DE854328C - Wasserturbine der Peltonbauart - Google Patents

Description

• Wasserturbine der Peltonbauart Die Erfindung bezieht sich auf Wasserturbinen der Peltonbauart und bezweckt die Anordnung von Mitteln zur Ableitung des Wassers von den Löffeln des Laufrades, nachdem es seine Arbeit verrichtet hat.
• Während bei einem verhältnismäßig kleinen Verhältnis zwischen Strahldurchmesser und Laufra-ddurchmesser im allgemeinen genügend Raum für das Wasser verfügbar ist, um das Laufrad, nachdem es seine Arbeit verrichtet hat, zu verlassen, entstehen Schwierigkeiten bei Turbinen, die ein größeres Verhältnis von Strahldurchmesser zu Laufraddurchmesser haben, wie Stoßturbinen, die für eine verhältnismäßig hohe spezifische Drehzahl gebaut sind. Bei solchen Turbinen besteht die Gefahr, daß ein Teil des ausgetretenen Wassers auf die Rückseite der Löffel des Laufrades auftrifft und dadurch wesentliche Energieverluste erzeugt. Besonders bei Stoßturbinen mit senkrechter Welle erweist sich der Austritt des Wassers als sehr schwierig, wenn das Verhältnis vom Strahldurchmesser zu Laufraddurchmesser vergrößert wird.
• Es wurde bereits vorgeschlagen, feststehende Leitschaufeln neben dem Löffelrad in dem Bereich anzuordnen, wo das Wasser aus dem Strahl oder den Strahlen die Löffel dieses Rades verläßt. Gemäß der Erfindung verläuft die Leitkante dieser Schaufel annähernd parallel zur Austrittskante der Löffel und ist so gerichtet, daß ein glatter Eintritt des die Löffel verlassenden Wassers in diese Schaufel ermöglicht wird, wobei diese so gekrümmt ist, daß sie das Wasser allmählich von dem Löffelrand ableitet.
• Zu diesem Zweck muß der Winkel, der zwischen dieser Leitkante und den Tangenten der Kreisbahn des Löffelumrisses eingeschlossen wird, annähernd den Winkeln entsprechen, die zwischen der absoluten Geschwindigkeit des die Schaufeln verlassenden Wassers und diesen Tangenten bei normalen Betriebsbedingungen gebildet werden, d. h. bei den Drehzahlen des Löffelrades und der Geschwindigkeit und Menge des für seinen Betrieb benutzten Wassers, für welche die Abmessungen und Winkel der Löffel ausgeführt sind.
• Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles an Hand der Zeichnung.
• Fig. i zeigt schematisch den Axialschnitt eines Löffelrades nach der Linie B-B der Fig. 2; Fig. 2 ist ein abgewickelter Schnitt nach dem virtuellen Zylinder A-A um die Achse 0-O der Fig. i ; Fig.3 zeigt schematisch den axialen Schnitt einer Turbine mit senkrechter Welle nach der Linie F-F der Fig.4; Fig. 4 zeigt schematisch die Draufsicht zu Fig. 3. Gemäß Fig. i und 2 trägt das Laufrad i die üblichen Löffel 2 und dreht sich um die Achse 0-O in der Richtung des Pfeiles E. Das Wasser tritt aus den Löffeln.2 mit einer absoluten Geschwindigkeit aus, deren Richtung durch die PfeileC an-. gegeben ist.
• Eine feststehende Schaufel oder ein Löffe13 ist neben der Bahn der Lauf radlöffel 2 angeordnet. Die Leitkante 4 dieser feststehenden Schaufel ist in der Richtung der Pfeile C angeordnet, so daß ein glatter Übergang des aus den Löffeln austretenden Wassers in die Schaufel3 ermöglicht wird. Diese ist so gekrümmt, .daß sich eine geeignete Form ergibt, um das Wasser allmählich aus dem Laufrad in der Richtung des Pfeiles D in den Abflußkanal, oder wohin es sonst erforderlich ist, abzuleiten.
• In Fig. @i und 2 ist eine Leitschaufel nur an einer Seite des Löffelrades angeordnet, jedoch können derartige Schaufeln symmetrisch an beiden Seiten des Löffelrades angeordnet werden, wenn dies erwünscht ist.
• Fig. 3 und 4 zeigen eine Turbine mit senkrechter Welle und zwei Strahlen, wobei zwei Leitschaufeln oberhalb des Löffelrades angeordnet sind. Das Laufrad i trägt die Löffele, von denen einige zur Vereinfachung der Darstellung weggelassen wurden, und dreht sich in der Richtung des Pfeiles E an einer senkrechten Welle 5 um die Achse 0-O innerhalb eines Gehäuses 6. Zwei Düsen Ni und NE sind tangential zu der :Kreisbahn des mittleren Teiles der Schaufel 2 angeordnet, gegen welche ihre Strahlen h und J2 gerichtet sind. Wie in Fig. 3 für den Strahl J1 gezeigt, werden die Strahlen durch die umlaufenden Löffel zerteilt und abgelenkt, wobei die absoluten Geschwindigkeiten des an dem Umfang der Löffel 2 austretenden Wassers durch die Pfeile C angegeben sind. Während das die Löffel 2 an der Unterseite des Rades verlassende Wasser frei in den nicht dargestellten Ablaufkanal fallen kann, könnte das Wasser, welches die Löffel an der Oberseite des Rades verläßt, zurück in die Löffel fallen und ihre Arbeitsweise beeinträchtigen. Um dies zu verhindern, sind oberhalb der Kreisbahn des oberen Umrisses der Löffel 2 die Leitschaufeln 3' und 3" vorgesehen; die so gekrümmt sind, daß sie das Wasser allmählich von dem Löffelrad in Richtung de: Pfeile D ableiten, so daß es außerhalb dieses Rades in den Ablaufkanal der Turbine fallen kann.
• In der Zeichnung ist eine einzige Schaufel pro Strahl gezeigt; jedoch könnten, wenn erwünscht, pro Strahl mehr als eine Schaufel an der gleichen Seite des Löffelrades angeordnet werden, und zwar sowohl bei Turbinen mit senkrechter als auch bei solchen mit waagerechter Welle. Der günstigste Umfangsabstand zwischen solchen Leitschaufeln kann je nach den Umständen leicht bestimmt werden.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Wasserturbine der Peltonbauart, bei der wenigstens eine feststehende Leitschaufel neben dem Löffelrad in dem Bereich angeordnet ist, wo das Wasser aus dem Strahl oder den Strahlen die Löffel dieses Rades verläßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitkante dieser Schaufel annähernd parallel zur Austrittskante der Löffel verläuft und so gerichtet ist, daß ein glatter Eintritt des die Löffel verlassenden Wassers in diese Schaufel ermöglicht wird, und daß diese so gekrümmt ist, daß sie das Wasser allmählich von dem Löffelrad ableitet.
2. 2. Turbine nach Anspruch i mit einer senkrechten Achse, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufel oder Leitschaufeln an der Oberseite des Löffelrades angeordnet ist bzw. sind, so daß das austretende Wasser nicht in die Kreisbahn der Löffel zurückfallen kann.
3. 3. Turbine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, .daß die Leitschaufeln symmetrisch zu beiden Seiten des Löffelrades angeordnet sind.
4. 4. Leitschaufeln für eine Wasserturbine der Peltonbauart nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Leitkante (4) den Umriß eines konkaven Bogens besitzt und die Schaufel (3) in :der Weise löffelförmig ausgebildet ist, daß ihre etwa senkrecht zu dieser Leitkante geführten Querschnitte ebenfalls konkav, und zwar entgegengesetzt zu der Krümmung der Lauf ra-dlöffel (2) einspringend sind.