Turbine für geringe Wassertiefen. Die Erfahrung hat gezeigt, dass Strom turbinen, das heisst Wasserkraftmaschinen mit in ein unter Wasser befindliches Saug rohr eingebautem Laufrad, um so wirtschaft licher sind, je grösser der Durchmesser des Laufrades ist. Die Vergrösserung des Lauf- ra,ddurchmessers aber findet ihre natürliche Begrenzung in der verfügbaren Wassertiefe, so dass also die Verwendung der bekannten Stromturbinen bei seichten Gerinnen in Frage gestellt ist.
Die Erfindung bezieht sich auf derartige Turbinen und bezweckt, deren Anwendungs gebiet durch eine neue Bauart zu erweitern, die es ermöglicht, die Energie von Gerinnen mit geringer Wassertiefe in wirtschaftlicher Weise auszunützen.
Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, dass ein Laufrad, dessen Durchmesser grösser ist als die verfügbare Wassertiefe und dessen zur Führung des Wassers dienendes Gehäuse, dessen obere Begrenzung ungefähr auf der Höhe des Wasserspiegels liegt, sich in der Strömungsrichtung erweitert, so dass es als Saugrohr wirkt. Dieses Saugrohr kann eine offene Rinne bilden, deren Oberkante zweckmässig knapp über dem Wasserspiegel liegt, kann aber auch flach abgedeckt wer den, wobei gegebenenfalls auch der heraus ragende Teil des Laufrades mit ummantelt werden kann. Im letzteren Falle bleibt das Höchstmass der möglichen Saugwirkung er halten.
Die Zeichnung veranschaulicht in Fig. 1 und Fig. 2 eine beispielsweise Ausführungs form der Turbine in Vörderansicht und Draufsicht; Fig. 3 zeigt ein Vergleichs schema.
Die in F ig. 3 mit a bezeichnete praktisch verfügbare Wassertiefe gestattet es, den Tur binen bekannter Bauart eine Eintrittsöffnung E., zu geben. Bei seichten Gerinnen ist a und damit die Abmessung der Eintrittsöff nung bezw. des Laufrades gering, wodurch die Turbine unwirtschaftlich wird, da sich die Baukosten kleinerer Turbinen nicht im selben Masse verringern wie die Leistung. Ausserdem werden kleine Stromturbinen leicht durch Fremdkörper verstopft, sind da her nicht betriebssicher.
Der Erfindung liegt der durch Versuche als richtig erwiesene Ge danke zugrunde, die Eintrittsöffnung zu ver grössern, und zwar in der Form, wie sie durch die Linie E2 angedeutet ist. Das Lauf rad erhält hierbei einen Durchmesser, der die verfügbare Wassertiefe a. übersteigt, so dass es also aus dem Wasser herausragt. Das Gehäuse der Turbine kann die Form einer offenen oder flach abgedeckten Rinne erhal ten, deren Querschnitt sich in der Strömungs richtung erweitert. Die Erweiterung erfolgt, wenn dies möglich ist, zum geringen Teil nach der Tiefe, zum grössten Teil aber seit lich, so dass die Rinne die an sich bereits be kannte Saugwirkung durch das aussen vor beiströmende Wasser auszulösen vermag.
Selbstverständlich arbeitet das Laufrad nur auf dem Teil seines Umfanges, der in das Wasser taucht. Versuche haben gezeigt, dass die Leistung des teilweise eintauchenden Laufrades mit .der Eintrittsöffnung E2 wohl entsprechend geringer ist als jene des bei ausreichender Wassertiefe vollständig unter getauchten, dass sie jedoch wesentlich grösser ist als jene einer Turbine mit der Eintritts öffnung El. Die durch das vergrösserte Ge häuse bezw. die grösseren Abmessungen des Laufrades bedingten grösseren Baukosten werden durch Vereinfachungen der Bauart wettgemacht, die durch. die Ausbildung des Gehäuses als Rinne bedingt ist.
Bei dem in Fig. 1 und Fig. 2 dargestell ten Ausführungsbeispiel ist angenommen. dass die Oberkanten des im Querschnitt halb kreisförmigen bezw. nach rückwärts zu flach gedrückten Gehäuses 1 knapp oberhalb des Wasserspiegels zu liegen kommen, so da,ss also das Laufrad 2 ungefähr zur Hälfte ein taucht. An die auf der Welle 3 sitzende Nabe 4 des Laufrades schliesst ein Kegel 5 an, der die Zunahme des vom Wasser durch strömten Gehäusequerschnittes in der Strö mungsrichtung verstärkt und in bekannter ZVeise zur Erhöhung der Saugwirkung bei trägt.
Vom Lager der Welle 3 ausgehend, ragen in Kreuzform vier Rippen 6 durch den Kegel nach aussen, von denen die untere und die beiden seitlichen mit dem Gehäuse fest verbunden sind. Letztere stellen mit ihren Verlängerungen 7 die feste Verbindung mit den Schwimmkörpern S her, die durch zwei rückwärts angeordnete Verbindungsrippen 7' ergänzt wird. Im vorliegenden Falle ist das Gehäuse durch eine Platte 9 abgedeckt, die knapp hinter dem Laufrade beginnt.
Eine weitere Ausgestaltung der Abdeckung bildet ein Aufbau. 10 der Platte, durch welchen das Laufrad ummantelt und in die Abdeckung einbezogen ist. Dadurch ergibt sich, wie bei den bekannten Stromturbinen, ein bis auf die Ein- und Austrittsöffnung geschlossenes Ge häuse, wodurch die Saugwirkung des aussen vorbeiströmenden Wassers voll erhalten bleibt, wenn die Platte 9 etwas überflutet wird und das Laufrad auch an der ,Stirnseite durch eine Platte 11 abgedeckt ist,
die bis knapp unter den Wasserspiegel herabreicht. Die obere Rippe 6 dient gleichzeitig als La ger für die Welle 12, von der die gewonnene Kraft abgenommen wird. Die Drehung der Welle 3 wird durch .die Zahnräder 13, 14 bezw. .die Kettenräder 15, 16 samt Kette 17 auf die Welle 12 übertragen.
Die neue Bauart ergibt folgende Vorteile. In seichten Gerinnen wird die Ausnüt- zung der Wasserkraft mittelst Turbinen in wirtschaftlicher Weise ermöglicht. Die Bau art selbst erscheint vereinfacht, da zum Bei spiel die Lagerung des halb eintauchenden Laufrades keine umständliche Abdichtung erfordert. Die Ummantelung des Getriebes kann entfallen, da dasselbe grösstenteils ausserhalb des Wassers zu liegen kommt. Die flache Abdeckung des Gehäuses kann gleich zeitig zur Aufstellung einer Dynamo maschine benützt werden, um die gewonnene Energie in elektrische zu verwandeln und vom Ankerplatz der Turbine an das Ufer zu leiten.