Titel: Schrott, über amerikanische Turbinen.
Autor: Schrott, Otto
Fundstelle: 1877, Band 225 (S. 313–316)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj225/ar225094

Ueber amerikanische Turbinen; von Ingenieur Otto Schrott in Rochester, N.-Y. Nordamerika.

Mit Abbildungen auf Texttafel E.

(Schluß von S. 226 dieses Bandes.)

Die Leffel'sche Turbine besitzt die größte Verbreitung und einen sehr guten Ruf, nicht allein in den Vereinigten Staaten, sondern auch in Canada, und ist Leffel's System vielfach von Turbinen-Fabriken adoptirt worden. Abgesehen davon, daß der seit langem verstorbene James Leffel einer der ersten war, welcher die Flügelsysteme in Amerika einführte und ausbildete, vertritt derselbe noch ein zweites Princip, das der sogen. Doppelturbinen. Diese Turbinenräder bestehen aus einer Combination zweier Radsysteme in einem Stücke, nämlich eines Obertheiles, dessen Schaufeln das Wasser in horizontaler, also radialer Richtung durchführen, und einem Untertheile, dessen Schaufeln das Wasser vorwiegend in verticaler, also achsialer Richtung nach abwärts führen. Beide Theile sind, durch eine sehr dünne Scheidewand getrennt, aus einem Stücke gegossen, und kann die Construction dieses Turbinenrades aus Figur 26 (Taf. E), in welcher der Leitapparat theilweise wegenommen erscheint, ersehen werden.

Als Zweck dieser Anordnung wurde von J. Leffel zunächst die Vergrößerung des Nutzeffectes bei voller Beaufschlagung sowohl als bei Regulirung angegeben, weil in letzterm Falle hauptsächlich die Schwankungen kleiner ausfallen sollen. Die Wirklichkeit entspricht indeß diesen Voraussetzungen nicht, wenigstens nicht so weit, als es sich um eine Vergrößerung des Nutzeffectes handelt, da überdies die Scheidewand wieder wie bei der Eclipse-Turbine einen Theil des Wassers verspritzt.

Die Regulirung dieser Turbine stimmt im Wesen mit jener der vorher betrachteten American-Turbine überein. Mit Bezug auf Figur 27 bedeutet B wieder das Scharnier der Leitflügel, G den Zapfen, in welchen die Zugstangen der Regulirscheibe F mittels der Arme g (Fig. 26) eingehängt sind; die Zapfen G gehen durch Schlitze des Ringdeckels D₁. |314| Beim Schließen des Leitapparates befinden sich die Leitflügel in der punktirten Stellung. Die Flügel werden zwischen die beiden Ringflächen D₁ des Deckels und D₂ der untern Auflagflansche, welche mit dem Abflußrohr E aus einem Stücke ist, eingesetzt. D₁ und D₂ sind durch starke Stehbolzen mit einander verbunden.

Lagerung der Turbinenwelle unten auf Holz, oben in nachstellbarer Hanfpackung ist auf gleicher Weise mit den andern amerikanischen Constructionen ausgeführt. Die Drehung der Regulirscheibe geht wie bei der American-Turbine durch ein Getriebe vor sich.

In Amerika laufen zur Zeit über 7000 Leffel-Turbinen, ungerechnet der beträchtlichen Anzahl gleichartiger, nur wenig veränderter Systeme. Die Fabrik, welche durch Leffel's Nachfolger fortgeführt wird, schloß sich von der Prüfung in Philadelphia aus leicht begreiflichen Gründen aus, weshalb uns neuere Daten über diese Turbine fehlen. Trotzdem hat man Gelegenheit, sich durch Betrachtung der Procentwerthe der nachfolgenden Turbine, welche ein ähnliches Princip vertritt, über das Verhalten der Flügelsysteme nach den neuesten Ergebnissen zu unterrichten.

In Holyoke stand ein Leffel-Rad von folgenden Dimensionen in Untersuchung:

Durchmesser des Turbinenrades 775mm
Querschnitte der Durchströmung 671qc
Aeußerer Durchmesser der Turbine sammt
Leitapparat

1105mm
Länge der Welle von der Auflagflansche des
Leitapparates zur Kupplungsmitte

978mm
Durchmesser der Bohrung in der obern Kupplungshälfte 79mm
Gewicht der Turbine 680k
Preis der Turbine 385 Dollars.

Die Ergebnisse waren:

Volle Oeffnung des Leitapparates 74,30 Proc.
7/8 „ „ „ 67,50 „
3/4 „ „ „ 66,40 „
5/8 „ „ „ 60,80 „
1/2 „ „ „ 59,10 „

Die Prüfung fand jedoch unter der ungünstigen Höhe von 4m,69 statt, während die American-Turbine unter 5m,49 geprüft wurde.

Die früher erwähnte Turbine, welche ein dem Leffel-Systeme ähnliches Princip vertritt, ist von Thomas Tait in Rochester, N.-Y., und gibt Figur 28 eine Skizze von deren Einrichtung. Die Leitschaufeln sind aus vier Theilen zusammengesetzt. Der Theil α, welcher die längste Seite des Schaufeldreieckes bildet, ist fest zwischen die beiden Scheiben |315| des Leitapparates gegossen. β bildet den eigentlichen Flügeltheil der Schaufel, an welchen sich die Theile γ und δ reihen. Von den äußern Scharnieren B führen Bolzen in einen oberhalb liegenden Regulirring, welcher auf die gewöhnliche Weise mittes eines Zahnrades und eines verzahnten Segmentes in Drehung versetzt wird. Die Wirkungsweise dieser Anordnung und zugleich deren Vorzug liegt darin, daß die Flügel sehr nahe der Peripherie verengt und abgeschlossen werden, indem sich der Theil β an den festen Theil α legt. Außerdem wird nur die eine Leitseite verstellt, wodurch scheinbar ein neuer Vortheil erreicht wird; die Untersuchung ergibt jedoch, daß derselbe in Wirklichkeit nicht eintritt.

Die Turbine von Tait wurde in Philadelphia einer sehr eingehenden Untersuchung unterworfen unter einer Fallhöhe von 9,45 bis 9m,63. Das Ergebniß derselben hatte insofern besondere Bedeutung, als dasselbe Aufschluß über die Güte der Flügelsysteme überhaupt gab:

Voller Leitapparat 82,03 Proc.
3/4 „ 72,72 „
5/8 „ 66,94 „
3/8 „ 54,64 „
1/4 „ 43,05 „

Der Umstand, daß Flügelsysteme die schlechteste Regulirung bewirken, wird auch noch durch die Versuchsresultate mit der nachfolgenden Turbine von Bollinger erwiesen. Deshalb glauben wir auch dieses System trotz seiner einfachen Auswechslungs- und Reparaturfähigkeit nicht als empfehlenswerth hinstellen zu können, mindestens nicht in jenen Fällen, wo mit der Abnahme der Wassermenge nicht auch eine bedeutende Verminderung des Gefälles stattfindet.

Die Turbine von Bollinger, gebaut von der „York Manufacturing Company“, stellt nur eine unbedeutende Modification des Leffel'schen Flügelsystem es dar. Die Drehbolzen der Leitflügeln werden nämlich bei derselben nicht durch Zugstangen von einer Scheibe aus bewegt, sondern durch eine Scheibe mit excentrischen Schlitzen, in welchen die Bolzen gleiten. Diese Scheibe liegt außerhalb des festen Deckels und wird auf gewöhnliche Weise von einer stehenden Welle aus mittels eines Zahnrades und Zahnsegmentes in Drehung versetzt.

Die erhobenen Procentwerthe bei der Prüfung in Philadelphia für diese Turbinen sind:

Volle Beaufschlagung 73,65 Proc.
7/8 „ 67,61 „
3/4 „ 67,49 „
5/8 „ 59,94 „
|316|

Als letzte Turbine, welche wir in den Kreis unserer Besprechung ziehen wollen, sei die Eureka-Turbine von A. N. Wolff (Fig. 29) beschrieben. Der Leitapparat besteht aus einem festen Theile A und einem beweglichen Theile B mit der Lasche B₁ und dem Kreisbogenstücke B₂, welches zur Führung dient. Der Theil A bildet sonach den dem Turbinenrade zunächst liegenden festen Leitapparat mit den Scharnieren E, in welche die geraden Platten B mit den Laschen B₁ und äußern Führungsstücken B₂ eingehängt sind. Der außerhalb des festen Leitapparates liegende Ring D ist der eigentliche Regulirring, und in diesen sind die Bolzen der Scharniere F eingesetzt, so daß bei einer Drehung dieses Ringes die Platte B in ihrer Lage verändert und entweder von A entfernt oder A näher gerückt wird. Diese Veränderung geschieht natürlich gleichzeitig mit allen Leitschaufeln B und wird sonach wie bei Tait nur die Verstellung der einen Leitzellenfläche bewirkt. Der innere feste Leitapparat A bildet zugleich den Deckel der Turbine, so daß die ganze Construction möglichst vereinfacht erscheint.

Die Prüfung dieser Turbine in Philadelphia ergab für:

Volle Beaufschlagung 74,82 Proc.
5/8 „ 64,94 „
1/2 „ 61,47 „

Dabei stand eine Turbine von folgenden Hauptdimensionen in Untersuchung:

Durchmesser des Turbinenrades 610mm
Durchströmfläche 516qc
Länge der Welle von der Flansche des
Leitapparates zum Mittel der Kupplung

965mm
Durchmesser der Kupplungsbohrung 70mm
Aeußerer Durchmesser der Turbine 1118mm
Preis 300 Dollars.
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