßrohr einer
Turbine oder Kreiselpumpe oder einer anderen livdraulisch arbeitenden Vorrichtung.
Es sind Einrichtungen getroffen, uni den Druck des Wassers aus der Geschwin-(ligkeit
des Wasserstromes zu gewinnen, und zwar mit einem hohen Wirkungsgrad in einer kurzen
Entfernung in Richtung des Wasserstromes. Bei Wasserkraftanlagen, die mit niedrigen
Druckhöhen arbeiten, ist es not-,-, -eiidig, die Turbine in die Nähe des Wasserspiegels
des Untergrabens zu setzen, uni eine genügende Fallhöhe des Wassers iiiit Bezug
auf die Turbine zu erzielen und um zu vermeiden, daß Luft eingesaugt wird. Infolge
der Anordnung der Turbine in der Nähe des UWasserspiegels des Untergrabens ist es
nicht möglich, mit den bisherigen Ausführungsformen der Saugrohre die aus der Turbine
abgegebene Energie finit hohem Wirkungsgrad wiederzugewinnen.
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Zweck der Erfindung ist, eile Auslaßrohr zu bauen, welches unter niedrigen
Druckhöhen wirksam ist, die Geschwindigkeit in Druck umwandelt und die effektive
Fallhöhe, «-elche auf das Rad wirkt, vergrößert.
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Das Auslaßrohr für unter niedrigen Druckhöhen arbeitende Turbine besteht
aus einem eine geradlinige \littelachse besitzenden Rückge-,viniiinigsapparat, der
finit dein Auslaß der Turbine in Verbindung steht, und welcher sich allmählich in
der Stromrichtung vergrößert. Eine Kammer ist an dem Ende dieses Apparates vorgesehen.
Diese Kammer hat einen kreisförmigen Querschnitt und umgibt den oben erwähnten Rückgewinnungsapparat.
uln in ihrem Querschnitt sich vergrößernd mit einem Atislaßrohr in Verbindung zu
stellen, welches in den Unterwassergraben nahe des unteren Endes des Rades mündet.
Ein erweitertes Saugrohr und eine am Ende des Saugrohres liegende Ablenkungswand
sind an sich bekannt und bilden nicht den Gegenstand des vorliegenden Schutzes.
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Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise dargestellt, und
zwar zeigt Abb. 1 einen Längsschnitt der Einrichtung gemäß der Erfindung, Abb. a
ist eine Aufsicht in teilweisem Schnitt, Abb. 3 ist ein Längsschnitt durch eine
finit der Einrichtung gemäß der Erfindung ausgerüstete Wasserkraftanlage.
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Die Vorrichtung besteht aus einem Gehäuse. (las sich aus dem Rückgewinnungsapparat
8 zusammensetzt, der sich in seinem Querschnitt allmählich vergrößert von der Einlaßöffnung
9 bis zur Auslaßöffnung 1o. Eine Ablenk- oder Leitwandung i r, die mit dem Auslaßende
io des Abschnittes 8 in Verbindung steht, ist vorgesehen. Diese Wandung bildet gemeinsam
finit den kurvenförmigen Wänden 13 einen ringförmigen Auslaß 1,3 zwischen
den kurvenförmigen Wänden und der Ablenkwandung. Ein ringförmiger Rückgewinnungsapparat
16 umgibt den Teil 8 mit Zwischenraum, wobei er sich vom Auslaß 1 5 aus nach oben
erstreckt. Eine Saininelkamnier 17 steht mit eiem Teil ih in Verbindung und. umgibt
diese Samnielkaniiner ebenfalls die Rohrleitung B. An die Kammer setzt sich ein
Bogenstück 18 an, uni das Wasser in einem Winkel durch den Auslaß 19 zu treiben.
Der Auslaß 19 liegt in einer Ebene etwas unterhalb des Einlasses 9 des 'feiles B.
Mit dieser Vorrichtung wird beim Durchgang des Wassers durch den Teil 8 ein Teil
der Wassergeschwindigkeit in Druck umgewandelt, danach fließt das Wasser in die
Kammer i 1, strömt zurück nach oben, wobei weiterer Druck gewonnen wird, und zwar
in dein Teil 16, worauf (las Wasser dann durch den Rohrkrümmer und die Sammelkammer
finit niedrigerer Geschwindigkeit als beim Eintritt ausströmt, wobei jedoch der
Druck größer geworden ist, uiid das Wasser in einer kurzen Entfernung von der Wasserkraftanlage
in seiner Richtung umgekehrt worden ist.
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In (leg Abb.3 ist die oben beschriebene Einrichtung als ein Teil des
Auslaßrohres einer Wasserkraftanlage 2o beschrieben, welche mit niedriger Fallhöhe
arbeitet. Der Läufer des Rades liegt in einer Ebene nahe oberhalb des Wasserspiegels
des Untergrabens
21. Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht die
Einrichtung aus Zement und bildet gleichzeitig das Fundament der Wasserkraftanlage.
Mit 22 ist das Rückgewinnungsrohr bezeichnet, welches mit dem Rade 2o in Verbindung
steht, und das sich in Richtung des Stromes allmählich erweitert bis zu seinem Auslaßende
2.4. Eine Ablenkkammer 25 ist vorgesehen, wobei die Wandungen mit 26 und der Boden
mit 27 bezeichnet sind. Der ringförmige Auslaß zwischen der Wand 26 und dem Boden
27 ist mit 28 bezeichnet, während eine ringförmige Kammer 29. den Teil 22 umgibt
und durch die .Wandungen 30 von dein mittleren Rohr 22 getrennt ist. Oberhalb
des Auslasses 28 befindet sich eine Sammelkammer 31, die mit der Kammer 29 in Verbindung
steht und sich in einem Winkel zu den Rückgewinnungsapparaten 22 und 29 erstreckt.
Die Kammer vergrößert sich allmählich in ihrem Querschnitt bei 32 in Richtung des
Wasserstromes und mündet in den Untergraben 21. Es kann auch eine Sammelkammer von
gleichförmigem Querschnitt Verwendung finden.
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Bei manchen Ausführungsformen können die Wandungen 26 und die Auslässe
28 eine Ablenkkammer 25 bilden, die dann entweder in der Form eines eingeschlossenen
hy draulischen Konus oder eines hydraulischen konischen Rückgewinnungsapparates
Verwendung finden zu dein Zwecke, um mit größerer Wirksamkeit das Wasser aus der
Kammer 22 um einen @Vinkel von i8o° in die Kammer 29 umzukehren.
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Mit der oben beschriebenen Auslaßeinrichtung wird die Geschwindigkeit
des Wassers, welches vom Rade 2o .abströmt, in Form von Druck wiedergewonnen, indem
das Wasser durch die Kammern 22, 29 und 31 strömt, um dann in den Untergraben nahe
des unteren Endes des Wasserrades abzufließen, wodurch die effektive Fallhöhe wächst
und der Wirkungsgrad der Wasserkraftanlage vergrößert wird. Der den Rückgewinnungsapparat
einschließende Kanal braucht nicht einen ringförmigen Querschnitt zu haben, es ist
damit vielmehr ein Kanal oder eine Reihe von Kanälen gemeint, die für den oben beschriebenen
Zweck notwendig sind.
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Durch die Erfindung wird ein Rückgewinnungsapparat geschaffen, wodurch
Druck aus Geschwindigkeitsenergie gewonnen werden kann, und zwar in einer Wassermenge,
die in sich umkehrend mit Bezug auf ihre Anfangsrichtung zurückströmt.
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Es sei noch erwähnt, daß es sich bei der Einrichtung gemäß der Erfindung
nicht um die Umwandlung von Geschwindigkeitshöhe in Druckhöhe handelt unter Verwendung
einer Turbine mit einem unterhalb offenen Raum und einem quer zu dem Raum angeordneten
Ablenker, welcher einen freien Durchgang vom Rad zur Mitte des Ablenkers gewährleistet,
noch um einen Ablenker, der quer in den Raum hineinragt und im wesentlichen rechtwinklig
zur Drehachse des Läufers angeordnet ist. Ferner handelt es sich nicht um ein Verfahren
zur Betätigung von Turbinen, welches darin besteht, daß eine Wassermenge <hirch
das Rad im Überfluß hindurchgeht im Verhältnis zum maximalen Wirkungsgrad der Turbine,
noch handelt es sich um Durchfließen einer Wassermenge durch das. Rad mit höherer
Geschwindigkeit als eine Geschwindigkeit, die für den maximalen Wirkungsgrad des
Rades erforderlich ist.