Durchströmturbine. Die Erfindung betrifft eine Durchström- 7 Unter einer Durchströmtumbine ist dabei eine Turbine verstanden, bei der der Wassereintritt und der Wasseraustritt radial am Umfang des seitlich durch Radscheiben geschlossenen trommelförmigen Laufrades er folgt.
Um in einer Durchatrömturbine grosse Wassermengen bei verhältnismässig kleinem Durchmesser des Laufrades verarbeiten zu können, ist bereits -die Ausdehnung des Be- aufschla.gungsbogens über ein Viertel des Radumfanges und darüber hinaus durch eine entsprechende Vergrösserung der Einlaufdüse und ihres Regelgliedes (Schieber oder der gleichen) vorgeschlagen worden. Diese Düsenvergrösserung hat aber den Nachteil, dass beim Arbeiten mit Teilwassermengen der hydraulische Wirkungsgrad sehr schlecht wird.
Der hydraulische Wirkungsgrad ist, wie auch die Versuche zeigen, dann am besten, wenn die Düse voll geöffnet und ge füllt ist, so dass der Wasserstrahl durch seine Leitflächen zwangläufig im richtigen Winkel auf möglichst kurzem Wege gegen,die Lauf- radschaufelung geführt wird.
Um nun bei grosser Beaufschlagung des Rades auch bei Teilwassermengen den best- mögliehsten Wirkungsgrad zu erreichen, sind gemäss .der Erfindung mindestens zwei mit unabhängig voneinander betätigbaren Regel organen versehene Düsen .derart hintereinan der angeordnet, dass am Laufradumfang min destens ein fast ununterbrochener Beauf- schlagungsbogen auch bei gleichzeitigem Ar beiten mit mehreren hintereinan.derliegenden Düsen erreicht werden kann.
Die beiliegende Zeichnung stellt ein Aus führungsbeispiel der Erfindung dar, und zwar zeigen Fig. 1 die Vorderansicht desselben. Fig. 2 einen Schnitt durch die Turbine nach Linie II II in Fig. 1, Fig. 3 eine Draufsicht auf das Einlauf gehä.use des Leitwerkes der Turbine;
die Fig. 4, 5 und 6 zeigen verschiedene An ordnungen für die Verteilung des gesamten Durchflussquerschnittes auf die einzelnen Düsen, und die Fig. 7 zeigt einerseits den durch Ver suche bestätigten Verlauf des Wirkungs grades ri', wie er mit einer dargestellten Durchströmturbine erreicht wird, und an derseits den Verlauf, wie er mit den bisher bekannten Durchströmturbinen mit gleicher Gesamtbeaufschlagung erreicht werden kann.
In Fig. 1 und 2 ist mit 1 die Welle des Turbinenlaufrades 2 bezeichnet, das durch eine Querwand 3 in zwei ungleiche Hälften 4 und 5 unterteilt ist. Oberhalb des Tur binenlaufrades befindet sich das Leitwerk mit den vier Düsen 7 bis 10.
Die Fig. 2 zeigt die Düsen 7 und 8 im Schnitt. Jede Düse besitzt evolventenartig gekrümmte Leitflächen, die einen stossfreien Eintritt des Wassers in die Schaufeln des Turbinenlaufrades ermöglichen. Die einen Leitflächen der Düsen werden durch die Regelglieder bildenden Drehschaufeln 11 und 12 gebildet. Jedes Regelglied besitzt einen besonderen Zapfen 13 bezw. 14 und kann un abhängig von den übrigen Regelgliedern ver stellt werden. Die Zapfen 13 bezw. 14 sind in dem Einlaufgehäuse 6 drehbar gelagert.
Um eine Trennung des Wasserstrahls innerhalb des Beaufschlagungsbogens am Radumfang zu vermeiden, sind die evolven- tenartige Leitfläche 15 der Düse 8 und die durch das Regelglied 11 gebildete innere Leitfläche 16 der Düse 7 so geführt, dass sich beide Flächen in einer am Umfang des Schaufelrades liegenden Geraden schneiden.
Die Düsen 7 und 9 bezw. die Düsen 8 und 10 haben in Richtung des Umfanges je gleiche Austrittsweiten a, bezw. a.2 und dem gemäss auch je gleich lange Beaufschlagungs- bögen b1 bezw. b2, wobei jedoch die Bögen b1 und b2 verschieden lang sind.
Ausserdem unterscheiden sich die Düsen 7 und 9 bezw. 8 und 10 durch die verschiedene Bemessung ihrer axialen Längen c3 bezw. c4. Die Fig. 4 zeigt schematisch die dabei entsprechende Querschnittsunterteilung der Düsen. Statt der Unterteilung nach Fig. 4 kann auch eine solche nach Fig. 5 oder nach Fig. 6 vorgesehen werden.
Zweckmässig wird die Unterteilung .dabei so vorgenommen, dass der gesamte Durchflussquerschnitt in mög lichst gleichmässigen Stufen unterteilt werden kann.
Bei der Regelung wird dahin gestrebt, dass möglichst viele Düsen mit voller Öff nung arbeiten und insbesondere die Düsen mit kurzer mittlerer Weglänge benutzt wer den. Arbeiten jedoch beispielsweise die Düsen 7 und 8 zusammen, so ist bei der Re gelung so vorzugehen, dass zunächst die Düse 8 allein und die Düse 7 erst nach Ab schluss der Düse 8 geregelt wird. Dadurch wird erreicht, dass der Wasserstrahl stets in einem ununterbrochenen Beaufschlagsbogen am Laufradumfang eintritt.
Die Fig. 7 zeigt in der mit ?i bezeich neten Kurve den Verlauf ,des hydraulischen Wirkungsgrades, wie er sich bei Durchström- turbinen mit besonders grosser Beaufschlagung aus einer einzigen Düse erreichen lässt. Die Kurve il' zeigt den durch Versuchsergebnisse bestätigten Verlauf des hydraulischen Wir kungsgrades bei einer Durchströmturbine; wie oben beschrieben, bei der die Regelung des gesamten Durchflussquerschnittes, wie oben beschrieben, vorgenommen worden ist.
Wie bereits erwähnt, schneiden sich die Leitflächen 15 und 16 in einer am Lauf radumfang liegenden Geraden. Bei dieser An ordnung tritt eine Unterbrechung des Wasser strahls am Umfang des Laufrades nicht ein. Dies ist die in Hinsicht auf den. Wirkungsgrad beste Ausführung. Das Ganze kann aber auch .derart ausgebildet sein, dass dies nur annä hernd zutrifft und die Wasserstrahlen aus beiden Düsen sich nicht bereits am Umfang des Rades vereinigen, sondern sich zwischen den Strahlen ein kleiner Zwischenraum be findet.