DE481390C - Control nozzle for water turbines - Google Patents

Control nozzle for water turbines

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DE481390C
DE481390C DEA55529D DEA0055529D DE481390C DE 481390 C DE481390 C DE 481390C DE A55529 D DEA55529 D DE A55529D DE A0055529 D DEA0055529 D DE A0055529D DE 481390 C DE481390 C DE 481390C
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Germany
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nozzle
needle
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piston
line
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Expired
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DEA55529D
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Sulzer Escher Wyss GmbH
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Escher Wyss Maschinenfabriken AG
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B15/00Controlling
    • F03B15/02Controlling by varying liquid flow
    • F03B15/20Controlling by varying liquid flow specially adapted for turbines with jets of high-velocity liquid impinging on bladed or like rotors
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy

Description

Regeldüse für Wasserturbinen Bei Wasserturbinen mit einem Leitapparat, der mindestens eine durch eine Nadel regulierbare Düse zur Erzeugung eines kreisrunden Wasserstrahles aufweist, wechselt bekanntlich die Kraft zum Verschieben der Nadel je nach der augenblicklichen Nadelstellung erheblich. Sie ist am größten beim Öffnen der vollständig geschlossenen Mündung. Wird die Nadel mehr und mehr zurückgezogen, so nimmt der Druck im Düsenzuflußrohr nur wenig ab; dagegen wächst in viel stärkerem Maße der Druck auf die vordere Seite des Nadelkopfes infolge der Umsetzung von Druck in Geschwindigkeit. Es verbleibt aber immer ein die Nadel zum Schließen trachtender Überdruck. Es ist nun bereits bekannt, auf ein Abschlußorgan der Düse den in der Nähe der Austrittsöffnung des Mündungsstückes herrschenden Druck einwirken zu lassen, so daß ein Ausgleich der auf das Abschlußorgan wirkenden Kräfte stattfindet, und zwar in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Wassers in der Düse. Eine solche Ausführung weist gegenüber ebenfalls bereits bekannten Anordnungen mit einem in der Öffnungsrichtung wirkenden Ausgleichkolben und einer in der Schießrichtung wirkenden Feder den Vorteil auf, daß sie ganz ohne Federn auszukommen ermöglicht, die bei Düsen für ,größeren Strahldurchmesser und hohes Gefälle von nicht mehr herstellbarer Größe ausfallen würden und zudem der Ermüdung unterworfen werden, weil sie im normalen Betrieb der Turbine fortwährend gespannt sind. Dagegen weisen die Ausführungen, bei denen der Druck in der Nähe der Düsenmündung auf das Abschlußorgan der Düse einwirkt, den Nachteil auf, daß der Kanal zum Zuleiten des Druckmittels in den Ausgleichsraum während des Betriebes unzugänglich ist. Es ist daher nicht möglich, bei Verstopfungen, die an den Turbinen infolge Ansammlung von Laub, Gras und Unrat vorkommen, während des Betriebes Abhilfe zu schaffen. Zwecks Behebung dieses Übelstandes ist- eine Leitung, welche in der Nähe des Dü:senmündungsstückes entnommenes Druckwasser zum Einwirken auf einen Ausgleichkolben bringt, nach der Erfindung außerhalb der Düse angeordnet, und es ist ferner in diese Leitung ein Dreiwegventil eingebaut, dessen Öffnen eine augenblickliche Entlastung des Ausgleichkolbens und zusammenhängend damit das selbsttätige Schließen der Düsennadel zur Folge hat. Eine solche Leitung kann während des Betriebes einer ständigen Kontrolle unterworfen werden. Auf der beiliegenden Zeichnung ist eine Ausführung der Erfindung beispielsweise veranschaulicht.Control nozzle for water turbines For water turbines with a diffuser, the at least one nozzle, which can be regulated by a needle, for producing a circular one As is known, the force for moving the needle changes depending on the current needle position considerably. It is greatest when it is opened the fully closed mouth. If the needle is withdrawn more and more, so the pressure in the nozzle inlet pipe decreases only slightly; on the other hand grows in much stronger Measures the pressure on the front side of the needle head as a result of the implementation of pressure in speed. But there always remains a needle that tries to close Overpressure. It is now already known on a closure member of the nozzle in the To allow the pressure to act near the outlet opening of the mouthpiece, so that the forces acting on the closing organ are balanced, and depending on the speed of the water in the nozzle. Such Execution has opposite also already known arrangements with an in the opening direction acting compensating piston and one acting in the shooting direction Spring has the advantage that it allows you to do without springs at all Nozzles for larger jet diameters and high gradients that are no longer producible Size would fail and also be subject to fatigue because they are normal Operation of the turbine are continuously tensioned. On the other hand, the statements at which the pressure in the vicinity of the nozzle mouth on the closing element of the nozzle acts, the disadvantage that the channel for supplying the pressure medium into the compensation chamber is inaccessible during operation. It is therefore not possible, in the case of constipation, that occur on the turbines as a result of the accumulation of leaves, grass and debris while of the company to remedy the situation. In order to remedy this deficiency there is one Line, which in the vicinity of the nozzle: senmündungsstückes withdrawn pressurized water to Acting on a compensating piston brings, according to the invention outside the nozzle arranged, and there is also a three-way valve built into this line, its Open an instant relief of the equalizing piston and contiguously so that the nozzle needle closes automatically. Such a line can be subjected to constant control during operation. on the accompanying drawing illustrates an embodiment of the invention, for example.

Die Abbildung zeigt einen Längsschnitt durch eine Düse mit einstellbarer Nadel a. Der Schaft b dieser Nadel a trägt einen Ausgleichkolben c, der einen Druckraum d auf der einen Seite begrenzt. Gegen das Zuflußrohr e der Düse hin ist der Druckraum d durch eine Manschette m abgedichtet. t bezeichnet eine Druckleitung, die am einen Ende in der Nähe der Austrittsöffnung des Düsenmündungsstückes g in dieses ausmündet und am anderen Ende mit dem Druckraum d in Verbindung steht. Durch diese Leitung f wird bewirkt, daß auf die rechte Seite des Ausgleichkolbens c jeweils der in der Nähe der Austrittsöffnung des Düsenmündungsstükkes g herrschende Druck einwirkt. Der Druckausgleichkolben c ist so bemessen, daß er, wenn die Nadel a ganz geschlossen ist, eine Kraft -ausübt, die etwas größer ist als die vom Wasserdruck herrührende, die Nadel" zum Schließen trachtende Kraft, so daß sich die Nadel a beim Anlassen der Turbine ohne öldruck ein kurzes Hubstück selbsttätig öffnen wird. s bezeichnet eine Abflußleitung für Leckwasser und h einen öldruckzylinder mit Kolben n. Diese Teile h, n stellen einen Teil eines sonst nicht weiter veranschaulichten hydraulischen Regulators zur selbsttätigen Regulierung der Düse dar. In die Druckleitung f ist ein Dreiwegventil h eingeschaltet, das über eine Leitung eine Entleerung des Druckraumes d und somit eine Entlastung des Ausgleichkolbens c ermöglicht, so daß, wenn aus irgendeinem Grunde der 'öldruck im Servomotor der Steuerung fehlen sollte, durch Herstellung der Verbindung des Raumes d mit der Leitung L die Nadel a geschlossen wird.The figure shows a longitudinal section through a nozzle with an adjustable needle a. The shaft b of this needle a carries a compensating piston c which delimits a pressure space d on one side. The pressure space d is sealed off from the inlet pipe e of the nozzle by a sleeve m. t denotes a pressure line which opens into the nozzle mouthpiece g at one end near the outlet opening and communicates with the pressure chamber d at the other end. This line f has the effect that the pressure prevailing in the vicinity of the outlet opening of the nozzle mouth piece g acts on the right-hand side of the compensating piston c. The pressure compensation piston c is dimensioned so that it, when the needle a is fully closed, exerts a force that is slightly greater than the force resulting from the water pressure, the needle "striving to close, so that the needle a when starting the Turbine will automatically open a short stroke piece without oil pressure. S denotes a discharge line for leakage water and h an oil pressure cylinder with piston n. These parts h, n represent part of a hydraulic regulator for the automatic regulation of the nozzle, which is otherwise not illustrated. In the pressure line f A three-way valve h is switched on, which enables the pressure chamber d to be emptied via a line and thus a relief of the compensating piston c, so that, if for any reason the 'oil pressure in the servomotor of the control system should be missing, by establishing the connection of the chamber d with the Line L the needle a is closed.

Durch richtige Wahl des Durchmessers für den Ausgleichkolben c sowie des Ortes und der Art der Anzapfung der auf diesen Kolben c zum Einwixken zu bringenden Druckflüssigkeit können die Kolbenverstellkraft und die von den Dichtungsmanschetten herrührende Reibungskraft derart ausgeglichen werden, daß die Nadel a in jeder Stellung ihres Hubes mit der geringstmöglichen Kraft verstellt und die Regulierarbeit des die Nadel betätigenden Geschwindigkeitsregulators auf das größtmögliche Minimum gebracht werden kann.By choosing the correct diameter for the compensating piston c as well as the place and type of tapping to be brought to this piston c to be wixken Hydraulic fluid can adjust the piston displacement force and that of the sealing sleeves Resulting frictional force are compensated so that the needle a in each position their stroke is adjusted with the least possible force and the regulating work of the the needle actuating speed regulator to the greatest possible minimum can be brought.

Die beschriebene Anordnung läßt sich selbstverständlich auch in Verbindung mit Düsen mit Handregulierung oder mechanischem Antrieb anwenden.The arrangement described can of course also be used in conjunction use with nozzles with manual adjustment or mechanical drive.

Claims (1)

PATENTANSPRU'Cl3: Regeldüse für Wasserturbinen zur Erzeugung eines kreisrunden Wasserstrahles mit einem zum Ausgleich der auf die Nadel wirkenden Kräfte dienenden Kolben, dadurch gekennzeichnet, daß in eine außerhalb der Düse (a, e, g) liegende Leitung (f), welche in der Nähe des Düsenmündungsstückes (g) entnommenes Druckwasser zum Einwirken auf den Ausgleichkolben (c) bringt, ein Dreiwegventil (h) eingebaut ist, dessen öffnen eine augenblickliche Entlastung des Ausgleichkolbens (c) und zusammenhängend damit das selbsttätige Schließen der Düsennadel (a) zur Folge hat.PATENT claim Cl3: control nozzle for water turbines for generating a circular water jet with a piston serving to compensate for the forces acting on the needle, characterized in that in a line (f) lying outside the nozzle (a, e, g ), which is in the Pressurized water taken from the vicinity of the nozzle mouth piece (g) acts on the compensating piston (c), a three-way valve (h) is installed, the opening of which results in an instantaneous relief of the compensating piston (c) and, in connection with this, the automatic closing of the nozzle needle (a) .
DEA55529D 1928-10-03 1928-10-09 Control nozzle for water turbines Expired DE481390C (en)

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DEA55529D Expired DE481390C (en) 1928-10-03 1928-10-09 Control nozzle for water turbines

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