DE453793C - Kreiselmaschine mit mehreren Laufraedern, die unter Verwendung derselben Laufraeder abwechselungsweise als Turbine oder als Pumpe laufen kann - Google Patents

Description

• Kreiselmaschine mit mehreren Laufrädern, die unter Verwendung derselben Laufräder abwechselungsweise als Turbine oder als Pumpe laufen kann. Für die Laufradschaufelung von Turbinen und Kreiselpumpen sowie für Leitapparat und sonstigen Ausbau beider Maschinengattungen kommen im allgemeinen dieselben theoretischen Grundlagen in Anwendung. Daher sind auch umkehrbare Maschinen gebaut worden, d. h. solche, die sowohl als Turbine wie auch als Pumpe laufen können. Eine derartige Maschine ist besonders vorteilhaft in Anlagen, wo stets nur entweder die Turbine oder die Pumpe in Betrieb ist, also beispielsweise in Speicheranlagen, da hier statt zwei Maschinen immer nur eine einzige gebraucht wird. Wird die Pumpe elektrisch angetrieben, so kann der Motor bei Turbinenbetrieb als Generator laufen.
• Es sind Anlagen bekannt, in denen nur eine Maschine vorhanden ist, die in den beiden Drehrichtungen mit verschiedener Geschwindigkeit läuft, sowie solche mit zwei Maschinen, die aber als Stufen in beiden Drehrichtungen hintereinander wirken.
• Der Grund dafür, daß solche Maschinen im allgemeinen nicht ausgeführt werden, liegt in der Hauptsache darin, daß die für Pumpenbetrieb notwendige Drehzahl eines bestimmten Laufrades wesentlich höher liegt als seine Normaldrehzahl bei Turbinenbetrieb, falls, wie gewöhnlich, die Druckhöhe in beiden Fällen annähernd gleich ist. Der Motor hat aber als Generator wenigstens fast genau dieselbe Drehzahl, falls nicht besondere umständliche und kostspielige =Vorrichtungen getroffen werden. Zwischenbau eines umschaltbaren Getriebes ist gewöhnlich sehr teuer und für den Gesamtwirkungsgrad nachteilig.
• Es ist also anzustreben, daß die Maschine für jede Durchflußrichtung dieselbe Drehzahl hat, was bisher nur möglich war bei Inkaufnahme eines sehr schlechten Wirkungsgrades. Hier soll die Erfindung Abhilfe schaffen.
• An Stelle einer Erhöhung der Drehzahl des Laufrades bei Pumpenbetrieb kann auch. seine Förderhöhe gegenüber dem Turbinengefälle künstlich vermindert werden, da ja für einen bestimmten Betriebszustand nicht n, sondern die Einheitsdrehzahl n1 = vH maßgebend ist, wo n die Drehzahl, H das Gefälle bzw. die Förderhöhe ist. Diese Verminderung der Förderhöhe eines Laufrades wird erfindungsgemäß durch Mehrstufenanordnung der Pumpe erreicht, während die Turbine das ganze Gefälle meist in einer einzigen, jedenfalls aber in weniger Stufen als die Pumpe verarbeiten kann.
• Beispielsweise wird mit in beiden Fällen gleicher Drehzahl durch Anordnung von zwei gleich großen Stufen die Einheitsdrehzahl n, der Pumpe auf das r,4fache bzw. unter Berücksichtigung der Rohrreibungsverluste ungefähr auf das 1,35 + i,4fache der im einstufigen Turbinenbetrieb erreichten Drehzahl it,. gesteigert, was gerade etwa dem günstigsten Drehzahlverhältnis entspricht. Häufig kommt man dabei auch einem Bedürfnis nach Mehrstufenanordnung der Pumpe bei großer Förderhöhe entgegen.
• Um die verschiedenen Pumpenräder auch bei Turbinenbetrieb auszunutzen und nicht einzelne leer mitlaufen zu lassen, können sie bei Turbinenbetrieb nebeneinandergeschaltet werden, was wiederum den praktischen Verhältnissen entspricht, da die für Turbinen-, also Kraftbetrieb nötige sekundliche Wassermenge meist beträchtlich größer ist als die von der -Pumpe in ihrer längeren Arbeitsperiode zu fördernde und außerdem der Motor auch als Generator dann besser ausgenützt wird.
• In der Abbildung ist beispielsweise eine solche Speichermaschine mit zwei Laufrädern bzw. einem Doppellaufrad samt der zugehörigen Steuerung schematisch dargestellt, bei der die im Pumpenbetrieb hintereinandergeschalteten Räder im Turbinenbetrieb nebeneinandergeschaltet werden. Die Maschine selbst ist in ihrer oberen Hälfte im Schnitt, in ihrer unteren Hälfte in Ansicht gezeigt.
• Es bedeuten a und b zwei zu einem Gehäuse vereinigte Spiralen, die natürlich auch ganz voneinander getrennt werden können; c und d die zugehörigen Laufräder; k drehbare Leitschaufeln; e und f zwei Steuerschieber, die man auch dem Gehäuse eingliedern kann und durch die die Strömung entweder in Pfeilrichtung T oder in Pfeilrichtung P geleitet wird; g und h Saugrohre; i das Unterwasser. Der Betrieb geht in folgender Weise vor sich. Bei Turbinendurchfluß strömt das Wasser vom Speicherbehälter zur Hälfte unmittelbar durch Spiralgehäuse a, Laufrad c, Steuerschieber e in Pfeilrichtung T und durch Saugrohr g zum Unterwasser i, zur Hälfte aber durch Steuerschieber f in Pfeilrichtung T durch Spiralgehäuse b, Laufrad d und Saugrohr h ebenfalls nach i. Beim Pumpendurchfluß wird das Rad d dem Rad c vorgeschaltet, so daß das Wasser über Saugrohr h, Laufrad d und Spiralgehäuse b durch die Steuerschieber f und e in Pfeilrichtung P seinen Weg nimmt, dann in die zweite Stufe mit Laufrad c und Spiralgehäuse d und von hier aus zum Speicherbehälter gelangt.
• Die Anbringung von drehbaren Leitschaufeln k kann nötigenfalls auch dazu dienen, den der normalen Beaufschlagung entsprechenden Leitradwinkel der Pumpe anders einzustellen als den der Turbine.
• Der Gegenstand der Erfindung läßt sich sowohl bei Wasserkraftbetrieb wie auch bei Dampfbetrieb anwenden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Kreiselmaschine mit mehreren Laufrädern, die unter Verwendung derselben Laufräder abwechselungsweise als Turbine oder als Pumpe laufen kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Saug- und Druckleitungen der Einzellaufräder derart miteinander verbunden sind unter Zwischenschaltung von absperrbaren Umlaufleitungen, daß unter Beibehaltung derselben Druckhöhe die Laufräder beim Pumpenbetrieb in Serienschaltung, beim Turbinenbetrieb aber alle öder gruppenweise in Parallelschaltung wirken, um die Maschine für beide Durchflußrichtungen mit gleicher Drehzahl laufen lassen zu können.