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Saugvorrichtung zum Entlüften von oberhalb des Oberwasserspiegels
liegenden Turbinenkammern zwecks Inbetriebsetzung der Turbine Bei in eine Kammer
eingebauten Wasserturbinen mit stehender oder liegender Welle wird man häufig, um
das Maschinenhaus gegen Hochwasser zu schützen und die Anlage baulich zu vereinfachen,
die Turbinenkammer so hoch anordnen, daß sie mindestens zu einem Teil über dem niedrigsten
Oberwasserspiegel liegt. Soll eine solche Anlage in Betrieb genommen werden, so
ist es notwendig, zuerst die Turbinenkammer mit Wasser zu füllen, damit sie in der
Wirkungsweise eines Hebers der Turbine ständig Wasser zuführen kann. Dieses Füllen
der Turbinenkammer geschieht dadurch, daß an ihrem höchsten Punkt die Luft abgesaugt
wird. Auch die während des Betriebes durch Ausscheiden ,aus dem Wasser sich ansammelnde
Luft wird an dieser Stelle abgesaugt.
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Zum Absaugen von Luft oder Flüssigkeit aus offenen oder geschlossenen
Gefäßen oder zum Ansaugen eines oder mehrerer anderer Heber sind Vorrichtungen zur
erhöhten Ausnutzung der dynamischen Wirkung, welche durch die überströmende Wassermenge
in einem Heber erzeugt wird, bekannt. Dabei wurde vorgeschlagen, nicht nur auf dem
höchsten Punkt des Heberscheitels, sondern auch am tiefsten Punkt bzw. am ganzen
Umfang des Heberscheitels Saugöffnungen anzuordnen und von hier aus Saugrohre zu
der Saugglocke oder den anzusaugenden Hebern zu führen. Diese Vorrichtungen haben
aber den Nachteil, daß der Heber erst durch zusätzliche Einrichtungen zum Ansprechen
gebracht werden muß. Naturgemäß wirkt jede derartige Einrichtung trotz der verschiedenen
am Heberscheitel angebrachten Saugöffnungen besonders langsam und ungünstig, wenn
z. B. bei Turbinen das Gefälle zwischen Ober-und Unterwasserspiegel niedrig ist
und die Kammer, aus der die Luft abgesaugt wird, hoch liegt, da dann zum Absaugen
großer Luftmengen besonders viel Wasser und eine entsprechend lange Zeit notwendig
ist.
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Die beschriebenen Nachteile werden durch die Erfindung vermieden.
Auch sie verwendet Wasser als Betriebsmittel zum Entlüften von oberhalb des Oberwasserspiegels
liegenden Turbinenkammern. Es wird jedoch nicht die Saugwirkung eines durch einen
plötzlich erweiterten Querschnitt fließenden Wasserstrahls, sondern das in jeder
Strömungskrümmung auftretende Druckgefälle vom größeren zum kleineren Krümmungsradius
ausgenutzt. Eine besondere Verbindungsleitung führt vom Oberwasser über ein Einlaufrohr
zu einem Krümmer und von da über ein Saugrohr zum Unterwasser. Das durch diese Leitung
fließende Wasser erhält im Krümmer eine rasche Richtungsänderung, wobei am kleinsten
Radius des Krümmers, also in der Kniekehle
der Leitung, Unterdruck
entsteht, mit dessen Hilfe die Luft aus der Turbinenkammer abgesaugt wird. Der Einlauf
der zwischen Ober-und Unterwasser angeordneten Leitung ist dabei an die Turbinenkammer,
das Saugro'Ii:xt an das Turbinensaugrohr angeschlossen.
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Zweckmäßigerweise wird die Anordnung`' der Entlüftungswasserleitung
'so getroffen, daß die Krümmerstelle unterhalb des Oberwasserspiegels liegt. Die
Leitung zwischen Ober- und Unterwasser kann zum Schutz gegen Einwirkungen chemischer
oder mechanischer Natur und zur Verminderung der Durchflußreibung mit Blech, Grauguß
o. dgl. ausgekleidet werden. Zum Absaugen großer Luftmengen brauchen nicht mehrere
derartige-Leitungen angebracht zu werden, vielmehr ist eine weitgehende Verbreitung
der Leitung möglich, so daß sie wesentlich mehr breit als hoch wird. Dadurch wird
eine baulich einfache Anordnung für große abzusaug=ende Luftmengen gewährleistet,
bei der überdies die Gefahr des Verstopfens durch Geschwemmsel ausgeschaltet wird.
An der Krümmerinnenseite wird dann zweckmäßig ein Luftrohr entlang geführt, das
durch kleine Öffnungen mit dem Unterdruckarm des Krümmers in Verbindung steht und
die Luft unmittelbar aus dem höchsten Punkt der zu entlüftenden Kammer herführt.
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Ein Beispiel der Erfindung ist in den Abb. i bis 3 dargestellt.
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Abb. z zeigt einen Achsschnitt durch eine Turbinenanlage, Abb. a den
zugehörigen Grundriß im Schnit*y und Abb. 3 einen Schnitt x-x durch die beschriebene
Vorrichtung. Vorteilhafterweise ist im Beispielsfall die Anordnung so getroffen,
daß die Leitung nicht vom freien Oberwasserspiegel a zum freien Unterwasserspiegel
b, sondern von der Turbinenkammer c zum Saugrohr d führt. Die Leitung selbst besteht
,aus einem Einlaufstücke, dem daran anschließenden Krümmer f und dem Saugrohr g,
das in das Turbinensaugrohrd mündet. Um rasch wirken, also die Kammer c rasch leersaugen
zu können, ist die Leitunge, f, g ziemlich breit ausgeführt. Vom höchsten Punkt
der Turbinenkammer c führt -eine Luftleitung k zur Innenseite des Krümmers f. Das
Endstück i dieser Luftleitung leitung k, das an der Innenseite des Krümmers f entlang
läuft, ist durch Öffnungen lt mit dem Krümmerinnenraum verbunden. Die Leitunge,
f,g kann durch einen SchieberL abgesperrt werden, der mit Handrad it über das Schiebergestänge
m betätigt wird. Die Lage des Schiebers L ist an der angegebenen Stelle günstig=er
als etwa unmittelbar am Einlauf des Rohrese, denn wenn das Schiebergestänge durch
die Turbinenkammer und von dieser ins Freie geführt würde, so müßte es gegen Eindringen
von Luft abgedichtet werden, was bei der gezeichneten Anordnung rzicht notwendig
ist. Das Saugrohrg der an-@F`o ebenen Leitung ist zweckmäßig in Strom-# .irelitung
.allmählich erweitert, wodurch höhere S. . t ^ .
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chflußgeschwindigkeit durch den Krüm-'@`üer und eine bessere Saugwirkung
erzielt wird.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Vor Inbetriebnahme
der Turbine steht der Wasserspiegel in der Turbinenkammer auf Höhe des Oberwasserspiegels,
also etwa wie in Abb. r gezeichnet. Nun wird der Schieber L geöffnet, und es entsteht
!ein kräftiger Durchfluß aus der Turbinenkammer c über das Einlaufr ohr e zum Krümmer
f. und von hier über das Saugrohr g zum Turbinensaugrohr d. Beim Durchfluß durch
den Krümmer f entsteht auf dessen Innenseite Unterdruck, so daß durch die kleinen
Öffnungen h Luft angesaugt und von dem vorbeiströmenden Wasser mitgerissen wird.
Da jedoch die Öffnungen lt mit dem Endstück i der Leitung h
und dadurch
mit dem höchsten Punkt der Turbinenkammer in Verbindung stehen, wird die Turbinenkammer
ziemlich rasch entlüftet und der Wasserspiegel in ihr so lange hochgesaugt, bis
sie vollgefüllt ist. Nun kann der Schieber l geschlossen werden, um einen weiteren
Wasserverlust zu vermeiden, und die Turbine kann, etwa durch Öffnen der Leitschaufeln,
in Betrieb genommen werden.
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Die Leitung e, f, g kann bei .entsprechend tiefer Anordnung auch zum
Entleeren der Turbinenkammer verwendet werden, wenn der Einlauf der Turbinenkammer
c durch Dammbalken o. dgl. abgeschlossen und die Kammer selbst belüftet wird. Die
Leitung k wird man für diesen Zweck am besten an irgendeiner Stelle mit einem besonderen,
in den Abbildungen der Einfachheit halber nicht angegebenen Abschlußorgan verschließen.
Ein solches Ahschlußorgan in der Leitung h kann natürlich in jedem Fall angebracht
sein und mit dem Schieber L gemeinsam betätigt werden. Man vermeidet dadurch einen
ständigen, wenn auch ganz geringen- Wasserverlust während des Betriebes durch die
als Heber wirkende Leitung k, die Öffnungen h und das Saugrohr
g.