Titel: Fourneyron'sche Hochdruckturbinen in Malapane.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1859, Band 154, Nr. L. (S. 245–248)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj154/ar154050

L.  Fourneyron'sche Hochdruckturbinen in Malapane.

Aus der Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure, 1859. Bd. III S. 243.

Mit Abbildungen auf Tab. IV.

Seit einer Reihe von Jahren sind in Malapane in Oberschlesien mit gutem Erfolge Turbinen eingeführt, die, nach Fourneyron's Princip als Hochdruckturbinen gebaut, das Wasser von Unten, und zwar von Innen nach Außen auf der ganzen innern Peripherie des Treibapparates gleichzeitig einführen. Fig. 23 zeigt das Querprofil der älteren Einrichtung einer solchen Turbine, welche einen Nutzeffect von nominell 20 Pferdestärken äußern soll und die Wellenleitungen mit den Hülfsmaschinen der dortigen Maschinenbau-Anstalt betreibt. Bei dem Bau eines liegenden Doppel-Cylindergebläses für die dortigen Frischfeuer, acht Schmiedefeuer und den Cupolofen der Gießerei wurde bei der vorhandenen Wasserkraft gleichfalls eine Turbine angelegt, deren Construction in der Anordnung des Leitschaufelapparates und der Curven für die Leit- und Treibschaufeln wesentlich von der ältern abweicht. Die Figuren 19, 20, 21 und 22 zeigen diese Turbine, und zwar Fig. 19 im Verticalschnitt, Fig. 20 im Horizontalschnitt durch die Schaufeln, Fig. 21 den theilweisen Durchschnitt und die obere Ansicht des Leitschaufelapparates ohne Schaufeln, und Fig. 22 die obere Ansicht des Treibschaufelapparates.

Eine einfache Construction, Anordnung des Spurzapfens über Wasser, bequeme Art der Schmierzuführung, sowie die Gewähr weniger Reparaturen durch die Vermeidung complicirter Theile, und bequeme Art des Wasserbaues zeichnen diese Turbinen wesentlich aus, und haben ihnen auch bereits in Oberschlesien mehrfache Verbreitung verschafft. Meines Wissens ist in keinem technischen Journal bisher dieser Art von Turbinen soweit gedacht, daß deren Vorzüge allgemein bekannt und die einfache, gewiß billigere Herstellung derselben durch Darlegung von Zeichnungen einleuchtend geworden wäre. Die vorliegenden Bemerkungen mögen vielleicht etwas dazu beitragen.

Die neue Turbine in Malapane, wie sie in den Figuren 19, 20, 21 und 22 gezeichnet ist, wurde, entgegengesetzt der Construction der älteren, die nach der Theorie des Hrn. Prof. Redtenbacher ausgeführt sind, ganz nach der, als anerkannt besten, Theorie von Hrn. Prof. Weisbach entworfen, und sind die neuerdings im Civilingenieur, neue Folge, Bd. IV, |246| Heft 1 abgehandelten Constructionselemente der Turbinen des Hrn. Kunstmeisters C. Bornemann dazu hauptsächlich benutzt worden. Ihre Leistung entspricht vollkommen den gestellten Erwartungen. Im Folgenden sollen nun die Hauptmomente der Construction angegeben werden, um zu zeigen, wie einfach die Grundsätze, nach denen solche Turbinen auszuführen sind.

Die Kraftäußerung war auf 10 Pferdestärken bei einem disponiblen Gefälle des Malapane-Flusses von 7 Fuß bis 8 Fuß 6 Zoll veranschlagt, und hiernach müßte die Turbine so berechnet werden, daß sie bei 7 Fuß Gefälle noch 10 Pferdestärken reinen Nutzeffect zu liefern vermag. Bei der Annahme von 65 Proc. Nutzleistung ergibt sich ein Wasseraufschlagquantum von

Q . 7 . 62 . 0,65 = 10 . 480; Q = 17 Kubikfuß (I).

Der innere Radius wird nach Bornemann

r͵ = 0,191 √z/h (franz. Maaß),

worin z die Anzahl der Pferdestärken und

h die Höhe des Gefälles bezeichnen. Die Werthe in die Formel gesetzt, gibt

r͵ = 0,191 √10/2,19 = 0,40 Meter = 15 Zoll (II),

und da der äußere Radius = r͵/v ist, hier aber

v = 0,7 (III)

angenommen wurde, so ergibt sich für denselben

r = 0,57 Meter, wofür 22 Zoll gesetzt sind (IV).

Die Zahl der Umdrehungen für die arbeitende Turbine bestimmt sich aus

u = 83,5 h/√z = 83,5 2,19/3,16 = 58 (V).

Die Schaufelhöhe ergibt sich aus

e = 0,07556 √z/h = 0,10 Meter = 3 3/4 Zoll (VI).

Die Anzahl der Leitschaufeln wurde (VII) zu 24, die der Treibschaufeln (VIII) zu 32 angenommen. Der Winkel des aus dem Leitschaufelapparat tretenden Wasserstrahls mit der Tangente am inneren Radumfange wurde (IX) α = 30°, der Winkel der Treibschaufeln mit dem inneren Radumfang (X) β = 90°, und der Winkel der Treibschaufeln mit dem äußeren Radumfange (XI) δ = 16° 26' verzeichnet. Der geringste |247| Schaufelabstand im Treibrade bestimmt sich genau genug aus d = e/(2 bis 5'') er wurde (XII) zu 1 1/2 Zoll gefunden.

Aus diesen zwölf Werthen läßt sich nun leicht die Turbine selbst construiren, und es bleibt nur noch übrig, die Curven für die Leit- und Treibschaufeln anzugeben. Das Verfahren, welches dabei verfolgt wurde, war das nachstehend angegebene.

Es wurden mit den gefundenen Werthen des inneren und äußeren Radius Kreise um die Mittelachse gezogen, und zuerst der äußere Kreis in 32 gleiche Theile getheilt. In einem solchen Theilpunkt wurde eine Tangente gezogen, an diese nach Außen, wie Fig. 20 angibt, der Winkel δ = 16°26' getragen, und auf Linie A ein Loth AB errichtet. An dieses Loth wurde im Theilpunkte nach Innen und Außen die Hälfte des geringsten Schaufelabstandes, also nach jeder Seite 3/4 Zoll getragen, und durch den äußeren Punkt ein Kreis gezogen, der nun den wirtlichen äußeren Rand des Radtellers bezeichnet. In dem Loth AB, das in dem Theilpunkt des Theilkreises errichtet wurde, fand sich durch Berechnung der Radius eines Kreises, der das äußere Schaufelende abgibt. Dieser Kreis geht nämlich durch den Endpunkt des nach Innen vom Theilkreise abgetragenen halben geringsten Schaufelabstandes und durch den Nächstliegenden Theilpunkt des wirklichen äußersten Radtellers, welcher Punkt wie vorhin durch Antragen des Winkels, Errichten eines Lothes und Abtragen des halben Schaufelabstandes gefunden wird. In dem Lothe, das im Theilpunkt des berechneten äußeren Radumfanges errichtet wurde, liegt gleichfalls der Mittelpunkt eines Kreises, der in einem Stück den andern Theil der Schaufel abgibt, so nämlich, daß das nach Innen gekehrte Ende unter 90° die innere Peripherie schneidet und das andere Ende durch den inneren Punkt des geringsten Schaufelabstandes geht. Kreise, durch die gefundenen Mittelpunkte gezogen, lassen nun mit den bestimmten Radien sämmtliche zweiunddreißig Schaufeln verzeichnen.

Die Leitschaufeln wurden auf folgende Weise bestimmt. An einem der vierundzwanzig Theilpunkte wurde eine Tangente, und an diese der Winkel α = 30° nach Innen gelegt. Auf dem auf der Linie CD errichteten Lothe ergibt sich nun sogleich der Radius für die Leitschaufeln, wenn man den Radius CO halbirt und im Theilpunkt E ein Loth EF errichtet. In dem Punkte, wo beide Lothe EF und CF sich schneiden, liegt der Mittelpunkt. Beschreibt man nun einen Hülfskreis durch diesen Mittelpunkt, so kann man mit dem gefundenen Radius von sämmtlichen vierundzwanzig Theilpunkten Kreisbögen ziehen, welche die Lage der Leitschaufeln angeben. |248| Die Schaufeln selbst sind 1/8 Zoll stark und auf gewöhnliche Art befestigt. Ein gewöhnlicher Wasserschieber regulirt den Wasserzufluß, und es stellt sich loco Hütte der Centner Turbine auf circa 16 Thlr.

Bremsversuche sollen die Leistungsfähigkeit der Turbine noch näher feststellen, und werde ich die erlangten Resultate alsdann mittheilen.

Malapane, Juli 1859.

G. S.

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