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Die Erfindung betrifft eine Wasserturbine mit einem rotierenden Laufrad und einem diesem unmittelbar gegenüber angeordneten Wasserführungskanal, von welchem aus das Laufrad über an ihm angebrachte Mitnahmekörper mit dem zuströmenden Wasser beaufschlagt und in Drehung versetzt wird, so dass an der Welle des Laufrades Energie abnehmbar ist, wobei Wasserführungs- und Laufradkanal zusammen einen kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt aufweisen.
In der DE-PS Nr. 653514 ist eine Turbine beschrieben, bei welcher das Leit- und Laufrad zusammen einen im Querschnitt kreisförmigen Drehhohlraum bilden, wobei die Schaufeln des Laufrades aber in dessen Drehrichtung nach vorne gekrümmt sind, um einen ständigen Wechsel des strömenden Wassers vom Laufrad zum Leitrad und zurück zu erzielen. Dabei geht aber ein Teil der Energie durch den oftmaligen Strömungsrichtungswechsel des Wassers an den Umlenkstellen verloren.
Auch bei Beregnungsgeräten finden Wasserturbinen als Antriebsmaschinen immer mehr Verwendung, weil die sonst benutzten Wasserkolbenmotoren bei stark verschmutztem Wasser einen störungsfreien Betrieb nicht immer gewährleisten.
Wasserturbinen für Beregnungsgeräte sollen jedoch nicht nur störungsfrei und ohne wesentliche Energieverluste arbeiten, sondern auch einfach im Aufbau, leicht herstellbar und rasch zu reparieren sein.
Die Erfindung erfüllt diese Bedingungen bei der eingangs erwähnten Wasserturbine dadurch, dass das Laufrad radial ausgerichtete Rippen besitzt. Damit wird nicht nur ein besonders einfacher Aufbau der Turbine erreicht, sondern auch eine zuverlässige Antriebsmaschine für Beregnungsgeräte geschaffen, weil das durchfliessende Wasser entsprechend seiner Strömungsgeschwindigkeit, d. h. ungefähr proportional zur Wassermenge das Laufrad infolge der radial angeordneten Rippen durch Impulsaustausch mitnimmt. Dabei tritt ein lastabhängiger Schlupf auf, der ein Absenken der Laufraddrehzahl zur Folge hat.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemässen Turbine besteht neben ihrer Schmutzunempfindlichkeit darin, dass sie unbelastet nicht"durchgeht". Die erfindungsgemässe Wasserturbine hat überdies eine steile Charakteristik und kann für einen grossen Wassermengenbereich bei relativ geringem Druckverlust eingesetzt werden.
Die Erfindung besteht auch darin, dass das Turbinengehäuse auf der Laufradseite einen zylindrischen Fortsatz besitzt, an dessen zylindrisch oder konisch ausgestalteter Innenseite ein Deckel mittels Seegerring gehalten und mittels O-Ring abgedichtet ist. Durch diese Ausbildung ist der Zusammenbau bzw. eine Reparatur der erfindungsgemässen Wasserturbine wesentlich erleichtert. Schliesslich besteht die Erfindung auch darin, dass der Wasserführungskanal mit einem Eintritts- und einem Austrittsstutzen versehen ist und zusammen mit diesen einen in einer Ebene ausgerichteten, eine Omegaform aufweisenden Körper bildet.
Ein Vorteil dieser Omegaausbildung besteht darin, dass durch die symmetrische Anordnung des Einund Austrittsstutzens und die radialen Rippen die Turbine für beide Stromrichtungen, d. h. auch für beide Drehrichtungen der Turbinenwelle geeignet ist. Es sind daher keine zusätzlichen Mittel für eine Drehrichtungsumkehr erforderlich.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen an Hand eines Ausführungsbeispiels näher veranschaulicht. Es
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zusammen mit den Stutzen-3, 4-etwa die Form eines Omega --5-- bildet, ein Laufrad --6-- mit einem ringsumlaufenden, einseitig offenen Kanal --7-- unmittelbar zugeordnet ist, welcher ebenfalls im Querschnitt halbkreisförmig ausgebildet ist und mehrere, z. B. 24, radial angeordnete dünne Rippen --8-trägt. Die einander zugekehrten Kanäle --2 und 7-- bilden zusammen einen ringförmigen Hohlraum von kreisförmigem oder elliptischem Querschnitt, wobei der Kanal --2-- nicht umlaufend ist, sondern gemäss Fig. 2 mit dem Stutzen --3 und 4-- in Verbindung steht und somit symmetrisch ausgebildet ist.
Im Gehäuse --1-- ist ferner eine Welle --9-- für das Laufrad --6-- über zwei Kugellager --10, 11-gelagert, wobei ein Keil --12-- für den festen Sitz des Laufrades --6-- auf der Welle --9-- sorgt. Das Gehäuse-l-besitzt einen zylindrischen, das Laufrad --6-- überragenden Fortsatz --13--, an dessen
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konischer Innenseite Deckel-15-mittels ein Deckel --15-- mittels Seegerring --16-- festgehalten und mittels O-Ring - abgedichtet ist.
Wenn das Speisewasser beim Stutzen --3-- in das Gehäuse-l-eintritt, so gestattet der Kanal - dem Wasser einen freien Durchgang, das jedoch auch in die Räume zwischen Rippen --8-- des Laufrades --6-- eindringt und dieses in der Strömungsrichtung mitdreht. Je nachdem, ob die Welle --9-mehr oder weniger belastet ist, wird sich beim Laufrad --6-- ein mehr oder weniger grosser Schlupf und eine entsprechende Drehzahl einstellen. Ist die Welle --9-- überhaupt nicht belastet, so wird der erwähnte Schlupf am geringsten sein.
Der Druckverlust in der Turbine wird allein durch die Belastung bestimmt. Die zwischen Gehäuseteil --1-- und Laufrad --6-- vorhandenen Spalte haben darauf keinen Einfluss. Ein geringer Gesamtdruckverlust ist durch eine günstige Auslegung der Turbine erreichbar.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Wasserturbine mit einem rotierenden Laufrad und einem diesem unmittelbar gegenüber angeordneten Wasserführungskanal, von welchem aus das Laufrad über an ihm angebrachte Mitnahmekörper mit dem zuströmenden Wasser beaufschlagt und in Drehung versetzt wird, so dass an der Welle des Laufrades Energie abnehmbar ist, wobei Wasserführungs- und Laufradkanal zusammen einen kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt aufweisen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Laufrad radial ausgerichtete Rippen besitzt.
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The invention relates to a water turbine with a rotating impeller and a water guide channel arranged directly opposite this, from which the impeller is acted upon by the inflowing water via driving bodies attached to it and set in rotation, so that energy can be removed from the shaft of the impeller, whereby Water guide and impeller channel together have a circular or elliptical cross section.
In DE-PS No. 653514 a turbine is described in which the stator and impeller together form a rotary cavity with a circular cross-section, but the blades of the impeller are curved forward in the direction of rotation in order to ensure a constant change of the flowing water from To achieve impeller to idler and back. However, part of the energy is lost due to the frequent changes in the direction of flow of the water at the deflection points.
In irrigation devices, too, water turbines are being used more and more as drive machines because the water piston motors that are otherwise used do not always guarantee trouble-free operation when the water is very dirty.
However, water turbines for irrigation devices should not only work trouble-free and without significant energy losses, but should also be simple in construction, easy to manufacture and quick to repair.
The invention fulfills these conditions in the water turbine mentioned at the beginning in that the impeller has radially oriented ribs. This not only achieves a particularly simple construction of the turbine, but also creates a reliable drive machine for irrigation devices, because the water flowing through corresponds to its flow speed, i.e. H. roughly proportional to the amount of water the impeller takes along due to the radially arranged ribs through the exchange of momentum. A load-dependent slip occurs, which causes the impeller speed to decrease.
An essential advantage of the turbine according to the invention, in addition to its insensitivity to dirt, is that it does not "run through" when unloaded. The water turbine according to the invention also has a steep characteristic and can be used for a large range of water quantities with a relatively low pressure loss.
The invention also consists in that the turbine housing has a cylindrical extension on the impeller side, on the cylindrical or conical inside of which a cover is held by means of a Seeger ring and is sealed by means of an O-ring. This design makes the assembly or repair of the water turbine according to the invention considerably easier. Finally, the invention also consists in that the water guiding channel is provided with an inlet and an outlet connection and together with these forms a body which is aligned in one plane and has an omega shape.
One advantage of this omega design is that the symmetrical arrangement of the inlet and outlet nozzles and the radial ribs mean that the turbine operates in both flow directions, i.e. H. is also suitable for both directions of rotation of the turbine shaft. No additional funds are therefore required to reverse the direction of rotation.
The invention is illustrated in more detail in the drawings using an exemplary embodiment. It
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Together with the connecting pieces-3, 4-forms approximately the shape of an omega -5-, an impeller -6- with a circumferential channel -7- open on one side is directly assigned, which is also semicircular in cross-section is and several, e.g. B. 24, radially arranged thin ribs --8- carries. The mutually facing channels --2 and 7-- together form an annular cavity with a circular or elliptical cross-section, the channel --2-- not being circumferential, but with the connecting piece --3 and 4-- in accordance with FIG Connection is and is thus symmetrical.
In the housing --1-- there is also a shaft --9-- for the impeller --6-- via two ball bearings --10, 11-, whereby a wedge --12-- for the tight fit of the impeller - -6-- on the shaft --9-- ensures. The housing-l-has a cylindrical extension --13-- protruding beyond the impeller --6--, on its
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conical inside of lid-15- is held in place by a lid --15-- with a circlip --16-- and sealed with an O-ring.
If the feed water enters the housing-l- at the connection --3--, the channel - allows the water a free passage, which however also penetrates into the spaces between the ribs --8-- of the impeller --6-- and this rotates in the direction of flow. Depending on whether the shaft --9-is more or less loaded, the impeller --6 - will have a more or less large slip and a corresponding speed. If the shaft --9 - is not loaded at all, the slip mentioned will be the lowest.
The pressure loss in the turbine is determined solely by the load. The gaps between the housing part --1-- and impeller --6-- have no effect on this. A low total pressure loss can be achieved through a favorable design of the turbine.
PATENT CLAIMS:
1. Water turbine with a rotating impeller and a water guide channel arranged directly opposite this, from which the impeller is acted upon by the inflowing water via carrier bodies attached to it and set in rotation, so that energy can be removed from the shaft of the impeller, whereby water guidance and impeller channel together have a circular or elliptical cross section, characterized in that the impeller has radially oriented ribs.