Titel: Neue Regelung an Pressstrahlturbinen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1901, Band 316 (S. 283–285)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj316/ar316064

Neue Regelung an Pressstrahlturbinen.

Das Bestreben, die Austrittsweiten der Laufradkanäle regeln zu können, war schon längst vorhanden. Diesbezügliche Versuche wurden zum Teil durch Verschmälerung der Kanäle, zum Teil durch Blindscheiben am Auslauf derselben u.s.w. bewerkstelligt, die betreffenden Vorrichtungen jedoch als nicht betriebssicher und ihren Zweck nicht erfüllend bald wieder verlassen.

Andere Regeleinrichtungen bestehen z.B. in Abschlussvorrichtungen der Kanäle des Leitapparates, sei es, dass mehrere Schaufelkränze an der Turbine angewendet und diese dann einzeln oder zu mehreren oder zellenweise dem vorhandenen Wasserzufluss entsprechend abgeschlossen werden. Wenn nun auch durch gänzliches Schliessen eines oder mehrerer Schaufelkränze des Leitapparates die Wirkungsweise der anderen Kränze mit keinem wesentlichen Nachteil verbunden war, so wurde durch Schliessen der Einzelkanäle eines Kranzes der Wirkungsgrad der Turbine wesentlich verschlechtert, also gerade bei knappem Wasserstand ein geringer Nutzeffekt erzielt.

Bei der Regelung durch besondere Schieber in jeder Leitzelle oder durch Ringschieber treten ähnliche Missstände auf, wie bei Deckelregulierungen und besitzt letztere Art der Regelung noch den weiteren Nachteil, dass dieselbe sich bei unreinem Wasser, das Laub, Gras und Geschiebe mit sich führt, verstopft und häufig den Dienst versagt. Auch durch Regelung mittels Drosselklappe im Saugrohr unter der Turbine wird der Nutzeffekt schädlich beeinflusst und kann eine solche Regelung überhaupt nur dann in Betracht kommen, wenn stets überschüssiges Wasser vorhanden ist und auf wirtschaftliche Ausbeutung desselben weniger Wert gelegt wird. Die Jalousieregelungen im Leitapparat, wie solche in neuerer Zeit vielfach ausgeführt werden, zeigen gleichfalls einige Missstände. Die Eintrittswinkel der Leitradkanäle ändern sich hierbei in hohem Grade, derart, dass der ganze Charakter der Turbine dadurch verändert ist. Während sie bei voller Oeffnung des Leitapparates als Pressstrahlturbine wirkt, kann bei kleiner Oeffnung ein Wechsel in der Wirkungsweise eintreten und zu der einer Freistrahlturbine übergehen. Thatsächlich ergibt eine solche Turbine bei mittlerer Beaufschlagung den grössten Effekt, während sie bei grösster und geringster Oeffnungsweite eine relativ schwächere Nutzwirkung abwirft.

Die vorliegende Erfindung (D.R.P. Nr. 117465 vom 14. Februar 1901) Ferdinand Ruess in Baienfurt b. Ravensburg, Württ., betrifft eine Vorrichtung zum Regeln von Pressstrahlturbinen aller Art durch auch während desGanges der Turbine zu bewirkende Aenderung des Austrittsquerschnittes der Laufradschaufeln, dadurch gekennzeichnet, dass die festen Schaufeln auf ihrer Rückseite mit drehbaren Schaufeln versehen sind, welche sich am Wassereintrittsende an die Rückwand der festen Schaufeln anschliessen und mit ihren beweglichen am Wasser austritt befindlichen Enden beliebig gegen die festen Schaufeln verstellt werden können.

Die neue Reguliervorrichtung soll den vorhin erwähnten Missständen abhelfen und an allen Vollturbinen mit oberer, innerer oder äusserer Beaufschlagung anwendbar sein; dieselbe ist durch Fig. 1 und 2 für eine achsiale Vollturbine, in Fig. 3 für eine Radialturbine mit innerer und in Fig. 4 für eine Radialturbine mit äusserer Beaufschlagung dargestellt. Fig. 5 bis 8 veranschaulichen in grösserem Massstab die Schaufellängs- bezw. Querschnitte durch diese drei Turbinenarten. Die Einrichtung besteht im wesentlichen darin, dass in jedem Laufradkanal noch eine besondere drehbare Schaufel (Rückschaufel) eingesetzt ist, welche mit ihrem äusseren Ende der normalen Laufschaufel beliebig genähert und nach Bedarf verändert werden kann. Jeder Laufradkanal besteht somit, von seinen feststehenden Seiten Wandungen abgesehen, aus einer fixen Schaufel, welcher man die dem Gefälle entsprechende günstigste Form zu geben hat und deren Ein- und Austrittswinkel also unverändert bleiben, sowie einer, gegen diese beweglichen Schaufel, deren innerer Teil sich in richtiger Fortsetzung der Form der festen Schaufeln anschliesst, während der äussere Teil gegen die feste Schaufel beweglich ist und dadurch die lichte Austrittsweite des Laufradkanals beliebig verstellbar gemacht ist. Diese Verstellung sämtlicher beweglicher Schaufeln kann auch während des Ganges der Turbine entweder von Hand, durch Schwimmer oder durch einen automatischen Regulator bewirkt werden. Die Kanäle bleiben bei jeder Stellweite vollständig mit Wasser gefüllt, die Ueberdruckwirkung erleidet keinerlei Aenderung und da der Arbeitswinkel der Laufradschaufeln an der einen Seite stets derselbe bleibt, soll die Turbine bei jedem Wasserstand, also jedem Beaufschlagungsgrade ihrer Natur gemäss richtig arbeiten.

Wie schon bemerkt, passt sich die Form der beweglichen Schaufeln derjenigen der festen sachgemäss an und ist zu diesem Zwecke die gewöhnlich aus Eisen oder Stahlblech hergestellte, in die Kränze eingegossene feste Schaufel (Fig. 5 bis 7) oben hakenförmig umgebogen, wobei der eine längere Schenkel dieses Hakens die dem Gefälle, somit |284| der Geschwindigkeit entsprechende passende Schaufelform erhält und an den kürzeren Schenkel der festen Schaufel sich die, am geeignetsten aus Stahlguss hergestellte, bewegliche Schaufel so dicht wie möglich anlegt und im übrigen in der Form so ausgeführt wird, dass ihre äusseren Flächen zusammen mit der feststehenden Schaufel den für den Nutzeffekt der Turbinen günstigsten Kanalquerschnitt ergeben. Die gemeinsame Verstellung sämtlicher beweglichen Schaufeln kann in verschiedener Weise erfolgen.

Textabbildung Bd. 316, S. 284

Die Regelung selbst lässt sich während des Ganges der Turbine vollziehen. Da der Wasserdruck auf die drehbaren Schaufeln stets konstant ist, so kann er durch das Gewicht der zur Reguliervorrichtung erforderlichen Teile möglicherweise unter Zugabe eines besonderen Gegengewichtes ausgeglichen werden, derart, dass bei Verstellung der Schaufeln nur die Reibung der bewegten Teile zu überwinden wäre, was durch einen Schwimmer oder durch einen Regulator erreicht und dadurch die Regulierung selbstthätig gemacht werden kann.

Unter Umständen, wenn z.B. gleichmässige Geschwindigkeit der Turbine verlangt wird, der Kraftbedarf derselben aber stark veränderlich ist, könnte der Fall eintreten, dass bei starker Drosselung im Ausflussquerschnitt des Laufrades die Geschwindigkeit des Wasseraustritts aus demselben nicht mehr in richtigem Verhältnis zur Umlaufgeschwindigkeit der Turbine steht, ja sogar kleiner wird als die Umfangsgeschwindigkeit des Laufrades und demgemäss der Nutzeffekt beeinträchtigt werden könnte.

Eine Reguliervorrichtung für Vollturbinen aller Art mittels Regeln des Wasseraustrittes aus den Laufrädern ohne Wasserstoss in den letzteren, bezw. ohne störende Formänderung der Laufradschaufeln durch Verstellung der Kanalaustritts weite wäre die rationellste, nurscheiterte bis jetzt die Lösung des Problems an den komplizierten Stelleinrichtungen.

Vorliegendes System passt wie kein anderes als Reaktionsturbine für das Saugrohr, insbesondere besser als die Francis-Turbine; letztere wird, wenn bis zu einem gewissen Grade geschlossen, zweifellos eine Freistrahlturbine, die ganze saugende Wassersäule hängt daran, gehen muss es ja, aber hier bliebe unter allen Schliessungsverhältnissen eine Reaktionsturbine erhalten.

Die Möglichkeit einer präzis gleichen Teilung und Schluckweite der Laufradkanäle (mit ihren Forderungen für konstante Wassergeschwindigkeiten durch die Turbine) bliebe gesichert; wenn man in Betracht zieht, dass ein Turbinenrad niemals genau gleichmässig im Guss ausfällt. Alle Schaufeln gehen während eines Umganges unter einem Leitkanal vorbei, kommt nun ein Laufkanal, der etwas weiter ist als der vorherige, vorüber, so ist klar, dass das durchfliessende Wasser in diesem Augenblick eine grössere Geschwindigkeit annimmt; läuft nun eine engere Schaufel vorüber, so findet ein Rückstoss während der Umdrehung statt und wird ein Pulsieren des Wassers verursacht. Nun könnte man bei dieser Art der Ausführung von Turbinenrädern – da beide Radkränze gedreht und zusammengeschraubt würden – die Einteilung auf der Richtplatte vornehmen, wie bei einem Zahnrad, wodurch absolut gleiche Winkel und gleiche Austrittsweiten erreicht werden.

Bezüglich der Aufstellung würden sich alle Vorteile wie bei der Francis-Turbine bieten, man kann die Turbine auf den Fabrikboden stellen und das Saugrohr in einen Schacht hängen, es wäre dadurch ermöglicht, kurze Wellen bei hochwasserfreier Lage zu erhalten. Die Aufstellung kann in einem zugänglichen hellen Raume erfolgen, es ist dies entschieden vorzuziehen gegenüber den alten Bauarten, |285| wo das Turbinenrad – der wichtigste Teil des Motors – meistens in einem dunklen Schachte untergebracht war.

Das Reinigen des Laufrades von Fremdkörpern, die während des Ganges durch den Rechen gehen, wäre ermöglicht: durch momentanes Oeffnen würde der Schaufelapparatausgespült. Relativ weite Radkanäle sind vorteilhafter als kleine Zellen, je öfter man den Strahl durchbricht, desto nachteiliger wirkt dies.

Vorstehend beschriebene Regulierung wird in manchen Fällen weite Kanäle gestatten.

Wilh. Müller-Cannstatt.

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