DE332377C - Wasserturbine mit im Leitradaustrittsquerschnitt groesserer Geschwindigkeit als der Gefaellsgeschwindigkeit - Google Patents

Description

• Wasserturbine mit im Leitradaustrittsquerschnitt größerer Geschwindigkeit als der Gefällsgeschwindigkeit. Bei einer Freistrahlturbine ist bekanntlich die Leitradaustrittsgeschwindigkeit gleich der sogenannten Gefällsgeschwindigkeit. Die Strömung erfolgt hierbei. bekanntlich in der Laufradzelle in der Weise, daß sich der Wasserstrahl an die Hohlfläche der Laufradschaufel anschmiegt und die Wölbfläche der nachfolgenden Schaufel nicht berührt, so daß sich eine freie Wasseroberfläche in jeder Zelle ausbildet, die von Luft bespült wird. Um dies -zu erreichen, sind bekanntlich ganz bestimmte Verhältnisse zwischen Leitradaustritts- und I:auftadeintrittswinkel oder, was dasselbe sagt, ganz bestimmte Verhältnisse zwischen Leitradaustritts- und Laufradeintrittsfläche notwandig. Überdies muß der Bildung des freien Wasserstrahles in der Laufradzelle dadurch Vorschub geleistet werden daß jede Zelle mit einer seitlich im Laufradkranze befindlichen Lufteinlaßöffnung versehen ist oder daß nach Art der Spaltventilation der Lufteintritt in jede Zelle durch den Spalt zwischen Leit- und Laufrad möglich ist.
• Wenn man nun diesen Lufteintritt bei einem am ganzen Umfange beaufschlagten Laufrade einer solchen Turbine durch geeignete bauliche Ausbildung- (ähnlich wie bei der Preßstrahlturbine) verhindert, so wird sich sofort jede Laufradzelle mit Wasser voll anfüllen und es wird, um diese VollfiiIlung dauernd zu erhalten, die Geschwindigkeit im Leitradaustrittsquerschmitte größer werden als die Gefällsgeschwindigkeit. Es wird demnach im Spalt zwischen Leit- und Laufrad ein Unterdruck unter dem Druck der Außenluft herrschen, das Laufrad wird auf das Leitrad saugend rückwirken, wie die kegelfürnüge Erweiterung bei einem Ejektor. Man ist dadurch in der Lage, bei denselben Abmessungen des Laufrades eine wesentlich größere Wassermenge in der Turbine zu verarbeiten.
• Um die vorerwähnten Winkel- bzw. Flächenverhältnisse genauer hervorzuheben, sei auf die zweite Hauptgleichung volibeaufschlagter Turbinen mit vollgefüllten Laufradzellen zurückgegriffen, die unter der Voraussetzung senkrechten Wasseraustrittes aus den Laufradzellen zu geschrieben werden kann. Darin bedeutet c. die Leitradaustrittsgeschwindigkeit, g die Beschlennigung der Schwere, n H das sogenannte arbeitende Gefälle, 13, den Winkel, den die relative Eintrittsgeschwindigkeit ins Laufrad mit der Eintrittsumfangsgeschwindigkeit einschließt, x" den Winkel, den die Leitradaustrittsgeschwindigkeit mit der Umfangsgeschwindigkeit im Eintrittsdieieck einschließt. Es wird somit, wenn 18o-N1 < 2 a.. Es sei jedoch hier darauf hingewiesen, daß diese einfache Winkelbeziehung nur annäherungsweise als richtig angesehen werden kann; sie ist nur aus Gleichungen der in Wirklichkeit nicht zutreffenden klassischen Hydraulik abgeleitet und daraus auch auf Grund wesentlicher Vereinfachungen entstanden.
• Die Arbeitsabgabe, die bekanntlich bei einer Preßstrahlturbine vornehmlich durch Beschleunigung des Wassers in den Laufradzellen und bei einer Freistrahlturbine durch Ablenkung des Wassers an den Hohlflächen der Laufradschaufel erfolgt, wird hier durch Verzögerung des Wassers in den Laufradzellen erfolgen. Es tritt somit die Forderung der möglichst starken Umlenkung des Wassers in den- Lanfradzellen in den Hintergrund. Daher können. bei dieser Turbine solche Winkel- und O_uerschnittsverhältnisse der Laufradzellen gewählt werden, die bei kleiner Umlenkung wesentlich von jenen abweichen, die bc.i der Freistrahlturbine üblich sind, ohne daß eine Verschlechterung der Wirkung des Laufrades zu gewärtigen ist. Dadurch ist man in der Lage, auch Winkelverhältnisse zu wählen, die einer großen Umdrehungszahl entsprechen: Solche Turbinen kann man ebenso wie jede Preßstrahlturbine mit einem Saugrohr ausführen, man kann `sie als rein achsiale, rein radiale oder als .Turbinen gemischter Art zur Ausführung bringen.

Claims (1)

1. PA TENT-ANSPRUCIH: Voll beaufschlagte @@'assertürbine mit beliebiger Beaufschlagungs- und Abflußrichtung, mit ,vollgefüllten Laufradzellen, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Erzielung einer durch das Überdruck- oder Preßstrahlprinzip bei gleichem Gefälle und gleicher Wassermenge mit einem Laufrade praktisch nicht erreichbaren Charakteristik oder spezifischen Drehzahl die Querschnittsv erhältnisse von Leitradaustrittsquerschnitt und Laufradeintrittsquerschnitt bezüglich der ganzen Laufradeintrittsbreite oder eines Teiles derselben dermaßen bemessen sind, daß im Leitradaustrittsquerschnitt eine größere Geschwindigkeit .entsteht, als der sogenannten Gefällsgeschwindigkeit entspricht.