Wassertarbine mit freiem Radinnerem und radialer Ein- und Ausströmung am äussern Radumfang sowie mit Reguliervorrichtung zur Änderung der Einlassbogenlänge. Bei Turbinen mit freiem Radinnern und radialer Ein- und Ausströmung an dem äu ssern Radumfange wurden bereits Regulier vorrichtungen verwendet, durch welche die Beaufschlagung ohne erhebliche Änderung des Eintrittswinkels geändert werden kann.
Die Änderung der Beaufschlagung bewegte sich jedoch bisher innerhalb enger- Grenzen, da man die Vergrösserung der Einlassbogen- länge nur bis zu dem Grenzwert statthaft erachtete, bei welchem der Wasserstrahl die Welle im freien Trommelinnern noch nicht streift. Die Schluckfähigkeit der Turbine blieb infolgedessen auch bei maximaler Be- aufschlagung gering und die Belastung konnte nur innerhalb enger Grenzen geändert werden.
Ein weiterer Nachteil dieser Tur binen besteht darin, dass ihr Wirkungsgrad bei Rückstau im Unterwasser erheblich ver mindert wird, indem die leer laufenden Schaufeln auf das Stauwasser wie Pumpen einwirken, wodurch an Energie viel verzehrt wird.
Vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass man an der bisher--als un erschütterlich gegoltenen Voraussetzung, nach welcher der Wasserstrahl das Trommel innere ohne Streifung der Welle durchzu laufen hat, nicht festzuhalten braucht.
Theo- retische Erwägungen führten zu der durch Versuche bestätigten Tatsache, dass in einem Wasserstrang, welcher das freie Trommel innere auf beiden Seiten der-Welle ausge breitet durchläuft, solche Stromlinien ent stehen, bei welchen nur ganz unerhebliche Energieverluste auftreten, so dass die Durch- strömturbine auch dann tadellos wirkt, wenn die Welle nicht in Luft, sondern in Wasser läuft.
Solange, bis man mit der Vergrösserung der beaufschlagten Bogenlänge unter dem Grenzwert bleibt, -über welchen der das- Trommelinnere durchlaufende Wasserstrang im freien - Trommelinnern- keinen Räum- mehr findet, so dass - die äussern --Strom- fädere gezwungen sind;
unter Umkehrung der: Bewegungsrichtung - durch die Eintritts- schaufelkanäle auszuströmen, arbeitet die Turbine im wesentlichen in gleicher Weise und mit demselben Wirkungsgrad wie die bekannten Freistrahl-(Freiström-)Turbinen, nur dass im Trommelinnern je nach der Be- aaifschlagung ein mehr oder minder hoher Überdruck entsteht. Über den erwähnten Grenzwert entsteht im Trommelinnern ein hoher Überdruck, wodurch der Wasserstrang sich über sämtliche Ausflusskanäle ausbrei tet.
Der Wirkungsgrad wird zwar infolge der Umkehrung der Bewegungsrichtung ein zelner Wasserfäden in den Einlassschaufel- ka.nälen theoretisch vermindert, jedoch ist dieser Verlust praktisch ohne Belang, da, die überwiegende Mehrzahl der Wasserfäden mit vollem Wirkungsgrad arbeitet.
Füllt der die Turbine durchlaufende Wasserstrang sämtliche freien Schaufelka näle aus, so nimmt der Wirkungsgrad bei Rückstau im Unterwasser nicht. ab, indem nur die für die Turbine ohnedies verloren gehende Ausflussgeschwindigkeit vermindert: wird.
Die Erfindung besteht demnach darin, dass die bekannte Durchströmturbine mit eineu Reguliervoriiclitung versehen wird, welche die Vergrösserung der der freien Durchströmung entsprechenden geringen Ein trittsbogenlänge in dem Masse ermöglicht, dass dadurch der Wasserstrang die Welle überflutet. Hierdurch wird erreicht, dass die Leistungsfähigkeit der Durchströmturbine bei zunehmender Belastung in einem bisher unerreichbar erachtetem Masse gesteigert wird.
Als Weiterentwicklung der Erfindung wird das Mass der Vergrösserung der Ein trittsbogenlänge soweit ausgedehnt, dass da durch das freie Trommelinnere durch den durchlaufenden Wasserstrang ausgefüllt wird, wobei durch sämtliche freien Schaufelkanäle Wasser ausfliesst. Hierdurch wird einer seits die Leistung"-- und Schluckfähigkeit der Turbine bis zur denkbaren äussersten Grenze gesteigert, anderseits wird eine Turbine ge schaffen, welche auch bei Rückstau im Un- terwasser mit vorzüglichem Wirkungsgrad arbeitet.
Die Zeichnung stellt eine Ausführungs form des Erfindungsgegenstandes in senk rechtem Schnitt dar. Fig. 1 zeigt die Re guliervorrichtung auf geringe Beaufschla- gung eingestellt, wobei die Turbine in be- kannt.er Weise als Freiströmturbine arbeitet; Fig. 2 zeigt dieselbe in der der grössten Be- aufsehlagung entsprechenden Grenzlage.
Das Innere der bekannten Turbinentrom mel a mit Schaufeln<I>b</I> ist ganz frei, nur die Welle e setzt ihre Mitte durch. Die Trommel ist in dem gleichzeitig den Einla.ssk anal (.1z und Auslasskanal <B><U>d.,</U></B> umfassenden Gehäuse d eingeschlossen. Die den Einlasskanal dl bil dende Rückwand ist in der Nähe der Trom mel nach einer logarithmischen Spirale aus gebildet, damit der Wasserstrang allen Schau feln unter gleichem Winkel und auf dein kÜr- zesten Wege zugeführt. wird.
Unmittelbar über der Trommel a ist am Einlasskanal dl eine Klappe e vorgesehen, deren Achse e1 in den beiden Seitenwänden des Gehäuses d drehbar gelagert ist.
Das eine Ende der Achse cl ragt aus der Seitenwand hervor und ist mit Vorrichtungen zum Festlegen in verschiede nen Drehlagen versehen. Der Flügel der Klappe e bildet eine Fortsetzung,der Vorder wand des Einlasskanals dl und wird, zumin dest an seinem freien Ende, nach einer loga rithmischen Spirale ausgebildet.
Ein an der Nabe der Klappe vorgesehener Anscbla.g r_ stösst in der äussersten, der grössten Beauf- schlagung entsprechenden Lage der Klappe gegen eine Fläche am Gehäuse an. Die ge zeichneten Stromlinien zeigen die Bahn der einzelnen Wasserfäden an.
In der in Fig. 1 darg-estellt.en, einer g##- ringen Beaufsclil < igitng entsprechenden Lago dient die Klappe c nur zur Bestimmung der Diele des @#@'#isser.#traüges, so dass tler in die Turbine eintretende Wasserstrang nur durch die spiralförmig ausgebildete Rückwand, als,-) einseitig geleitet.
wird, was aber bei dünnem Wasserstrahl erfahrungsgemäss genügt.
In der äussersten, der grössten Beaufschla- gung entsprechenden Lage, Fig. 2, der Klappe e legt sich ihr freies Ende auf dem Trommel umfang eng an, so dass der Wasserstrang bis zu seinem Eintritt beiderseitig geleitet wird, damit alle Wasserfäden unter rich tigem Winkel in die Trommel eintreten.
Die Erfindung ist nicht auf die beschrie bene R.eguliervolrrichtung beschränkt, vieh- mehr umfasst sie die Verwendung jeglicher Reguliervorrichtungen von beliebiger Aus führung, welche die Vergrösserung der Beauf- schlagungsbogenlänge über den oben genau <B>t</B> angegebenen Grenzwert hinaus ermöglicher. n