JPS6349074B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、流入室と羽根車室とを形成する流過
通路を有する筒形タービンであつて、該流過通路
が、流入室と羽根車室との間で軸方向の中心平面
の両側で互いに間隔を保つて延びている２つの筒
形部分に分割されており、該２つの筒形部分の間
の室を通つて案内されている、流過通路の外部に
配置された発電機のためのタービン出力軸を有し
ている形式のものに関する。

通常の筒形タービンにおいては、タービン羽根
車及び発電機より形成されているカプセル化され
た中央部が半径方向のアームを介して流過通路内
で固定されており、この場合、この中央部は組み
立て及び修理作業のために歩くことができるよう
に形成されている。半径方向アームの一方はこの
構造においては下降通路として使用されている。
このような形態は大きな筒形タービンにおいては
役に立つが、機械の大きさが小さくなるにしたが
つてこの中央部への近づきやすさが次第に困難に
なるので、このような筒形タービン構造は中型及
び小型の装置には適していない。

その他の公知な構造（ドイツ連邦共和国特許第
912320号明細書）においては、タービン羽根車だ
けがカプセル化された中央部内で支承されている
のに対して、発電機は通路内に取りつけられてい
て、この通路は流過通路を貫通し、従つて２つの
部分に分割する。この通路自体は比較的多くの空
間を必要とするので、中型及び小型の筒形タービ
ンにこのような構造を使用する場合は、発電機へ
の近づきやすさが通路によつて同様に強く妨げら
れる。発電機が流過通路の外部に配置されてい
て、直交伝動装置を介してタービン羽根車と駆動
接続されていれば、発電機には確かに簡単に近づ
きやすくはなつているが、通路内に取りつけられ
ている直交伝動装置には近づきにくい。

本発明の課題は、初めに述べたような形式の筒
形タービンを、特に中型能力及び小型能力の構造
において、整備が必要なすべての構造部分に近づ
きやすいように形成することである。しかもこの
ような筒形タービンにおいて、水導管等の傾斜も
エネルギ獲得のために利用されるべきである。

この課題は本発明によれば、流過通路の２つの
筒形部分が、個個の直線的な管区分より構成され
ていて、中心平面によつて分割された、流入室の
出口横断面の当該部分に相当する横断面を有して
おり、タービン軸が同軸的な支持管内で支承され
ていて、該支持管が、分岐個所に生じる楔形部分
の範囲で２つの筒形部分を気密に貫通して該２つ
の筒形部分の間の室内に突入していることによつ
て解決された。

駆動水が、互いに間隔を保つて延びかつ個個の
直線的な管区分より成る２つの筒形部分から羽根
車へ供給されるので、２つの筒形部分の間には近
づきやすい室が生じ、この室内にタービン調節の
ための駆動装置が取りつけられて、タービン出力
軸が案内される。

寸法が比較的わずかであるにも拘らず、近づき
やすさが得られる。それというのは流過通路を通
つて案内されている通路が存在せず、駆動水が管
区分によつて形成された２つの筒形部分を通つて
タービン羽根車へ送られるからである。この２つ
の筒形部分は、流入室の出口横断面に相当する全
横断面を有しているので、流過通路の分割による
流過関係は２つの筒形部分で本質的に変化せず、
それどころか分割によつて２つの筒形部分に必要
な流過の変向は小さく維持される。２つの筒形部
分の間の室はその良好な近づきやすさのためには
大きくなければならない必要はない。

２つの筒形部分は直線的な管区分より構成され
ていて、それ故母線は直線によつて形成されるの
で、２つの筒形部分の製造は簡単である。流入室
における筒形部分の接続によつて費用をかけるこ
となしに形成される分岐部分が得られる。管区分
の横断面は、すなわち流入室の出口横断面の、そ
れぞれ他方の筒形部分から独立している部分に相
当するので、２つの筒形部分の横断面は流入室の
出口横断面で集合する。通常、流入室は円形横断
面を有する管状部分によつて形成されるので、円
形の出口横断面も得られ、これは筒形部分のため
の半円径状の横断面を持たらす。これによつて、
２つの筒形部分のための管区分は円形横断面を有
する管より、相応の軸方向の断面を形成して製造
される。

２つの筒形部分の範囲でも一様な全横断面並び
にわずかな流過変向のために、このような構造は
高い流入速度及び高い圧力にも適しており、これ
が、大きい落下速度においてもこの筒形タービン
の使用を可能にする。しかも、導管の一部だけが
筒形タービンの流過通路に替えられればよいの
で、存在する導管への取りつけは簡単である。

特に簡単な関係はタービン軸のための支持管に
よつて確実に行なわれる。それというのは支持管
が駆動水のための流過横断面を縮小するので、駆
動水は羽根車室の手前で所望の形式で加速される
からである。

支持管はこの場合、駆動水のための加速範囲に
おける筒形部分の互いに向き合う平らな壁部のた
めの補強として作用し、流れ方向下流で羽根車の
回転を安定させる。支持管が流過通路で終つてい
るのではなく、それ故、梨状又は滴状の形状は必
要ではないので、筒形部分がまつすぐに延びてい
るにも拘らず、好都合な流過関係が保証される。
しかも２つの筒形部分の間の楔形部分の範囲にお
ける流過通路を貫通する、タービン羽根車のため
の支持管が、発電機と羽根車との間の駆動接続を
保証する。それというのは支持管から２つの筒形
部分の間の室内に突入するタービン軸に自由に近
づきやすくなつているからである。２つの筒形部
分の間の室には直交伝動装置が取りつけられてお
り、この直交伝動装置を介して、例えば２つの筒
形部分で支えられている発電機との駆動接続が得
られる。直交伝動装置の位置では、ベルト伝動装
置が発電機軸とタービン軸とを接続しても良い。

支持管の直径が２つの筒形部分の間の間隔に相
応するように互いに選定されていれば、空間供給
が特に有利に利用される一方、構造の大きな剛性
が得られる。

これによつて、整備が必要なすべての構造部分
に対する自由な近づきやすさが維持され、支持管
内部が流過通路と接続しているので、２つの筒形
部分の間の室に突入する支持管端部からタービン
軸の出口位置における駆動水に対する必要なシー
ルが、すなわち通常の形式でパツキング箱を介し
て得られ、このパツキング箱は２つの筒形部分の
間の室の形状に従つて近づきやすい。支持管によ
つて駆動水が汚されるような、支持管が駆動水に
よつて満たされることは避けられる。これは筒形
タービンを飲料水導管内にそう入する場合に非常
に有意義である。漏れ水はパツキング箱を介して
２つの筒形部分の間の室内に多少進入するが、こ
れは問題ではない。

流過通路と支持管内部との接続の際には、支持
管内のタービン軸の支承部によつて駆動水が汚染
されないように確実に行なわれなければならな
い。タービン軸が水で潤滑されたゴム支承部によ
つて支持管内で支承されていれば、潤滑油による
汚染は避けられる。しかも支持管に水を満たすこ
とは、ゴム支承部への分離された水供給が行なわ
れない場合に緊急潤滑として作用する。

次に図面に示した実施例について本発明の構成
を具体的に説明する。

特に第１図で明らかなように、本発明による筒
形タービンの流過通路１はおもに流入室２と羽根
車室６とこの羽根車室６に続くデイフユーザ７と
から成つており、流過通路は流入室２から出発し
て、軸方向の中心平面の両側に配置されその間で
自由な室３を形成をする２つの筒形部分４に分け
られていて、この筒形部分４は羽根車室入口５の
範囲で再び集合している。羽根車室入口５は流入
側で円形横断面を有していて、この円形横断面は
管として形成された流入室２の出口横断面に相当
する。筒形部分４は直線的な管区分より構成され
ていて、その横断面が流入室２の出口横断面に向
かつて、若しくは羽根車室入口５の流入横断面に
向かつて補足されかつ半円形の形状を有している
ので、２つの筒形部分４の、流入室２の出口開口
部への一方の接続と、羽根車室入口５の流入開口
部への他方の接続に関しては困難は生じない。筒
形部分４はすなわち流入室２からの分離によつて
得られる。

タービン羽根車８は流れ方向上流に位置する支
持管９によつて保持され、この支持管９は分岐位
置に生じる楔形部分の範囲で２つの筒形部分４を
気密に貫通して、２つの筒形部分４の間の室３内
に突入している。支持管９が、流過通路１の互い
に向き合う２つの平らな内壁１０の間に貫通して
いる状態を明らかに示すために、第１図では、一
方の筒形部分４と羽根車室入口５の外壁の部分１
１が取りはずして示されている。

流過通路１をこのように形成することによつて
２つの筒形部分４の間に室３が得られ、この室３
は自由侵入可能であつて、その内部に整備を必要
とするすべての構造部分が取りつけられる。この
場合、タービン羽根車８と発電機との間の駆動接
続はほとんど制限を受けない。それというのはタ
ービン軸を有する支持管９がこの自由な室３内に
突入しているからである。タービン駆動装置及び
タービンのための機構を、２つの筒形部分４の間
の自由な室内で整備可能に取りつけることができ
るという有利な可能性にも拘らず、始動速度が高
い場合及び高い圧力の場合においてもこのような
筒形タービンが使用できるような好都合な流過関
係が得られる。流れの変向がわずかで流過横断面
が一定であることによつて、２つの筒形部分４の
範囲においてもほぼ一定な条件を見積もることが
できる。羽根車室入口５の手前の、２つの筒形部
分４の集結部範囲においてはじめて、支持管９に
よる流過横断面の縮小が得られ、これが羽根車室
６の手前における駆動水の所望の加速を可能にす
る。

タービン羽根車８を支持するタービン軸１２
は、第２図による支持管９内の羽根車側で、詳し
く図示されていない水で湿されたゴム支承部１３
で支承されている。この場合、タービン羽根車８
の反対側の支持管端部の範囲ではラビリンスシー
ル形式のパツキング箱１４によつて、駆動水に対
する支持管内側のシールが得られるので、支持管
９は駆動水によつて満たされる。その上、パツキ
ング箱１４は２つの筒形部分４の間の室３から取
り出すことができ、これによつて運転中において
もパツキング箱１４の整備を可能にする。タービ
ン羽根車８を発電機１５と駆動接続するために、
タービン軸１２は剛性なクラツチ１６を介して直
交伝動装置１７と接続されており、その出力軸は
弾性的なクラツチ１８を介して発電機軸１９と結
合されている。発電機１５はブラケツト２０によ
つて支えられていて、このブラケツト２０は２つ
の筒形部分４の間の自由な室３をブリツジしてこ
の２つの筒形部分４で支えられている。直交伝動
装置１７は筒形部分４に接続されている支持体２
１で支承されており、これによつて２つの筒形部
分４の付加的な支持が互いに確保される。タービ
ンを調節するために、２つの筒形部分４の間の室
３には相応の調節モータが配置されており、これ
は調節機構２２によつて示されている。

第２図で解るように、タービン軸１２の一方側
は水で潤滑されているゴム支承部１３によつて支
えられていて、他方側は直交伝動装置１７を介し
て支えられている。

第２図、第３図によれば、２つの筒形部分４の
間の中心平面は鉛直方向で延びており、この場
合、鉛直な発電機軸１９も保持される。流過通路
のこのような形状は限定されるものではなく、例
えば第４図、第５図に示されているような実施形
態も可能である。第４図、第５図によれば、発電
機軸１９をも含んでいる２つの筒形部分４の間の
中間平面は水平に位置しており、この場合、発電
機１５の付加的な支持は基礎２３を介して可能で
ある。基礎２３を配置する場合はブラケツト２０
も省くことができる。

第６図によれば、タービン軸１２は直交伝動装
置に接続される必要はない。発電機軸１９がター
ビン軸１２に対して平行に延びている発電機はベ
ルト伝動装置２４を介してタービン軸１２と結合
されている。さらに第６図によれば、流過通路１
は傾斜して配置されていても良い。その他、第６
図による筒形タービンにおいては前記と同様の構
造原則が実行されており、この構造原則は流過通
路１の分岐部で互いに分離されている２つの筒形
部分に見られ、この場合簡単な製造可能性のため
に、筒形部分はそれぞれ直線的な管区分より構成
されている。これによつて、２つの筒形部分４の
間には自由に出入り可能な室が得られ、この室
が、整備を必要とするすべての構造部分のための
自由な近づきやすさを保証する。つまり、タービ
ンの大きさにまつたく無関係なので、図示の構造
は特に小型及び中型のタービンに適している。

さらに、流過通路の本発明による実施形態によ
つて、駆動水のためにタービンの構造が制限され
ないことが確認された。それ故、調節可能な回転
羽根を有するタービン、調節可能な回転及び案内
羽根を有するタービンを使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による筒形タービンの流過通路
の斜視図、第２図は筒形タービンの縦断面図、第
３図は第２図の−線に沿つた断面図、第４図
は本発明による筒形タービンの別の実施例の側面
図、第５図は第４図の−線に沿つた断面図、
第６図は本発明のさらに別の実施例による筒形タ
ービンの部分的な縦断面図である。 １……流過通路、２……流入室、３……室、４
……筒形部分、５……羽根車室入口、６……羽根
車室、７……デイフユーザ、８……タービン羽根
車、９……支持管、１０……内壁、１１……外壁
部分、１２……タービン軸、１３……ゴム支承
部、１４……パツキング箱、１５……発電機、１
６……クラツチ、１７……直交伝動装置、１８…
…クラツチ、１９……発電機軸、２０……ブラケ
ツト、２１……支持体、２２……調節機構、２３
……基礎、２４……ベルト伝動装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流入室と羽根車室とを形成する流過通路を有
   する筒形タービンであつて、該流過通路が、流入
   室と羽根車室との間で軸方向の中心平面の両側で
   互いに間隔を保つて延びている２つの筒形部分に
   分割されており、該２つの筒形部分の間の室を通
   つて案内されている、流過通路の外部に配置され
   た発電機のためのタービン出力軸を有している形
   式のものにおいて、流過通路１の２つの筒形部分
   ４が、個個の直線的な管区分より構成されてい
   て、中心平面によつて分割された、流入室２の出
   口横断面の当該部分に相当する横断面を有してお
   り、タービン軸１２が同軸的な支持管９内で支承
   されていて、該支持管９が、分岐個所に生ずる楔
   形部分の範囲で２つの筒形部分を気密に貫通して
   該２つの筒形部分４の間の室３内に突入している
   ことを特徴とする筒形タービン。 ２ 支持管９の直径が２つの筒形部分４の互いの
   間隔に相当する、特許請求の範囲第１項記載の筒
   形タービン。 ３ 支持管９の内部が流過通路１と連絡してい
   る、特許請求の範囲第１項記載の筒形タービン。 ４ タービン軸１２が水で潤滑されたゴム支承部
   １３によつて支持管９内で支承されている、特許
   請求の範囲第３項記載の筒形タービン。