Dzielnosc maszyn turbinowych zale¬ zy — jak wiadomo — od danego spadu H, ilosci przeplywajacej wody O i ilosci obrotów n. Przy oznaczonej wartosci O i n osiaga dzielnosc najwyzsza swoja war¬ tosc, a kazda zmiana tych korzystnych war¬ tosci Q i n powoduje spadek dzielnosci.Wprawdzie teoretycznie da sie pomyslec taki idealny mechanizm, pozwalajacy na¬ wet przy dowolnych wartosciach Q i n na otrzymanie jednakowej dzielnosci, prak¬ tycznie jednak zupelne urzeczywistnienie go nie da sie uskutecznic z jednej strony z powodu niemozliwosci wykonania po¬ wierzchni lopatek kierownicy i rotoru (lo¬ patek kierujacych i pracujacych), których ksztalt dawalby sie zmieniac prawidlowo w stosunku do O i n, z drugiej strony skutkiem róznorodnosci strat przez tarcie cieczy, zmieniajacych sie wogóle wraz z Q i n. Z tego powodu mozna uwzglednic tylko drogi zblizone, z których znane do¬ tychczas beda opisane w krótkosci.Ilosc srodka roboczego, przeplywajace¬ go przez turbine lub pompe obrotowa, re¬ guluje sie w najprostszy sposób albo za- pomoca zasuw, klap, zaworów, kurków i podobnych przyrzadów, albo uzywa sie obrotowych lopatek bocznych (lopatki ob¬ rotowe Finka), któremi mozna zmniejszyc szerokosc przeplywu miedzy dwiema sa¬ siaduj acemi lopatkami, kieruj acemi od o- kreslonej maksymalnej wielkosci az do zera. Jakkolwiek ostatni sposób regulowa-iiia przewyzsza pierwszy, to jednak regu¬ larnie zapomoca obrotowych lopatek ^ bocznych iM^ ^tfacfel ze szczególnie przy Izybtcobiemyclf ni&szyiiach wraz ze zmniej- szajacem sie napelnianiem opada szybko i dzielnosc. Szybki spadek dzielnosci po¬ chodzi stad, ze skrecenie lopatek bocznych powoduje zmiane wprawdzie przekrojów bocznego kola i katów, jednak przekroje rotoru i jego katów pozostaja niezmienio¬ ne. Jezeli zatem zmniejszy sie doplyw wody do rotoru, to musi sie zarazem zmniejszyc i szybkosc jej przeplywu w rotorze, poniewaz nic sie nie zmienilo w przekroju komórek. Wskutek tego jednak przeplyw wody przez rotor nie jest juz wolny od udarów i z tego powodu musza powstawac w rotorze i rurze ssacej wiry, które powoduja wspomniany spadek dziel¬ nosci.Odpowiedniem zatem byloby uzycie takich urzadzen, które dozwalalyby na czesciowe lub calkowite zamkniecie wol¬ nego przekroju komórek rotoru, azeby u- mozliwic równiez przy zmiennem napel¬ nianiu zatrzymanie jednakowej szybkosci przeplywu przez rotor. Jezeli urzadzenie takie ma w rzeczywistosci spelniac swoje zadanie, to musialaby byc np. przy polo¬ wie napelnienia zamknieta takze polowa wolnego przekroju przeplywowego komó¬ rek rotora. Grubosc scian lopatek rotoru musialaby zatem siegac az do polowy wol¬ nego przekroju komórek. Rozumie sie sa¬ mo przez sie, ze przy takiem zgrubieniu krawedzi lopatek bylby niemozliwy prze¬ plyw bez udarów i zachodzace straty skut¬ kiem udarów i wirów powodowalyby znaczny spadek dzielnosci. Jezeli jednak zgrubienie lopatek (zamkniecie przekroju) przelozone zostanie tylko na srodek komó¬ rek, to pozadany cel równej szybkosci przeplywowej przy jakiemkolwiek napel¬ nianiu da sie uzyskac tylko w zwezonych miejscach komórek rotoru, podczas gdy w pozostalych przekrojach komórek tworza sie wspomniane wyzej wiry w takiej mie¬ rze, jak gdyby wogóle nie stosowano za¬ mkniecia przekroju w rotorze.Znane sa równiez rotory ze stalemi lopatkami, przy których przymocowane sa ruchome klapy w ksztalcie jezyka, przez obrót których mozna uzyskac zamkniecie wyplywowego przekroju rotoru. Poniewaz jednak wlasciwe lopatki sa nieruchome, pozostaje zatem przekrój wplywowy ko¬ mórki rotoru przy kazdem dowolnem po¬ lozeniu klapy niezmieniony. Z tego powo¬ du spadek szybkosci, wystepujacy ze zmniejszeniem napelnienia, musi i tutaj wywolac wspomniane straty wskutek u- darów i wirów.Wedlug wynalazku niniejszego rezy¬ gnuje sie zgóry z zachowania jednakowej predkosci przeplywu przy zmiennem na¬ pelnianiu, a zmiane przekroju komórek ro¬ toru osiaga sie nie zamknieciem jego, tyl¬ ko skreceniem wszystkich lopatek. Przebieg regulowania, bedacy przedmiotem wyna¬ lazku niniejszego, przedstawiony jest na rysunku w kilku odmianach budowy roto¬ rów turbin wodnych z obrotowemi lopat¬ kami.Fig. 1 przedstawia zmiane predkosci i katów przy zmiennem napelnianiu. Fig. 2— rzut pionowy rotoru, przyczem piasta na¬ rysowana jest w przekroju, a lopatki w widoku. Fig. 3 — lopatke w rzucie bocznym z piasta w widoku. Fig. 4 — lopatke wraz z osia obrotowa i przynalezna piasta w wi¬ doku perspektywicznym. Przedstawione na fig. 2, 3 i 4 rotory wykazuja osiowe na¬ pelnienie lopatek. Fig. 5 i 6 przedstawiaja mozliwosc zastosowania regulowania lopa¬ tek rotoru wedlug wynalazku niniejszego do turbin strumieniowych i Francisa.Fig. 1 przedstawia schematycznie roz¬ klad predkosci wody, jaki powstawalby przy przeplywie wody wzdluz przedsta¬ wionego przez 1—0—2 zarysu lopatki bez uwzglednienia oporu. Przytem dla punktu wplywu 1 rotoru oznaczono absolutna — 2 —predkosc wplywu wody przez c, predkosc obwodowa rotoru przez u, a wzgledna predkosc wody przez w^ podczas gdy od¬ powiednie wielkosci dla wyplywu wody w punkcie 2 oznaczone zostaly przez c2, u2 i w2. Wkoncu kat wyplywu bocznego kola wzglednie rotoru oznaczony jest na fig. 1 przez a wzglednie 8, a kat rotoru przez (3 Przy nalezytym ruchu i napelnieniu po¬ zostaje jak wiadomo równoleglobok pred¬ kosci utworzony przez u1 i wv wzglednie u2 i w2, narysowany na fig. 1 linjami pel- neml i wyraigaja:y katów lopatkowych a (3- i 8. Jezeli teraz przy tym samym spa¬ dzie i tej samej ilosci obrotów wzglednie predkosci obwodowej rotoru, zmieni sie ilosc wody przyplywajacej przez niego, to musza doznac zmiany i predkosci poludni¬ kowe, oznaczone na fig. 1 i 2 przez cm^ cm2 i cm, jezeli sie rezygnuje z wszelkie¬ go szkodliwego dla dzielnosci przymyka¬ nia wolnego przekroju przeplywu. Jezeli zatem dzielnosc ma byc dobra i przy cze- sciowem napelnieniu, to musi byc istotnie umozliwione osiagniecie przez wode no¬ wych predkosci fcm1), (wx), (cm2) i (w2), innemi slowy musi byc mozliwe utworzenie z u i (w1)n wzglednie u2 i (w2) nakreslo¬ nego na fig. 1 równolegloboku predkosci, co wymaga zmiany katów a, [3 i 8 na (a) ((3) i (§) jak to przedstawiono na fig 1.W tym celu wedlug wynalazku niniej¬ szego lopatki rotoru sa w ten sposób na osiach obrotowo urzadzone, ze wymagana zmiana kata (3 na ((3) wzglednie 8 na (8) moze byc osiagnieta z dokladnoscia, wy¬ starczajaca do celów praktycznych. Na fig. 1 przez 0 przedstawiony jest punkt obrotu i wrysowany zarys lopatki (l)-0- (2) skreconej o kat cp, której nowe katy lopatkowe (3 i 8 prawie odpowiadaja po¬ zadanym warunkom. Wyposrodkowanie punktu obrotu stosuje sie do wymaganych zmian katów i wytrzymalosci rotoru. Mo¬ ze on zatem lezec albo w plaszczyznie lo¬ patki albo tez poza nia. Jak wynika z malego kata wplywu rotoru [3 posiada na¬ rysowany szkic lopatki (fig. 1) profil ma¬ szyny szybkobieznej. Równiez wynika z narysowanych równolegloboków predko¬ sci, ze przy zmniejszajacem sie napelnia¬ niu musza byc zmniejszone nietylko katy doplywowe, ale takze i katy wyplywowe rotoru. To równoczesne zmniejszenie obu katów rotoru, wymagane przy profilach maszyn szybkobieznych, da sie, jak to z fig. 1 wynika, we wszystkich okolicznosciach osiagnac zapomoca opisanego skrecenia calej plaszczyzny lopatkowej.To hydrauliczne zadanie równoczesne¬ go zmniejszenia obu katów lopatkowych przy zmniejszajacem sie napelnianiu, nie jest jednak spelnione przy uzywanych u- rzadzeniach regulowania szybkobieznych maszyn obrotowych, co latwo tlumaczy o- trzymywane dotychczas zle wyniki ruchu przy braku wody. Przy uzyciu tego rodza¬ ju szybkobieznych kól ze zwyklemi urza¬ dzeniami reguluj acemi zachodzi tak wiel¬ ki spadek dzielnosci przy zmniejszajacem sie napelnianiu, ze ze wzgledów ekonomicz¬ nych, budowa takich kól staje sie niemoz¬ liwa. Zatem urzadzenie regulujace lopat¬ ki rotoru, skonstruowane wedlug wynalaz¬ ku niniejszego, nadawac sie bedzie szcze»- gólnie korzystnie do szybkobieznych ma¬ szyn obrotowych, jezeli wywarty bedzie nacisk na uzyskanie dobrej dzielnosci przy zmiennej ilosci wody, albo wahajacem za¬ potrzebowaniu sily. Tego rodzaju rotory o gatunkowo wielkiej ilosci obrotów, moga przy osiowem napelnianiu posiadac w pro¬ filach lopatek sasiadujacych z osia rotoru, w celu uzyskania wolnego od udarów do¬ prowadzania srodka roboczego, takze pro¬ fil maszyn normalnych albo wolnobiez¬ nych. Wprawdzie skutkiem skrecenia tego rodzaju lopatek cierpi na tern bezudarowy przeplyw we wspomnianych miejscach ro¬ tora, jednak ze wzgledu na maly kat skre¬ cenia cp (fig. 1) i stosunkowo nieznaczna czesc calej ilosci wody, która te miejsca — 3 —rotoru przeplywa, nie ma to praktycznego znaczenia.Na rotorze turbiny wodnej z osiowym przeplywem wody, przedstawionym na fig. 2, sa uwidocznione dwa sposoby umie¬ szczania lopatek rotoru. Lopatka S, na¬ rysowana z lewej strony, posiada tylko na swej wewnetrznej plaszczyznie czolowej czop A umocowany obrotowo w piascie N rotoru, podczas gdy prawa polowa fig. 2 przedstawia dwustronne uchwycenie lopat¬ ki S w lozyskach za posrednictwem czo¬ pów A i Z. Piascie moze byc nadany ksztalt kulisty, aby uzyskac dobry styk lopatki S z piasta N przy kazdem jej polo¬ zeniu (skreceniu).Lopatki mozna skrecac zapomoca za¬ stosowania wszystkich do tego celu odpo¬ wiednich elementów maszyn jak dzwignie, kola zebate i podobne przyrzady. W wi¬ doku bocznym (fig. 3) i perspektywicznym rysunku (fig. 4) jest na czopie, umocowa¬ nym obrotowo w piascie N1 umieszczone ramie dzwigni K, o które zahacza pret B.Przy uruchomieniu jego zostaje skrecone ramie K wraz z czopem A i lopatka S.Nalezy umiescic osie czopów obrotowych w ten sposób, azeby przy skrecaniu lopa¬ tek mozliwie uniknac niepozadanego zwiek¬ szenia sie szczeliny miedzy plaszczyzna¬ mi czolowemi lopatek rotoru, a otaczaja- cemi je scianami (piasta wzglednie we¬ wnetrzny wieniec rotoru, zewnetrzny wie¬ niec rotoru, wzglednie sciana rury ssacej).Najprosciej stac sie to moze w ten sposób, jezeli osie czopów obrotowych lopatek roto¬ ru ustawione beda mozliwie prostopadle do podanych scian ograniczajacych, jak to przedstawiaja przyklady konstrukcji na fig. 2, 3, 4 i 5.Opisana dla turbin osiowych mozli¬ wosc regulowania lopatek rotoru moze byc zastosowana i do turbin strumieniowych i Francisa, jak równiez do polaczonych tur¬ bin osiowych i Francisa, jak to przedsta¬ wiono na fig. 5 i 6 dla obu podanych pier- wiej rodzajów. Tu równiez oznacza A os obrotu lopatek, która osadzona jest albo vi górnem i doinem ograniczeniu rotoru Lx L2, albo tez tylko w górnem Lv albo tylko dolnem L2.Przy budowie rotorów napelnianych o- siowo, przedstawionych na fig. 2, 3 i 4, do¬ prowadzanie srodka roboczego, uskutecz¬ niane zapomoca bocznego urzadzenia, mo¬ ze sie odbywac w kazdym dowolnym kie¬ runku. Jezeli doprowadzanie to nastepu¬ je w kierunku np. osiowym, to nalezy do rotoru dostosowac takie urzadzenie bocz¬ ne, jakie znajduje zastosowanie w podob¬ nej budowie znanych turbin osiowych.Mozna jednak takze osiagnac potrzebne na¬ pelnianie osiowe rotoru zapomoca promie¬ niowego doplywu wody do urzadzenia kie¬ rujacego, jezeli srodek roboczy zostanie odchylony w urzadzeniu bocznem od kie¬ runku promieniowego w osiowy. W takim wypadku napelnianie rotoru odbywa sie zapomoca urzadzenia bocznego, nie róznia¬ cego sie zasadniczo od takiego urzadzenia w turbinie Francisa. Zastosowanie tego u- rzadzenia przedstawia znaczne zalety, po¬ niewaz przy obracalnosci lopatek kierow¬ niczych wspólne przedstawianie lopatek kierownicy i rotoru da sie latwo uskutecz¬ nic, podczas gdy skrecanie lopatek kieru¬ jacych w turbinach osiowych natrafia na wielkie trudnosci budowy.Przy rotorach osiowych nie natrafia równiez na zadne trudnosci dowolne zbli¬ zanie krawedzi wyplywowych lopatek kie¬ rownicy, uzywanej w turbinach Francisa, do walu rotoru, skutkiem czego woda mo¬ ze odplywac i wzdluz jednej czesci czolo¬ wych krawedzi tych lopatek. Jezeli tego rodzaju lopatki kierujace skreci sie, to zmiana kata wzdluz krawedzi nie naste¬ puje równomiernie. Jest ona znacznie wieksza wpoblizu krawedzi wyplywowej lopatki kierujacej, niz wpoblizu sworznia obrotowego lopatki kierujacej. Zatem przy skrecaniu lopatek kierujacych, potrzebnem — 4 —przy zmniejszajacem sie napelnianiu, be¬ da sie zwezac silniej przekroje wyplywo¬ we na krawedziach czolowych wpoblizu krawedzi wyplywowych lopatek kieruja¬ cych, anizeli przekroje sasiadujace ze sworzniami obrotowie^ni. Rotor wyposa¬ zony w stale lopatki bedzie z tego powo¬ du nienalezycie napelniany, poniewaz sro¬ dek roboczy zmuszony bedzie lopatkami kola kierujacego do przeplywu przewaznie wpoblizu sciany rury ssacej. Wpoblizu walu rotoru wystepuja zatem prady wiro¬ we, które wplywaja niekorzystnie na dziel¬ nosc. Jezeli jednak rotory zostana spo¬ rzadzone z ruchomemi lopatkami we¬ dlug wynalazku niniejszego, to skre¬ cenie ich w osiowej przestrzeni lo¬ patkowej wywola dzialanie przeciw¬ ne, poniewaz katy doplywowe rotoru, w celu osiagniecia wolnego od udarów przebiegu przeplywu, musza sie zmniej¬ szac w kierunku scian rury ssacej. Ich war¬ tosc zredukowana do zera, a wiec naj¬ mniejszy przekrój przeplywu wystepuje przy skreceniu lopatek najpierw przy kra¬ wedzi scian rury ssacej. Glówny przeplyw zostaje zatem bez uzycia urzadzenia kie¬ rujacego odchylony w kierunku walu ro¬ toru. Polaczenie obu wspomnianych prze¬ ciwnie skierowanych dzialan, a wiec wspóldzialanie obrotowych lopatek kieru¬ jacych z obrotowemi lopatkami rotoru u- mozliwia znowu pozadany wolny od uda¬ rów przeplyw w rurze ssacej, a z tern o- siagniecie dobrej dzielnosci takze i przy czesciowem napelnianiu.Poniewaz z jednej strony dzwignia K oznaczona na fig. 3 i 4 i umocowanie lo¬ patek wymagaja wiele miejsca ze wzgledu na wytrzymalosc, z drugiej strony sredni¬ ca piasty nie moze byc wielka ze wzgledu niebezpieczenstwa przymkniecia przekro¬ ju, pozadane jest w budowie wedlug ni¬ niejszego wynalazku zarówno mozliwe zmniejszenie ilosci lopatek jako tez i ich dlugosci, azeby miec miejsce, potrzebne do umieszczenia urzadzenia obracajacego, Szczególnie korzystne beda tedy waskie lopatki ksztaltu skrzydlowego, poniewaz takie formy zapewniaja takze pojedyncza przestawnosc plaszczyzny lopatkowej i ro¬ toru, i odpowiednie polaczenie sworznia obrotowego lopatki z jej plaszczyzna.Regulowanie lopatek rotoru moze byc samoczynne np. zapomoca zmiany stanu przeplywu srodka roboczego, albo ilosci obrotów wzglednie zmiane momentu obro¬ tu, wywolana zmiana napelniania albo tez polaczeniem sterowania lopatek rotoru ze sterowaniem lopatek kierujacych, przy- czem wspólne skrecanie lopatek kieruja¬ cych powoduje takie samo skrecanie lo¬ patek rotoru. Wkoncu lopatki rotoru mo¬ ga byc bezposrednio sterowane recznie.Opisane tu dla turbiny wodnej stero¬ wanie lopatek rotoru nadaje sie równiez do kazdego innego srodka roboczego (pa¬ ry, gazy i podobne materje) w turbinach parowych i gazowych i podobnych urza¬ dzeniach da sie takze uzyc do przeprowa¬ dzania plynów i gazów w pompach obroto¬ wych, turbokompresorach i podobnych u- rzadzeniach. PL