Hydraulische Maschine mit einem mit Schaufeln versehenen Läufer für achsialen Durchfluss. Die Erfindung bezieht sich auf Pumpen, Turbinen und andere hydraulische Maschinen mit einem mit Schaufeln versehenen Läufer für achsialen Durchfluss.
Bei der Maschine gemäss der Erfindung erreicht die Flüssigkeit im Läufer in jedem Abstand von der Drehachse eine solche Tangentialgeschwindigkeit, dass die Änderung der Druckhöhe in einem Meridiansehnitt ein Diagramm zwischen dem grössten Halbmessern und dem Nabenhalbmesser p R ergibt, dessen Schwerpunkt einen Abstand von der Dreh achse zwischen
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Die beiliegende Zeichnung zeigt beispiels weise verschiedene Diagramme für Läufer, deren Schaufeln in der Achsrichtung kon stante Steigung haben und mehrere Aus führungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes.
Es bedeuten Fig. 1 und 2 ein Cesehwindigkeitsdia- grarnn-- und Druckhöhendiagramm für einen Schraubenläufer; Fig.3 und 4 entsprechende Diagramme für einen Läufer, bei welchem die der Än derung der tangentialen Geschwindigkeits- komponente entsprechende Druckhöhe und Fig. 5 und 6 die entsprechenden Dia gramme für einen Läufer, bei welchem die tangentiale Komponente der Geschwindigkeit unabhängig vom Abstand der Drehachse ist;
Fig. 7 und 8, 9 und 10, 11 und 12 und 13 und 14 zeigen entsprechende Diagramme für vier weitere Läufer; Fig. 15 ist ein senkrechter Achsialsehnitt durch eine einfache Pumpe; Fig. 16 zeigt Schnitte durch eine Lauf radschaufel in drei verschiedenen Halbmessern, sowie Eimass- und Auslassleitschaufeln; Fig. 17 ein Grundriss des Pumpenläufers;
Fig. 18 in der obern Hälfte ein Grund riss der Auslassleitschaufeln und in der untern Hälfte ein Grundriss der Einlassleitschaufeln; Fig. 19 zeigt ein Achsialschnitt durch eine Pumpe mit einstellbaren Auslassleit- schaufeln; Fig. 20 ist eine Seitenansicht eines Ge häuseteils der Pumpe nach Fig. 19; Fig. 21 ist eine Maschine mit einem in achsialer Richtung einstellbaren Läufer;
Fig. 22 eine Maschine mit zwei entgegen gesetzt rotierenden Läufern; Fig. 23 ein Achsialschnitt durch eine Tur bine mit drehbaren Einlassleitschaufeln.
Bei einer hydraulischen Maschine erteilt die erzwungene Drehung des Läufers jedem Teil der Flüssigkeit eine Geschwindigkeit, die zerlegt werden kann in eine Achsial- und eine Tangentialgeschwindigkeit.
Bei den Diagrammen ist die folgende Nomenklatur angewendet: r =radialer Abstand von der Drehachse, rc - Umfangsgeschwindigkeit des Läufers, v = absolute Geschwindigkeit derFlüssigkeit, rv= Tangentialgeschwindigkeit, x = theoretische Acbsialgeschwindigkeit, y = wirkliche Achsialgeschwindigkeit, h - Druckhöhe, (3 = Winkel der Relativgeschwindigkeit; r = Eintrittswinkel der Auslassleitschaufeln, k = Abstand des Schwerpunktes des Druck höhendiagrammes von der Drehachse.
Bei allen Diagrammen sind die Elemente für drei Halbmesser, den Nabenhalbmesser ri, den äussern Halbmesser r3 und den mittleren Halbmesser r2 angegeben und mit dem ent sprechenden Zeiger versehen. Die Diagramme entsprechen, wenn nichts anderes bemerkt, den Verhältnissen für die die Läufer ent worfen sind und sind als Pumpendiagramme beschrieben. Die Anwendung auf Turbinen und Propeller wird durch eine einfache Um kehrung erzielt.
Besitzt die Maschine vor und hinter dem Läufer einstellbare Leitschaufeln, so kann sie als umk-chrbare Gezeitenturbine oder als eine umkehrbare Pumpe arbeiten, weil darin sowohl Einlass- wie Auslassverhältnisse in beiden Fliessrichtungen von aussen beherrscht werden können. Jeder Läufer, dessen Schaufeln in ach- sialer Richtung ihre Steigung nicht ändern, würde beim Drehen mit der normalen Um drehungsgeschwindigkeit rz, sofern kein Slip vorhanden wäre, einem Flüssigkeitsteilchen in der Entfernung r von der Achse eine Achsialgeschwindigkeit x gleich dein Produkt aus Umlaufgeschwindigkeit zc und Steigung erteilen.
Praktisch ist aber ein Slip s vor handen, so dass die Achsialgeschwindigkeit y des Flüssigkeitsteilchens um x s kleiner ist als x. Diese Grössen stehen in folgenden Be ziehungen zu einander und zur tangentialen Komponente<B>zu</B> der Geschwindigkeit des Flüssigkeitsteilchens
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Die Druckhöhe<I>h.</I> beim Halbmesser<I>r ist</I> proportional zvu und demnach auch proportio nal z42s. Die Steigung ist gleich
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und dem nach proportional dem Werte
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Wenn der Läufer unter den Verhältnissen arbeitet, für die er bemessen wurde, ist der Winkel ,Q der Relativgeschwindigkeit gleich dem Schaufelwinkel,
und die theoretische Achsialgeschwindigkeit x ist gleich dem Produkt aus Umdrehungsgeschwindigkeit u und Steigung.
r Bei dem Schraubenläufer, dessen Schau feln bei allen Halbmessern gleiche Steigung besitzen (Fig. 1 und 2) sind die Achsialge- schwindigkeit y und der Slip s bei allen Halbmessern gleich und die Tangentialge- schwindgkeit zv ändert sich im gleichen Verhältnis wie der Halbmesser.
Die Druck höhe h ist demzufolge proportional dem Quadrat des Halbmessers, die Druckböhen- kurve ist eine Parabel, wie Fig. 2 zeigt, und die Fläche, die die Verteilung der Druckhöhe über die Läuferscbeibe zeigt, ist ein Rota tionsparaboloid. Demnach ist ein grosser Un- terschied der erzeugten Druckhöhe nahe der Achse des Läufers und nahe seinem Umfang vorhanden, und diese steil ansteigende Druck höhe bedingt einen Rückfluss von aussen nach der Mitte der Läuferscheibe.
Dieser Übelstand hat zu der allgemeinen Anwendung verhält nismässig grosser Nabendurchmesser geführt, den gesamten Druckhöhenunterschied zu ver mindern, indem der untere Bereich der Druck höhen weggeschnitten wurde.
Der Schwerpunktabstand des Druckhöhen- diagramrnes ist
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das ist stets grösser als
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der Schraubenläufer fällt also nicht in den Bereich der Erfindung.
In den Figuren der Zeichnung ist r1 als 30 % von rs, so dass p = 0,3 ist.
Das Verhältnis zwischen Schwerpunkt radius k und dem grössten Radius R ist un gefähr vom Wert 0,765. In den Rahmen der Erfindung fällt der Läufer mit dem Naben halbmesser p <I>R = 0,3 R</I> nur, wenn 0,750 R > K <I>></I> 0,676 R.
Die Fig. 3 und 4 betreffen einen Läufer, der bei allen Halbmessern die gleiche Druck höhe entwickelt. Die Tangentialgeschwindig- keit w ändert sich umgekehrt mit dem Halb messer. In diesem Falle ist der Schaufel winkel 131, der zum kleinsten der drei Halb messer gehört, ein stumpfer Winkel. Das veranschaulicht, dass die gleichförmige Druck höhe zu anormalen Fliess- und ungünstigen Steigungsverhältnissen in den Läuferschau feln führt, wenn die Nabe nicht sehr gross ist.
Für mittlere Steigungen und Durchmesser von Läufer und Nabe muss beim Läufer gleicher Druckhöhe ein übermässig grosser Teil des Pumpendruckes bei kurzem Halb messer erzeugt werden; infolgedessen muss entweder die mittlere Steigung oder die Um drehungsgeschwindigkeit im Vergleich zu einem Schraubenläufer gleicher Grösse und für die gleiche zugeführte Energie höher sein. Eine Vergrösserung der mittleren Steigung vergrössert auch die übermässige Steigung an der Wurzel der Läuferschaufel, während eine Erhöhung der Umdrehungsgeschwindigkeit ein Anwachsen der Reibungsverluste mit sich bringt. Ferner haben die Auslassleitschaufeln und die Läuferschaufeln infolge der Steigungs verteilung verwickelte Formen.
Beim Läufer gleicher Druckhöhe ist der Schwerpunktab stand des Druckhöhendiagrammes
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das ist stets kleiner als
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Auch dieser Läufer fällt also nicht in den Bereich der Erfindung. Wenn man wie oben p = 0,3 annimmt, hat das Verhältnis zwi schen dem Schwerpunktradius k und dem grössten Halbmesser R den Wert 0,650 also kleiner als 0,676.
Beim Läufer gemäss Fig. 5 und 6 ändert sich die Steigung der Läuferschaufeln in radialer Richtung so, dass die Flüssigkeit bei ihrem Durchgang durch den Läufer bei allen Halbmessern die gleiche Tangentialge- scbwindigkeit hat. Die Steigung der Schau feln ist proportional
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wobei c eine Kon stante ist. Bei diesem Läufer wächst der Slip gegen die Achse, und die Druckhöhe wächst proportional zum Halbmesser.
Dem nach besteht die Druckhöhenkurve aus zwei symmetrischen geraden Linien, und die Flä che, die die Verteilung der Druckhöhe über die Läuferscheibe anzeigt, ist ein umgekehrter Kegel, der durch die Umdrehung dieser Druckhöhenkurve um die Achse gebildet wird. Hieraus ist ersichtlich, dass der Anstieg der Druckhöhenkurve, dessen Steilheit ja einen Rückfluss nach der Achse zu erzeugen strebt, sehr viel geringer ist als beim Schrauben läufer.
Ist beispielsweise der Nabendurch- messer r1 30 % des Läuferdurchmessers ra, so ist bei gleicher mittlerer Druckhöhe der grösste Unterschied beim Läufer nach Fig. 6 weniger als halb so gross wie beire Schrauben läufer nach Fig. 2. Die Fig. 5 und 6 zeigen ferner in punk tierten und atricbpunktierten Linien die Er gebnisse, die unter andern Arbeitsbedingungen erzielt werden.
Die strichpunktierten Linien zeigen den Betrieb mit geringerer Druckhöhe und entsprechender Abnahme der Tangential- geschwindigkeit und Zunahme der Achsial- geschwindigkeit: der Winkel der relativen Geschwindigkeit ist grösser als der Schaufel winkel.
Die punktierten Linien veranschau lichen den Betrieb mit grösserer Druckhöhe und entsprechender Zunahme der Tangential- geschwindigkeit und Abnahme der Achsial- geschwindigkeit. Der Winkel der relativen Geschwindigkeit ist kleiner als der Schaufel winkel.
Dagegen sind in jedem Fall die Tangentialgeschwindigkeit, der absolute Aus trittswinkel und das Verhältnis zwischen dem Schwerpunktradius, des Druckböhendiagram- mes und dem Halbmesser konstant: nur die Werte dieser Konstanten ändern sich mit veränderten Betriebsverhältnissen. Beim Läufer mit konstanter Tangentialgeschwindigkeit ist der Schwerpunktradius des Druckhöhendia- grammes
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Der Läufer fällt also in den Bereich der Erfindung. Mit<I>p</I> = 0,3 ist<I>k =</I> 0,713 R.
Bei dem Läufer mit konstanter tangen- tialer Komponente der Geschwindigkeit er möglicht die Verteilung der Steigung, bei für das richtige Arbeiten des Läufers zweck mässiger Grösse und Verteilung der Schaufel fläche, eine mechanisch viel widerstandsfähi gere Konstruktion als ein gleichwertiger Schraubenläufer. Überdies sind bei vom Radius unabhängiger Achsialgeschwindigkeit die Grösse und Richtung der absoluten Aus trittsgeschwindigkeit dargestellt durch v und in Fig. 5, bei allen Halbmessern gleich.
Infolgedessen können die Auslassleitschaufeln, wenn solche angeordnet werden, in der Kon struktion sehr einfach sein, weil die Neigung ihrer an den Läufer angrenzenden Kanten vom Fuss bis zur Spitze gleich gestaltet werden können. Fig. 7 und 8, sowie Fig. 9 und 10 geben ähnliche Geschwindigkeitspläne und Dia gramme für zwei Läufer wieder, bei denen die erzeugte Druckhöhe in jedem Abstand von der Drehachse proportional einer Potenz dieses Abstandes ist.
Also<I>6a = c</I> rn. Für solche Läufer ist der Schwerpunktabstand des Druckhöhendiagrammes
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In Fig. 7 und 8 ist n <I>=</I> 1,5 und in Fig. 9 und 10 ist<I>n.</I> ---- 0,5.
Da wieder<I>p =</I> 0,3, so ist in Fig. 7 und 8 k = 0,740 R und in Fig. 9 und 10 ist<I>lt =</I> 0,683 R. Beide Läufer fallen also In den Bereich der Erfindung. Der Läufer gemäss Fig. 7 und 8 ist zwischen dem Schraubenläufer nach Fig. 1 und 2 und dem Läufer mit konstanter .Tangentialge- sclrwindigkeit nach Fig. 5 und 6.
Der Läufer nach Fig. 9 und 10 ist zwischen diesem Läufer und dein Läufer mit konstanter Druck höhe nach Fig. 3 und 4.
Die annähernd konstante Tangentialge- sehwindigkeit im Läufer kann zum Teil auch durch entsprechend geformte Einlassleitschau-- feln erzielt werden.
Bei einer Pumpe mit einem Schraubenläufer ist es beispielsweise möglich an der Austrittkante des Läufers eine konstante Tangentialgeschwindigkeit mittelst radialen Einlassschaufeln zu erzielen, die an den Läufer angrenzen und so geformt sind, dass sie der Flüssigkeit an der Achse eine Tangentialgeschwindigkeit in der Dreh- richtu#ig und am Umfange entgegengesetzt der Drehrichtung des Läufers erteilen.
Der Ge schwindigkeitsplan und die Druckhöhenkurve für eine solche Anordnung sind ausgezogen in Fig. 11 und 1r wiedergegeben; die Verhält nisse, die sich bei normaler Zufuhr einstellen, sind zum Vergleich punktiert eingezeichnet.
An der Unterseite des Geschwindigkeitsplanes, Fig. 11, ist die Neigung der Einlassleitschau- feln angedeutet. Man sieht, dass die Druok- höhenkurve, Fig. 12, identisch mit der Druck höhenkurve des Läufers nach Fig. 6 ist, so dass diese Anordnung auch in den Bereich der Erfindung. fällt. Sie wird infolge Wirbel- verlusten und ungleichmässigen Fliessen prak tisch nicht sehr befriedigend sein.
Man sieht nämlich aus dem Diagramm in Fig. 11, dass die Achsialgeschwindigkeit y aussen am gröss ten ist, während sich beim Fliessen in der Nähe der Achse die grösste Greschwindigkeit einstellt. Bei dieser Anordnung ist der Aus trittswinkel nicht konstant, so dass die Leit- schaufeln keine einfache Form haben.
Dagegen können bisweilen Pumpen prak tischen Wert haben, bei welchen teils durch Änderung der Steigung der Läuferschaufeln und teils durch Verwinden der Einlassleit- schaufeln eine konstante Tangentialgeschwin- digkeit erzielt wird.
Fig.13 und 14 zeigen Geschwindigkeitsplan und Druckhöhenkurve für eine andere Pumpe mit Schraubenläufer, die bisweilen zweck mässig sein kann. Die Einlassleitschaufeln sind wieder so verwunden, dass die Flüssig keit an der Achse eine Tangentialgeschwin- digkeit in der Drehrichtung des Läufers und am Umfange eine in der entgegengesetzten Richtung -erhält.
Die Verwindung der Ein lassschaufeln ist jedoch kleiner als gemäss Fig. 11 und 12 und ist so bemessen, dass die absolute Austrittsgeschwindigkeit im Läufer bei allen Halbmessern die gleiche Richtung hat; damit hinter dem Läufer angeordnete Austrittsschaufeln eine einfache Form er halten können. Die Zeichnung zeigt, dass die Tangentialgeschwindigkeit nicht mehr bei allen Halbmessern gleich gross ist, aber die Abweichung ist sehr gering. Die Druckhöhen kurve ist in Fig. 14 gegeben, und der Schwer punktradius des Druckhöhendiagrammes, der durch die punktierte Linie k angedeutet ist, liegt zwischen denen der Fig. 6 und B.
Die einfache Achsialpumpe nach Fig. 15 bis 18 besitzt einen mit Schaufeln versehenem Läufer zwischen zwei Sätzen von Leitschau- feln, die koachsial mit dem Läufer und an ihn angrenzend angeordnet sind und von einem zylindrischen Gehäuse 9. umschlossen werden. Vier Schaufeln B sitzen an der zy lindrischen Nabe B' des Läufers, die auf der Welle B2 befestigt ist. Die Schaufeln gehen aussen bis dicht an. die Wand des Gehäuses A.
Die Einlassleitschaufeln C und die Auslassleit- schaufeln D sind aussen mit dem Pumpen gehäuse<B>A</B> und innen mit Naben Cr bezw. D' zusammengegossen. Die Nabe D' ent hält das Lager für die Läuferwelle B2.
Der Läufer ist ein solcher konstanter Tangentialgeschwindigkeit, wie er anhand der Fig. 5 und 6 erörtert worden ist. Fig. 16 zeigt den Querschnitt jeder Läuferschaufel, und zwar an der Nabe, bei mittlerem Halb messer gemäss der strichpunktierten Linie in Fig. 15 und 17 und an der Spitze; die Halb messer der drei -dargestellten Schnitte ent sprechen den \Halbmessern ri, <I>r2</I> und rs der Fig. 6.
Die Schnitte der Arbeitsflächen der Schaufeln sind gerade und die Neigungswinkel entsprechen den Winkeln (3i, ,Q2, R3 nach Fig. 5. Die Schaufelrücken sind gekrümmt, um in der Mitte die nötige Dicke und Wider standsfähigkeit zu erzielen und doch scharfe Schaufelkanten zu haben. Somit nimmt die Steigung der Schaufeln, die bei einem gege benen Halbmesser in achsialer Richtung gleich bleibt, radial nach aussen derart ab, dass der Läufer der Flüssigkeit eine Tangentialge- schwindigkeit an der Ausflussseite erteilt, die bei allen Halbmessern den gleichen Wert hat.
Auch die Achsialgeschwindigkeit ist bei allen Halbmessern annähernd konstant. In folgedessen ist nach Figur der Eintritts-. Winkel der Auslassleitschaufeln konstant. Die Schaufeln sind aussen und innen ungefähr gleich lange. Deshalb springt der Läufer auf der Eintrittsseite innen vor, während der Austritt in einer Ebene stattfindet.
Die sieben Einlassleitschaufeln C liegen in Achsialebenen und bewirken einen rein achsialen Eintritt der Flüssigkeit in den Läufer. Die Austrittkanten der Einlass schaufeln sind jedoch ein wenig in der Dreh richtung des Läufers gekrümmt, wie bei -G'2 in Fig. 16 gezeigt, diese Ränder sind auch nach Massgabe der veränderlichen achsialen Länge des Läufers (Fig. 15 und 16) ge krümmt.
Da die absolute Austrittsrichtung aus dem Läufer bei allen Halbmessern gleich ist, so ist auch der Einlasswinkel der sieben Aus- lassleitschaufeln D über die ganze Länge je der Schaufel hin gleichförmig. Die Auslass- schaufeln D sind so gekrümmt, dass die Flüssigkeit hinter ihnen achsial fliesst.
Der Läufer saugt beim Drehen Flüssig keit durch den Emlassleitschaufelraum in der Achsialrichtung an und erteilt der Flüssig keit eine Tangentialgeschwindigkeit, die bei allen Halbmessern gleich gross ist. Die Tan- gentialgeschwindigkeit wird durch die Aus- lassleitschaufeln in Druckenergie umgesetzt.
Die für den Flüssigkeitsdurchfluss verfüg baren Querschnittsflächen sind in der ganzen Maschine derart bemessen, dass die Achsial- ge,.chwindigkeit überall gleich gross ist. Sie bestimmt die Menge der von der Pumpe ge förderten Flüssigkeit.
Der Eintrittswinkel der Auslassleitschau- feln ist bei gegebener Drehgeschwindigkeit offenbar nur für einen bestimmten Wert der erzeugten Druckhöhe der Durchflussmenge richtig, bei welcher die Pumpe gewöhnlich mit dem Maximalwirkungsgrad arbeitet, der bei der gegebnen Drt hgeschwindigkeit er reichbar ist.
Um den Magirnalwii-kriugsgrad für andere Druckhöhen und Durchflussmengen gegebenen Umdrehungs=geschwindigkeit zu erzielen, muss der Eintrittswinkel der Aus- lassleitscharrft-ln veränderlich sein. Bei Auslass- leitschaufeln mit schraubenförmigem Eintritt; wie ihr) ein Schraubenläufer erfordert, würde auch eine Verstellung der Schaufeln um ihre Läng#achse nur noch an einer Stelle die richtige Steigung herbeiführen.
Bei Leit schaufeln gleichen Eintrittswinkels dagegen, wie sie ein Läufer mit konstanter Tangential- geschwindigkeit verlangt, können die Schau feln gemäss Fig. 19 und 20 um die Längs achse drehbar sein, damit die Maschine über einen erheblichen Bereich von Druckhöhen mit hohem Wirkungsgrad arbeiten kann.
Nach Fig. 19 und 20 findet der Eintritt in den Läufer auf einer Ebene statt und der Läufer springt auf der Auslassseite innen vor, damit die .Laufschaufeln ausser) und innen trotz der verschiedenen Steigung gleich lang sind. Jede Auslassschaufel E ist im Gehäuse A angebracht und besitzt einen zylindrischen Zapfen Er grossen Durchmessers, der im Ge häuse A drehbar gelagert ist und ausserhalb des Gehäuses auf einem Vierkant einer Scheibe EL mit Schlitzen Es trägt, welche mittelst Schrauben E, die durch die Schlitze Es hindurchtreten, im Gehäuse A verstellbar befestigt sind.
Wenn die Muttern der Schrau ben E4 gelockert werden, so kann die Schei be E2 und damit die Schaufel E um einen kleinen Winkel gedreht werden. Die Schau feln E reichen bis an die Nabe BI des Läufers, die in den Leitschaufelraum ver längert ist. Die Auslassleitschaufeln können auch miteinander gekuppelt sein, so dass sie alle gleichzeitig drehbar sind.
Nach Fig. 21 sind die Einlass- und Aus lassleitschaufeln in der gleichen Weise ange ordnet wie nach Fig. 15-1S, nur ist zwischen ihnen ein grösserer Abstand vorhanden. Der Läufer weist Schaufeln F an einer Nabe F' auf, sitzt auf einer Welle F2 und ist im Raure zwischen den beiden Leitschaufel- sätzen aus der in ausgezogenen achsial in die in punktierten Linien dargestellte Lage verschiebbar.
Die Ausführung der Pumpe nach Fig. 21 ist besonders zweckmässig, wenn der Läufer nicht in jedem Abstand von der Drehachse dieselbe Tangentialgeschwindigkeit erzeugt, oder wenn er als Schraubenläufer ausgeführt ist und die konstante Tangentialgeschwindig- keit durch Verwinden der Einlassleitschaufeln erzielt ist. In beiden Fällen tritt die Flüssig keit aus dem Läufer in einem Wirbel aus, bei welchem die Verteilung der Geschwindig keit durch die Steigung im Läufer bezw. die Verwindung der Einlassleitschaufeln be stimmt ist.
Der allmähliche Übergang von diesem Wirbel in einen freien Wirbel bewirkt eine Veränderung der Beziehung zwischen Tangentialgeschwindigkeit und Halbmesser bei verschiedenen Achsialabständen vom Läu fer. Es wird möglich sein, eine Achsial- distanz zwischen Läufer und Auslassleit- schaufeln derart zu wählen, dass die Auslass- schaufeln ohne beträchtlichen Verlust an Wirkungsgrad einfache und zweckmässige Konstruktionen haben können.
$ei Turbinen haben Leitsolhanfeln auf der Auslassseite des Läufers nur Zweck, wenn die Flüssigkeit beim Austritt aus diesem noch eine Tangentialgeschwindigkeit besitzt, um die Bildung eines Luftkernes zu verhin dern und eine Verzögerung des Austrittes durch schraubenförmiges Fliessen zu ver meiden.
Auch bei einer Turbine sollten, wenn sie einen Läufer für konstante Tangentialge- schwindigkeit besitzt, die Einlassleitschaufeln auf der Austrittseite von Fuss bis Spitze die gleiche Neigung aufweisen. Wie bei einer Pumpe wird auch hier im allgemeinen bei einer bestimmten Drehzahl die Neigung der Leitschaufeln nur für eine bestimmte Druck höhe und Durchflussmenge richtig sein, und infolgedessen hat die beispielsweise anhand der Fig. 19 und 20 erläuterte Ausführungs art, bei der die Leitschaufeln E, die auf einem Zylinder- oder Kegelmantel drehbar sind, besonderen Wert bei einer Turbine.
Auch bei einer Turbine sind Abweichungen vom Läufer mit konstanter Tangentialge- schwindigket ohne Nachteil.
Ein Freiraum konstanter oder veränder licher achsialer Länge zwischen Läufer und Einlassleitsehaufeln nach Fig. 21 hat bei Tur binen grosse Bedeutung. Die Anordnung eines einstellbaren Freiraumes gibt eine beträcht- lielre Freiheit in der Gestaltung der Einlass schaufeln und in der Verteilung der Steigung in den Läuferschaufeln, weil bei einer Ein stellung des Freiraumes die Wirkung von Abweichungen im Entwurf im hohen Masse ausgeglichen werden kann.
Nach Fig.22 sind zwei Läufer U, Ur unmittelbar hintereinander auf koachsialen Wellen U2, U3 angebracht, die zum Beispiel durch Zahngetriebe derart verbunden sind, dass sie sich entgegengesetzt drehen. Der eine Läufer hat, was auf der Zeichnung nicht zu sehen ist, rechtsgängige und der andere linksgängige Schaufeln. Auf der Niederdruek- se,te sind Leitschaufeln U4 vorgesehen. Auf der Ilochdruckseite sind Leitschaufeln un nötig, weil der Läufer Ur selbst die Arbeit derartiger .Leitschaufeln ausübt.
Wenn die beiden Läufer, abgesehen von der Umkehr der Schaufelrichtung unter etwaiger Berück sichtigung hydraulischer Verluste gleich sind, wird die Tangentialgeschwindigkeit, die durch einen Läufer erzeugt wird, durch den zweiten Läufer wieder herausgenommen wer den. Haben die beiden Läufer stark ver schiedene Steigung, so kann das immer noch so sein, indem das Getriebe zwischen den beiden Wellen, diesen die entsprechenden relativen Drehgeschwindigkeiten aufzwingt. Ein Vorteil davon ist, dass der zweite Läufer die Funktion der Leitschaufeln unter allen Umständen in richiger Weise ausübt.
Die Maschine kann ohne Getriebe zwischen den beiden Wellen als hydraulisches Kraftüber- tragungsgetriebe benützt werden, wobei der eine der Läufer zum Beispiel U, der mit der treibenden Welle U2 verbunden ist, als Pumpe wirkt, während der zweite Läufer als Turbine arbeitet.
Statt Leitschaufeln können auf der Nie derdruckseite des Läufers eine Reihe von tangential gerichteten Kanälen oder ein ein ziger Spiralkanal mit oder ohne Führungs schaufeln vorgesehen sein. Auch können zwei oder mehr Läufer in Reihe auf der gleichen Welle vorgesehen sein.
Nach Fig. 23 weist der Läufer Schaufeln L an einer Nabe L1 auf der Welle L2 auf; er ist, was auf der Zeichnung nicht zu sehen ist, für konstante Tangentialgeschwindigkeit entworfen. Der Läufer ist in einem zylindri schen Gehäuse M achsial aus der in ausge zogenen in die in punktierten Linien darge stellte Lage verstellbar. Der Einlauf erfolgt durch das Leitrad 111, in dessen Nabe 111g die Welle M2 geführt ist.
Die Leitschaufeln N sind zwischen dem schrägangeordneten Leitradkränzen Ml und 1'V12 auf Bolzen M4 drehbar und ausbalanciert gelagert. Die Bol zen M4 liegen auf einer Kegelfläche deren Achse mit der Läuferachse zusammenfällt. Zur Verstellung der Schaufeln N besitzt jede von ihnen einen Ansatz NI, der in eine Aus- nehmung einer Scheibe M3 eingreift, welche auf der Nabe M3 des Leitrades verstellbar gelagert ist.
Die Leitschaufeln N könnten auf der Lauiradseite auch schräg abgeschnitten oder abgerundet sein.
Die Läuferschaufeln können radiale oder bogenförmige Ein- und Austrittkänten auf weisen.
Zylinderschnitte durch die Schaufeln, bei irgendeinem Halbmesser geführt, können Strei fen gleicher Dicke, Linsenform, Stromlinien- form besitzen. Die Schaufelkanten können gerundet sein. Die Steigung der Läuferschau feln kann nicht nur in radialer, sondern auch in achsialer Richtung sich ändern. Gleiches gilt auch für die Leitschaufeln. Die Maschi nenachsen können senkrecht, wagrecht oder geneigt angeordnet sein.
Die Gehäuse sind innen zweckmässig so, dass plötzliche Wechsel der Geschwindigkeit des Flüssigkeitsstromes vermieden und Rei- bungs- und Wirbelverluste möglichst ver, mieden werden.
Es ist in vorstehenden Ausführungen wiederholt auf die Maschinen hingewiesen worden, wo die erzeugte Tangentialgeschwin- digkeit unabhängig vom Halbmesser ist; um Missverständnisse zu vermeiden sei hier aus drücklich bemerkt, dass diese Maschinen zwar alle in den Bereich der Erfindung fallen, aber sonst für die Erfindung keine besondere Be deutung haben.