DE84853C - - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B3/00—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E10/20—Hydro energy
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- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
KAISERLICHES
PATENTAMT
Die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Turbine gehört zu derjenigen
Art von Turbinen, bei welchen die lebendige Kraft eines beliebigen Fluidums (einer Flüssigkeit,
Gas, Dampf u. s. w.) glatten, schaufellosen Laufrädern mitgetheilt wird.
Das Neue der vorliegenden Turbine besteht darin, dafs diese glatten Laufräder in der Weise
angeordnet sind, dafs sie nach einander bethätigt werden müssen, indem der von dem
ersten Laufrade abgleitende Strahl auf ein zweites Rad wirkt und letzteres mit der ihm
noch innewohnenden Kraft antreibt u. s. w., bis der Strahl, vom letzten Laufrade abgleitend,
seine ganze Energie an die Turbine abgegeben hat.
Auf diese Weise wird die Energie des treibenden Fluidums in denkbar vollkommenster Weise
ausgenutzt.
In den beiliegenden Zeichnungen ist diese neue Turbine dargestellt.
Fig. ι und 2 veranschaulichen verschiedene Ausführungsformen der gebräuchlichen, bei der
neuen Turbine jedoch in besonderer Weise angewendeten glatten Laufräder.
Fig. 3 ist ein Horizontalschnitt der neuen Turbine mit zwei gemä'fs der vorliegenden
Erfindung angeordneten Laufrädern und den Vorrichtungen zum Uebertragen der Arbeit
dieser Laufräder auf eine Arbeitswelle. Fig. 4 giebt einen Schnitt nach 1-2 der Fig. 3, Fig. 5
einen Schnitt nach 3-4 der Fig. 3.
Fig. 6 zeigt eine neue Ausführungsform eines glatten Laufrades, welches an Stelle mehrerer
in oben erwähnter Weise angeordneter Laufräder benutzt werden kann und welches dann
dieselben Wirkungen erzielt, wie diese mehreren in genannter Weise angeordneten Laufräder.
Das Laufrad ohne Schaufeln hat bei der neuen Turbine vortheilhaft die Gestalt einer
Scheibe α mit einem sie umgebenden Rand b, so dafs eine Art Schale oder Tasse gebildet
wird (Fig. 1).
Das treibende Fluidum wird gegen die innere Fläche des Randes b (Fig. 1) der Scheibe a
durch Röhren, Kanäle u. s. w. in Gestalt von Strahlen geführt, die zu diesem Rande unter
einem passenden Winkel geneigt sind, um so viel als möglich Stöfse und einen durch letztere
bewirkten Arbeitsverlust zu vermeiden.
Die lebendige Kraft des Strahles bezw. der Strahlen wirkt also auf die innere, glatte Oberfläche
des Randes b der Scheibe a in Richtung der Strahlen. Der Wasser-, Dampf- oder Gasstrahl
fliefst dauernd gegen diese innere Fläche des Randes und nimmt das Rad vermöge der
von ihm ausgeübten Reibung sowie des Druckes mit, den er auf diese Fläche ausübt,
indem er stets bemüht ist, zuerst in seiner ursprünglichen Richtung und dann tangential
zu dem inneren Umfange des Randes b zu entweichen. Da nun das treibende Fluidum durch
den Rand b verhindert ist, in diesen Richtungen zu entweichen, so wirkt das Fluidum kräftig
gegen den Rand, theilt dem Rade α seine lebendige Kraft mit und setzt es dadurch in
Umdrehung.
Damit die Fluidumstrahlen, welche aus den Kanälen ausströmen, nicht denjenigen Strahlen
begegnen, die bereits auf das Rad gewirkt
haben, geben die Erfinder entweder diesen Strahlen eine Neigung oder dem inneren
Rande b eine konische Gestalt.
Die gröfste Nutzwirkung wird erzielt, wenn das bewegende Fluidum, nachdem es seine
Arbeit verrichtet hat, aus dem Rade mit der Umfangsgeschwindigkeit des letzteren entweicht.
Der Fluidumstrahl kann auch unter einem bestimmten Winkel auf ein glattes Rad ohne
Rand zur Wirkung gebracht werden (Fig. 2), indem man den Strahl auf die Ober- oder
Unterfläche b'2 eines solchen Rades a2 richtet.
Bei der neuen Turbine sind nun mehrere solcher Räder derart angeordnet, dafs der das
erste Rad verlassende Fluidumstrahl das zweite, sodann das dritte u. s. w. Laufrad treffen mufs.
Alle Laufräder sind von einander unabhängig drehbar und übertragen ihre Arbeit mit Hülfe
passender Vorrichtungen auf dieselbe Arbeitswelle. Eine solche Anordnung der Räder
gestattet nämlich, alle noch in dem Fluidum vorhandene lebendige Kraft zu gewinnen, nachdem
dasselbe seine Wirkung auf eines der Räder beendet hat.
Drehen sich diese Räder concentrisch zu einander, so wird der Rand des mittelsten
Rades von den staffeiförmig wachsenden Rändern der übrigen Räder umgeben; die Ränder
entfernen sich also langsam von dem Punkte, wo das Fluidum auf das erste Rad einwirkt.
Das bewegende Fluidum entströmt tangential aus dem ersten Rade und trifft auf das zweite
Rad mit der Geschwindigkeit, welche es im Augenblicke dieses Ausströmens besitzt; das
Fluidum wirkt dann mit dieser übrig gebliebenen Geschwindigkeit auf das zweite Rad in derselben
Weise, wie dies bei dem ersten Rade der Fall war.
Durch Hinzufügen weiterer Räder, von denen jedes die noch vorhandene lebendige Kraft
des aus dem vorhergehenden Rade ausströmenden Fluidums aufnimmt, kann man erreichen,
dafs von dem Fluidum alle Arbeit, die es im Stande ist, zu liefern, abgeleitet bezw. nutzbar
gemacht wird.
Die Fig. 3, 4 und 5 veranschaulichen eine Ausführungsform einer nach dem eben erläuterten
Grundgedanken construirten Turbine, bei welcher z. B. zwei Laufräder ohne Schaufeln,
die durch Dampf getrieben werden können, vorhanden sind. Der Dampf tritt durch das
Rohr η ein; er strömt dann durch die Vertheilungskanäle
pp1 und entweicht durch deren Mündungen 0 o1, um gegen die innere Oberfläche
des Randes des Laufrades c, nahezu in Richtung einer Tangente an dasselbe, zu
strömen; sodann strömt der Dampf auf dieser Oberfläche entlang und nimmt das Rad durch
Reibung und Druck mit, bis er dieses Rad c in tangentialer Richtung verläfst, um gegen die
innere Oberfläche des Randes f'2 eines zweiten Laufrades/ zu strömen. Auf dieses Rad wirkt
nun der Dampf in derselben Weise wie zuvor mit der ihm verbliebenen Kraft und daher mit
verringerter Geschwindigkeit.
Das Rad c läuft mit der Spitze c1 in einem
verschiebbaren Lager c2, welches gegen die Spitze c1 durch eine Feder c3 gedrückt wird.
Die Welle e endigt in einen konisch-bogenförmigen Theil d\ Der Theil dl dreht sich
zwischen den Rollen e e1 e2. Diese Lagerungs-.weise
des glatten Laufrades macht es möglich, dafs sich das Rad während seiner Drehung so
verschiebt, dafs es sich stets im Gleichgewicht befindet.
Die Rollen e, el und e2 drehen sich in Aussparungen
e3 e4 e5 (Fig. 5) im Umfange einer
Büchse/1, die dem zweiten glatten Laufrade/
als Achse dient. Das Rad / läuft somit concentrisch mit dem Rade c, und es empfängt
sein Rand f'2 den aus dem Rande c* des Rades c austretenden Dampf, nachdem derselbe
auf letzteres einen Theil seiner Kraft übertragen . hat. Der Dampf strömt also gegen
den Rand/2 mit der Geschwindigkeit, welche er in dem Augenblicke besitzt, wo er den
Rand c4 in tangentialer Richtung verläfst; die Räder c und / drehen sich daher in demselben
Sinne, jedoch mit verschiedenen Geschwindigkeiten.
Um die von den beiden Rädern geleistete Arbeit auf dieselbe Welle zu übertragen, werden
die Rollen e, e1 und e'2 nicht allein durch das
Ende d1 der Welle d des Rades c, sondern auch durch die Büchse f1 des Rades / mitgenommen.
Die Rollen laufen dann auf den Bahnen g und g1 eines Gehäuses g'2, dessen
Achse g3 in einem auf dem Bett i des Motors
befestigten Bock h lagert.
Die Achse gs überträgt ihre Drehbewegung
auf eine Welle / mit Hülfe der Zahnräder k, kl und k'2. Ferner wird die Welle Z noch
durch ein Zahnrad m angetrieben, welches mit einem anderen, auf der Büchse/3 des Rades/
befestigten oder mit derselben aus einem Stück gegossenen Zahnrade/4 kämmt.
Auf diese Weise wird die Arbeit der Räder c und / auf die Welle Z mit Hülfe der Rollen
e e1 e2, des Gehäuses g2 und des Getriebes
k, k1, /f2, /* und m übertragen. Die Durchmesser
der Zahnräder sind so bemessen, dafs die Räder c und / der Turbine trotz ihrer
verschiedenen Umdrehungsgeschwindigkeiten der Welle Z eine gleiche Geschwindigkeit ertheilen.
Die Laufräder c und / sind in einem Gehäuse q eingeschlossen, aus welchem der Dampf,
nachdem er zur Wirkung gelangt ist, durch die Oeffnung q1 (Fig. 4) entweicht.
Anstatt mehrere Laufräder von der in Fig. ι und 2 dargestellten Gestalt anzuwenden
und in beschriebener Weise anzuordnen, kann
man auch das in Fig. 6 dargestellte konische Rad ohne Schaufeln a1 anwenden, so zwar,
dafs es mit seinem gröfseren Durchmesser in die Nähe der Ausströmungsöffnungen für das
treibende Fluidum und mit seinem kleineren Durchmesser auf die entgegengesetzte Seite,
nämlich da zu liegen kommt, wo das Fluidüm, nachdem es seine Arbeit verrichtet hat, ausströmt.
Mit diesem Rade, welches man sich durch die Verschmelzung mehrerer tassenförmiger
Räder von der in Fig. ι dargestellten Gestalt entstanden denken kann, die, von verschiedenen
Durchmessern, concentrisch zu einander in bestimmten Abständen auf einer Achse angeordnet
waren, erreicht man genau dieselbe Wirkung wie mit der soeben beschriebenen Anordnung von mehreren Rädern.
Die den Strahlen mitgetheilte Richtung ist in diesem Falle derart, dafs das bewegende Fluidum
an der inneren Seitenwandung des Rades α1 bis zur AusströmungsöfFnung hin in Schraubenwindungen
entlang fliefst. In dem Mafse, als sich die Schnelligkeit des Fluidums verringert,
wirkt das Fluidum nach und nach auf Theile des konischen Rades, deren Umfangsgeschwindigkeiten,
von dem gröfsten Durchmesser nach der Mündung des Rades hin gerechnet, in entsprechender Weise abnehmen.
■; Es erhellt daher, dafs, wenn der konische Mantel des Rades so lang gebaut ist, dafs das Fluidum aus der Mündung des Rades nur mit geringster Geschwindigkeit entweicht, das Fluidum dem Rade durch Reibung und Druck, genau wie bei der vorigen Anordnung, seine ganze lebendige Kraft mitgetheilt haben mufs.
■; Es erhellt daher, dafs, wenn der konische Mantel des Rades so lang gebaut ist, dafs das Fluidum aus der Mündung des Rades nur mit geringster Geschwindigkeit entweicht, das Fluidum dem Rade durch Reibung und Druck, genau wie bei der vorigen Anordnung, seine ganze lebendige Kraft mitgetheilt haben mufs.
Claims (1)
- ; Patent-Ansprüche:
i. Eine Turbine, bei welcher mehrere tassenförmige, von einander unabhängig drehbare Laufräder (c f) concentrisch in einander liegend und so angeordnet sind, dafs der Rand (f-) des einen Rades (f) stets den Rand (c^) des vorhergehenden Rades (c) überragt, in der Weise, dafs der gegen den Rand des innersten Rades geführte Fluidumstrahl letzteres in Bewegung setzt und, dasselbe verlassend, gegen den Rand des zweiten Rades wirkt u. s. w., wodurch der Strahl an diese Räder seine ganze Kraft abgiebt und dieselben in gleicher Richtung, aber mit verschiedenen Geschwindigkeiten dreht, worauf die Räder ihre Arbeit gleichzeitig mit Hülfe einer passenden Uebersetzung auf eine Welle (I) übertragen.
Eine Turbine nach Anspruch i, bei welcher an Stelle der tassenförmigen Laufräder einfach glatte, scheibenförmige Laufräder, welche einander mit ihren Rändern stufenweise überragen, vorgesehen sind, gegen deren Oberflächen der Fluidumstrahl, vom mittleren Rade beginnend, unter einem passenden Winkel wirkt.
Eine Turbine nach Anspruch ι und 2, bei welcher an 'Stelle mehrerer sich mit verschiedener Schnelligkeit, entsprechend der abnehmenden Kraft des treibenden Fluidums, drehender Räder ein einziges konisches Rad (Fig. 2) ohne Schaufeln vorgesehen ist, in welches die Fluidumstrahlen an der Stelle seines gröfsten Durchmessers eingeführt werden und dessen kleinster oder Mündungsdurchmesser derart bemessen ist, dafs die an der inneren Wandung des Rades schraubenförmig in die Höhe gleitenden Strahlen des Fluidums fortschreitend gegen sich der Drehachse nähernde Flächen des Rades wirken, deren Umfangsgeschwindigkeiten sich proportional zur abnehmen-: den Kraft des Fluidums verringern.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE84853C true DE84853C (de) |
Family
ID=357046
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DENDAT84853D Active DE84853C (de) |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE84853C (de) |
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