DE659759C

DE659759C - Water turbine with radial inflow and outflow at the wheel circumference and free passage through the wheel drum

Info

Publication number: DE659759C
Application number: DEB167952D
Authority: DE
Original assignee: BANKI APP GmbH
Current assignee: BANKI APP GmbH
Priority date: 1933-12-05
Filing date: 1934-12-12
Publication date: 1938-05-09

Description

Wasserturbine mit radialer Ein- und Ausströmung am Radumfange und freiem Durchgang durch die Radtrommel Bei Wasserturbinen mit radialer Ein- Lind Ausströmung am Radumfange und freiem Durchgang durch die Radtrommel ist es bekannt, den Beaufschlagungsbogen auf einen Quadranten oder darüber hinaus zu erstrecken und die Leitfläche derart auszugestalten, daß sämtliche Wasserfäden den Radumfang zu dem Zweck annähernd unter demselben Winkel schneiden, die Einhaltung der rechnungsmäßigen Geschwindigkeitsrichtungen und sotnit einen guten Wirkungsgrad zu erzielen.Water turbine with radial inflow and outflow at the wheel circumference and free passage through the wheel drum In water turbines with radial inlet and It is known to flow out at the wheel circumference and free passage through the wheel drum to extend the admission sheet to a quadrant or beyond and to design the guide surface in such a way that all water threads cover the circumference of the wheel for the purpose of cutting at approximately the same angle, compliance with the calculation Directions of speed and sotnit to achieve good efficiency.

Bei solchen Turbinen kann man an der zur Flüssigkeitszuführung dienenden Einrichtung, dem sog. Einlaufäpparat, zwei Teile unterscheiden. Der eine Teil wird, der Freistrahlnatur dieser Turbinen entsprechend, durch den zur Umsetzung des Druckes in Geschwindigkeit dienenden Düsenteil gebildet, der, sich an den Anfangspunkt des Laufradeinlaufbogens anschließend, in der Strömrichtung stetig abnehmende Querschnitte aufweist. Sein Endquerschnitt ist durch das Linienstück bestimmt, welches die Berührungspunkte des im genannten Anfangspunkt in den Düsenumriß eingeschriebenen Kreises verbindet und annähernd radial verläuft.In the case of such turbines, the one used for supplying liquid can be used Device, the so-called enema device, differentiate between two parts. One part will according to the free jet nature of these turbines, through the implementation of the pressure formed in speed serving nozzle part, which, at the starting point of the Subsequently, the impeller inlet bend, steadily decreasing cross-sections in the direction of flow having. Its end cross-section is determined by the line segment, which is the point of contact of the circle inscribed in the nozzle outline at the starting point mentioned and runs approximately radially.

Der zweite Teil ist der sich an den vorstehend beschriebenen Düsenteil anschließende, vom Endpunkt des äußeren Umrisses des Düsenteiles bis zum Endpunkt des Einlaufbogens führende Ansatz, welcher beispielsweise durch eine dem konstanten Eintrittswinkel entsprechende logarithmische Spirale als äußere Wandfläche, ferner seitlich durch zwei parallele Seitenwände begrenzt wird.The second part is the one attached to the nozzle part described above subsequent, from the end point of the outer contour of the nozzle part to the end point of the inlet arc leading approach, which for example by a constant Logarithmic spiral corresponding to the entry angle as the outer wall surface, furthermore is laterally limited by two parallel side walls.

Es ist auch bekannt, die der Turbine zufließende Wassermenge durch Verschwenken eines im Führungsansatz angeordneten Regelorgans um eine feste Achse zu ändern.It is also known the amount of water flowing through the turbine Pivoting a control member arranged in the guide attachment about a fixed axis to change.

Ein solcher Einlaufapparat hat mehrere Nachteile. So folgen z. B. die von der Leitfläche entfernter liegenden Wasserfäden derselben um so weniger, je größer das Bogenmaß des Einlaufbogens, d. h. je größer die verlangte Richtungsänderung ist. Außerdem findet der aus dem Düsenteil in den Führungsansatz bereits mit voller Geschwindigkeit übertretende Strom eine um so längere Reibungsfläche vor, je länger der Einlaufbogen ist. In solchen Fällen ist der Einlauf -querschnitt infolge der Abweichung des tatsächlichen Eintrittswinkels von dem vorausberechneten nicht vollständig ausgenützt, wodurch die Wassermenge abnimmt. Ebenso nimmt infolge der beim Laufradeintritt auftretenden Stoßverluste und infolge des erwähnten größeren Reibungsverlustes auch der Wirkungsgrad ab.Such an enema apparatus has several disadvantages. So follow z. B. the more distant from the guide surface water threads of the same, the less, the greater the radian dimension of the inlet elbow, d. H. the greater the change in direction required is. In addition, the guide approach from the nozzle part already takes place with full The greater the speed, the longer the friction surface, the longer the inlet bend is. In such cases, the inlet cross-section is due to the Deviation of the actual entry angle from the one calculated in advance is not complete exploited, whereby the amount of water decreases. It also increases as a result of the impeller entry occurring Impact losses and as a result of the greater friction loss mentioned the efficiency also decreases.

Zur Vermeidung dieser Nachteile wird e r@= findungsgemäß ein Einlaufapparat mit den Merkmalen gemäß der beiliegenden Zeieli= nung verwendet, bei welchem der Führungsansatz zwischen Düsenteil und Laufradeintritt verkürzt ist. Zu diesem Zwecke wird der Endquerschnitt 2 bis 2' des Düsenteiles i mit demjenigen Querschnitt vereinigt, welcher im Anfangspunkt 2 des Einlaufbogens 2 bis 3 zur zugehörigen Radialrichtung senkrecht steht, wodurch man für den bereits mit voller Geschwindigkeit strömenden Strahl einen sehr kurzen Führungsansatz 2' bis 3 und demzufolge selbst bei großen Einlaufbogen eine verhältnismäßig geringe , Richtungsänderung und kurze Reibungsfläche erhält.To avoid these disadvantages, according to the invention, an inlet device is used with the features according to the enclosed drawing used, in which the Guide approach between nozzle part and impeller inlet is shortened. To this end the end cross-section 2 to 2 'of the nozzle part i is combined with that cross-section, which in the starting point 2 of the inlet arc 2 to 3 to the associated radial direction stands vertically, whereby one for the already flowing at full speed Beam a very short guide approach 2 'to 3 and consequently even with large ones Inlet bend a relatively small change in direction and a short friction surface receives.

Dies wird dann erreicht, wenn die Scheiteltangentenebene 2 bis 2' des Rades durch die Wendelinie 2' der am Wasserstrom liegenden Wand i bis ¢ des Führungsansatzes geht und mit der durch diese Linie 2' gelegten Wendelinientangentenebene einen Winkel von ungefähr 6o° einschließt.This is achieved when the vertex tangent plane is 2 to 2 ' of the wheel through the turning line 2 'of the wall i to ¢ des lying on the water flow Management approach and with the tangent plane laid by this line 2 ' encloses an angle of approximately 6o °.

Der den Gegenstand der Erfindung bildende Einlaufapparat wird weiter zur Vervollkommnung der Regelung noch mit einer Leitfläche im Düsenteil versehen, da eine an dieser Stelle angebrachte Leitfläche die richtige Wasserführung in höherem Maße sichert als die üblichen, unmittelbar vor dem Einlaufbogen in dem Ansatzteil verwendeten Führungsflächen, welche die Einheit der geschlossenen Strömung zerstören, den Wasserstrahl deformieren und somit die Strömungs-und Reibungsverluste vergrößern.The enema apparatus forming the subject of the invention is further developed to perfect the control provided with a guide surface in the nozzle part, because a guide surface attached at this point ensures the correct flow of water in a higher area The dimensions are more secure than the usual ones, directly in front of the inlet bend in the attachment part used guide surfaces, which destroy the unity of the closed flow, deform the water jet and thus increase the flow and friction losses.

Eine solche Leitfläche besteht gemäß der Figur z. B. aus der feststehenden, in der Mitte des Stromes in den Düsenteil eingesetzten Schaufel s, welche zwecks Regelung mit dem mittels Hebel 6 verschwenkbaren Reguliersegment 7 ausgerüstet ist. Hauptsächlich die Verwendung des Reguliersegmentes ist der Grund dafür, daß der Umriß des Düsenteils, bzw. zumindest des dem Segment benachbarten Stückes davon, kreisförmig ist. Bei abnehmender Wassermenge erfolgt die Regelung durch Verschwenken des Segmentes 7 im Uhrzeigersinne, und zwar nach Maßgabe der Abnahme der ° Wassermenge, wodurch die Bogenlänge zwischen Leitschaufel und Segmentkante 8 verkleinert wird. Auf diese Weise wird eine günstige Ausnützung der Wassermenge, selbst bei starker Abnahme derselben, erreicht. Statt einer in die Mitte des Düsenteiles eingebauten einzigen Schaufel können zwecks &enauerer Führung auch mehrere Schaufeln verendet werden, welche den Strom im Düküteil in mehr als zwei Teilströme teilen. Pie Regelung mittels des Segmentes 7 erfolgt in diesem Falle so, daß es durch sein Verschwenhen einen Teilstrom nach dem anderen abschließt. Die Lage der Segmentschwenka,chse ist von der Anordnung der Leitflächen unabhängig und kann, ähnlich der Ausführung der beiliegenden Figur, auch im Falle mehrerer Leitflächen annähernd in dem die mittleren Stromfäden enthaltenden Stücke des Düsenteiles vorgesehen werden.Such a guide surface consists according to the figure, for. B. from the fixed, in the middle of the flow in the nozzle part inserted blades, which for the purpose Regulation is equipped with the regulating segment 7 pivotable by means of lever 6. Mainly the use of the regulating segment is the reason why the Outline of the nozzle part, or at least the piece of it adjacent to the segment, is circular. When the amount of water decreases, it is controlled by pivoting of segment 7 in a clockwise direction, in accordance with the decrease in the amount of water, whereby the arc length between the guide vane and segment edge 8 is reduced. In this way, a favorable use of the amount of water is made, even with strong Decrease of the same, achieved. Instead of one built into the middle of the nozzle part single shovel, several shovels can be used for the purpose of more precise guidance which divide the flow in the Düküteil into more than two partial flows. Pie scheme by means of the segment 7 takes place in this case in such a way that it is swiveled completes one partial stream after the other. The position of the segment swivel axis is independent of the arrangement of the guide surfaces and, similar to the design of the enclosed figure, also in the case of several guide surfaces approximately in the middle one Stream filaments containing pieces of the nozzle part are provided.

Sowohl das Regelorgan 7.als auch die vom Wasserstrom abgekehrte Wand des Führungsansatzes i weisen eine zur Schwenkachse des Regelorgans konzentrische Isreisbogenform auf, das Regelorgan 7 selbst tangiert das Rad in dessen oberer Scheitellinie 2 und ist bis zu der am Wasserstrom liegenden Wand i bis 4. des Einlaufapparates ausschwenkbar.Both the control element 7 and the wall facing away from the water flow of the guide approach i have a concentric to the pivot axis of the control member Isreisbogenform on, the control element 7 itself is tangent to the wheel in its upper apex line 2 and is up to the wall i to 4. of the inlet apparatus lying on the water flow can be swiveled out.

Claims

PATENT CLAIM: Water turbine with radial inflow and outflow at the wheel circumference and free passage through the wheel drum as well as one about about a quadrant or an additional charge arc in which which is optionally equipped with one or more fixed guide surfaces Inlet device consisting of a nozzle part and one arranged between this and the impeller There is a management approach in which .ferner the amount of water flowing into the turbine by pivoting a control element arranged in the inlet apparatus about a fixed one Axis is changed, characterized in that the vertex tangent plane (2, 2 ') of the wheel through the turning line (2') of the wall of the guide approach lying on the water flow and with the tangent plane laid by this line (2 ') Angle of approximately 6o ° includes that, furthermore, both the control element (7) and the facing away from the water flow wall of the guide approach one to the pivot axis of the Control organ have concentric Iireisbogeiform and the control organ (7) the wheel tangent in its upper apex line (2) and up to the one lying on the water flow Wall of the inlet apparatus can be swiveled out.