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Turbinensaugrohr zum Rückgewinnen von Strömungsenergie.
Schnellaufende Wasserturbinen mit hohen Austrittsverlusten verlangen eine erhebliche Verzögerung der Wassergeschwindigkeit im Saugrohr. Die Saugrohrerweiterung muss mässig sein und stetig erfolgen, damit ein möglichst, guter Wirkungsgrad erzielt wird. Demgemäss ist der Kegelwinkel je nach der Grösse des oberen Saugrohrquerschnittes und der dort herrschenden Geschwindigkeit von Fall zu Fall sorgfältig festzulegen, oder aber die Saugrohrlänge, wenn die Durchmesser für beide Enden gewählt sind.
In der Zeichnung stellt Fig. i ein konisches Saugrohr dar, bei dem der Endquerschnitt beispielsweise das Vierfache des Anfangsquerschnittes, sei. Ist dieses Saugrohr dazu bestimmt, eine grosse Wassermenge zu verarbeiten, so sollte L grösser gewählt werden, als wenn nur eine kleine Wassermenge durchgehen soll. Turbinen für. grosse Wassermengen mit niederen Gefällen, für welche vorzugsweise Schnelläufer Verwendung finden, müsste das gewöhnliche, gerade, konische Saugrohr eine solche Länge erhalten, dass die Grabarbeiten und Fundamente äusserst teuer kämen. Man hat daher für solche Fälle meistens die sogenannten Betonkrümmer angewandt, bei denen die Verzögerung des Wassers hauptsächlich in der wagerechten Strecke erfolgt, Fig. 2 stellt einen solchen Betonkrümmer dar.
Besonders bei Schnelläufern macht sich die im ersten Teil erfolgende Umlenkung des Wassers in unliebsamer Weise geltend. i
Die vorliegende Erfindung bezweckt nun die Schaffung einer Saugrohrform, bei welcher einerseits die Umlenkung I des Wassers erst dann vorgenommen wird, nachdem seine Geschwindigkeit schon erheblich verzögert ist, und andererseits die Grabarbeit und Fundamentierung einfach und billig bewerkstelligt wird.
Fig. ss'zeigt die neue Saugrohrform eines kürzeren inneren Saugrohres a innerhalb
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Kontraktionsverhältnisse dabei zu berücksichtigen. Sodann wird das Wasser zwischen den Querschnitten 3 und 4. weiter verzögert, wobei die Grösse des freien Austrittsquerschnittes bei 4 wiederum das Vierfache vom Anfangsquerschnitt 0 sein möge, während die Längenentwicklung zwischen 0 und 1 nur etwa das o'6-fache von L in Fig. i-sein würde. Es kann daher das. Saugrohr laut Fig. 3 im Vergleich zu dem nach Fig. I als ein solches mit verkürzter Länge bezeichnet werden.
Die in Fig. 3 angegebene Anordnung weist eine verhältnismässig scharfe Umlenkung beim Üebergang von dem Querschnitt 1 nach Querschnitt 3 auf. Fig., 4 trägt dem Gesichtspunkt Rechnung, dass die Umlenkung mit möglichst grossem Krümmungsradius erfolgen sollte ; ausserdem wird die zwischen den Querschnitten 3 und 4 erfolgte Erweiterung dadurch vers'ärkt, dass der äussere Kegelmantel c einen grösseren Winkel ss einschliesst als der Winkel a des inneren Kegelmantels e. Durch geeignete Wahl des Kegelwinkels ss und der Durch- messer g und h ist man in der Lage, solche Verhältnisse zu schaffen, dass die Verzögerung am Anfang der Strecke 3 nach 4 mindestens ebenso gross wird oder sogar noch grösser ausfällt, als am Anfang der Strecke zwischen 0 und 1.
Beim'geraden konischen Saugrohr (Fig : 1) liegen die Verhältnisse umgekehrt, indem am Anfang der Strecke 0 nach 1-eine lebhaftere Verzögerung stattfindet als am Anfang der Strecke 1 nach 2. Die Erkenntnis, dass gerade solche Verzögerungsverhältnisse, wie
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Fig. 4 sie ermöglicht, wünschenswert erscheinen, hat beispielsweise auch zum Vorschlag der in Fig : 5 dargestellten Saugrohrform mit wachsenden Kegelwinkeln für die wachsenden Saugrohrquerschnitte geführt. Die Innenwand e in Fig. 4 kann anstatt geradlinig zu sein, auch der Form Fig. 5 entsprechen.
Den Einbau eines Saugrohres gemäss der vorliegenden Erfindung zeigen die Fig 6 und 7.
Die obere Führungswand i liegt dabei vorteilhafterweise unter dem Unterwasserspiegel, damit, das Wasser von der aufrechten Austrittsrichtung in die wagrechte Abflussrichtung übergeführt wird und Wellenbildungen im Unterwasserspiegel vermieden werden.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Turbinensaugrohr zum Rückgewinnen von Strömungsenergie, dadurch gekennzeichnet ; dass das Wasser auch entlang der Aussenwand des Saugrohres (a) oder jener eines das Saugrohr umgebenden Mantels (c) verzögert wird, indem das Saugrohr oder sein Mantel mit einem geeigneten Hohlraum (b) umgeben wird, wobei zwischen den wirksamen Querschnittsgrössen am Saugrohraustritt (1), zwischen diesem und dem Hohlraumboden (2) und zwischen dem Saugrohraustritt und der Hohlraumwand ('keine erheblichen'Unterschiede bestehen sollen.