EP2618939B1

EP2618939B1 - Regner

Info

Publication number: EP2618939B1
Application number: EP10757206.7A
Authority: EP
Inventors: Michael Kistler; Thomas Renner
Original assignee: Husqvarna AB
Current assignee: Husqvarna AB
Priority date: 2010-09-24
Filing date: 2010-09-24
Publication date: 2016-02-10
Anticipated expiration: 2030-09-24
Also published as: CN103118794A; CN103118794B; PL2618939T3; RU2527780C1; EP2618939A1; WO2012037979A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Regner.

Regner als Gartenbewässerungsgeräte weisen typischerweise einen einen Wasserauslass bildenden Regnerkopf mit einer Düsenanordnung auf, welcher relativ zu einem einen Wassereinlass enthaltenden Grundkörper um eine Schwenkachse schwenkbar ist. Bei Sektorenregnern ist die Schwenkachse typischerweise vertikal, bei Viereckregnern horizontal ausgerichtet. Die Schwenkung des Regnerkopfes erfolgt gebräuchlicherweise über ein Regnergetriebe, welches durch ein Turbinenrad angetrieben ist. Für eine Umschaltung der Drehrichtung der Schwenkbewegung zwischen zwei verstellbaren Schwenkwinkelgrenzen ist vorzugsweise die Turbine umschaltbar in zwei entgegen gesetzte Rotationsrichtung rotierbar, wofür für den Antriebs-Wasserstrom zwei getrennte Zuleitungskanäle und eine stromaufwärts der Kanäle angeordnete Umschalteinrichtung, welche umschaltbar einen der Zuleitungskanäle mit dem Wassereinlass verbindet, vorgesehen sind. Ein vom Wassereinlass zum Wasserauslass fließender Wasserstrom fließt zumindest teilweise als ein Antriebs-Wasserstrom über die Turbine und typischerweise als ein Bypass-Wasserstrom über ein federbelastetes Ventil, wobei der Bypass-Wasserstrom meistens größer ist als der Antriebs-Wasserstrom. Derartige Anordnungen sind allgemein bekannt.
Aus der DE 101 42 144 bzw. der EP 0 489 679 A1 ist ein derartiger Regner mit einem durch eine Turbine angetriebenen Turbine bekannt. Die einzelnen Turbinenschaufeln bilden taschenförmige Hohlräume, welche sich mit schmalen radialen Schlitzen zu einem von dem Ring der Turbinenschaufeln umgebenen Hohlraum öffnen. Zwei Zuleitungskanäle führen mit runden, zur Turbinenachse parallelen ersten Abschnitten von einer Umschalteinrichtung weg nach oben und münden in schmälere zweite Abschnitte, welche bogenförmig in gegenüber liegenden Winkelsegmenten die Turbine umgeben. Von den zweiten Abschnitten sind jeweils mehrere sich verengende Düsenkanäle abgewinkelt weg in Richtung der Turbine geführt.
Ein Problem bei solchen Regnern ist, dass systembedingt die auf die Turbine von dem Antriebs-Wasserstrom ausgeübte Kraft nur gering ist und daher die Gefahr besteht, dass die Turbine bei einem Neustart oder einem der zahlreichen Umschaltvorgänge nicht anläuft. Da die Regner für Gartenbewässerung in der Herstellung kostengünstig sein sollen, sind die konstruktiven Möglichkeiten begrenzt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Regner mit einem durch eine Turbine angetriebenen Regnergetriebe anzugeben, bei welchem mit geringem Aufwand das Anlaufverhalten der Turbine weiter verbessert ist.
Erfindungsgemäße Lösungen sind in dem unabhängigen Anspruch beschrieben. Die abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.
Es zeigt sich, dass die erfindungsgemäßen Maßnahmen die Strömungseigenschaften des von dem Antriebs-Wasserstrom durchströmten Wasserpfades signifikant verbessern. Insbesondere haben die Erfinder erkannt, dass durch die beschriebenen Maßnahmen eine Reduzierung von Wirbelbildungen erreicht werden kann und dadurch die Energieverluste des Antriebs-Wasserstroms stark verringert werden können, so dass ein höherer Energieanteil für auf die Turbine wirkende Kräfte verbleibt und ein höheres Anlauf-Drehmoment bewirkt werden kann.
Eine erste bedeutende Verbesserung ergibt sich durch Umgestaltung eines Umlenkungsbereichs, in welchem der Verlauf eines Zuleitungskanals von einem ersten Kanalabschnitt mit zur Turbinenachse im wesentlichen parallelen Strömungsverlauf in einen zweiten Kanalabschnitt erfolgt, wobei die Strömungsrichtung des zweiten Kanalabschnitts im wesentlichen in einer senkrecht zur Turbinenachse liegenden Ebene verläuft. Der zweite Kanalabschnitt verläuft vorteilhafterweise bogenförmig um den Raum, in welchem die Turbine angeordnet ist.
Der Umlenkbereich ist dadurch strömungsgünstig und verwirbelungsarm ausgeführt, dass zumindest eine den Zuleitungskanal im Bereich der Umlenkung bezüglich der Strömungsrichtungsänderung die Außenbahn des Kanals begrenzende Außenwand gekrümmt ausgebildet ist. Für die Strömungsrichtungsänderung kann eine fiktive Umlenkachse angenommen werden. Die erste Außenwand ist die bezüglich einer solchen Umlenkachse radial außen liegende Begrenzung des Zuleitungskanals im Bereich der Umlenkung. Der Krümungsradius der ersten Außenwand kann über den Verlauf der Umlenkung variieren und ist vorteilhafterweise nicht kleiner als 30 %, insbesondere nicht kleiner als 60 % der Höhe des Zuleitungskanals im Bereich der Umlenkung. Als Höhe des Zuleitungskanals, welche über den Verlauf der Umlenkung variieren kann, sei der jeweils geringste radiale Abstand der Außenwand von einer den Zuleitungskanal radial innen begrenzenden ersten Innenwand angesehen, wobei bei parallel zu der fiktiven Umlenkachse nicht konstantem Querschnitt des Zuleitungskanals im Bereich der Umlenkung die Betrachtung beim Flächenschwerpunkt des Querschnitts des Zuleitungskanals im Bereich der Umlenkung erfolgen soll.
Vorteilhafterweise verläuft die erste Innenwand des Zuleitungskanals im bereich der Umlenkung knickfrei und stufenfrei, insbesondere monoton gekrümmt, wobei der gegebenenfalls variierende Krümmungsradius der Innenwand vorteilhafterweise nicht geringer ist als 20 %, insbesondere nicht geringer als 40 % der genannten Höhe des Zuleitungskanals ist.
Für eine vorteilhafte und kostengünstige Fertigung des Regners, insbesondere aus Spritzgussteilen, ist der Zuleitungskanal im Bereich der Umlenkung durch Flächen eines Unterteils und eines auf diesem befestigten Deckels begrenzt, wobei der erste Kanalabschnitt zwischen einer Umschalteinrichtung und dem Bereich der Umlenkung in dem Unterteil ausgebildet sei. Die erste Innenwand ist vorteilhafterweise an dem Unterteil und die erste Außenwand an dem Deckel ausgebildet, woraus sich auch für den gekrümmten Verlauf der Begrenzung des Zuleitungskanals im Bereich der Umlenkung eine vorteilhafte Gestaltung von Spritzgusswerkzeugen für Unterteil und Deckel ergibt.
Eine weitere bedeutende Verbesserung resultiert aus der strömungsgünstigen und verwirkbelungsarmen Gestaltung eines an der Anströmdüse endenden letzten Kanalabschnitts, nachfolgend als dritter Kanalabschnitt bezeichnet, für welchen eine Winkelerstreckung von wenigstens 30° um die Turbinenachse angenommen sei. Die Gestaltung sieht vor, dass eine bezüglich der Turbinenachse radial außen liegende, den Zuleitungskanal begrenzende Außenwand, welche nachfolgend auch als dritte Außenwand bezeichnet ist, knickfrei kontinuierlich gekrümmt verläuft. Der Krümmungsradius der dritten Außenwand ist vorteilhafterweise nicht kleiner als 15 %, insbesondere nicht kleiner als 25 % des Radius der Turbine, unter welchem der Außenradius der ringförmigen Anordnung der Turbinenschaufeln verstanden sei. Der Krümmungsradius kann im Verlauf des dritten Kanalabschnitts variieren.
Der dritte Kanalabschnitt verläuft vorteilhafterweise mit zur Anströmdüse hin kontinuierlicher Verengung, was mit einer zur Anströmdüse hin zunehmenden Geschwindigkeit des Antriebs-Wasserstroms verbunden ist. Durch den knickfrei kontinuierlich gekrümmten Verlauf des dritten Kanalabschnitts ergibt sich ein durch fehlende oder geringe Verwirbelung geringer Strömungswiderstand und eine hohe Austrittsgeschwindigkeit des Antriebs-Wasserstroms aus der Anströmdüse in Richtung der Turbinenschaufeln und ein vorteilhaft hohes Drehmoment auf die Turbine.
Die Innenwand des dritten Kanalabschnitts verläuft vorteilhafterweise gleichfalls knickfrei und stufenfrei, insbesondere gleichfalls monoton gekrümmt.
Für die Turbinenschaufeln von Turbinen bei gattungsgemäßen Regner sind konstruktive Einschränkungen insbesondere dadurch gegeben, dass für die bidirektionale Drehbarkeit paarweise jeweils bezüglich Radiallinien spiegelsymmetrisch angeordnete Schaufelleitflächen erforderlich sind, und dass die Turbinen typischerweise als Kunststoff-Spritzgussteile ausgeführt sind. Aus dem letztgenannten Grund resultiert, dass die Turbinenschaufeln in der Regel bezüglich der Turbinenachse axial einseitig mit einem für alle Schaufeln gemeinsamen Trägerring verbunden sind und in ihrer Erstreckung senkrecht von der Ebene des Trägerrings weg einen im wesentlichen konstanten Querschnitt besitzen. Die Form der Leitflächen kann dadurch durch eine Linie in einer zur Ebene des Trägerrings parallelen Schnittebene beschrieben werden.
Die Gestaltung der Leitflächen in der Art, dass diese an der radialen innen liegenden Endkante mit einem Ausströmwinkel gegen eine Radialline geneigt auslaufen, bewirkt beim Ausströmen von Wasser aus einem durch die Anströmdüse aktuell beaufschlagten Zwischenraum zwischen einander zuweisenden Leitflächen in einem von dem Ring der Turbinenschaufeln umgebenen Zwischenraum eine Ausströmrichtung des Wassers mit einer der jeweiligen Drehrichtung der Turbine entgegen gesetzten tangentialen Strömungskomponente, welche einen Kraftbeitrag zu dem Anlauf-Drehmoment der Turbine liefert. Die Leitflächen sind konkav von dem Zwischenraum weg gewölbt. Die Turbinenschaufeln weisen vorteilhafterweise jeweils zwei einander abgewandte und je einer der beiden Rotationsrichtungen der Turbine zugeordnete Leitflächen auf und sind vorzugsweise in ihren radial außen liegenden Enden schmäler als an den radial innen liegenden Enden.
Die an den radial innen liegenden Enden der Turbinenschaufeln zwischen zwei einander zu weisenden Leitflächen bestehenden Lücken, durch welche Wasser unter dem genannten Ausströmwinkel aus dem Zwischenraum ausströmt weisen in Umfangsrichtung eine Breite auf, welche vorteilhafterweise zwischen 30 % und 200 %, vorzugsweise zwischen 50 % und 150 % des Abstands aufeinander folgender Lücken beträgt. Der Abstand aufeinanderfolgender Lücken ist dabei in der Regel gleich der maximalen Breite der Turbinenschaufeln an deren radial innen liegenden Enden.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Abbildungen noch eingehend veranschaulicht. Dabei zeigt:

Fig. 1: einen Ausschnitt aus einem teilweise aufgeschnittenen Regner,
Fig. 2: eine Draufsicht auf eine Turbine mit Zuleitungskanälen,
Fig. 3: eine Variante zu Fig. 2,
Fig. 4: eine bevorzugte Ausführung einer Turbine,
Fig. 5: einen vergrößerten Ausschnitt im Bereich einer Anströmdüse.

Fig. 1 zeigt in leicht geneigter Schrägansicht ein teilweise aufgeschnittenes Regnergetriebe, dessen Gehäuse ein Unterteil UT und ein Oberteil OT besitze, welche als getrennte Bauteile, insbesondere als Spritzgußteile hergestellt sind und danach in der dargestellten Weise zusammen gefügt sind. Das Gehäuse ist teilweise aufgeschnitten dargestellt und gibt dabei insbesondere den Blick in zwei Zuleitungskanäle. Nur mit unterbrochener Linie angedeutet ist eine Umschalteinrichtung UE, mittels welcher einer von zwei Zuleitungskanälen mit dem Wassereinlass des Regners verbindbar ist.
An einer Ausgangsöffnung GA ist ein Regnerkopf mit einer Düsenanordnung anschließbar, wobei ein solcher angeschlossener Regnerkopf mittels des wasserdurchströmten Regnergetriebes um eine Drehachse DA bidirektional alternierend schwenkbar ist. Die Drehachse DA verläuft bei Sektorenregnern in regulärer Betriebsstellung vertikal, bei Viereckregnern horizontal. Nachfolgend sei bei der Beschreibung der Darstellungen von einem Sektorregner mit vertikaler Drehachse ausgegangen und Positionsangaben wie oben oder unten seien auf dessen regulärer Betriebsstellung mit vertikaler Drehachse bezogen.
In Fig. 1 erkennbar sind als Teil des Unterteils zwei erste Kanalabschnitte K11 eines ersten Zuleitungskanals und K21 eines zweiten Zuleitungskanals, welche sich über Umlenkbereiche, welche nachfolgend noch im Detail beschrieben sind, fortsetzen in zweite Kanalabschnitte K12 des ersten Zuleitungskanals und K22 des zweiten Zuleitungskanals. Nachfolgend sei, soweit nicht explizit anders angegeben, jeweils nur einer der beiden Zuleitungskanäle beschrieben. Die beiden Zuleitungskanäle verlaufen im wesentlichen spiegelsymmetrisch bezüglich einer eine Turbinenachse enthaltenden Mittelebene.
Die ersten Kanalabschnitte K11, K21 verlaufen zwischen der Umschalteinrichtung UE stromabwärts in Richtung der Umlenkungsbereiche im wesentlichen vertikal und parallel zu einer Turbinenachse einer Turbine des Regnergetriebes, wobei die Turbinenachse typischerweise und bei den dargestellten Ausführungen parallel zur Drehachse DA verläuft.
Die zweiten Kanalabschnitte K12, K22 verlaufen, wie in der Darstellung nach Fig. 2 ersichtlich, bogenförmig um eine Turbine TR, welche um eine Turbinenachse TA rotierbar gelagert ist. Die zweiten Kanalabschnitte gehen über in dritte Kanalabschnitte K13, K23 welche an einer Anströmdüse AD enden und sich in Strömungsrichtung vor dieser über einen Winkelbereich W3 von wenigstens 30° erstrecken. Vorteilhafterweise gehen die zweiten Kanalabschnitte und die dritten Kanalabschnitte mit kontinuierlicher Krümmung stufenlos und knickfrei ineinander über.
Im Bereich der Umlenkung zwischen dem ersten Kanalabschnitt K11 und dem zweiten Kanalabschnitt K12 des ersten Zuleitungskanals erfolgt eine Umlenkung der Strömung des Antriebs-Wasserstroms von einer anfänglich vertikalen Haupt-Strömungsrichtung im ersten Kanalabschnitt K11 zu einer beim Eintritt in den zweiten Kanalabschnitt horizontalen, bezüglich der Turbinenachse TA annähernd tangentialen Haupt-Strömungsrichtung, so dass die Änderung der Haupt-Strömungsrichtung über den Bereich der Umlenkung ca. 90° beträgt. Ein Pfeil MS repräsentiert die Mitte der Strömung. Einer solchen Umlenkung um 90° kann eine fiktive Umlenkungsachse zugewiesen werden, deren Richtung senkrecht sowohl zu der ersten als auch zu der zweiten Hauptströmungsrichtung verläuft und die im Innenwinkel der beiden Hauptströmungsrichtungen liegt und bezüglich welcher eine radial äußere Begrenzung des Zuleitungskanals und eine radial innere Begrenzung des Zuleitungskanals im Bereich der Umlenkung existiert. Die radial bezüglich einer solchen fiktiven Umlenkungsachse außen liegende Begrenzung des Zuleitungskanals ist durch eine erste Außenwand AU1 gegeben, die innere Begrenzung durch eine erste Innenwand IU1.
Die erste Außenwand AU1 ist von dem Innern des Zuleitungskanals weg gekrümmt, wobei der Krümmungsradius im Verlauf der Außenwand AU1 in Strömungsrichtung auch variieren kann. Für eine Stelle der Außenwand ist ein Krümmungsradius RA eingezeichnet.
In ähnlicher Weise ist die erste Innenwand IU1 zu dem Innern des Zuleitungskanals im Bereich der Umlenkung hin gekrümmt. Für die Krümmung der ersten Innenwand IU1 ist gleichfalls für eine Stelle ein Krümmungsradius RI eingezeichnet. Der Abstand der ersten Innenwand IU1 von der ersten Außenwand AU1 ist als Höhe UH des Zuleitungskanals im Bereich der Umlenkung bezeichnet.
Die Krümmungsradien RA und RI sowie die Höhe UH können im Verlauf des Umlenkungsbereichs variieren. Die Tiefe des Zuleitungskanals, gemessen als Querschnittsabmessung in Richtung der fiktiven Umlenkachse UA, bleibt vorteilhafterweise bei der Umlenkung vom Ende des ersten Kanalabschnitts K11 bis zum Beginn des zweiten Kanalabschnitts K12 im wesentlichen unverändert. Sofern der Querschnitt des Zuleitungskanals im Bereich der Umlenkung von einer Rechteckform abweicht, seien die Tiefe des Zuleitungskanals, die Höhe UH des Zuleitungskanals und die Radien RA der ersten Außenwand AU1 und RI der ersten Innenwand IU1 jeweils in durch die Strömungsmitte gehenden und im wesentlichen senkrecht zu dieser verlaufenden Richtungen gemessen.
Der Krümmungsradius RA ist vorteilhafterweise nicht kleiner als 30 %, insbesondere nicht kleiner als 60 % der maximalen Höhe UH des Zuleitungskanals im Bereich der Umlenkung. Der Krümmungsradius RI der ersten Innenwand IU1 ist vorteilhafterweise nicht geringer als 20 %, insbesondere nicht geringer als 40 % der Höhe UH.
Durch die Krümmung der ersten Außenwandfläche AU1 und der ersten Innenwandfläche IU1 mit Mindestwerte aufweisenden Krümmungsradien ergibt sich vorteilhafterweise eine Strömungsumlenkung, bei welcher Verwirbelungen der Strömungen bei typischen Durchflußraten des Antriebs-Wasserstroms vermieden oder zumindest gegenüber bekannten Ausführungen weitgehend reduziert werden. Hierdurch können vorteilhafterweise Energieverluste des Antriebs-Wasserstroms an dieser Stelle vermieden und eine höhere Antriebsleistung des Antriebs-Wasserstroms auf die Turbine erreicht werden, woraus sich ein höheres Anlauf-Drehmoment und verbesserte Anlaufeigenschaften der Turbine ergeben.
Zur Realisierung der beschriebenen vorteilhaften Umlenkungsbereiche ist vorteilhafterweise die erste Innenwandfläche IU1 des Zuleitungskanals an dem Unterteil UT und die erste Außenwand AU1 an dem Oberteil OT ausgebildet. Hierdurch ergibt sich eine vorteilhafte Ausgestaltung von Spritzgusswerkzeugen, indem Spritzgusswerkzeuge sowohl für das Unterteil als auch für das Oberteil so gestaltet werden können, dass jeweils Werkzeughälften in Richtung der Drehachse relativ zueinander verfahrbar und keine zusätzlichen, die Kosten eines Werkzeugs und der Spritzgussherstellung erhöhende Werkzeugkomponenten wie Schieber oder dergleichen erforderlich sind. Das Oberteil OT bildet in dem dargestellten Beispielsfall eine nach unten offene Topfform, welche mit ihrer Außenwand das Unterteil außen umgreift, als Deckel, an dessen Deckelfläche DE in Richtung des Unterteils, als Fortsatz VD vorspringend die erste Außenwand AU1 ausgebildet ist. Im dargestellten bevorzugten Beispiel liegt der die erste Außenwand AU1 bildende Fortsatz VD der Deckelfläche DE eng an der in dem Unterteil gebildeten vertikalen Wand des Zuleitungskanals in Fortsetzung des ersten Kanalabschnitts K11 an. Andere Übergänge mit komplementären Stufen an dem Übergang vom Unterteil zum Oberteil im Bereich der ersten Außenwand AU1 im Bereich der Umlenkung sind gleichfalls möglich. Kleine Störungen der gleichmäßigen kontinuierlichen Krümmung an solchen Übergängen seien für die genannten Krümmungsradien nicht berücksichtigt.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, verengt sich in vorteilhafter Ausführung der Zuleitungskanal in dem zweiten Kanalabschnitt K11 knickfrei und stufenfrei kontinuierlich und geht kontinuierlich in einen dritten Kanalabschnitt K13 über, welcher bis zu der Anströmdüse AD führt. Der zweite Kanalabschnitt K12 kann auch mit konstantem Querschnitt ausgeführt sein. Der dritte Kanalabschnitt K13 ist in seinem Verlauf auf die Anströmdüse AD hin kontinuierlich verengt, wodurch sich die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers des Antriebs-Wasserstroms zur Anströmdüse AD hin erhöht. Der dritte Kanalabschnitt K13 ist vorteilhafterweise eine kontinuierlich gekrümmte Außenwand A3 und/oder eine kontinuierlich gekrümmte Innenwand I3 auf. Außenwand A3 oder Innenwand I3 können auch auf die Anströmdüse AD hin einen geraden Verlauf aufweisen. Der Krümmungsradius der Außenwand A3 ist vorteilhafterweise nicht kleiner als 20 %, insbesondere nicht kleiner als 40 % des Radius RT der Turbine TR. Der Krümmungsradius der Innenwand 13 ist vorteilhafterweise nicht kleiner als 15 %, insbesondere nicht kleiner als 25 % des Radius RT der Turbine TR. Der nachfolgend als Anströmwinkel (EW in Fig. 5) bezeichnete Winkel zwischen der Haupt-Strömungsrichtung des aus der Anströmdüse AD austretenden Wassers ES relativ und der Tangentialrichtung an die Turbine bei der Anströmdüse beträgt vorteilhafterweise nicht mehr als 45 %.
Die bei kontinuierlichem Übergang an sich nicht klar getrennten zweiten und dritten Kanalabschnitte seien für die Zwecke der Erläuterung der Erfindung in der Weise gegeneinander abgegrenzt, dass der dritte Kanalabschnitt sich über ein Winkelsegment W3 von wenigstens 30° um die Turbinenachse TA vor der Anströmdüse AD erstrecke.
Ein auf diese Weise definierter dritter Kanalabschnitt ist auch bei einer in Fig. 3 skizzierten Variante mit komplexerer Struktur des Zuleitungskanals gegeben. Bei dieser komplexeren Kanalstruktur ist der zweite Kanalabschnitt K12 nicht nur in den dritten Kanalabschnitt K13 fortgeführt, sondern auch in einen zusätzlichen Hilfskanal KH welcher zu einer zusätzlichen, auf die Turbine gerichteten Anströmdüse führt, welche in Umfangsrichtung gegen die Anströmdüse AD versetzt ist.
Der Antriebs-Wasserstrom strömt von der Anströmdüse AD auf die Turbinenschaufeln der Turbine TR und übt auf diese eine Kraft bzw. ein Drehmoment auf. Der Antriebs-Wasserstrom wird in vorteilhafter Ausführung in einen von den ringförmig angeordneten Turbinenschaufeln umgebenen Innenraum IR geleitet. In bevorzugter Ausführung ist auch der Bypass-Wasserstrom, welcher mengenmäßig meistens größer ist als der Antriebs-Wasserstrom, durch den Innenraum IR geleitet, wobei ein federbelastetes Bypass-Ventil in dem Bypass-Pfad stromaufwärts des Innenraums IR angeordnet ist, so dass sich die zuvor getrennten Strömungspfade in dem Innenraum IR wieder vereinigen und in Richtung des Anschlusses GA bzw. des Wasserauslasses einer damit verbundenen Düsenanordnung weitergeführt wird.
Zur Ableitung des radial von außen auf die Turbinenschaufeln geleiteten Antriebs-Wasserstroms in den Innenraum IR sind vorteilhafterweise die Zwischenräume zwischen aufeinander folgenden Turbinenschaufeln, in welche der Antriebs-Wasserstrom einströmt, durch Lücken zwischen aufeinander folgenden Turbinenschaufeln an deren radial innen liegenden Enden zum Innenraum hin fortgesetzt.
Fig. 4 zeigt eine bevorzugte Ausführung einer Turbine TR mit einer Mehrzahl von Turbinenschaufeln TS, welche in regelmäßiger Anordnung um eine Turbinenachse TA ringförmig angeordnet und als axiale Vorsprünge von einem gemeinsamen Trägerring SR ausgebildet sind. Die Turbinenschaufeln weisen in dieser vorteilhaften Ausführungsform eine Gestalt der Leitflächen auf, welche in anhand der Fig. 5 noch näher beschriebenen Weise vorteilhaft einen zusätzlichen Beitrag zu dem auf die Turbine wirkenden Drehmoment, insbesondere für das Anlaufen der Turbine, bewirken. Die Turbinenschaufeln TS sind in sich spiegelsymmetrisch bezüglich durch die Turbinenachse TA verlaufenden Spiegelebenen ausgebildet, wodurch durch die regelmäßige Anordnung der Turbinenschaufeln eine solche Spiegelsymmetrie auch für die Zwischenräume ZR zwischen aufeinander folgenden Turbinenschaufeln bezüglich durch die Zwischenräume verlaufender und die Turbinenachse TA enthaltender Spiegelsymmetrieebenen gilt. Solche Spiegelsymmetrien sind bei bidirektional antreibbaren Turbinen von Regnergetrieben üblich.
Anhand des vergrößerten Ausschnittes nach Fig. 5, welcher eine Turbine der in Fig. 4 dargestellten Art in einem Gehäuse nach Fig. 2 oder Fig. 3 zeigt, ist die Besonderheit der vorteilhaften Ausführung der Schaufeln einer Turbine nach Fig. 4 noch näher erläutert.
Ein aus der Antriebsdüse AD austretender Antriebs-Wasserstrom weist beim Austritt aus der Anströmdüse AD eine Haupt-Strömungsrichtung ES auf, welche um einen Winkel EW gegen die Tangentialrichtung des Turbinen-Drehkreises um einen Einströmwinkel EW geneigt ist, wobei ein solcher Einströmwinkel vorteilhafterweise nicht größer ist als 45°. Durch aus der Anströmdüse AD in den Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Turbinenschaufeln einströmendes Wasser wird zugleich Wasser aus diesem Zwischenraum ZR verdrängt, welches durch eine Lücke LU zwischen den bezüglich der Turbinenachse TA radial innen liegenden Endkanten der den Zwischenraum ZR gegenüber stehend begrenzenden Leitflächen in den Innenraum IR strömt. Die von dem Wasserstrom aus der Anströmdüse AD beaufschlagte Leitfläche kann vorteilhafterweise konkav von dem Zwischenraum ZR weg gekrümmt sein. Die von dem Antriebs-Wasserstrom aus der Anströmdüse AD beaufschlagte Leitfläche läuft an ihrem bezüglich der Turbinenachse TA innen liegenden Ende mit einem Ausströmwinkel AW gegen eine Radiallinie geneigt in den Innenraum aus. Aus dem Zwischenraum ZR verdrängtes Wasser weist daher beim Austritt aus dem Zwischenraum ZR durch eine Lücke LU zwischen benachbarten Turbinenschaufeln eine Strömungsrichtung AS auf, welche gegen die Radialrichtung entgegen der der Anströmdüse AD zugeordneten Drehrichtung DR der Turbine gerichtet ist. Hierdurch wird insbesondere in der Anlaufsituation der Turbine eine zusätzliche Kraft auf die Turbine ausgeübt und das Anlauf-Drehmoment der Turbine erhöht. Der Austrittswinkel AT beträgt vorteilhafterweise wenigstens 15°, insbesondere wenigstens 25°. Der Ausströmwinkel ist vorteilhafterweise nicht größer als 50°. In Drehrichtung DR der Turbine gemessen liegt die Breite LL der Lücken LU vorteilhafterweise zwischen 30 % und 200 %, vorzugsweise zwischen 50 % und 120 % des Abstands LS benachbarter Lücken.
Die vorstehend und die in den Ansprüchen angegebenen sowie die den Abbildungen entnehmbaren Merkmale sind sowohl einzeln als auch in verschiedener Kombination vorteilhaft realisierbar. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen fachmännischen Könnens in mancherlei Weise abwandelbar.

Claims

Regner mit einem Wassereinlass und einem an einem Wasserauslass bildenden und relativ zu einem Grundkörper schwenkbaren Regnerkopf, wobei die Schwenkung des Regnerkopfes über ein Regnergetriebe erfolgt, welches durch eine um eine Turbinenachse (TA) rotierende Turbine (TR) mit einer Mehrzahl von Turbinenschaufeln (TS) angetrieben ist, wobei
- die Turbine (TR) von einem Antriebs-Wasserstrom durchströmt ist, welcher wenigstens einen Teil des vom Wassereinlass zum Wasserauslass fließenden Gesamt-Wasserstroms bildet,

- die Turbine (TR) in zwei entgegen gesetzten Rotationsrichtungen rotierbar ist,

- jeder Rotationsrichtung einer von zwei Zuleitungskanälen mit jeweils wenigstens einer eine Anströmrichtung bestimmenden Anströmdüse (AD) zugeordnet ist,

- über eine stromaufwärts der beiden Zuleitungskanäle angeordnete Umschalteinrichtung (UE) wahlweise einer der beiden Zuleitungskanäle mit dem Wassereinlass verbindbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Wasserpfad des Antriebs-Wasserstroms in der Weise strömungsgünstig und verwirbelungsarm ausgeführt ist, dass
a) ein Zuleitungskanal eine Richtungsumlenkung zwischen einem zur Turbinenachse (TA) zumindest überwiegend parallelen ersten Kanalabschnitt eines Zuleitungskanals (K11, K21) und einem im wesentlichen in der Ebene der Turbinenschaufeln (TS) radial außerhalb der Turbinenschaufeln (TS) verlaufenden zweiten Kanalabschnitt (K12, K22) aufweist und an der Richtungsumlenkung durch eine erste Außenwand (AU1) und durch eine erste Innenwand (IU1) begrenzt ist und die Außenwand (AU1) einen knickfrei kontinuierlich gekrümmten Verlauf aufweist, und/oder

b) ein an der Anströmdüse (AD) endender dritter Kanalabschnitt, welcher sich in Bogenform über wenigstens um die Turbine (TR) erstreckt und sich dabei monoton verengt, einen radial nach außen durch eine dritte Außenwand begrenzt ist, welche in Umfangsrichtung knickfrei kontinuierlich gekrümmten Verlauf der Bogenform aufweist, und/oder

c) der Strömungspfad von einer radial außerhalb der einen Ring um einen Innenraum bildenden Turbinenschaufeln (TS) liegenden und um einen Anströmwinkel von weniger als 45° gegen die Tangentiale der Turbine (TR) geneigten Anströmdüse (AD) über an den radial inneren Enden der Turbinenschaufeln (TS) zwischen benachbarten Turbinenschaufeln (TS) bestehenden Lücken radial in den Innenraum (IR) verläuft und die von der Anströmdüse (AD) beaufschlagten Leitflächen der Turbinenschaufeln (TS) konkav gekrümmt verlaufen und mit einem gegen eine Radiallinie geneigten Anströmwinkel der jeweiligen Rotationsrichtung entgegen gerichtet in den Innenraum (IR) auslaufen.
Regner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsradius der ersten Außenwand (AU1) nicht kleiner ist als 30 %, insbesondere nicht kleiner als 60 % der Höhe des Zuleitungskanals an der Umlenkung.
Regner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die den Zuleitungskanal im Bereich der Umlenkung innen begrenzende erste Innenwand (IU1) knickfrei kontinuierlich gekrümmt verläuft.
Regner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsradius der ersten Innenwand (IU1) nicht kleiner ist als 20 %, insbesondere nicht kleiner als 40 % der Höhe des Zuleitungskanals ist.
Regner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kanalabschnitt durch Flächen eines Unterteils und eines auf diesem befestigten Deckels begrenzt ist.
Regner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Außenwandfläche an dem Deckel ausgebildet ist.
Regner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtungsumlenkung zwischen dem ersten (K11, K21) und dem zweiten (K12, K22) Kanalabschnitt 90° beträgt.
Regner nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmung der dritten Außenwand nicht kleiner ist als 20 %, insbesondere nicht kleiner als 40 % des Radius der Turbine ist.
Regner nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsrichtung des Antriebswasserstroms am Austritt aus der Anströmdüse um weniger als 45° gegen die Tangentiale der Turbinendrehung geneigt verläuft.
Regner nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausströmwinkel wenigstens 15°, insbesondere wenigstens 25° beträgt.
Regner nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausströmwinkel höchstens 50° beträgt.
Regner nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in Umfangsrichtung die Erstreckung der Lücken (LU) zwischen 30 % und 200 % des Abstands aufeinander folgender Lücken (LU) beträgt.
Regner nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbine (TR) mit einer Turbinenwelle drehbar gelagert und die Turbinenwelle von einer elastischen Dichtung umgeben ist.
Regner nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Turbinenwelle nicht größer ist als 1,5 mm.