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Turbinenanlage mit einem Hauptregler üblicher Bauart und-einem hydraulischen
Bremsregler. Die Erfindung bezieht sich auf hydraulische Turbinenanlagen, insbesondere
zur Erzeugung von elektrischer Energie, und hat insbesondere Anordnungen zum Gegenstande,
die eine genaue Regelung der Geschwindigkeit gestatten und gegen Störungen der Regeleinrichtungen
gesichert sind.
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Die Erfindung sieht für die Turbinenanlage einen Hauptregler üblicher
Bauart vor und daneben einen gleichfalls an Osicb bekannten hydraulischen Bremsregler.
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Gemäß der Erfindung ist der hydraulische Bremsregler so eingerichtet,
daß er der hydraulischen Bremsvorrichtung dann Druckflüssigkeit zufließen läßt,
wenn die Geschwindigkeit der Turbine einen bestimmt festgelegten Wert, nämlich den
Wert der periodischen Normalgeschwindigkeit, überschreitet. Der hydraulische Bremsregler
weist dabei einen Fliehkraftregler auf, @ der das Maß des Flüssigkeitsdruckes in
der Bremsrichtung regelt. Weiter kann gemäß der Erfindung eine von Hand einstellbare
Regelvorrichtung vorgesehen sein, welche es gestattet, der hydraulischen Bremse
auch beim normalen Betriebe Druckflüssigkeit zuzuleiten.
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Die Erfindung ist durch die Zeichnung beispielsweise veranschaulicht,
und zwar ist Abb. r ein. Aufriß der die Erfindung verkörpernden hydroelektrischen
Anlage zum Teil im Schnitt, Abb.2 ein senkrechter, im größeren Maßstabe gehaltener
Schnitt durch die Turbine. Abb.3 und 4 sind Einzeldarstellungen der Flüssigkeitsbremse.
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Abb. 5 und 6 sind Einzeldarstellungen des Werkes zum Regeln der Flüssigkeitsbremse.
Die Turbine des Ausführungsbeispiels ist eine Hochdruckreaktionsturbine mit senkrechter
Welle b, die einen Wechselstromerzeuger a betreibt. Dem Turbinenläufer C
wird das Wasser durch ein Spiralgehäuse D zugeführt mit einem Leitringteil d und
Ablenkschaufeln dl. E ist das Saugrohr. Die Turbinenwelle wird durch ein
Händelager 33 getragen. Ein auf der Turbinenwelle angebrachtes Stirnrad.34 greift
in einen Stirnradtriebling 36 der Reglerwelle 35. Bei 37 wirkt der Regler
auf einen Hebel 38, der durch Stangen 39
mit dem Stellhebel ¢o eines Servomotors
üblicher Bauart verbunden ist, und verstellt mit Hilfe der Welle 32 in an sich bekannter
Weise die Leitschaufeln 6 der Turbine.
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Die Turbinenwelle wird weiter von einer Flüssigkeitsbremse umschlossen,
bestehend aus einem feststehenden Teil 41 und einem beweglichen Teil 4.2. Dieser
wird durch die Turbine angetrieben; im Beispiel ist er auf der Turbinenwelle befestigt.
In den Teilen 41, 42 sind durch Schaufeln 4.3 Taschen gebildet (s. Abb. 4"). Die
Schaufeln sind in der Umlaufrichtung des beweglichen Teile, geneigt. Die Taschen
des einen Teiles bieten den Taschen des anderen Teiles ihre offenen Seiten dar,
und die einander zugekehrten Kanten sind einander bis auf einen geringen Abstand
genähert.
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In der im folgenden noch näher beschriebenen Weise wird den Taschen
Wasser mit regelbarem Druck zugeleitet.
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Der Umlauf des Teiles 42 zwingt das Wasser, von einem Satz von Taschen
zum anderen zu fließen, wodurch ein von der Größe des Druckes abhängiger Energieverbrauch
eintritt. Zweckmäßig wird das Druckwasser dem Turbineneinlaßrohr entnommen, so daß
die Bremswirkung entsprechend dem vergrößerten Druck des zur Turbine fließenden
Druckwassers anwächst. Die Wasserzuleitung kann auch mit einem im Notfall zur Wirkung
kommenden Einlaßrohr verbunden werden und ferner in Abhängigkeit von einem Regler
stehen, der bei einer unterhalb dieser Notbremsgesehwindigkeit liegenden Drehungszahl
die Bremse zur Wirkung kommen läßt, aber die Bremswirkung wieder verschwinden läßt,
wenn die Drehgeschwindigkeit abfällt. Ferner kann die Zuführung noch von einer von
Hand
zu betätigenden Ventilvorrichtung erfolgen, die aus der Ferne
zur Wirkung gebracht werden kann.
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Im Beispiel erfolgt der Wasserzufluß vom Spiralgehäuse D durch ein
Rohr 44 zu dem ringförmigen Kanal 45 im Teil 41 der Flüssigkeitsbremse. Von dem
Kanal 45 führen mehrere am Umfang verteilte Durchlässe 46 zu den Flüssigkeitstaschen.
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Im Zuführungsrohr 44 ist ein Ventil 47 vorhanden, das von Hand eingestellt
werden kann. Die Ventilstange 48 wird durch ein Zahnradgetriebe 49, 50 und
ein Sclinekkengetriebe 51, 52 mit Hilfe eines Elektromotors 53 angetrieben,
so daß eine Fernsteuerung möglich ist.
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Das Ventil 47 wird durch eine Abzweigung 54 umgangen, in der sich
ein Hilfssteuerventil 55 befindet, das durch den Kolben 56 des Zylinders 57 zur
Wirkung gebracht werden kann. Die Zuleitung von Druckwasser zur einen oder anderen
Seite des Kolbens 56 kann von mehreren Stellen aus erfolgen. Einmal kann sie abhängig
gemacht werden von der im einzelnen durch Abb.,5 dargestellten Einrichtung. Dem
Schieberkasten 58 wird Druckwasser aus dem Turbinengehäuse durch die Leitung 59
zugeführt. Zur Ableitung dienen Rohre 6o und 61, die zum Zylinder 57 führen. Ein
Rohr 62 dient zur Ableitung des Abwassers. Die Flüssigkeitszuleitung zu den Rohren
steuert ein Schieber 6 3, dessen Stange 64 an einem verriegelten Hebel 65 angelenkt
ist. Diesen sucht eine Feder 66 in der Richtung zu drehen, daß er die Zuleitung
des Druckwassers zum Rohr 6o und damit zur Oberseite des Kolbens 56 freigibt, derart,
daß dieser das Ventil 55 öffnet. Ein hinter einen Haken fassender Fallenhebel E.8
hält jedoch den Hebel 65 gewöhnlich fest. Die Falle wird nur ausgelöst, wenn im
Falle der Überschreitung einer festgelegten Höchstdrehzahl ein Gewicht 69, welches
in dem an der Turbinenwelle B befestigten Zylinder unter Wirkung einer Feder 71
festgehalten wird, durch die Fliehkraft so weit nach außen geschleudert wird, daß
der Mitnehmer 73 gegen den Fallenhebel schlägt. Eine Schraubentrappe 72 des Zylinders
7o dient zur Regelung der Federspannung. Wenn die beschriebene Einrichtung das Ventil
55 öffnet, tritt eine freie Wasserzufuhr zu der Bremse ein. und die Turbine wird
dadurch stillgesetzt. Um sie wieder anzulassen. muß der Verriegelungshebel von Hand
zurückgezogen und festgeklemmt werden.
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Weiter ist das Ventil 55 von einer ähnlichen Schiebereinrichtung 77
abhängig (Abb.6), deren Schieber 76 von dem Gestänge 74 eines Fliehkraftreglers
75 beeinflußt wird. Dem Schiebergehäuse 77 wird Druckwasser bei 78 zugeführt. Die
Druckwasserleitungen 79 und 8o führen in gleicher Weise wie die Leitungen 6o und
61 zum Zylinder 57 und dem Kolben 56. Der Regler 75 wird von der Turbinenwelle beliebig.
beispielsweise durch :einen Triebling 81, vom Rade 34 aus angetrieben. Er ist so
eingestellt, daß .er das Schieberventil nicht genügend weit bewegt, um Druckwasser
zur Oberseite des Kolbens 56 zu lassen, außer wenn die Geschwindigkeit der Turbine
eine bestimmte Höchstgrenze überschreibet. Erst darüber hinaus bringt er die Flüssigkeitsbremse
zur Wirkung. Wenn aber die Geschwindigkeit wieder abfällt, schließt er das Ventil
wieder und gibt die Bremse frei.
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Die Notauslösevorric'htung soll nur zur Wirkung kommen, wenn sowohl
am Regler 75 wie auch am Servomotor eine Störung eintritt. Sie ist durch Anspannung
der Feder 7 r entsprechend bemessen.
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Das von Hand betätigte Regelventil kann zu Zeiten normalen Ganges
teilweise offengelassen werden, und zwar im wesentlichen ohne nutzlosen Wasserverbrauch.
Die Turbine arbeitet dann gegen eire kleine Bremswirkung. Bei einer Vergrößerung
der Laufgeschwindigkeit wächst sogleich die Bremswirkung, und somit tritt auch ein
Widerstand gegen die Geschwindigkeitserhöhung Pin, der die Gleichförmigkeit des
Gange aufrechtzuerhalten sucht.