DE2635529A1 - POWER MACHINE FOR GENERATING ENERGY FROM A RIVER FLOW - Google Patents

Description

Patentanwälte . Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl^Phys. Dr. K. FinckePatent attorneys. Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl ^ Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. EAA^eickmann, Dipl.-Chem. B. HuberDipl.-Ing. EAA ^ eickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN'8 MUNICH 86, DEN '

POSTFACH 860 820PO Box 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22MÖHLSTRASSE 22, CALL NUMBER 98 39 21/22

DXVDXV

1) William J. Mouton, Jr.
P.O.B. 10751) William J. Mouton, Jr.
POB 1075

New Orleans, La.70181/V.St.A.New Orleans, La. 70181 / V.St.A.

2) David F. Thompson
721 I4th Avenue2) David F. Thompson
721 I4th Avenue

Prospect Park, Pa. 19070/V.St.A.Prospect Park, Pa. 19070 / V.St.A.

Kraftmaschine zur Gewinnung von Energie aus einer FlußströmungPower machine for generating energy from a river flow

Die Erfindung betrifft eine Kraftmaschine zur Gewinnung von Energie aus einer Flußströmung, mit einer ersten Düse (Hauptdüse), deren Längsachse horizontal und parallel zur Richtung der Strömungsrichtung des Flusses verläuft, die ferner aus dem Hauptstrom der Flußströmung einen Teil sammelt, außerdem entlang ihrer Längsachse hintereinander ein Einlaßende, ein Halsteil, ein Endstück und ein Auslaßende hat, wobei das Einlaßende mit einem zu dem Hals teil und dann durch das Endstück zu dem Auslaßteil führenden, durchgehenden Wassergang verbunden ist, und die in ihrem Halsteil i η koaxialer Lage ein Laufrad mit axialem Eintritt trägt, mit dem ein mechanische Rotationsenergie zu einem äußeren Nutzorgan führendes Übertragerteil verbunden ist.The invention relates to an engine for generating energy from a river flow, with a first nozzle (main nozzle), whose longitudinal axis runs horizontally and parallel to the direction of the flow direction of the river, which furthermore from the Main stream of the river flow collects a part, also along its longitudinal axis one behind the other an inlet end, a neck part, has an end piece and an outlet end, the inlet end with one part to the neck and then through the end piece to the outlet part leading, continuous water passage is connected, and in its neck part i η coaxial position an impeller with an axial Entrance carries, with which a mechanical rotational energy is connected to an external useful organ leading transmission part.

Wasserkraftwerke, bei denen Staudämme verwendet werden und Wasser durch Wasserräder (und später durch Turbinen) geleitet wird, befinden sich bereits seit Jahrhunderten in der Entwicklung. Diese Anstrengungen haben dazu geführt, daß solche Kraftwerke dort, wo man Dämme errichten kann und ein starkes Gefälle vor-Hydroelectric plants that use dams and water water wheels (and later turbines) have been in development for centuries. These efforts have resulted in such power plants where dams can be built and where there is a steep gradient.

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handen ist, einen hohen Wirkungsgrad- erreichen können und weltweit zur Stromerzeugung verwendet werden.is at hand, can achieve a high degree of efficiency and used worldwide to generate electricity.

Es gibt allerdings viele Situationen, in denen das Dämmen von fließendem Wasser unvertretbar hohe Kosten verursacht, sich wegen der Bodenbeschaffenheit als unmöglich erweist, wegen der geographischen Verhältnisse nicht möglich ist oder nicht durchgeführt werden kann, weil das fließende Wasser für die Schifffahrt freigehalten werden muß« Folgende Situationen verhindern beispielsweise eine erfolgreiche Wasseranstauung zu hydroelektrischen Zwecken:However, there are many situations in which the insulation of running water is unacceptably high proves impossible because of the nature of the soil, is not possible or not carried out because of the geographic conditions because the running water must be kept free for shipping «Avoid the following situations For example, successful water accumulation for hydroelectric purposes:

Tiefe Schichten von angeschwemmtem Boden, der zu tief liegendes Flußbettgestein überlagert; dadurch wird die Konstruktion von Dammfundamenten vollkommen undurchführbar.Deep layers of alluvial soil overlying too deep-lying river bed rocks; this will make the construction completely impracticable from dam foundations.

Breite, flache Täler, in denen kleine Erhöhungen des Wasserstandes große Flächen wertvollen Landes überschwemmen wurden und geringe Absenkungen des Wasserstandes große Flächen flachen Schlamms freilegen würden.Wide, flat valleys in which there are small increases in the water level large areas of valuable land have been flooded and small subsidence of the water level has flattened large areas Would expose the mud.

Im Zusammenhang mit dem oben Gesagten, das Fehlen nahe gelegener Gebirgszüge, zwischen denen Dämme gebaut werden könnten.Related to the above, the lack of nearby mountain ranges between which dams could be built.

Der Mississippi ist insofern ein hervorragendes Beispiel, als er alle genannten dammfeindlichen Bedingungen erfüllt und zugleich den Verlust riesiger Mengen von Sonnenenergie repräsentiert« Diese Sonnenenergie wurde von der Natur aufgebracht, um das Wasser aus dem Ozean zu heben, Wolken zu bilden und in den Luftraum oberhalb der Wasserscheide des Mississippi zu befördern. Befindet sich das Wasser im Fluß, so stellt sich die Flußenergie in zwei Formen dar, nämlich 1. im Gefälle des von seinen Quellen zur Mündung nach unten fließenden Wassers und 2. in der kinetischen Energie der sich bewegenden Wassermassen.The Mississippi is an excellent example insofar as it fulfills and at the same time all of the aforementioned anti-dam conditions represents the loss of huge amounts of solar energy «This solar energy was applied by nature in order to to lift the water out of the ocean, to form clouds and to carry it into the airspace above the watershed of the Mississippi. If the water is in the river, the flow energy appears in two forms, namely 1. in the slope of the from its sources to the mouth of water flowing downwards and 2. in the kinetic energy of the moving water masses.

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Das Wassergefälle des naturbelassenen Mississippi ist sehr gering, es liegt zum großen Teil unter 3,2 cm pro Kilometer.The water gradient of the natural Mississippi is very low, it is for the most part less than 3.2 cm per kilometer.

Betrachtet man eine Maschine, die Energie aus der potentiellen Energie im Ruhedruckabfall eines mit etwa 8 km/h fließenden und auf eine Maschinenlänge von etwa 30,5 m um 0,06 cm fallenden Wasserstroms entnehmen kann, so läßt sich ausrechnen, daß der Strom nur eine Leistung von etwa 8,3 cm.kg/s (0,60 ft.If one looks at a machine, the energy from the potential energy in the static pressure drop of a flowing at about 8 km / h and can see a water flow falling by 0.06 cm on a machine length of about 30.5 m, it can be calculated that the current only delivers about 8.3 cm.kg / s (0.60 ft.

Ib./sec.) pro 929 cm liefert. Diese Leistung entspricht etwa 1/1000 PS.Ib./sec.) Per 929 cm. This performance corresponds approximately 1/1000 hp.

Andererseits ist die kinetische Energie dieses Stroms sehr viel größer. Eine Rechnung ergibt, daß dieselbe Flächeneinheit des Stroms (929 cm ) in die Maschine eine kinetische Energie mit einer Rate von etwa 5650 cm«kg/s (380 ft. Ib./sec.) bringt. Diese Leistung entspricht etwa 0,7 PS, sie ist 700-mal größer.On the other hand, the kinetic energy of this current is much greater. A calculation shows that the same unit area of the stream (929 cm) brings kinetic energy into the machine at a rate of about 5650 cm «kg / s (380 ft. Ib./sec.). This power corresponds to about 0.7 hp, it is 700 times greater.

Man hat gegen Ende des 19. und zu Anfang des 20 „ Jahrhunderts viele Versuche unternommen, die fließenden Flußströme ohne Verwendung von Dämmen zu nutzen. Diese Flußstrommaschinen sollten nach Meinung ihrer Erfinder Energie aus der Geschwindigkeit der sich bewegenden Wasserströme zurückgewinnen und diese Energie in eine brauchbarere andere Form verwandeln. Gewöhnlich hatte man den Antrieb eines Generators für elektrischen Strom vor Augen.At the end of the 19th and the beginning of the 20th “century many attempts have been made to utilize the flowing river currents without the use of dams. These river electricity machines should in the opinion of their inventors, recover energy from the speed of moving water currents and this energy transform into a more usable other form. Usually an electric generator was driven before your eyes.

Beim Studium dieser alten Flußstrommaschinen stellt man fest, daß alle diese Ausführungen auf der Grundlage eines schlechten Verständnisses der Hydrodynamik und demzufolge einer falschen Voraussetzung erfunden worden waren. Die frühere Technik scheint darauf hinzudeuten, daß eine Flußstrommaschine, eingesetzt in einen Flußstrom, dem Wasser einen Teil der kinetischen Energie entziehen kann und dabei das Wasser durch die Maschine ohne einen Geschwindigkeitsverlust fließen läßt.When studying these old river machines, one finds that all of these designs are based on a bad Understanding of hydrodynamics and consequently a false premise had been invented. The earlier technique seems to suggest that a river machine, inserted into a river stream, gives water some of the kinetic energy can withdraw while allowing the water to flow through the machine without any loss of speed.

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Eine solche Situation ist genau so unmöglich wie die Konstruktion eines Perpetuum Mobile. Was tatsächlich nach Einführung einer der üblichen Flußstrommaschinen in eine Strömung geschah, war dies, daß sich die Maschine wie ein Hindernis im Fluß der Strömung verhielt und daß dieses Hindernis zu einer Druckerhöhung oberhalb der Maschine führte, und zwar durch eine lokale Anhebung des Wasserspiegels„ Als Folge davon floß ein Teil des Flusses, der zuvor das Gebiet der Maschine durchsetzt hatte, stattdessen um die Maschine herum. Da für das Wasser der Weg um die Maschine herum weder langer noch beschwerlicher war als der Weg durch die Maschine, wurde nur ein kleiner Teil des erwünschten Wasserstroms durch die Maschine geleitet; und dieser Stromanteil bewegte sich langsamer als der Hauptstrom,, Demzufolge wurde nur ein geringer Anteil der Flußenergie entnommen, und die zum Stand der Technik zu zählenden Flußstrommaschinen waren außerordentlich ineffektiv.Such a situation is just as impossible as the construction of a perpetual motion machine. What actually after introduction one of the usual river current machines happened in a current, this was that the machine was like an obstacle in the river Flow stopped and that this obstacle led to an increase in pressure above the machine, through a local rise in the water level “As a result, flowed in Part of the river that had previously crossed the machine's area instead around the machine. As for the water the way around the machine was neither longer nor more arduous than the way through the machine, became only a small part the desired flow of water passed through the machine; and this part of the stream moved more slowly than the main stream, As a result, only a small proportion of the flow energy was removed, and the flow current machines belong to the state of the art were extraordinarily ineffective.

Bei diesen herkömmlichen Anlagen hat man wenig darauf geachtet, einen glatten Fluß mit geringstmöglicher Reibung und Turbulenz vom Hauptstrom in das Wasserrad und zurück in den Hauptstrom zu gewinnen. Die dargestellten Turbinen waren in hohem Maße ineffektiv, bei vielen Versionen verwendete man ineffektive Schrauben oder mehrere, dicht aufeinanderfolgende Räder. Man achtete wenig darauf, den Wiedereintritt des Strömungsanteils, von dem nach Meinung der Erbauer Energie entnommen worden war, durch eine Verbesserung der stromabwärts gelegenen Umgebung zu erleichterncLittle attention has been paid to these conventional systems, a smooth flow with the least possible friction and turbulence from the main stream into the waterwheel and back into the main stream. The turbines depicted were to a large extent ineffective, many versions used ineffective screws or several wheels in close succession. Man paid little attention to the re-entry of the flow portion, from which, in the opinion of the builders, energy had been extracted, by improving the downstream environment facilitate c

Ausgehend von den geschilderten Überlegungen stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, denjenigen Anteil der Sonnenenergie, der durch den in den fließenden Wasserströmen der Flüsse gesammelten Niederschlag repräsentiert wird, auf folgende Weise nutzbar zu machen: Die Energie soll aus den Flußströmen ohne Konstruktion teurer Dämme entnommen werden; dieBased on the considerations outlined, the present invention has the task of reducing that portion of solar energy represented by the precipitation collected in the flowing water currents of the rivers, to the following Way to make usable: The energy should come from the river currents can be removed without constructing expensive dams; the

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Energieentnahme soll an Orten möglich sein, an denen die Beschaffenheit und/oder geographische Verhältnisse den Bau eines Dammes unmöglich machen, sie sollte in Bereichen der Flüsse erfolgen können, bei denen die Verwendung des Flusses für die Schiffahrt nicht ausgeschlossen ist; speziell sollte die Anlage zur Energiegewinnung zu solchen Flußbereichen verschoben werden können, in denen optimale Strömungsverhältnisse herrschen« Ein weiterer Aspekt der Aufgabe liegt darin, große, fahrbare Leistungsanlagen mit hoher Wirksamkeit und relativ geringen Herstellungskosten durch Anwendung einer modernen Technologie und neuartiger Baustoffe zu errichten. Schließlich soll die Erzeugung elektrischer Leistung in großen Mengen ermöglicht werden, wobei die Frequenz und die Synchronisation genau gesteuert werden können, so daß die Leistung, ungeachtet der Schwankungen im Flußstrom, mit herkömmlichen Stromgeneratoren zusammengeschaltet werden kann,Energy extraction should be possible in places where the nature and / or geographical conditions make the construction of a dam impossible, they should be in areas of rivers can take place in which the use of the river for navigation is not excluded; specifically should the plant can be shifted for energy generation to those river areas in which optimal flow conditions prevail « Another aspect of the task is to produce large, mobile power systems with high efficiency and relatively low manufacturing costs by using modern technology and new building materials. After all, you want generation electrical power can be made possible in large quantities, the frequency and the synchronization being precisely controlled can be so that the power, regardless of the fluctuations in the flow current, interconnected with conventional power generators can be,

bei
Zur Lösung dieser Aufgabe ist/einer Kraftmaschine der eingangs genannten Art erfindungsgemäße vorgesehen, daß sich der Wassergang vom Halsteil zum Auslaßteil erweitert, derart, daß sich bei dem in der Hauptdüse gesammelten Anteil der Flußströmung ab dessen Durchgang durch das Laufrad der Querschnitt fortschreitend vergrößert„ und daß die Außenseite der Hauptdüse derart erweitert und ausgeformt ist, daß sich bei Austritt des gesammelten Strömungsanteils aus dem Düsenauslaßende eine diesen Anteil umgebende, divergent konisch verlaufende Hauptströmungsschicht ausbildet.at
To solve this problem / a power machine of the type mentioned according to the invention is provided that the water passage widens from the neck part to the outlet part in such a way that the cross-section of the portion of the river flow collected in the main nozzle increases gradually from its passage through the impeller "and that the outside of the main nozzle is widened and shaped in such a way that when the collected flow portion emerges from the nozzle outlet end, a divergent conical main flow layer surrounding this portion is formed.

Die vorgeschlagene Kraftmaschine basiert auf der Hauptpremisse, daß es zur Entnahme kinetischer Energie aus bewegten Wassermassen, wenn dadurch die Flußrate dieser Massen nicht verringert werden soll, erforderlich ist, unmittelbar stromabwärts von der Energieentnahmeanordnung einen Bereich zu schaffen, in den die behandelten Wassermassen fließen müssen. Zugleich ist dafürThe proposed engine is based on the main premise that it is necessary to extract kinetic energy from moving water masses, if this is not to reduce the flow rate of these masses is required, immediately downstream of To create an area of the energy extraction arrangement into which the treated water masses must flow. At the same time is for it

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zu sorgen, daß die Hauptströmung des Wassers dazu veranlaßt wird, sich von diesem Bereich weg zu bewegen. Zusätzlich zu dieser HauptvorausSetzung enthält die erfindungsgemäße Lehre neuartige Formgebungen, die anerkannte hydrodynamische Prinzipien nutzen, damit aus der vorbeigleitenden Flußströmung der größtmögliche Vorteil gezogen werden kann_o Dabei wird nicht nur ein Teil der Energie aus demjenigen Flußstromanteil gezogen, der mit dem Laufrad in Wechselwirkung tritt, sondern auch ein Teil aus der Energie der Hauptströmung dazu verwendet, stromabwärts einen für den Austritt des abgefangenen Anteils günstigen Bereich vorzubereiten.to cause the main stream of water to move away from this area. In addition to this primary condition incorporating the teachings of the present invention novel shapes, use the recognized hydrodynamic principles, can thus be pulled out of the sliding past flux flow of the greatest possible advantage _o It is not drawn only a part of the energy from the one Flußstromanteil, which occurs with the impeller interacts but also a part of the energy of the main flow is used to prepare a downstream area favorable for the exit of the intercepted portion.

In einer bevorzugten Ausführung trägt das Laufrad an seinem Außenumfang einen Abschlußring, hat das Halsstück des Wassergangs eine mit dem Abschlußring zusammenwirkende, umlaufende Ausnehmung, die den Abschlußring aufnimmt, und stellt die Innenfläche des Abschlußringes eine Fortführung der Innenfläche des Wassergang-Halsteils dar_o In a preferred embodiment, the impeller has an end ring on its outer circumference, the neck piece of the water passage has a circumferential recess which cooperates with the end ring and accommodates the end ring, and the inner surface of the end ring represents a continuation of the inner surface of the water passage neck part _o

In einer weiteren bevorzugten Ausführung bildet der Außenrand des Abschlußringes eine Blockrolle, die wenigstens einen endlosen Gurt trägt, welcher durch Kanäle in der Hauptdüse zu dem Nutzorgan führt.In a further preferred embodiment, the outer edge of the end ring forms a block roller, which is at least one endless Wears belt, which leads through channels in the main nozzle to the useful organ.

In einer anderen bevorzugten Ausführung ist ein Abfall-Schutzgitter vorgesehen, das sich im Fluß oberhalb des Einlaßendes der Hauptdüse befindet und eine konisch geformte Anordnung aus Seilen mit einer horizontalen Längsachse enthält. Die Spitze des Konus ist an einem stromaufwärts befindlichen Ankerseil befestigt, während die Konusbasis, die ein offenes Ende bildet und einen wenigstens genau so großen Querschnitt wie das Einlaßende der Hauptdüse hat, an das Düseneinlaßende angrenzt und mit diesem befestigt ist. Für einen besonders kleinen Flußwiderstand beträgt der vom Konus eingeschlossene WinkelIn another preferred embodiment, there is a garbage protective grille is provided which is located in the flow above the inlet end of the main nozzle and a conically shaped arrangement made of ropes with a horizontal longitudinal axis. The tip of the cone is on an upstream anchor rope attached, while the cone base, which forms an open end and at least as large a cross-section as has the inlet end of the main nozzle, adjoins and is attached to the nozzle inlet end. For a particularly small one Flow resistance is the angle enclosed by the cone

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vorzugsweise etwa 30°.preferably about 30 °.

Vorzugsweise konvergiert der Wasserstand innerhalb der Hauptdüse allmählich von einem anfänglichen Abfangquerschnitt an der Mündung bzw. am Einlaßende zu einem kleineren Querschnitt am Halsende«, Dadurch wird die Geschwindigkeit des von der Düse abgefangenen Stromanteils vor dem Auftreffen auf die Laufradschaufeln beschleunigt und dadurch die Wirksamkeit des Energietransfers erhöht« Das Flächenverhältnis der genannten Querschnitte könnte im Bereich zwischen 1:1 bis 4:1 liegen.Preferably, the water level within the main nozzle gradually converges from an initial intercept area the mouth or at the inlet end to a smaller cross-section at the throat end «, this increases the speed of the nozzle The intercepted portion of the current is accelerated before it hits the impeller blades and thus the efficiency of the energy transfer increased «The area ratio of the cross-sections mentioned could be in the range between 1: 1 to 4: 1.

In einer anderen Ausführung der Erfindung ist das Laufrad vom Typ mit reinem Axialfluß. Dabei erweitert sich das Endstück des Wassergangs hinter dem Laufrad mit einem Einschlußwinkel bis zu 15°, vorzugsweise um 7°. Mit dieser Form kann das Endstück eine axiale Länge haben, die wenigstens halb so groß ist wie der Durchmesser des Wassergang-Halsteils.In another embodiment of the invention the impeller is of the pure axial flow type. The end piece expands in the process of the water passage behind the impeller with an included angle up to 15 °, preferably around 7 °. With this shape, the end piece can have an axial length that is at least half as great is like the diameter of the neck part of the waterway.

Für das erfolgreiche Arbeiten der vorgeschlagenen Kraftmaschine ist es wichtig, daß nicht nur der Wassergang der Hauptdüse die aufgezählten Merkmale enthält. Es ist von genau so großer Wichtigkeit, daß die Außenseite der Hauptdüse erweitert und mit mechanischen Elementen strukturiert wird, um den Fluß einer divergierenden, konisch geformten Hauptströmungss chicht zu fördern, die dem gesammelten Anteil bei seinem Verlassen des Auslaßendes der Hauptdüse nahe ist und diesen umgibte Dadurch tritt der gesammelte Anteil in die Hauptströmung unter Verhältnissen, bei denen der gesammelte Anteil unter Einfluß seines verbliebenen Ruhedruck- und Geschwindigkeitsgefälles wegfließen kann. Vorzugsweise ist die Hauptströmungsschicht derart gebildet und geleitet und ihr gesamter Energieinhalt derart reorganisiert, daß sie das Wegfließen des gesammelten Anteils unterstützt. Zur Ausbildung, Leitung und Reorganisation können eines oder mehrere der nachfolgend ge-For the successful operation of the proposed engine, it is important that not only the water passage of the main nozzle contains the features listed. It is equally important that the outside of the main nozzle expand and is structured with mechanical elements to create the flow of a diverging, conically shaped main flow chicht to promote the share collected on his leaving the outlet end of the main nozzle is close to and surrounds it. As a result, the collected fraction enters the main flow under conditions in which the collected portion is influenced by its remaining static pressure and velocity gradient can flow away. Preferably the main flow layer is formed and directed in such a way and their entire energy content reorganized in such a way that they prevent the flowing away of what has been collected Share supported. One or more of the following can be used for training, management and reorganization

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nannten Merkmale der Düsenaußenseite beitragen:mentioned features of the nozzle outside contribute:

1) Wie bereits erwähnt, kann die Düsenaußenseite mit einer Ausweitung in Richtung des Wasserflusses einsetzen, deren Winkel so groß sein kann, wie dies der Umstand zuläßt, daß die Außenfläche mit dem Auslaßende des Wassergangs zusammentreffen soll und dabei das Endstück ein hydrodynamisch günstiges, schlankes Profil hat.1) As already mentioned, the outside of the nozzle can start widening in the direction of the water flow, the angle of which can be as large as the fact that the outer surface is to meet the outlet end of the waterway and the end piece is a hydrodynamically favorable, slender one Profile has.

2) Die Außenfläche der Hauptdüse kann zusätzlich strukturbildende Elemente enthalten, die die angestrebte Schichtbildung unterstützen.2) The outer surface of the main nozzle can additionally contain structure-forming elements that achieve the desired layer formation support.

3) Eines dieser strukturbildenden Elemente ist ein Flügel, oder eine Anzahl von Flügeln, der sich, ausgehend von der Oberfläche der Hauptdüse, radial nach außen erstreckt. Jeder dieser Flügel hat eine schraubenförmig verwundene oder verdrillte Endkante_β Die verwundene oder verdrillte Endkante hat den Zweck, einen Drehimpuls in der Schicht, wodurch die Schicht in Bewegung gerät, und einen entsprechenden, radial nach außen gerichteten Druckgradienten entstehen zu lassen,, Die Bewegung ist die einer schraubenartig geformten Schicht. Der Druckgradient ist besonders nützlich bei der Unterstützung des Austritts des gesammelten Stromanteils.3) One of these structure-forming elements is a wing, or a number of wings, which, starting from the surface of the main nozzle, extends radially outward. Each of these wings has a helically twisted or twisted end edge _β The twisted or twisted end edge has the purpose of creating an angular momentum in the layer, causing the layer to move, and to create a corresponding, radially outwardly directed pressure gradient, the movement is that of a helically shaped layer. The pressure gradient is particularly useful in helping the collected flow portion exit.

4) Ein weiteres strukturbildendes Element, das zweckmäßigerweise auf den äußeren Enden der erwähnten Flügel gehaltert werden sollte, ist eine koaxial zur Hauptdüse angeordnete zweite Düse (Hilfsdüse). Die inneren Abmessungen dieser Hilfsdüse sind so gewählt, daß sie über die Außenfläche der Hauptdüse paßt, wobei beide Düsen voneinander distanziert sind und dadurch einen ringförmigen Wassergang bilden, durch den die Hauptströmung längs der Außenfläche der4) Another structure-forming element, which is expediently supported on the outer ends of the wings mentioned should be, is a second nozzle (auxiliary nozzle) arranged coaxially to the main nozzle. The internal dimensions of this Auxiliary nozzles are chosen to fit over the outer surface of the main nozzle with both nozzles spaced from one another are and thereby form an annular water passage through which the main flow along the outer surface of the

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Hauptdüse fließen kann_o Der Abstand zwischen beiden Düsen ist am Beginn bzw. am Eintritt des ringförmigen Wassergangs größer als am Ende bzw. am Austrittsende, so daß das eingangs aufgenommene Wasser beschleunigt wird und mit einer höheren Geschwindigkeit sowie einem geringeren Druck wieder austritt. In diesem Zustand ist das Mitreißvermögen der gebildeten Schicht besonders groß, so daß der Austritt des gesammelten Strömungsanteils eine besondere Unterstützung erfährt.Main nozzle can flow _o The distance between the two nozzles is greater at the beginning or at the entry of the annular waterway than at the end or at the outlet end, so that the water absorbed at the beginning is accelerated and exits again at a higher speed and a lower pressure. In this state, the entrainment capacity of the layer formed is particularly great, so that the exit of the collected flow portion is given special support.

5) Ein weiteres Strukturmerkmal ist die Aufweitung der Innen- und der Außenfläche der Hilfsdüse im Bereich nahe der Endkante dieser Düse_o Diese Maßnahme trägt zur Bildung der divergierenden, konisch geformten Hauptströmungsschicht bei.5) Another structural feature is the widening of the inner and outer surfaces of the auxiliary nozzle in the area near the end edge of this nozzle _o This measure contributes to the formation of the diverging, conically shaped main flow layer.

6) Ein anderes Strukturmerkmal besteht darin, die Außenseite der Hilfsdüse nahe ihrer Vorderkante mit einer Anzahl von DreiecksflugeIn zu versehen. Diese Flügel ragen, ausgehend von der Oberfläche, nach außen und sind als Teile einer Wendel oder von mehreren Wendeln ausgebildet. Diese Formgebung führt zu einer kreisenden Bewegung der Hauptströmung auf der Außenseite der Hilfsdüse, und zwar in der gleichen Weise und aus den gleichen Gründen wie die unter Punkt 3) genannten Maßnahmen.6) Another structural feature is the outside of the auxiliary nozzle near its leading edge with a number of Triangular flight. These wings stick out, going out from the surface, outwards and are formed as parts of a helix or several helices. This shaping leads to a circular movement of the main flow on the outside of the auxiliary nozzle, in the same Manner and for the same reasons as the measures mentioned under point 3).

Die wirbelbildenden Flügel können auch so geformt oder positioniert werden, daß sie nicht eine einzige große Kreisbewegung um die Hilfsdüse hervorrufen, sondern stattdessen viele kleine Wirbel oder Strudel längs der Oberfläche dieser Düse erzeugen» Diese Strudel tragen dadurch, daß sie sich von der Hinterkante der Düse ablösen, dazu bei, daß die divergierende Hauptströmungsschicht bestehen bleibt. Eine Möglichkeit, diese Wirbelbildung zu sichern, bestehtThe vortex-forming wings can also be shaped or positioned become that they do not cause a single large circular motion around the auxiliary nozzle, but instead create many small eddies or eddies along the surface of this nozzle detach themselves from the trailing edge of the nozzle, helping to maintain the diverging main flow layer. There is a possibility of securing this vortex formation

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einfach darin, benachbarte Flügel in entgegengesetzte Richtungen zu verkanten oder gegensinnig zu verwinden, also beispielsweise alle geradzahligen Flügel entgegen dem Uhrzeigersinn und alle ungeradzahligen Flügel im Uhrzeigersinn zu verdrillen.simply by tilting neighboring wings in opposite directions or twisting them in opposite directions, that is for example all even-numbered wings counterclockwise and all odd-numbered wings clockwise to twist.

7) Ein weiteres Strukturmerkmal wäre eine Anzahl blumenblattförmiger Klappen, die sich, ausgehend von der Hinterkante der Hilfsdüse, nach hinten erstrecken, an der Hilfsdüse drehbar befestigt sind und Steuerorgane enthalten, mit denen sie nach innen geschwungen werden können« Eine solche Bewegung würde die Divergenz der Hauptströmungsschicht verringern. Entsprechend würde eine Klappenbewegung nach außen die Aufweitung erhöhen. Eine solche Steuerung des Anstellwinkels der Schicht ermöglicht eine Regelung des Kraftmaschinenausgangsc Ist keine Hilfsdüse vorhanden, so könnten die Klappen Teil der Hinterkante der Hauptdüse sein.7) Another structural feature would be a number of petal-shaped ones Flaps, which, starting from the rear edge of the auxiliary nozzle, extend to the rear, on the auxiliary nozzle are rotatably mounted and contain control elements with which they can be swung inwards «One such Movement would reduce the mainstream layer divergence. Correspondingly, an outward movement of the flap would increase the expansion. Such a control of the angle of attack the layer enables control of the engine output c If there is no auxiliary nozzle, the flaps could be part of the rear edge of the main nozzle.

8) Neben der erwähnten Steuerung der äußeren Schicht kann man auch die Stärke der Drehbewegung dieser Schicht beeinflussen. Hierzu empfiehlt es sich, verstellbare Hinterkanten nach Art eines Querruders auf den von der Außenfläche der Hauptdüse ausgehenden Flügeln anzubringen.8) In addition to the aforementioned control of the outer layer, the strength of the rotational movement of this layer can also be influenced. For this purpose, it is advisable to use adjustable trailing edges in the manner of an aileron on the from the outer surface of the Main nozzle to attach outgoing wings.

Abweichend von der bisher geschilderten Form des Laufrades und den darauf abgestimmten Verlauf des divergierenden Wassergangs vom Halsteil zum Auslaßende der Hauptdüse könnte das Laufrad, statt mit einem reinen Axialfluß zu arbeiten, Schaufeln einer Form enthalten, die den axial in die Turbine eintretenden Stromanteil mit einer erheblichen Radialkomponente austreten lassen,, Bei einer solchen Formgebung divergiert der Wassergang zugleich im Turbinenaustrittsbereich des Halsteils. Er hat dabei an diesem Austrittsort ein glockenförmiges Profil, wodurch der Abschnitt, in den das energieärmere Wasser aus-Deviating from the previously described shape of the impeller and the coordinated course of the diverging waterway from the neck to the outlet end of the main nozzle, the impeller could, instead of operating with pure axial flow, be blades Contain a shape that includes the flow portion entering the turbine axially with a significant radial component let out ,, With such a shape the diverges Water passage at the same time in the turbine outlet area of the neck part. It has a bell-shaped profile at this exit point, whereby the section into which the lower-energy water is

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tritt, einen großen Querschnitt haben kann. In diesem Querschnitt kann das Wasser mit geringer Geschwindigkeit fließen. Stromabwärts von diesem Abschnitt setzt sich die Aufweitung des Wassergangs in der bereits beschriebenen Weise fort.occurs, can have a large cross-section. In this cross-section, the water can flow at low speed. Downstream of this section, the widening of the waterway continues in the manner already described.

In anderen Ausführungen eines Laufrades mit Axialfluß erstrecken sich die Schaufeln nicht direkt von der Nabe zum Abschlußring, sondern sind zu in Flußrichtung gebogenen Elementen vorgeformt, die unter Belastung jeweils einen Bogen bilden, so daß die auf die Schaufeln ausgeübten Kräfte im wesentlichen Druckkräfte sind. In einer Bogenform-Variante ist jede Schaufel zu einer offenen U-Form gebogen, wobei die Symmetrieachse des Bogens zwischen den beiden Enden der U-Form und parallel zur Laufradachse liegt. In einer anderen Bogenform-Modifikation stellt jede Schaufel nahezu eine Hälfte des Bogens dar, die Symmetrieachse liegt dabei konzentrisch zur Turbinenachse. Die Schaufeln könnten auch in ihrer Rotationsrichtung durchgebogen werden; auf solche Formvarianten wird weiter unten noch näher eingegangen werden.In other axial flow impeller designs, the blades do not extend directly from the hub to the end ring, but are pre-formed into elements that are bent in the direction of flow and each form an arch under load, so that the forces exerted on the blades are essentially compressive forces. Each shovel is in an arc shape variant bent to an open U-shape, with the axis of symmetry of the arc between the two ends of the U-shape and parallel to the impeller axis. In another arc shape modification, each blade represents nearly one half of the arc, the axis of symmetry is concentric to the turbine axis. The blades could also be bent in their direction of rotation will; such shape variants will be discussed in more detail below.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche·Further expedient refinements and developments of the invention are the subject of further subclaims

Die Erfindung soll nun anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Figuren der Zeichnung näher erläutert werden. In den Figuren sind dabei einander entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen, auch wenn ihre Formen etwas voneinander abweichen. Wo die Formunterschied derart groß sind, daß Unklarheiten entstehen könnten, sind verschiedene Bezugszeichen verwendet. Es zeigen:The invention will now be based on preferred exemplary embodiments will be explained in more detail in connection with the figures of the drawing. Corresponding parts are shown in the figures provided with the same reference numerals, even if their shapes differ slightly from one another. Where the difference in shape so are large that ambiguity could arise, different reference numerals are used. Show it:

Fig. 1 in perspektivischer Ansicht zwei Flußturbinen gemäß der vorliegenden Erfindung, die unterhalb eines gemeinsamen Floßes befestigt sind;Fig. 1 is a perspective view of two flow turbines according to the present invention, which below a common Attached to the raft;

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Figo 2 in einem Längsschnitt eine einzelne Turbine aus der Anordnung der Fig. 1;FIG. 2 shows, in a longitudinal section, an individual turbine from the arrangement of FIG. 1; FIG.

Fig. 3 die obere Hälfte einer Hauptdüse in einem Seitenschnitt; diese Ausführung hat kein konisch zulaufendes Vorderteil und besteht im wesentlichen aus dem Endstück;3 shows the upper half of a main nozzle in a side section; this version has no tapered front part and consists essentially of the end piece;

Fig. 4 eine weitere Ausführung der Hauptdüse, mit konvergentem Vorderteil und ausgeprägtem Endstück;4 shows a further embodiment of the main nozzle, with a convergent front part and a pronounced end piece;

Fig» 5 eine Hauptdüse mit konvergentem Vorderteil und kurzem Endstück;5 shows a main nozzle with a convergent front part and a short end piece;

Fig. 6 eine Anordnung mit Haupt- und Hilfsdüse;6 shows an arrangement with a main and auxiliary nozzle;

Fig. 7 eine Anordnung mit einem geraden Flügel im ringförmigen Wassergang zwischen Haupt- und Hilfsdüse;7 shows an arrangement with a straight wing in the annular water passage between the main and auxiliary nozzle;

Fig. 8 eine Anordnung mit einem gekrümmten bzw. verkanteten Flügel im ringförmigen Wassergang;8 shows an arrangement with a curved or canted wing in the annular waterway;

Fig. 9 eine Anordnung mit einem drehbar gelagerten "Querruder" und einem Dreiecksflügel auf der Hilfsdüse;9 shows an arrangement with a rotatably mounted "aileron" and a triangular wing on the auxiliary nozzle;

Fig.10 eine Einzelheit aus Fig_e 9, aus der zu ersehen ist, daß der Dreiecksflügel gebogen oder verkantet ist;10 is a detail of Figure _s 9, from which it can be seen that the delta wing is bent or tilted;

Figo 11 eine drehbar gelagerte Klappe an der Rückseite der Hilfsdüse;11 shows a rotatably mounted flap on the rear of the auxiliary nozzle;

Fig«, 12 den Rand des Laufrades, mit seiner Blockrollenausnehmung, einem Gurt und einem Wasserlager;Fig «, 12 the edge of the impeller, with its block roller recess, a belt and a water bearing;

Fig. 13 eine Einzelheit von einem Mechanismus, mit dem ein stromaufwärts des Laufrades gelegener Stützflügel gesteuert oder verkantet werden kann;Figure 13 shows a detail of a mechanism by which a support vane located upstream of the impeller is controlled or can be tilted;

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Figo 14 eine Einzelheit des Wasserlagers für die Laufradwelle; 14 shows a detail of the water bearing for the impeller shaft;

Fig. 15 ein Laufrad mit Schaufeln, die zu Bögen geformt sind und bei denen die Symmetrieachse parallel zur Laufradachse liegt;15 shows an impeller with blades which are shaped into arcs and in which the axis of symmetry is parallel to the impeller axis lies;

Fig. 16 ein Laufrad mit Schaujeln, die zu Bogenhälften gebogen sind und deren Symmetrieachsen mit der Laufradachse zusammenfallen; bei dieser Ausführung entfällt die zentrale Lagerung;16 shows an impeller with swings which are bent to form halves of an arch and whose axes of symmetry coincide with the impeller axis; in this version, the central storage;

Fig. 16b eine andere Bogenvariante für die Laufradschaufeln; und16b shows another curved variant for the impeller blades; and

Fig. 17 den Außenrand eines Laufrades, bei dem das Wasser mit einer Radialkomponente austritt, und den sich daran anschließenden glockenförmigen Wassergang.17 shows the outer edge of an impeller, in which the water emerges with a radial component, and which adjoining bell-shaped waterway.

Fig. 1 zeigt in einer maßstabsgetreuen perspektivischen Ansicht zwei der Düsen- und Laufradanordnungen gemäß der vorliegenden Erfindung, die beide seitlich nebeneinander liegen. In Figo 2 ist in einem Längsschnitt eine Düse aus der Fig. 1 dargestellt. Diese Düse ist unterhalb eines Pontons und eines Maschinendecks befestigt, und zwar in einer Lage im Fluß, in der der Flußstrom von links auftrifft und nach rechts wegfließt. Fig. 1 shows in a true-to-scale perspective view two of the nozzle and impeller assemblies according to the present invention, both of which are side by side. In FIG. 2, a nozzle from FIG. 1 is shown in a longitudinal section. This nozzle is below a pontoon and one Machine decks attached, in a position in the river where the river current meets from the left and flows away to the right.

In den Fig. 1 und 2 ist mit 1 das Deck eines bootartigen Gebildes bezeichnet, das auf einem Rahmenwerk 3 ruht, oberhalb von zwei oder mehreren Pontons 2 nach Art eines Katamarans und mit Raum zwischen und unterhalb eines jeden Pontonpaars. In diesem Raum befindet sich eine Hauptdüse 5, die durch Elemente des Rahmenwerks 3 mit den Pontons 2 und dem Deck 1 verbunden ist. Auf dem Deck 1 steht eine Kabine 25 und ein Stütz-In Figs. 1 and 2, 1 denotes the deck of a boat-like structure, which rests on a framework 3, above of two or more pontoons 2 in the manner of a catamaran and with space between and below each pontoon pair. In this space there is a main nozzle 5 which is connected to the pontoons 2 and the deck 1 by elements of the framework 3 is. On deck 1 there is a cabin 25 and a support

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turm 24 für die Übertragungsleitung,,, Auf dem Deck sind elektrische Generatoren 4a und 4b montiert, ferner deren Antriebsblockrollen 19a, eine Leerlaufblockrolle 19b, eine elektrische Steueranordnung 26 und Wasserpumpen, die allgemein mit dem Bezugszeichen 23 versehen sind.tower 24 for the transmission line ,,, on the deck are electric generators 4a and 4b mounted, furthermore their drive block rollers 19a, an idle block roller 19b, a electrical control arrangement 26 and water pumps, indicated generally by the reference numeral 23.

Die in Fig_o 1 und 2 dargestellte Hauptdüse 5 besteht aus einer Außenhaut 6 und einem Führungsteil 7. Das linke Ende (Vorderende) der Außenhaut 6 ist glatt mit dem Einlaßende 9 des Führungsteils 7 verbunden, damit sowohl beim Eintritt eines Teils der Flußströmung in den ¥assergang durch das Führungsteil 7 als auch für die Hauptströmung des Flusses, die die Außenhaut 6 umströmt, ein geringer Strömungswiderstand herrscht. Das Führungsteil 7 setzt sich von seinem Einlaßende 9 zu einem Halsteil 8 fort, bei dem der Wassergang durch das Führungsteil den kleinsten Querschnitt hat. Am Halsteil 8 befindet sich eine umlaufende Ausnehmung 30, die von einem Abschlußring 17 eingenommen wird. Die Verbindung zwischen diesen beiden Elementen wird weiter unten in Verbindung mit Fig_o 12 noch näher erläutert werden. Stromabwärts vom Halsteil, also hinter diesem Teil, setzt sich das Führungsteil 7 bis zu einem Auslaßabschnitt 10 fort, bei dem der Querschnitt des Wassergangs durch die Düse aufgrund der Ausweitung des Führungsteils zugenommen hat. Wie aus der Praxis bei Venturirohren bekannt ist, sollte sich das Führungsteil mit einem Einschlußwinkel erweitern, der kleiner ist als etwa 15 und vorzugsweise bei etwa 7° liegen sollte, damit die Flußströmung durch den Wassergang nicht abreißt und aus diesen Wassermassen ein divergierender Konus entsteht.The main nozzle 5 shown in Fig _o 1 and 2 consists of an outer skin 6 and a guide part 7. The left end (front end) of the outer skin 6 is smoothly connected to the inlet end 9 of the guide part 7, so that both when part of the flow into the ¥ water passage through the guide part 7 and for the main flow of the river, which flows around the outer skin 6, there is a low flow resistance. The guide part 7 continues from its inlet end 9 to a neck part 8 in which the water passage through the guide part has the smallest cross section. On the neck part 8 there is a circumferential recess 30 which is occupied by an end ring 17. The connection between these two elements will be explained below in connection with FIG _o 12 in more detail. Downstream of the neck part, that is, behind this part, the guide part 7 continues up to an outlet section 10 in which the cross section of the water passage through the nozzle has increased due to the widening of the guide part. As is known from practice with Venturi tubes, the guide part should widen with an included angle that is smaller than about 15 and preferably about 7 ° so that the flow through the waterway does not break off and a diverging cone is created from this water mass.

In einer anderen Ausführung der vorgeschlagenen Kraftmaschine kann sich, worauf noch weiter unten näher eingegangen wird, das Führungsteil hinter dem Halsteil sogleich zu einer Glockenform vergrößern; nach dieser Vergrößerung nimmt dann das MaßIn another embodiment of the proposed engine, as will be discussed in more detail below, Immediately enlarge the guide part behind the neck part to a bell shape; after this enlargement the measure then takes

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der Aufweitung, wie soeben beschrieben, auf einen Einschlußwinkel ve
gestellt,of the expansion, as just described, to an included angle ve
posed,

winkel von etwa 7° ab. Ein solches Profil ist in Fig. 17 dar-angle of about 7 °. Such a profile is shown in FIG.

Das Führungsteil 7 hat an seinem Halsteil einen runden Querschnitt, ein solcher Querschnitt ist aber an anderen Orten längs der Führungsteilachse nicht erforderlich«, So können beispielsweise das Einlaßende 9 und das Auslaßende 10 rechteckig, quadratisch, polygonal oder sogar trapezförmig im Querschnitt sein· Es ist allerdings wichtig, daß alle Übergänge von einer Form zur anderen und von einem Abschnitt zum anderen glatt und nicht sprungartig verlaufen, damit der Strömungswiderstand so klein wie möglich ist.The guide part 7 has a round cross-section at its neck part, However, such a cross section is not required at other locations along the guide part axis «, for example the inlet end 9 and the outlet end 10 rectangular, square, polygonal or even trapezoidal in cross section · It is important, however, that all transitions from one shape to another and from one section to another be smooth and do not run abruptly, so that the flow resistance is as small as possible.

Von ihrem mit dem Einlaßende verbundenen Kopfende bis zu ihrem mit dem Auslaßende 10 des Wassergangs verbundenen Auslaßende 12 besitzt die Außenhaut 6 eine langgezogene allmähliche Veränderung. Die allmähliche Veränderung ist so gewählt, daß die Oberfläche der Außenhaut kurz vor ihrer Verbindung, also nahe ihrem Austrittsende 12, wenigstens damit begonnen hat, von der Düsenachse wegzustreben. Dadurch wird die Hauptströmungsschicht, die längs dieser Oberfläche strömt, von der Achse weg gelenkt in den Beginn einer im allgemeinen konisch geformten, divergierenden Hauptströmungsschicht, die den ähnlich divergierenden, den Wassergang verlassenden Stromanteil umgibt,,From its head end connected to the inlet end to its outlet end connected to the outlet end 10 of the water passage 12, the outer skin 6 has an elongated, gradual change. The gradual change is chosen so that the surface of the outer skin shortly before its connection, i.e. near its exit end 12, has at least begun to to strive away from the nozzle axis. This removes the main flow layer flowing along this surface from the Axis steered away into the beginning of a generally conically shaped, diverging main flow layer that forms the a similarly divergent portion of the current that leaves the watercourse surrounds,

Im Beispiel der Figo 1 und 2 ist die Divergenz der Außenhaut 6 an ihrem Auslaßende 12 nur schwach ausgeprägt und in der Zeichnung kaum zu erkennen. In diesem speziellen Fall reicht eine leichte Divergenz oder Aufweitung aus, weil die anderen Strukturen, die die Hauptdüse umgeben, die Hauptursache für die Ausbildung der nach außen strebenden Hauptströmungsschicht sind. Diese Strukturen werden später noch beschrieben werden.In the example of FIGS. 1 and 2, the divergence of the outer skin 6 at its outlet end 12 is only weakly pronounced and in the Drawing barely recognizable. In this special case, a slight divergence or widening is sufficient because the others Structures surrounding the main nozzle, the main cause of the formation of the main flow layer striving outwards are. These structures will be described later.

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In anderen Ausführungen ist die Aufweitung der Hauptdüse sehr viel größer, wie man aus den Fig. 3, 4 und 5 entnehmen kann.In other embodiments, the widening of the main nozzle is very much greater, as can be seen from FIGS. 3, 4 and 5 can.

Die Hauptdüse 5 hat zivischen ihrer Außenhaut 6 und ihrem innen gelegenen Führungsteil 7 einen Raum bzw« eine Kammer, in der Stützelemente für die genannten Flächen untergebracht sind. In einer bevorzugten Bauform besteht die Hauptdüse aus acht Abschnitts-Moduln, Jeder dieser Moduln ist das Segment eines Oktagons und trägt nicht nur ein Achtel der Außenhaut 6 und ein Achtel des Führungsteils 7, sondern auch Seitenwände, mit denen die Moduln nach ihrem Zusammenbau aufeinander treffen_e Vor allem bei sehr großen Flußturbinen, bei denen der Laufraddurchmesser beispielsweise größer als 18 m sein kann, erleich« tert die Modul-Bauweise die Düsenkonstruktion in erheblichem Maße. Die einzelnen Moduln können in einer Bootswerft hergestellt werden, und zwar unter Verwendung der bei der Lastkahnherstellung wohlbekannten Fabrikationstechnik mit Stahlplatten. Nach seiner Herstellung kann jeder Modul zum Ort des Leistungsgenerators transportiert und dort mit den übrigen Moduln zusammengesetzt werden.The main nozzle 5 has between its outer skin 6 and its inner guide part 7 a space or a chamber in which support elements for the surfaces mentioned are accommodated. In a preferred design, the main nozzle consists of eight section modules, each of these modules is the segment of an octagon and not only carries one eighth of the outer skin 6 and one eighth of the guide part 7, but also side walls with which the modules meet after they have been assembled _e especially in very large Flußturbinen in which the impeller diameter may, for example greater than 18 m be, erleich "tert the module construction, the nozzle design to a considerable extent. The individual modules can be manufactured in a boatyard using steel plate fabrication techniques well known in barge manufacture. After its manufacture, each module can be transported to the location of the power generator and assembled there with the other modules.

Die Kammern der Hauptdüse tragen wesentlich dazu bei, daß der Auftrieb der Flußturbine geregelt v/erden kann. Durch vollständiges Auspumpen der oberen Kammern und mehr oder weniger starkes Auspumpen der unteren Kammern kann für den Auftriebsschwerpunkt ein Variationsbereich geschaffen werden, was man ihn für verschiedene FlußVerhältnisse braucht.The chambers of the main nozzle make a significant contribution to the fact that the buoyancy of the flow turbine can be regulated. By complete Pumping out the upper chambers and pumping out the lower chambers to a greater or lesser extent can increase the focus of buoyancy a range of variation can be created, what you need it for different flow conditions.

Im Wassergang der Hauptdüse 5 befindet sich ein Laufrad 14 mit einer koaxial zum Halsteil 8 liegenden zentralen Welle 13, Schaufeln 29 und einem Abschlußring 17, der an den äußeren Enden der Schaufeln 29 befestigt ist. Das Laufrad ist besser in Fig. 14 zu erkennen. In der dort dargestellten AusführungAn impeller 14 is located in the water passage of the main nozzle 5 with a coaxial with the neck part 8 central shaft 13, blades 29 and a closure ring 17, which is attached to the outer Ends of the blades 29 is attached. The impeller can be seen better in FIG. 14. In the version shown there

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ist die Turbine so gestaltet, daß der Fluß sie in gerader Richtung axial durchsetzt. In einer anderen, in Fig. 17 dargestellten Form sind die Turbinenschaufeln und der Abschlußring so geformt, daß der Fluß axial eintritt, aber dann eine andere Richtung nimmt und schräg nach außen tritt, mit einer beträchtlichen radialen Komponente, Dies ist die Laufradform, die zusammen mit dem bereits erwähnten Endabschnitt im Viassergang in Form einer Glocke verwendet wird.the turbine is designed so that the flow passes axially through it in a straight line. In another, shown in FIG Shape, the turbine blades and the closure ring are shaped so that the flow enters axially, but then one takes another direction and emerges obliquely outwards, with a considerable radial component, this is the impeller shape, which together with the already mentioned end section in the Viassergang in the form of a bell is used.

In jedem Fall ist die Laufradwelle, wie der Fig_e 14 zu entnehmen, auf Lagern montiert. Diese Lager werden in einem Lagerblock 15 getragen, der seinerseits in der Mitte des Wassergangs mittels Stützen 16a und Stützflügeln 16b gehaltert ist. Die Stützflügel 16b (Fig. 13) sind, wie schon ihr Name sagt, sowohl Stützen, die den Lagerblock 15 haltern, als auch Flügel, die das in axiale Richtung fließende Wasser auf eine gewundene Bahn leiten, damit es auf die Laufradschaufeln aus einer günstigeren Richtung auftrifft und somit den Wirkungsgrad der Energieentnahme weiter erhöht. Zu Steuerzwecken können diese Stützflügel um ihre eigenen Achsen gedreht werden. Eine solche Bewegung erhöht oder verringert ihre effektive Ganghöhe. Für die Steuermittel kann man verschiedene Arten wählen, beispielsweise hydraulische Kolben-Zylinder-Betätigungsorgane, die mit Hilfe mechanischer Verbindungen arbeiten, oder hydraulische Motoren I6f, die auf Schrauben I6e arbeiten, welche mit Zahnrädern I6d auf den Stutzflügelwellen 16c in Eingriff stehen (Fig. 13).In any case, the impeller shaft, such as the _e is given in Figure 14, mounted on bearings. These bearings are carried in a bearing block 15, which in turn is held in the middle of the waterway by means of supports 16a and support wings 16b. The support vanes 16b (Fig. 13) are, as their name suggests, both supports that hold the bearing block 15, as well as vanes that guide the water flowing in the axial direction on a winding path, so that it is on the impeller blades from a more favorable Direction impinges and thus further increases the efficiency of the energy extraction. These support wings can be rotated about their own axes for control purposes. Such movement increases or decreases its effective pitch. Various types of control means can be chosen, for example hydraulic piston-cylinder actuators that work with the aid of mechanical connections or hydraulic motors I6f that work on screws I6e which mesh with gears I6d on the baby wing shafts 16c (Fig. 13 ).

Bekannt-lich können Flußströmungen im Wasser befindliche Logs und andere massive Objekte mit sich führen. Derartige Objekte können, wenn sie in die Schaufeln der Turbine getragen werden, zu ernsthaften Schädigungen führen. Um dies zu verhindern, ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung stromaufwärts vom Einlaß des Hauptdüsenwassergangs ein Abfall-SchutzschirmAs is well known, river currents can damage logs in the water and carry other massive objects with them. Such objects, when carried into the blades of the turbine, can lead to serious harm. To prevent this, in the context of the present invention, upstream from the inlet of the main jet waterway a waste screen

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42 in Form eines aus Kabeln 43 und 44 gebildeten Konus (Kegel) vorgesehen. Das offene Ende des Kabelkegels ist dem offenen Ende des Wassergangeinlasses 9 benachbart, während die Kegelspitze an einem von einem stromaufwärts gelegenen Anker 40 wegführenden Ankerseil 41 befestigt ist„ Am offenen Ende des Konus ist Jedes Kabel einzeln mittels Haken an (nicht dargestellten) Kabelhalterungen angeschäkelt, die um den Außenumfang des Wassergangeintritts 9 herum verteilt sind_e Einige der mit 43 bezeichneten Kabel haben volle Länge und erstrecken sich über die gesamte Distanz zwischen dem Ankerseil 41 bis zu den Haken am Eingang. V/ürden sich alle Kabel über die volle Länge erstrecken und derart eng nebeneinander liegen, daß am großen Kegelende kein Abfall eintreten kann, so wäre die Kabeldichte in der Nähe des kleineren Kegelendes zu groß. Dementsprechend erstrecken sich einige der Kabel (Kabel 44) nur über einen Teil des Weges und sind an Orten 46 an den Kabeln mit voller Länge klemmend befestigt. Obwohl nur zwei Kabellängen dargestellt sind (die Kabel mit voller Länge sind mit dem Bezugszeichen 43 versehen), liegt es im Rahmen der Erfindung, je nach den Umständen des Einzelfalles mehrere Kabellängen mit zusätzlichen Ausläufern zu verwenden. Selbstverständlich könnte auch das offene Ende des Abfallschutzschirmes dann, wenn die Schirmgröße dies verlangt, an der Hilfsdüse statt an der Hauptdüse festgemacht werden«42 in the form of a cone formed from cables 43 and 44 is provided. The open end of the cable cone is adjacent to the open end of the water passage inlet 9, while the cone tip is attached to an anchor rope 41 leading away from an upstream anchor 40. which are distributed around the outer circumference of the water passage inlet 9 _e Some of the cables marked 43 are full length and extend over the entire distance between the anchor rope 41 up to the hooks at the entrance. If all the cables were to extend over the full length and were so close to one another that no waste could occur at the large end of the cone, the cable density near the smaller end of the cone would be too great. Accordingly, some of the cables (cables 44) extend only part of the way and are clamped at locations 46 on the full length cables. Although only two cable lengths are shown (the full length cables are provided with the reference numeral 43), it is within the scope of the invention to use several cable lengths with additional extensions depending on the circumstances of the individual case. Of course, the open end of the waste protection screen could also be attached to the auxiliary nozzle instead of the main nozzle, if the screen size so requires «

Der als Kabelkegel ausgebildete Abfall-Schutzschirm setzt dem Wasserfluß durch den Wassergang und die Turbine unvermeidlich einen gewissen Widerstand entgegen. Um diesen unerwünschten Widerstand so klein wie möglich zu halten, beträgt der vom Schutzschirm in seinem Inneren eingeschlossene Winkel etwa 30°. Bei etwa diesem Anstellwinkel der Kabelachse gegenüber der Richtung der Flußströmung bietet nämlich das tatsächlich runde Kabel dem Fluß einen elliptischen Querschnitt, bei dem der Strömungswiderstand sein Minimum hat.The protective screen designed as a cable cone makes the water flow through the waterway and the turbine inevitable to some resistance. In order to keep this unwanted resistance as small as possible, the from Protective screen in its interior included angles about 30 °. At about this angle of incidence opposite the cable axis namely, the direction of the flow of the river, the actually round cable offers the river an elliptical cross-section in which the flow resistance has its minimum.

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Es wurde bereits erwähnt, daß der Abschlußring 17 des Laufrades 14 in einer umlaufenden Ausnehmung 30 im Halsteil 8 des Wassergangs eingelassen ist. Diese und andere damit verbundene Einzelheiten sind in Fig. 12 dargestellte Für einen minimalen Strömungswiderstand ist es wichtig, daß die Innenfläche des Abschlußringes 17 eine glatte Fortsetzung der bena dibarten Wassergangoberfläche im Bereich des Halsteils 8 darstellteIt has already been mentioned that the end ring 17 of the impeller 14 in a circumferential recess 30 in the neck part 8 of the Water passage is embedded. These and other related details are illustrated in FIG. 12 for a minimum Flow resistance, it is important that the inner surface of the end ring 17 dibarten a smooth continuation of the bena Water passage surface in the area of the neck part 8 represented

Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung des Abschlußringes nicht nur als Stütze für die äußeren Enden der Turbinenschaufeln 29, sondern auch zur Übertragung der Axialbelastung von den Schaufeln zur umgebenden Düse. Zu diesem Zweck ist die Sstromabwärts gelegene Seite der umlaufenden Ausnehmung 30 mit einer als Wasserlager dienenden porösen Struktur 27b und einer unter einem geeigneten Druck stehenden Wasserversorgung 27a durch Düsen 27 versehen. Dadurch wird die Durchbiegung des Abschlußrings unter dem Druck, den die Flußströmung auf die Turbinenschaufeln ausübt, von einer Wasserschicht abgefedert, die in dem Raum zwischen der Kante des Abschlußringes und der benachbarten Wandung der umlaufenden Ausnehmung aufrechterhalten wird.A feature of the present invention is the use of the end ring not only as a support for the outer ends of the Turbine blades 29, but also to transfer the axial load from the blades to the surrounding nozzle. To this end is the downstream side of the circumferential recess 30 with a porous structure 27b serving as a water bearing and a water supply under a suitable pressure 27a provided by nozzles 27. This causes the end ring to deflect under the pressure exerted by the river flow exerts on the turbine blades, cushioned by a layer of water in the space between the edge of the end ring and the adjacent wall of the circumferential recess is maintained.

Alternativ oder zusätzlich hierzu könnte eine Anzahl mechanischer Rollenlager in diesem Raum vorgesehen sein« Ein Vorzug der mechanischen Lagerung besteht darin, daß im Falle eines Zusammenbrauchs der Wasserversorgung für die Wasserlager keine Zerstörung der Flußturbine mit katastrophalen Folgen eintreten könnte.Alternatively or in addition to this, a number of mechanical roller bearings could be provided in this space «A preference the mechanical storage consists in the fact that in the event of the water supply being used up for the water storage no destruction of the river turbine with catastrophic consequences could occur.

Fig. 12 zeigt ferner, daß die Außenfläche des Abschlußringes 17 eine Ausnehmung 21 enthält, in der ein Gurt oder Gurte 18 laufen. Zweckmäßigerweise ist der Gurt 18 rund, sehr lang, etwa 1 2/3-mal um den Abschlußring geschlungen und nach oben durch zwei Kanäle 20 zu der Antriebsblockrolle 19a und der Leerlauf-FIG. 12 also shows that the outer surface of the end ring 17 contains a recess 21 in which a belt or belts 18 to run. The belt 18 is expediently round, very long, looped about 1 2/3 times around the closing ring and through upwards two channels 20 to the drive block roller 19a and the idle

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blockrolle 19b, wie in Fig. 2 dargestellt, geführt. Selbstverständlich braucht die Last nicht stets in einem einzigen endlosen Gurt aufgenommen zu werden, beispielsweise könnte man auch mehrere Gurte verwenden,,block roller 19b, as shown in Fig. 2, out. Of course the load need not always be taken up in a single endless belt, for example could you can also use several straps,

Die auf die beiden Teile des Gurts 18 ausgeübten Kräfte haben größere Vektorkomponenten in vertikaler als in horizontaler Richtung und tragen somit wenigstens einen Teil des Laufradgewichtes. Dementsprechend ist die vom axialen Laufradlager getragene Last kleiner,und es können kostengünstigere Lagerausführungen gewählt werden.The forces exerted on the two parts of the belt 18 have larger vector components in the vertical than in the horizontal Direction and thus carry at least part of the weight of the wheel. Correspondingly, that of the axial impeller bearing The load carried is smaller, and more cost-effective bearing designs can be used to get voted.

Das in Fig. 14 dargestellte Axiallager für das Laufrad kann eine bekannte Konstruktion haben und beispielsweise die in Wellen für Schiffsschrauben verwendeten Wasserlager 71, 72 und 73 enthalten.The thrust bearing for the impeller shown in FIG. 14 can have a known construction and, for example, the one shown in FIG Shafts for propellers used water bearings 71, 72 and 73 included.

Das Wasserlager 71 ist ein poröser Block, der mit einer Kammer und einem Wassergang 71a und einer Druckwasserversorgung durch e ine Leitung 74 versehen ist. Das Wasserlager 71 ist an der Frontfläche des stationären Lagerblocks 15 angeordnet, der seinerseits durch innerhalb des Halsteils befindliche Stützen 16a -und Stützflügel 16b getragen wird_o Gegen das Wasserlager 71 schlägt die Rückfläche eines von der Welle 13 getragenen Nasenstücks an, wodurch der axial gerichtete Druck des Laufrades aufgefangen wird. Ständig wird V/asser durch den porösen Block nachgeliefert, so daß ein polsternder Film aufrechterhalten wird, der einen direkten Metall-Metall-Kontakt in der Anordnung verhindert.The water bearing 71 is a porous block provided with a chamber and a water passage 71 a and a pressurized water supply through a pipe 74. The water bearing 71 is disposed on the front surface of the stationary bearing block 15, the supports located in turn through inside of the neck portion 16a -and- support vane is supported 16b _o against the water bearing 71, the rear surface strikes a supported by the shaft 13 the nose piece, whereby the axially directed pressure the impeller is caught. Water is constantly replenished through the porous block, so that a cushioning film is maintained which prevents direct metal-to-metal contact in the assembly.

Ähnliche poröse Blocks 72 und 73 werden mit V/asser versorgt und wirken als radiale Wasserlager. Die Lagerung soll natürlich in einer stromlinienförmigen Vorderhülle, wie in Fig. 2 dargestellt, eingeschlossen sein. Genau so ist dem nach hinten ragenden Wellenende des Laufrades eine hydrodynamisch günstige Form zu geben.Similar porous blocks 72 and 73 are supplied with water and act as radial water bearings. The storage is supposed to be natural be enclosed in a streamlined front hull as shown in FIG. That's exactly how it is to the rear to give the protruding shaft end of the impeller a hydrodynamically favorable shape.

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Das Laufrad 14 besteht aus einer auf der Welle 13 sitzenden Nabe, einem Abschlußring 17 und einer Anzahl von Schaufeln 29, die mit ihrem einen Ende an der Nabe und mit anderen Ende an der Innenseite des Abschlußringes befestigt sind. Entsprechend den herkömmlichen hydrodynamischen Prinzipien ist jede Schaufel an der Nabe um einen Winkel gegen die Achse versetzt ^r _f weil die Schaufel längs ihrer Längserstreckung verdrillt ist, ändert sich dieser Winkel entlang der Schaufellänge„ Diese Verhältnisse gehen aus den Schnitten a - a, b - b und c - c in Fig. 14 hervor»The impeller 14 consists of a hub seated on the shaft 13, an end ring 17 and a number of blades 29 which are fastened at one end to the hub and at the other end to the inside of the end ring. According to conventional hydrodynamic principles, each blade on the hub is offset from the axis by an angle ^r _f because the blade is twisted along its length, this angle changes along the blade length and c - c in Fig. 14 »

Soll die Turbine einen sehr hohen Wirkungsgrad haben, so muß der Formgebung der Schaufel eine besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden. Dabei ist vor allem auf das jeweils wirksamste Profil in jedem Radialabschnitt und auf die Profilveränderung von der Achse zum Abschlußring zu achten. Ein wichtiges Kriterium ist die Vermeidung von Ablösungen (Kavitationen), weil eine Kavitation nicht nur den Reibungswiderstand erhöht und dadurch mechanische Energie in nutzlose Wärme überführt, sondern auch eine zerstörende Erosion der Schaufeloberfläche bewirken kann.If the turbine is to have a very high degree of efficiency, special attention must be paid to the shape of the blade will. The main focus is on the most effective profile in each radial section and on the profile change from the axis to the locking ring. An important criterion is the avoidance of detachments (cavitations) because cavitation not only increases the frictional resistance and thereby converts mechanical energy into useless heat, but can also cause destructive erosion of the blade surface.

Bei der hier vorgeschlagenen Kraftmaschine ist von Vorteil, daß das Laufrad ziemlich tief in das Wasser versenkt werden kann und somit die Wasserdruckdifferenz zwischen Oberflächenbereichen und der Oberkante der Turbine einen erheblichen Wert haben kann. Je größer diese Druckdifferenz ist, um so größer ist der absolute Druck im Wasser und um so stärker muß der Wasserdruck reduziert werden, ehe eine !Cavitation eintritt.The engine proposed here has the advantage that the impeller is sunk fairly deep into the water can and thus the water pressure difference between surface areas and the upper edge of the turbine has a considerable value may have. The greater this pressure difference, the greater the absolute pressure in the water and the greater the pressure Water pressure must be reduced before cavitation occurs.

Allerdings kann sogar dieser Vorteil allein noch nicht ausreichen. Dann müssen die Schaufelprofile unter Verwendung bekannter hydrodynamischer Regeln so gewählt werden, daß die Drücke auf den Rückseiten der Schaufeln (wo die geringstenHowever, even this benefit alone may not be enough. Then the blade profiles must be selected using known hydrodynamic rules so that the Press down on the back of the blades (where the slightest

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Drücke herrschen) keine derart niedrigen Werte annehmen, daß sie das Auftreten von Kavitationen gestatten. Diejenigen Schaufeln, die durch ihre Form die Bildung negativer Druckspitzen verzögern, sind die besten. Demzufolge sind die Abschnitte jeder Schaufel zu ihrem äußeren Ende hin dünner und verdrillt, so daß sie in das ¥asser mit einem spitzeren Winkel einschneidenοPressures prevail) do not assume values so low that they allow cavitations to occur. Those Blades, the shape of which slows down the formation of negative pressure peaks, are the best. Accordingly, the sections each shovel thinner and twisted towards its outer end, so that it enters the water with a more acute angle cut in ο

Zum inneren Schaufelende hin ist die Relativgeschwindigkeit bei einer vorgegebenen Anzahl von Raddrehungen pro Minute kleiner. So können die Schaufelabschnitte zu diesem Ende hin dikker werden und stärker gegen die Drehrichtung geneigt sein.Towards the inner end of the blade, the relative speed is lower for a given number of wheel revolutions per minute. In this way, the blade sections can become thicker towards this end and be inclined more strongly against the direction of rotation.

Bei dem in Fig. 14 dargestellten Laufrad, bei dem die Schaufeln mit ihren zentralen Enden in der Nabe und die radial nach außen weisenden Enden im Abschlußring 17, der seinerseits mittels Wasserlagern 27b in der Ausnehmung 30 abgestützt ist, gehaltert werden, kann jede Schaufel als ein komplexer, beidseitig abgestützter Profilträger angesehen v/erden und ist dementsprechend zu gestalten.In the impeller shown in Fig. 14, in which the blades with their central ends in the hub and the radially outwardly facing ends in the closing ring 17, which in turn is supported in the recess 30 by means of water bearings 27b each blade can be viewed as a complex, bilaterally supported profile beam and is accordingly to design.

Damit die Schaufel eine erwünschte hydrodynamische Form erhalten kann und zugleich hoch belastbar ist und keine hohen Fertigungskosten verlangt, ist es nahezu unabdingbar, daß man die moderne Technologie der faserverstärkten Kunststoffe anwendete Vorzugsweise werden die Schaufeln mit einer Fiberglas/-Epoxy-Konstruktion hergestellt, mit einem festen Schaumkern in den dickeren Abschnitten. Durchgehende Glasfäden erstrecken sich längs der Schaufellänge und sorgen für eine Biegesteifigkeit; für eine Torsionsbelastbarkeit sind aus Fäden bestehende Bänder vorgesehen, die sich diagonal über die Schaufelbreiteseiten erstrecken. Die verwendeten Kerne können aus festem Polyurethan bestehen, das vorgeformt ist und die Form der Schaufel vorgibt.So that the shovel can have a desired hydrodynamic shape and at the same time is highly resilient and not high Requires manufacturing costs, it is almost indispensable to use the modern technology of fiber-reinforced plastics Preferably the blades are of a fiberglass / epoxy construction made with a solid foam core in the thicker sections. Continuous glass threads extend along the length of the blade and ensure flexural rigidity; for torsional strength are made of threads Bands are provided that extend diagonally across the blade broad sides. The cores used can be made from consist of solid polyurethane that is preformed and defines the shape of the blade.

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Bei sehr großen Laufrädern, bei denen die Kraft der Flußströmung ein großes Biegemoment auf die Schaufeln ausübt, kann es schwierig sein, einen hinreichend hohen Biegewiderstand zu erzielen und zugleich die angestrebten Schaufelabschnitte beizubehalten. Dieses Problem kann so gelöst werden, daß man den Schaufeln eine- Bogenform gibt (Fig. 15, 16", 16b). In der Ausführung der Fig. 15 hat die Schaufel bewußt eine gekrümmte, U-förmige Gestalt erhalten, durchgebogen in der Richtung, in die sie,auch die Strömung varfonnthätte. Die Vorformung reicht aus, ai& Schaufel unter Belastung zrxeinem Bogen werden zu las sen, dessen Symmetrie achs.e zwischen.- seinen beiden Enden liegt, Die in 4i&Siem Bogen^ herrschenden Kräfte sind dann im wesentlichen reine Druckkräfte; jede Tendenz, die Schaufel noch weiter in eine Richtung parallel· zur Achse zu biegen, ist eliminiert, Eine solche Konstruktion zieht vollen Nutzen aus deii. hervorragenden Belastbarkeitsdaten moderner Verbundwerkstoffe*: . ;:^-.-,_v.s ■.:·■:■ --.HVVL- -.r-.-■■·'. ■■■:■'-''■ -'..■ : " "- ■ - - -In the case of very large impellers, in which the force of the river flow exerts a large bending moment on the blades, it can be difficult to achieve a sufficiently high bending resistance and at the same time to maintain the desired blade sections. This problem can be solved by giving the blades an arch shape (Figs. 15, 16 ", 16b). In the embodiment of Fig. 15, the blade has been deliberately given a curved, U-shaped shape, bent in the direction The preforming is sufficient to make ai & shovel under load into an arc, the symmetry of which lies between its two ends pure compressive forces; any tendency to bend the blade even further in a direction parallel to the axis is eliminated. Such a construction takes full advantage of the excellent load capacity data of modern composite materials *:.;: ^ -.-, _v .s ■ .: · ■: ■ -. HVVL- -.r -.- ■■ · '. ■■■: ■' - '' ■ - '.. ■ : "" - ■ - - -

Die vorstehend beschriebene Bogenkönstruktion für die Schaufeln kann noch einen Schritt weiter geführt werden, wie in Fig. 16 dargestellt. In dieser Version ist jede Schaufel so geformt, daß sie^:(unter Belastung)'"-etwa eine Hälfte eines symmetrischen Bögens:darstellt, desseniSymmetrieachsö·mit der Mittenachse -des I Rades zusammenfällt und-der sich über den ganzen Durchmesser.;&es -Laufrades _©Bstre:ekt_o- -Bei- einer solchen ~ ^; Forragebung werden -die aäeösiparällel- gerichte'te-S'-Ksäf te in »Brückkräf te. ist -.Bo_;gea iumgewaaa^telt-Oinid ,dleezeiftralie 'MeWM Ψίΐ'd-^; mehr belasteit'*-^.feigessmfeeLsVOii .deir ,FlM&ätv&Sim^^lmi^M^fe Belastung -w&g& iäifcEetetßatK&_!^ie.ast Atosch^iaßlrliiig: --xma: '■über-¹ äe&äs serlager: 27h auf· die. ihn: suirigefea-isBäfe" riMuj55tdiis:e? -'übThe above-described arch construction for the blades can be taken one step further, as shown in FIG. In this version, each blade is shaped in such a way that it ^: (under load) '"- represents about one half of a symmetrical arc: the axis of symmetry of which coincides with the central axis of the wheel and which extends over the entire diameter. Laufrades _ © Bstre: ekt _o - -With such a ~ ^; Forragebung -the aäeösiparällel- dishes'te-S'-Käf te in »bridging forces. Is -.Bo _; gea iumgewaaa ^ telt-Oinid, dleezeiftralie 'MeWM Ψίΐ 'd- ^; more burden' * - ^. FeigessmfeeLsVOii .deir , FlM & ätv & Sim ^^ lmi ^ M ^ fe burden -w & g & iäifcEetetßatK & _! ^ Ie.ast Atosch ^ iaßlrliiig: --xma: '■ over- ¹ äe & äs serlager: 27h on · the. him: suirigefea-isBäfe "riMuj55tdiis: e? -'ub

lichkelt, -auch" üierjzeiitara?ie?r
dieSÄTl Aiiätü.tz.ungj.fw&ndsi]s^cä
Abschlußringes herum angeordnet, die daslichkelt, -also "üierjzeiitara? ie? r
dieSÄTl Aiiätü.tz.ungj.fw & ndsi] s ^ cä
Closing ring arranged around the

T'JiJa;M'; i^;öfifT 'JiJa ; M'; i ^; public

wie auch in axialer Richtung' tragen; Die"se Eager sind vSrizugs-⁸ weise Wasserlager wie die Mt 27b bezelchne'tön Wasserläger, °-' können aber auch in Lagerblöcken gestützte "Rollen s
üblicherweise' zum Abstützen'großer, um öine* nori
rotierender Gebiläe^wie^KügeÜnühlön lind 'Örenöi!en^ in¹ SeSrMuBh^;in sind. Wenn das ftad weder äxialö' nc-cbY radiale Stützen"enthalten⁵ muß, entfäiit^;iö£r^;psamte fiittenMte^^mi^ ihren' Lagern* f²^ ^£1 72 und 73 sowie 4Ii^In Sttitzert'^öä'und ii ¹Μ^ as well as in the axial direction 'carry; The "se Eager are vSrizugs- ⁸ wise water storage like the Mt 27b bezelchne'tön water storage, ° - 'but can also be supported in storage blocks" roles s
usually larger 'to support', around öine * nori
rotating Gebiläe ^ like ^ KügeÜnühlön lind 'Örenöi! en ^ in ¹ SeSrMuBh ^{; in} are. If the ftad neither äxialö 'nc-cbY ^{must contain radial supports "5} , omitted ^{; i} ö £ r ^; psamte fiittenMte ^^ mi ^ their' bearings * f ² ^ ^{£ 1} 72 and 73 as well as 4Ii ^ In Sttitzert '^ öä' and ii ¹ Μ ^

dies in Fig; ϊ 6 angedeutet "ist; "'^:' ^-this in Fig; ϊ 6 indicated "is;"' ^: ' ^ -

Ein weiterer-Schritt ^er'Böge'nkön^eptlbn^fllf^dil SAnother step ^ er'Böge'nkön ^ eptlbn ^ fllf ^ dil S

steht darin; die Öohaüfel nich%^:nWin^::äMilir^aRiontMg^üs8ndirri äuüh^:-in* Umf angsribhtung^z'u^'e'ine'r·' Seite niälurBizükrümmint^^{0 iJS} zu di ^äuih'di^äiffeöfis in it; the Öohaüfel not% ^: nWin ^:: äMilir ^a RiontMg ^ü s8ndirri äuüh ^: -in * circumference direction ^ z'u ^ 'e'ine'r ·' side niälurBizükrümmint ^ ^{0 iJS} zu di ^ äuih'di ^ äiffeöf

Eine solche^; ~ΤθΓώ⁰ϊέΐ IkOne such ^; ~ ΤθΓώ ⁰ ϊέΐ Ik

we i s ö ^we ggebrBShlnöii¹" "Öi^äüfs ibni '-'£ iii^u£äuwe is ö ^ we ggebrBShlnöii ¹ "" Öi ^ äüfs ibni '-' £ iii ^u £ äu

strichelte"finii^anpde'ütÖt^^äe SdhäufeMdashed "finii ^ anpde'ütÖt ^^ äe SdhaufenM

vornö als' ^::aüehvorö as' ^:: aüeh

Daduröh'sxnd iDaduröh'sxnd i

und^eI'Herrs chenⁱⁱMand ^ eI 'Herrschen ⁱⁱ M

Wie bef^d^r-'vlräiöii^der^tgo¹ 16^i:L How bef ^ d ^ r-'vlräiöii ^ the ^ tgo ¹ 16 ^{i: L}

die Habe''ϊ ^:l^agfi^Ithe property '' ϊ ^: l ^a gfi ^ I

sind ^r"d£e-are ^r "d £ e-

sprechend ist kein zentrales Lagerspeaking is not a central warehouse

kein solches Lager eingezeichnet.no such camp is shown.

-fin! cionxs tiis saüfcd-qosH 9±ώ siw rioilmis iai 03 eaüiialliK sIQ-fin! cionxs tiis saüfcd-qosH 9 ± ώ siw rioilmis iai 03 eaüiialliK sIQ

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ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

strömung längs des Düsenäußeren, sondern dienen in dieser Form erfindungsgemäß auch als Stützelemente für die ringförmige Hilfsdüse 60, die koaxial zur Hauptdüse 5 liegt und diese teilweise überlappt. Das derart abgestützte Einlaßteil 61 der Hilfsdüse bildet mit dem Äußeren der Hauptdüse 5 den Anfang eines ringförmigen Wassergangs längs der übrigen Hauptdüsenflache. Die Flügel 63 erstrecken sich längsachsenparallel durch diesen ringförmigen Wassergang. Die Flügel 63 können gerade sein, wie im Schnitt E-E der Fig. 7 dargestellt, sind aber vorzugsweise alle schraubenförmig verbogen, wie im Schnitt E-E der Fig, 8 zu erkennen_c Durch diese Verdrillung beginnt die vorbeigleitande Hauptströmung, in ihrem Fluß einen Wirbel zu bilden. Die gebogene hintere Kante des Flügels ist in Fig. und in Fig. 9 angedeutet und mit 64 bezeichnet. Unter Umständen ist es wünschensvrert, die Intensität dieser Schraubenbewegung ändern zu können. Eine solche Änderung kann erfolgen, wenn man die Hinterkante 64 nicht einfach als eine gebogene fixierte Kante ausbildet, sondern als ein verstellbares "Querruder" (Fig. 9) mit üblichen (nicht dargestellten) Verstellmitteln. Derartige Mittel könnten beispielsweise einige der folgenden möglichen Alternativen enthalten: 1) Kabel, die von Hebeln auf der Drehwelle der Querruder ausgehen; 2) Zug-Druck-Läufer auf gebogenen Schienen, mit hydraulischen Kolbenantrieben; oder 3) Schneckentriebe auf den Drehachsen, mit hydraulischen Motoren, die, ähnlich wie bei den Fig. 13 und 11, die Spindeln antreiben.flow along the outside of the nozzle, but also serve in this form according to the invention as support elements for the annular auxiliary nozzle 60, which is coaxial with the main nozzle 5 and partially overlaps it. The inlet part 61 of the auxiliary nozzle supported in this way forms with the exterior of the main nozzle 5 the beginning of an annular water passage along the rest of the main nozzle surface. The wings 63 extend parallel to the longitudinal axis through this annular waterway. The blades 63 may be straight, as in the section EE of Fig. 7, but are preferably all helically bent, as in the section EE of Fig, _c 8 to detect a result of this twisting the past moving tandemich main flow begins to form a swirl in its flow . The curved rear edge of the wing is indicated in FIG. 1 and in FIG. 9 and is denoted by 64. It may be desirable to be able to change the intensity of this screw motion. Such a change can take place if the trailing edge 64 is not simply designed as a curved, fixed edge, but rather as an adjustable "aileron" (FIG. 9) with customary adjustment means (not shown). Such means could include, for example, some of the following possible alternatives: 1) cables extending from levers on the rotating shaft of the ailerons; 2) Push-pull runners on curved rails, with hydraulic piston drives; or 3) worm drives on the axes of rotation, with hydraulic motors which, similar to FIGS. 13 and 11, drive the spindles.

Die Hilfsdüse 60 ist ähnlich wie die Hauptdüse mit einem Führungsteil ausgestattet, das eine Innenfläche bildet und den genannten ringförmigen Wassergang außerhalb der Hauptdüse definiert. Die Hilfsdüse hat auch eine Außenfläche und einen Raum zwischen dem Führungsteil und der Außenfläche. Dieser Raum enthält Stützen und Streben und stellt ein wasserdichtes Abteil oder eine Anzahl von Abteilen dar, die zur SchaffungThe auxiliary nozzle 60 is similar to the main nozzle with a guide part equipped which forms an inner surface and defines said annular water passage outside of the main nozzle. The auxiliary nozzle also has an outer surface and a space between the guide part and the outer surface. This Space contains supports and struts and constitutes a watertight compartment or a number of compartments that can be used to create

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der erwünschten Auftiebsverhältnisse der gesamten Turbine herangezogen werden können. Wie die Hauptdüse ist die Hilfsdüse aus Abschnitten gefertigt, die neben dem Führungsteil und der Außenfläche auch Abschnittswandungen aufweisen. Jeder Abschnitt v/ird vorgefertigt, zum gewünschten Ort wie einzelne lastkahnartige Segmente befördert und an Ort und Stelle in die Düse eingebaut.the desired buoyancy ratios of the entire turbine can be used. Like the main jet, the auxiliary jet is made of sections that also have section walls in addition to the guide part and the outer surface. Every section v / is prefabricated, transported to the desired location like individual barge-like segments and in place in the nozzle installed.

Die Innenfläche des Führungsteils konvergiert von seinem Einlaßende 61 zur benachbarten Außenfläche der Hauptdüse hin, so daß der Querschnitt des ringförmigen Wassergangs, wenn er sich demjAuslaßende der Hauptdüse nähert, abnimmt. Dadurch wird die diesen Wassergang durchsetzende Hauptströmung in dem mit 62 bezeichneten Bereich beschleunigt.The inner surface of the guide member converges from its inlet end 61 towards the adjacent outer surface of the main nozzle, so that the cross-section of the annular water passage when it is approaches the outlet end of the main jet, decreases. This will make the the main flow that crosses this waterway in the 62 designated area accelerated.

Hinter dem benachbarten Auslaßende der Hauptdüse wird der Querschnitt des Hilfsdüsen-Führungsteils wieder größer. Mit anderen Worten: Die mit hoher Geschwindigkeit fließende Hauptströmungsschicht wird nun durch die Aufweitung des Führungsteils in eine divergente, konisch geformte Schicht überführt, die den die Hauptdüse verlassenden Stromanteil umgibt.After the adjacent outlet end of the main nozzle, the cross-section becomes of the auxiliary nozzle guide part larger again. With others In other words: the main flow layer flowing at high speed is now due to the widening of the guide part converted into a divergent, conically shaped layer that surrounds the flow portion leaving the main nozzle.

Aus der Hydrodynamik ist bekannt, daß die Energie eines fließenden Wassers im wesentlichen zwei Anteile hat; die kinetische Energie, die proportional zum Quadrat der Translationsgeschwindigkeit ist und die potentielle Energie, die mit der statischen Druckdifferenz relativ zu einem vorgegebenen Bezugspunkt gemessen wird,. Dadurch, daß man der Stromlinienform und Verkleidung von Führungsflächen besondere Aufmerksamkeit widmet und ein Abreißen des Flusses durch Einhalten der bereits erwähnten 7°-Aufweitung vermeidet, ist es möglich, mit nur geringen WärmeVerlusten infolge von Turbulenzen und Reibungen kinetische Energie in potentielle Energie und umgekehrt zu überführen. Diese Transformation ist Inhalt der wohlbekannten Bernoullischen Gleichung, die einfach eine Form des im fließenden Wasser herrschenden Energiegleichgewichts ausdrückt.From hydrodynamics it is known that the energy of a flowing Water has essentially two proportions; the kinetic energy which is proportional to the square of the translation speed and the potential energy associated with the static pressure difference relative to a given reference point is measured. By having the streamlined shape and fairing pays special attention to guide surfaces and a breaking off of the flow by adhering to the aforementioned 7 ° expansion, it is possible with only low heat losses due to turbulence and friction to convert kinetic energy into potential energy and vice versa. This transformation is the content of the well-known Bernoulli's equation, which simply expresses a form of energy balance in flowing water.

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Der Wasseranteil, der zunächst auf hohe Geschwindigkeit beschleunigt wurde, dann durch die Turbinenschaufeln floß und Energie in mechanischer Form über die Turbinengurte 18 abgab, verläßt die Turbinenschaufeln mit geringerer Energie. In Abhängigkeit von der Form der Turbine und des Wassergangs können die Geschwindigkeit, der statische Druck oder beide Größen verringert sein. In einer Turbine mit achsparallelem geradem Durchfluß und dem gleichen Flußquerschnitt unmittelbar davor und unmittelbar danach kann sich die Geschwindigkeit, die durch die Beschleunigung infolge des konvergierenden Vorderabschnittes der Hauptdüse angenommen wurde, nicht ändern, weil der gesamte volumetrische Fluß konstant bleibt_o Dementsprechend wird der statische Druck, der bereits aufgrund der Umwandlung in dem konvergierenden Abschnitt in zusätzliche Energie der höheren Geschwindigkeit abgenommen hat, beim Durchgang durch die Turbine noch weiter verringert, wenn man dem Wasser Energie entzieht und sie in mechanische Energie am Turbinenausgang lfüberführt«, Da der Stromanteil hinter der Turbine in dem divergierenden Abschnitt einen größeren Querschnitt annimmt, wird seine verbliebene kinetische Energie teilweise zurück in potentielle Energie verwandelt und erhöht den statischen Druck. Hat der Druck in dem stromabwärts gelegenen, auseinander laufenden Wasserkonus eine ausreichende Höhe erreicht, so kann dieses Wasser wieder mit dem es umgebenden Wasser der Hauptströmung gemis-cht werden.The water portion, which was first accelerated to high speed, then flowed through the turbine blades and gave off energy in mechanical form via the turbine belts 18, leaves the turbine blades with less energy. Depending on the shape of the turbine and the waterway, the speed, static pressure, or both may be reduced. In a turbine with an axially parallel straight flow and the same flow cross section immediately before and immediately after, the speed assumed by the acceleration as a result of the converging front section of the main nozzle cannot change because the total volumetric flow remains constant _o The static pressure is correspondingly , which has already decreased due to the conversion in the converging section into additional energy of the higher speed, is further reduced when passing through the turbine if energy is withdrawn from the water and converted into mechanical energy at the turbine outlet assumes a larger cross-section in the diverging section, its remaining kinetic energy is partially converted back into potential energy and increases the static pressure. If the pressure in the downstream, diverging water cone has reached a sufficient level, this water can be mixed again with the surrounding water of the main flow.

Mit einem Laufrad mit radialem Wasseraustritt (Fig. 17) kann wenigstens ein Teil der kinetischen Energie mit einem geringeren Druckverlust direkt in mechanische Energie umgewandelt werden. Dies liegt daran, daß der radiale Austritt und das glockenförmige Endstück des Wassergangs/dem mit hoher Translationsgeschwindigkeit durch die Turbine strömenden Wasser ermöglichen, zu einer geringeren Translationsgeschwindigkeit überzugehen, weil es von einem kleineren zu einem größeren Querschnitt fließt. Der Massenfluß bleibt natürlich längs desWith an impeller with a radial water outlet (FIG. 17), at least part of the kinetic energy can be converted directly into mechanical energy with a lower pressure loss. This is because the radial outlet and the bell-shaped end piece of the waterway / the water flowing through the turbine at high translational speed allow to pass to a lower translational speed because it flows from a smaller to a larger cross-section. The mass flow of course remains along the

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gesamten Wassergangs konstant. In dem Ausmaß, in dem die Translationsgeschwindigkeit verringert werden kann, kann die äquivalente mechanische Energie ohne Druckänderung entnommen v/erden. Diese Analyse vernachlässigt für den Augenblick, daß jegliche Einzelheit, die in der fließenden Flüssigkeit Turbulenzen erzeugt, durch Überführung von kinetischer und potentieller Energie in Wärme die Reibungsverluste erhöht« Will man eine Turbine mit radialem Austritt und einen glockenförmigen Wassergang effektiv verwenden, so muß man, um die Reibungsverluste möglichst klein zu halten, ein besonderes Augenmerk auf die Formgebung richten.constant throughout the water passage. To the extent that the translation speed can be reduced, the equivalent mechanical energy withdrawn without pressure change. This analysis neglects for the moment that any detail that creates turbulence in the flowing liquid by converting kinetic and potential Energy in heat increases the friction losses «If you want a turbine with a radial outlet and a bell-shaped one Using the water passage effectively, you have to pay special attention to keep the friction losses as small as possible focus on the shaping.

Es kann allerdings Schwierigkeiten bereiten, den sich ausweitenden Wasserkonus genügend getrennt von der umgebenden Hauptströmung zu halten, wenn man nicht spezielle Schritte unternimmt. Diese Schritte ergeben sich aus der Formgebung und den Strukturen auf der Außenseite der Hauptdüse. Die Bildung der schützenden Hauptströmungsschicht ermöglicht in dem die Turbine durchsetzenden Anteil eine ständige Umwandlung von kine-However, it can cause difficulties for the expanding Keeping the water cone sufficiently separated from the surrounding mainstream if not taking special steps. These steps result from the shape and structures on the outside of the main nozzle. The formation of the protective main flow layer allows in which the turbine enforcing share a constant transformation of kin-

im
tischer Druckenergie.in the
table pressure energy.

Die mit hoher Geschwindigkeit strömende Schicht, die durch Beschleunigung der Hauptströmung durch den ringförmigen Viassergang zwischen der Haupt- und der Hilfsdüse entstanden ist, hat als Ergebnis ihrer Beschleunigung einen verringerten statischen Druck. Dadurch ist das Bestreben der Hauptströmung, in den axialen Bereich hinter der Düse einzuströmen, verringert, und sind somit für eine ständige Querschnittsvergrößerung in dem sich erweiternden konischen Anteil günstige Umgebungsbedingungen geschaffen,,The layer that flows at high speed, created by the acceleration of the main flow through the annular vias between the main and auxiliary nozzles has decreased static as a result of their acceleration Pressure. This reduces the main flow's tendency to flow into the axial area behind the nozzle, and are therefore in the widening conical part created favorable environmental conditions,

Die Außenfläche der Hilfsdüse 60 ist ebenfalls so strukturiert, daß die Ausbildung und der Schutz der divergierenden, konischen Hauptströmungsschicht begünstigt sind. Hinter dem Einlaßende 61 ist die Außenfläche allmählich und ohne Sprünge radialThe outer surface of the auxiliary nozzle 60 is also structured so that the formation and protection of the diverging, conical Main flow layer are favored. After the inlet end 61, the outer surface is gradually and without jumps radial

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nach innen geführt, in Richtung auf·die Turbinenachse. Beim Endstück 67 kehrt sich die Krümmung um und beginnt die Außenseite, weiterhin allmählich, sich nach außenhin zu erweitern, weg von der Turbinenachse, so daß die an dieser Fläche entlangfließende Hauptströmung nach außen gerichtet wird und einen in etwa gleichen Verlauf wie die Außenseite der konischen Schicht nimmt, die aus dem Innern der Hilfsdüse tritt.guided inwards, in the direction of the turbine axis. At the End piece 67 reverses the curvature and begins the outside, further gradually to widen outwards, away from the turbine axis, so that the flowing along this surface Main flow is directed outwards and has a roughly the same course as the outside of the conical Layer that emerges from the interior of the auxiliary nozzle.

Zum gleichen Zweck können nahe dem Vorderteil der Hilfsdüsen-Außenfläche einige radial nach außen v/eisende Dreiecksflügel 65 angebracht sein. Die Rückseiten dieser Flügel sind dabei verbogen, um der vorbeifließenden Hauptströmung eine Wirbelbewegung zu erteilen, vorzugsweise in der Drehrichtung, die auch die auf die Flügel 63 auftreffende Schicht empfängt.For the same purpose, near the front part of the auxiliary nozzle outer surface some radially outwardly v / iron triangular wings 65 may be attached. The backs of these wings are included bent to give the main flow a swirling motion, preferably in the direction of rotation that also receives the layer impinging on the wings 63.

Die in Fig. 2 dargestellte Hilfsdüse hat eine Außenfläche, deren Durchmesser in Flußrichtung über eine relativ große Länge abnimmt, ehe er dann wieder in der bereits beschriebenen Weise erweitert wird. Es ist wichtig, daß die Hauptströmung, die längs des Bereichs mit abnehmendem Durchmesser fließt, dort nicht, wie es in der Sprache der Hydrodynamiker heißt, "abreißt". Obwohl für das Maß der Konvergenz in diesem Düsenteil ein Grenzwinkel von etwa 7 genannt worden ist, kann es Umstände geben, unter denen dieser kleine Winkel nicht erreicht werden kann. Sollte dies der Fall sein, können die Dreiecksflügel 65 stärker "verkantet" werden, also einen größeren Anstellwinkel erhalten, wodurch sie jeweils einen kleinen Wirbel unmittelbar hinter sich erzeugen. Diese kleinen Wirbel erschweren ein Abreißen der Hauptströmung, weil sie die Grenzschichtenergie zu dem Punkt, an dem die DüsenaufWeitung beginnt, oder sogar zum Endstück der Düse verschieben.The auxiliary nozzle shown in Fig. 2 has an outer surface, the diameter of which in the direction of flow over a relatively large Length decreases before it is then expanded again in the manner already described. It is important that the main flow, which flows along the area of decreasing diameter, not there, as it is in the language of hydrodynamicists means "tear off". Although a critical angle of about 7 has been mentioned for the degree of convergence in this nozzle part, can there are circumstances in which this small angle cannot be achieved. If so, the Triangular wings 65 are more "tilted", so get a larger angle of attack, whereby they each have a small one Create eddies immediately behind you. These small eddies make it difficult to break off the main flow because they reduce the boundary layer energy to the point where the nozzle flare begins or even to the tip of the nozzle.

In der vorangehenden Beschreibung ist hervorgehoben worden, daß die vorliegende Erfindung mit einer einfachen HauptdüseIn the foregoing description it has been emphasized that the present invention has a simple main nozzle

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realisiert werden kann, die vom Halsteil zum Auslaßende hin aufgeweitet ist. Es ist ebenfalls darauf hingewiesen worden, daß man bei Verwendung äußerer Flügel, einer Hilfsdüse und anderen Strukturen wie auch durch die Aufweitung der Hauptdüsen-Außenfläche zu größeren Wirkungsgraden kommen kann. Abgesehen davon kam/die Form der Hauptdüse im Rahmen der Erfindung variiert werden.can be realized from the neck part to the outlet end is widened. It has also been suggested that when using outer wings, an auxiliary nozzle and other structures as well as the expansion of the main nozzle outer surface can lead to greater degrees of efficiency. Apart from that from this came / the shape of the main nozzle can be varied within the scope of the invention.

Fig. 3 zeigt in einem Halbschnitt eine Ausführung, in der kein konvergentes Vorderteil zum Einsatz kommt. Bei dieser Version beginnt das Halsteil der Düse direkt hinter dem Einlaßende. Dabei empfängt das Laufrad einen Stromanteil, der praktisch die im Fluß vorherrschende Geschwindigkeit hat, entzieht diesem Anteil Energie und diffundiert dann den Anteil, wie bereits beschrieben, in einen divergierenden, konisch geformten Strom mit abnehmender Geschwindigkeit und wachsendem Druck, bevor sie ihn mit der Hauptströmung mischt. In der in Fig. 4 dargestellten Hauptdüse findet ein konvergierendes Vorderteil Anwendung, die Ausführung unterscheidet sich dadurch von der der Fig. 3. Beide Düsen haben jedoch ein langgestrecktes, sich erweiterndes Endstück, dessen Vorzug darin besteht, daß der divergierende Strom sich so lange glatt ausbreitet, bis ein ungefähres Druckgleichgewicht hergestellt ist.Fig. 3 shows in a half section an embodiment in which no convergent front part is used. At this Version starts the neck portion of the nozzle just past the inlet end. The impeller receives a portion of the current that practically has the prevailing speed in the river this portion of energy and then diffuses the portion, as already described, into a diverging, conical shape Stream of decreasing speed and increasing pressure before mixing it with the main flow. In the in 4, a converging front part is used, the design differs thereby from that of Fig. 3. However, both nozzles have an elongated, widening end piece, the advantage of which is that that the diverging flow spreads smoothly until an approximate pressure equilibrium is established.

Fig. 5 zeigt eine Hauptdüse mit einem relativ großen konvergierenden Vorderabschnitt und einem relativ kurzen Endstück. Bei dieser Version ist die Außenfläche im Prinzip wie bei der Hauptdüse der Fig. 2 geformt.Figure 5 shows a main nozzle with a relatively large converging one Front section and a relatively short tail. In this version, the outer surface is basically the same as that of the Main nozzle of Fig. 2 shaped.

In den Fig. 3, 4 und 5 sind nur Ausführungen mit einer Hauptdüse dargestellt. In den Fig_e 6, 7 und 8 wird gezeigt, wie im Rahmen der vorliegenden Erfindung schrittweise zusätzliche Elemente angefügt werden können, mit denen sich die Steuerung des Flusses der Hauptströmung und die Schichtbildung auf der Außenseite verbessern läßt. Die Strukturen sind in jedem AspektIn FIGS. 3, 4 and 5, only versions with one main nozzle are shown. In FIGS _e 6, 7 and 8 it is shown how progressive additional elements may be added in the present invention, which can be improved on the outside of the control of the flow of the main flow and the layer formation. The structures are in every aspect

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bereits diskutiert worden. Die Zusätze können jeder der bereits beschriebenen Hauptdüsenformen angefügt werden_e has already been discussed. The additions can be added to any of the main nozzle shapes already described _e

Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß das Deck 1 einige Hilfsaggregate trägt, die nun_mehr im einzelnen geschildert werden sollen. Oberhalb der von der Plattform getragenen Kabine steht ein Übertragungsturm 24. Dieser Turm trägt die elektrischen Übertragungskabel, mit denen die in der Kraftmaschine erzeugte Leistung abgeleitet wird_o Stehen Unterwasserkabel mit geeigneten Spannungs- und Leistungsspezifikationen zur Verfügung, so kann man mit ihnen die Überlandkabel ganz oder teilweise ersetzen,.It has already been pointed out that deck 1 carries some auxiliary units which will now be described in detail. Above the carried by the platform car is a transmission tower 24. The tower transmits the electrical transmission cable, with which the power generated in the engine is derived _o Standing underwater cable with appropriate voltage and power specifications are available, one can with them the overhead cable in whole or partially replace.

Der Generator 4a dient dem Hauptzweck der vorliegenden Erfindung, nämlich, große Mengen an elektrischer Leistung für den Gebrauch an Land zu liefern. Da die meisten Leistungsnetzsysteme mit 60 Hz arbeiten, ist der Generator vorzugsweise von einem Typ, dessen Ausgangsspannung und Phasenzahl zu dem speziellen Verwendungszweck passen. Damit die erzeugte Leistung in bestehende Netze eingespeist werden kann, in die auch andere Generatoren einspeisen, ist es wesentlich, daß nicht nur die erzeugte Spannung sondern auch die Synchronisation und die Frequenz sehr genaue Werte haben. Hierzu ist ein herkömmliches elektrisches Steuergerät 26 vorgesehen. Zeigt der Gen^atorausgang irgendwelche unerwünschten Abweichungen, so sorgt dieses Steuergerät durch Beeinflussung der Generatorgeschwindigkeit und des Steuersystems für die Erregung dafür, daß der Generator mit dem Leistungsnetz Schritt hält.The generator 4a serves the main purpose of the present invention, namely, large amounts of electrical power for to deliver the use ashore. Since most power grid systems operate at 60 Hz, the generator is preferably from of a type whose output voltage and number of phases match the specific application. So the generated power can be fed into existing networks into which other generators also feed, it is essential that not only the generated voltage but also synchronization and frequency have very precise values. This is a conventional one electrical control device 26 is provided. If the generator output shows any undesirable deviations, this takes care of this Control device by influencing the generator speed and the control system for the excitation that the generator keeps pace with the power grid.

Der Generator 4a ist als eine einzige Einheit dargestellt, aber es ist natürlich selbstverständlich, daß auch weitere Generatoren wie beispielsweise der Generator 4d vorgesehen sein können. Diese Zusatzgeneratoren sind dann mit geeigneten (nicht dargestellten) Kupplungen und elektrischen Eontroll-The generator 4a is shown as a single unit, but it goes without saying that there are others as well Generators such as generator 4d can be provided. These additional generators are then with suitable (not shown) couplings and electrical control

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Organen zu versehen; sie werden von der gleichen Energiequelle angetrieben und hinzugeschaltet, wenn eine entsprechende Ausgangsleistung angefordert wird. Auf diese Weise erzeugt jeder eingeschaltete Generator Leistung unter Betriebsbedingungen, die in der Nähe seiner optimalen Wirksamkeit liegen.To provide organs; they are from the same source of energy driven and switched on when a corresponding output power is requested. This is how everyone creates Switched on generator power under operating conditions that are close to its optimal effectiveness.

Auf der Plattform 1 ist ebenfalls der im allgemeinen kleinere Generator 4b dargestellt, der dazu verwendet v/erden kann, Leistung mit einer geringeren Spannung zum sofortigen Gebrauch in Verbindung mit Wasserpumpen 23, (nicht dargestellten) Luftkompressoren, Steuersystemen einschließlich des Systems 26 und anderen Stromverbrauchern auf und nahe der Plattform zu liefern. Für den Leerlauf und zu Startzwecken wird man im allgemeinen einen zusätzlichen, motorgetriebenen Generator und geeignete Kraftstofftanks haben müssen. Diese Teile sind herkömmlicher Art und in der Zeichnung nicht dargestellt.Also shown on platform 1 is the generally smaller generator 4b, which can be used to ground Lower voltage power for immediate use in conjunction with water pumps 23, air compressors (not shown), Control systems including system 26 and other power consumers on and near the platform. An additional motor-driven generator and suitable ones will generally be used for idling and starting purposes Must have fuel tanks. These parts are conventional and not shown in the drawing.

Eine der Möglichkeiten, die Geschwindigkeit des Generators 4a zu steuern, besteht d.arin, eine Blockrolle (Blockrolle 19a) vorzusehen, deren Durchmesser während des Laufens auf Signale des Kontrollsystems 26 hin verändert wird. Andere Steuermittel werden später diskutiert werden. Mit 19b ist eine Leerlaufblockrolle bezeichnet, mit der die Spannung des Gurts 18 konstant gehalten wird, ungeachtet der Durchmesserveränderungen bei der Blockrolle 19a und der Dehnung des Gurts. Die Leerlaufblockrolle 19b kann ständig und automatisch durch herkömmliche Antriebs- und Steuermittel, die nicht dargestellt sind, nachgestellt werden.One of the ways to control the speed of the generator 4a is to use a block roller (block roller 19a) to be provided, the diameter of which is changed during running in response to signals from the control system 26. Other means of control will be discussed later. With 19b an idle block roller is referred to, with which the tension of the belt 18 is constant is held regardless of the diameter changes in the pulley 19a and the elongation of the belt. The idle block roller 19b can be operated continuously and automatically by conventional drive and control means, not shown, are readjusted.

Die Wasserpumpen 23 sind als Block dargestellt und mit einem einzigen Bezugszeichen versehen, in der Praxis können sie jedoch aus mehreren Einzelpumpen bestehen. Beispielsweise sind einige Pumpen dazu da, die Düsenkammern auszupumpen, und eignen sich andere dazu, Wasser in Wasser führende AnordnungenThe water pumps 23 are shown as a block and given a single reference number, but in practice they can consist of several individual pumps. For example, some pumps are there to pump out the nozzle chambers and are suitable other arrangements lead to water in water

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wie beispielsweise Block 15 und Wasserkanäle wie beispielsweise die Leitungen 27 zu pumpen.such as block 15 and water channels such as lines 27 to pump.

Wenn in Fig. 1 zwei Flußturbineneinheiten gemä'ß der vorliegenden Erfindung seitlich nebeneinander dargestellt sind, können im Rahmen der Erfindung natürlich auch einzelne Einheiten oder Gruppennaus mehr als zwei Turbinen Verwendung finden. Sind zv/ei oder mehr Einheiten Seite an Seite miteinander verkoppelt, so ist es in der Tat möglich, die Pontons 2 vollständig zu eliminieren, oder zumindest ihre Anzahl zu verringern, da man durch die Parzellierung der Düsen eine angemessen anpassungsfähige Auftriebssteuerung zur Verfügung hat.If in Fig. 1 two flow turbine units according to the present Invention are shown side by side, can of course also individual units or within the scope of the invention Groups of more than two turbines are used. If two or more units are linked together side by side, so it is in fact possible to completely eliminate the pontoons 2, or at least to reduce their number, since one has an appropriately adaptable buoyancy control available through the parceling of the nozzles.

Beispielexample

Um das Leistungsvermögen der vorgeschlagenen Kraftmaschine anhand eines Beispiels zu illustrieren, werden nachstehend einige typische Abmessungen aufgelistet, die eine Einzelturbine bei Verwendung in einem Fluß von mindestens 30 m Tiefe und Breite haben würde. Der Mississippi hat in vielen Abschnitten eine solche Tiefe und ein Vielfaches dieser Breite.To illustrate the performance of the proposed engine by way of example, the following are described below lists some typical dimensions for a single turbine when used in a river at least 30 m deep and width would have. The Mississippi has such a depth and many times this width in many sections.

Hauptdüse: Main jet :

EinlaßdurchmesserInlet diameter 20 m20 m mm HalsteildurchmesserNeck part diameter 12,212.2 mm AuslaßdurchmesserOutlet diameter 14,614.6 mm Gesamtlängeoverall length 18.3
₇ό18.3
₇ ό Aufweitung des EndstücksExpansion of the end piece Länge des Endstücks, HalsLength of the tail, neck 8,58.5 mm teil bis Auslaßpart to outlet Aufweitung der AußenflächeExpansion of the outer surface 2,52.5 mm höchstensat most

Hilfsdüse: Einlaßdurchmesser 27,5 m Auxiliary nozzle: inlet diameter 27.5 m

HalsteildurchmesserNeck part diameter

(am Hauptauslaß) 20,8 m Auslaßdurchmesser 23,2 m Strudelflügel 65 - Höhe 1,5 m Gesamtlänge 21 Λ m Aufweitung des Endstücks 7° Länge des Endstücks, Halsteil bis Auslaß 12,2 m(at the main outlet) 20.8 m outlet diameter 23.2 m vortex wing 65 - height 1.5 m total length 21 Λ m expansion of the end piece 7 ° length of the end piece, neck part to outlet 12.2 m

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HOHO

Außenseite, konvergierenderOutside, converging

Abschnitt
Außenseite, aufgeweitetersection
Outside, widened

Abschnitt
Überlappungsbereich zwischensection
Overlap area between

der Haupt- und Hilfsdüse Schichtdicke beim Verlassenthe main and auxiliary jet Layer thickness when leaving

der Hauptdüsethe main jet

Hat der Fluß stromaufwärts eine Geschwindigkeit von 13 km/h, dann ist zu erwarten, daß den elektrischen Generatoren eine mechanische Leistung geliefert wird, die 7500 KVA äquivalent ist.If the river has a speed of 13 km / h upstream, then it is to be expected that the electric generators a mechanical power is supplied, which is equivalent to 7500 KVA.

26355292635529 ,3 m, 3 m 1818th mm 33 ,2 m, 2 m 99 ,7 m, 7 m 22

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Claims (1)

PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS C1.)Kraftmaschine zur Gewinnung von Energie aus einer Flußströmung, mit einer ersten Düse (Hauptdüse), deren Längsachse horizontal und parallel zur Richtung der Strömungsrichtung des Flusses verläuft, die ferner aus dem Hauptstrom der Flußströmung einen Teil sammelt, außerdem entlang ihrer Längsachse hintereinander ein Einlaßende, ein Halsteil, ein Endstück und ein Auslaßende hat, wobei das Einlaßende mit einem zu dem Halsteil und dann durch das Endstück zu dem Auslaßende führenden, durchgehenden Wassergang verbunden ist, und die in ihrem Halsteil in koaxialer Lage ein Laufrad mit axialem Eintritt trägt, mit dem ein mechanische Rotationsenergie zu einem äußeren Nutzorgan führendes Übertragerteil verbunden ist, dadurch gekennzeichnet , daß sich der Wassergang vom Halsteil (8) zum Auslaßteil (10) erweitert, derart, daß sich bei dem in der Hauptdüse (5) gesammelten Anteil der Flußströmung ab dessen Durchgang durch das Laufrad (14) der Querschnitt fortschreitend vergrößert, und daß die Außenseite (6) der Hauptdüse (5) derart erweitert und ausgeformt ist, daß sich bei Austritt des gesammelten Strömungsanteils aus dem Düsenauslaßende (10) eine diesen Anteil umgebende, divergent konisch verlaufende Hauptströmungsschicht ausbildet. C 1.) Power machine for generating energy from a river flow, with a first nozzle (main nozzle), the longitudinal axis of which runs horizontally and parallel to the direction of the flow direction of the river, which also collects part of the main flow of the river flow, also one behind the other along its longitudinal axis has an inlet end, a neck portion, an end piece and an outlet end, the inlet end being connected to a continuous water passage leading to the neck portion and then through the end piece to the outlet end, and which in its neck portion carries in a coaxial position an impeller with axial entry , with which a mechanical rotational energy is connected to an external useful organ leading transmission part, characterized in that the water passage widens from the neck part (8) to the outlet part (10), so that in the part of the river flow collected in the main nozzle (5) from its passage through the impeller (14) the cross-section increases progressively, and that the Au The outer side (6) of the main nozzle (5) is widened and shaped in such a way that when the collected flow portion emerges from the nozzle outlet end (10), a divergent conical main flow layer surrounding this portion is formed. 2. Kraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptdüse (5) auf ihrer Außenseite (6) eine Anzahl von sich in radialer Richtung erstreckenden Flügeln (63) trägt, die jeweils eine schraubenförmig gewundene Endkante (64) aufweisen, wobei der Drehsinn bei allen Flügelendkanten der gleiche ist.2. Engine according to claim 1, characterized in that the main nozzle (5) on its outside (6) has a number of wings (63) extending in the radial direction, each having a helically wound end edge (64), the direction of rotation being the same for all wing tip edges. 3. Kraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abfall-Schutzschirm (42) im Fluß oberhalb des Einlaßendes (9) der Hauptdüse (5) vorgesehen ist, daß der Abfall-Schutzschirm (42) eine konische Kabelanordnung mit3. Engine according to claim 1 or 2, characterized in that a waste protective screen (42) in the river above of the inlet end (9) of the main nozzle (5) is provided that the waste protective screen (42) has a conical cable arrangement 709817/0267709817/0267 ORJGiNAL INSPfCTEDORJGiNAL INSPfCTED horizontaler Längsachse enthält, wobei die Konusspitze an einem stromaufwärts gelegenen Ankerkabel (41) befestigt ist und die Konusbasis ein offenes Ende bildet, dessen Querschnitt mindestens so groß wie der des Einlaßendes der Plauptdüse ist und das an das Einlaßende angrenzt und an diesem befestigt ist«contains horizontal longitudinal axis, wherein the cone tip is attached to an upstream anchor cable (41) and the cone base defines an open end whose cross-section is at least as large as that of the inlet end of the plaupt nozzle and that adjoins and is attached to the inlet end " 4. Kraftmaschine nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß der Konus des Abfall-Schutzschirms (42) einen Winkel von etwa 30° einschließt.4. Engine according to claim 3> characterized in that the cone of the waste protective screen (42) has an angle of includes about 30 °. 5. Kraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hilfsdüse (60) vorgesehen ist, die einen Wassergang mit einem Einlaß, einem Halsteil und einem Auslaß hat, in koaxialer Lage zur Hauptdüse gehaltert ist und das Endstück der Hauptdüse (f?) teilweise überlappt und umgibt, wobei die Innenfläche der Hilfsdüse (Führungsteil des Wassergangs) von der Außenfläche der Hauptdüse distanziert ist und dadurch ein ringförmiger Wassergang für den Fluß der Hauptströmung längs der überlappten Außenfläche der Hauptdüse entsteht,5. Engine according to one of claims 1 to 4, characterized in that an auxiliary nozzle (60) is provided, which has a water passage with an inlet, a neck part and an outlet, supported in a coaxial position to the main nozzle and the end piece of the main nozzle (f?) partially overlaps and surrounds, the inner surface of the auxiliary nozzle (guide part of the water passage) being distanced from the outer surface of the main nozzle is and thereby an annular waterway for the flow of the main stream along the overlapped outer surface of the Main jet arises, 6. Kraftmaschine nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche der Hilfsdüse (60) mit einer Anzahl von DreiecksflugeIn (65) versehen ist, die von der Oberfläche aus nach außen weisen und als Teile wenigstens einer Schraube ausgebildet sind, wobei der Drehsinn aller Flügelschrauben der gleiche ist.6. Engine according to claim 5 »characterized in that the outer surface of the auxiliary nozzle (60) is provided with a number of triangular flutes (65) which point outward from the surface and are designed as parts of at least one screw, the direction of rotation of all Wing screws is the same. 7. Kraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in ihrer Betriebslage in einem Fluß7. Engine according to claim 1, characterized in that in its operating position in a river 1) die Maschine an einem stromaufwärts gelegenen Anker über ein Ankerkabel (41) und einen Abfall-Schutzschirm (42) festgebunden ist, daß der Abfall-Schutzschirm die Form einer konischen Anordnung von Kabeln (43, 44) mit horizontaler Längsachse hat, daß die Kabel (43» 44) sich wenig-1) the machine at an upstream anchor via an anchor cable (41) and a debris shield (42) is tied that the waste protection screen has the shape of a conical arrangement of cables (43, 44) with horizontal Longitudinal axis so that the cables (43 »44) move little 709817/0287709817/0287 stens über einen Teil der schrägen Länge der Anordnung von der Konusspitze zu einem die Basis der Anordnung bildenden offenen Ende erstrecken und daß das Ankerkabel den Anker mit der Spitze des Abfall-Schutzschirms verbin-at least over part of the inclined length of the arrangement extend from the cone tip to an open end forming the base of the assembly and that the anchor cable connect the anchor to the tip of the waste protection screen. HalterunqHolderunq det und die Schirmkabel jeweils zu einer längs des Umfangs des Hauptdüsen-Einlaßteils (9) führen; daßdet and the shield cables each lead to one along the circumference of the main nozzle inlet part (9); that 2) die Hauptdüse (5) einen Wassergang aufweist, der von dem Einlaßteil (9) zu einem Halsteil (8) mit geringerem Querschnitt konvergiert, daß das Halsteil (8) eine umlaufende Ausnehmung (30) enthält, daß sich der Wassergang vom Hals-, teil zu einem Auslaßende (10) hin aufweitet, dessen Abstand zum Halsteil mindestens halb so groß wie der Halsteildurchmesser ist, und daß der Aufweitungswinkel kleiner ist als 15°» vorzugsweise etwa 7°; daß2) the main nozzle (5) has a water passage from the inlet part (9) to a neck part (8) with a smaller cross-section converges that the neck part (8) contains a circumferential recess (30) that the water passage from the neck, part to an outlet end (10) widens, the distance to the neck part at least half as large as the neck part diameter is, and that the expansion angle is smaller than 15 ° »preferably about 7 °; that 3) die Maschine ein Laufrad (14) mit axialem Fluß enthält, das in koaxialer Lage in einer Wasserlagerung (Wasserlager 71, 72, 73) gehaltert ist, wobei die Wasserlagerung ihrer-3) the machine contains an impeller (14) with axial flow, which is held in a coaxial position in a water bearing (water bearing 71, 72, 73), the water bearing its- ' seits von Stützen (i6a) und Stützflügeln (i6b) im Wassergang des Halsteils (8) abgestützt ist, daß das Laufrad (14) mit Schrauben (29) versehen ist, die sich von einer Nabe (15) zu einem Abschlußring (17) erstrecken, welcher in der umlaufenden Ausnehmung (30) des Halsteils (8) angeordnet ist und gegen Wasserlager (27, 27a, 27b), die sich in Stromrichtung hinter dem Abschlußring befinden und Anschlag an ihm finden, gedreht werden kann, daß der Abschlußring (17) wenigstens eine Blockrollenausnehmung (21) an seiner Außenfläche hat und daß ein endloser Gurt (18) in dieser Ausnehmung läuft und durch nach oben gerichtete Kanäle (20) zu Blockrollen (I9a, 19b) mit variablem Durchmesser führt, die elektrische Generatoren (4a, 4b) antreiben; daßOn the part of supports (i6a) and support wings (i6b) in the waterway of the neck part (8) is supported that the impeller (14) is provided with screws (29) which extend from a hub (15) to an end ring (17) which in the circumferential recess (30) of the neck part (8) is arranged and against water bearings (27, 27a, 27b), which are in Direction of current are located behind the locking ring and find a stop on it, can be rotated that the locking ring (17) has at least one block roller recess (21) on its outer surface and that an endless belt (18) in this Recess runs and through upwardly directed channels (20) to block rollers (19a, 19b) of variable diameter leads that drive electrical generators (4a, 4b); that 4) die Außenfläche (Außenhaut 6) der Hauptdüse (5) koaxial zum Viassergang liegt, ein wasserdicht mit dem Einlaßende (9) des Wassergangs verbundenes Mundstück (Einlaßende) hat4) the outer surface (outer skin 6) of the main nozzle (5) is coaxial with the Viassergang, a watertight with the inlet end (9) mouthpiece (inlet end) connected to the water passage 709817/0267709817/0267 263552? V 263552? V und ein Auslaßende (12) aufweist,- das in ähnlicher Weise wasserdicht mit dem Auslaßende (10) des Wassergangs verbunden ist, wodurch zwischen dem Wassergang und der Außenhaut (6) eine wasserdichte Kammer gebildet ist; daßand having an outlet end (12) - similarly is connected watertight to the outlet end (10) of the waterway, whereby between the waterway and the outer skin (6) a waterproof chamber is formed; that 5) mit dem Abteil eine Pumpe (23) verbunden ist, mit der der Wasserinhalt der Kammer gesteuert werden kann, daß die Außenhaut (6) der Hauptdüse (5) eine glatt gekrümmte Oberfläche hat, die sich nahe dem Auslaßende (12) in einem Winkel erweitert, der dem Aufv/eitungs winkel des Wassergangs ähnlich ist, daß von der Außenhaut (6) eine Anzahl von Stützflügeln (63) radial nach außen erstreckt sind, daß jeder dieser Stützflügel (63) mit einer an der Hinterkante drehbar befestigten Klappe nach Art eines Querruders versehen ist und ein Steuerorgan zum Verstellen des Anstellwinkels dieser Klappe vorgesehen ist; daß5) a pump (23) is connected to the compartment, with which the water content of the chamber can be controlled that the Outer skin (6) of the main nozzle (5) has a smoothly curved surface, which near the outlet end (12) in one Widened angle that corresponds to the angle of spread of the water passage It is similar that a number of support wings of the outer skin (6) (63) are extended radially outward so that each of these support wings (63) can be rotated with one at the rear edge attached flap is provided in the manner of an aileron and a control member for adjusting the angle of attack this flap is provided; that 6) eine Hilfsdüse (60) außen auf die Stützflügel (63) montiert ist, und zwar in koaxialer Lage zur Hauptdüse (5) und in teilweiser Überlappung mit dem Auslaßende (12) der Außenhaut (6) der Hauptdüse (5), daß die Hilfsdüse (60) ein Einlaßende, ein Halsteil und ein Auslaßende hat und zusammen mit dem von ihr überlappten Abschnitt der Hauptdüse (5) einen ringförmigen Wassergang zwischen sich und der Hauptdüse bildet, daß der Querschnitt des ringförmigen Wassergangs am Einlaßende größer ist als am Halsteil, wobei das Verhältnis der beiden Querschnitte zwischen 1:1 und 3i1 liegt, und daß sich' der Wassergang vom Halsteil zum Entladungsende hin nach außen mit einem Winkel erweitert, der dem Ausweitungswinkel des Wassergangs in der Hauptdüse (5) entspricht; daß 6) an auxiliary nozzle (60) mounted on the outside of the support wing (63) is in a coaxial position to the main nozzle (5) and in partial overlap with the outlet end (12) of the outer skin (6) the main nozzle (5) that the auxiliary nozzle (60) has an inlet end, a neck portion and an outlet end and together with the section of the main nozzle (5) that is overlapped by it forms an annular water passage between itself and the main nozzle, that the cross-section of the annular water passage at the inlet end is larger than at the neck part, the ratio of the two cross-sections is between 1: 1 and 3i1, and that the water passage from the neck part to the end of the discharge expanded outwards at an angle which corresponds to the expansion angle of the water passage in the main nozzle (5); that 7) die Außenhaut (6) der Hilfsdüse (60) wasserdicht mit dem Einlaßende und dem Auslaßende der Hilfsdüse verbunden ist und dazwischen eine wasserdichte Kammer bildet, daß mit dieser Kammer eine Pumpe (23) verbunden ist, die ihren Wasserinhalt steuert, daß die Außenhaut der Hilfsdüse (60) vom Einlaßende zum Auslaßende hin glatt verläuft und sich wenigstens in der Nähe des Auslaßendes aufweitet, und zwar7) the outer skin (6) of the auxiliary nozzle (60) is connected in a watertight manner to the inlet end and the outlet end of the auxiliary nozzle and therebetween a watertight chamber forms that with this chamber a pump (23) is connected to their Water content controls that the outer skin of the auxiliary nozzle (60) runs smoothly from the inlet end to the outlet end at least in the vicinity of the outlet end, namely 701817/0267701817/0267 ifif mit einem Aufweitungs winkel, der'dem Auf we itungs winkel des benachbarten Wassergangs ähnlich ist; und daß 8) die Hilfsdüse (60) an ihrem Auslaßende eine Anzahl von blumenblattförmigen Klappen (66) enthält, die an dem Auslaßende drehbar befestigt sind und ein Steuerorgan (70a, 70b) zur Einstellung eines erwünschten Aufweitungsgrades enthalten, und daß die Hilfsdüse (60) nahe ihrem Einlaßende auf ihrer Außenhaut eine Anzahl von Dreiecksflügeln (65) trägt, die radial nach außen weisen und verkantet sind und/oder derart verdrillt sind, daß sie einen Teil wenigstens einer Schraubenwindung längs der Außenhaut bilden.with an expansion angle called the expansion angle of the neighboring waterway is similar; and that 8) the auxiliary nozzle (60) at its outlet end has a number of includes petal-shaped flaps (66) rotatably attached to the outlet end and a control member (70a, 70b) for setting a desired degree of expansion included, and that the auxiliary nozzle (60) near its inlet end on its outer skin a number of triangular wings (65) carries, which point radially outward and are canted and / or are twisted such that they are at least a part form a screw turn along the outer skin. 8_e Kraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (14) an seinem Außenumfang einen Abschlußring (17) trägt, daß das Halsteil (8) des Wassergangs eine den Abschlußring (17) aufnehmende, umlaufende Ausnehmung (30) enthält und daß der Abschlußring (17) in der Ausnehmung drehbar auf Radialdruck- und Axialdrucklagern, die sich ebenfalls in der Ausnehmung befinden, abgestützt ist.8 _e engine according to one of claims 1 to 7, characterized in that the impeller (14) carries a closing ring (17) on its outer circumference, that the neck part (8) of the waterway has a circumferential recess (30) which receives the closing ring (17) ) and that the closing ring (17) is rotatably supported in the recess on radial pressure and axial thrust bearings, which are also located in the recess. 9. Kraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager Wasserlager (27, 27a, 27b) sind und während des Betriebes mit einem Druckwasserschmiermittel versorgt werden.9. Engine according to claim 8, characterized in that the bearings are water bearings (27, 27a, 27b) and during the Be supplied with a pressurized water lubricant during operation. 10. Kraftmaschine nach den Ansprüchen 3, 5 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des von dem Abfall-Schutzschirm (42) gebildeten Konus ein offenes Ende bildet, das einen mindestens so großen Querschnitt wie das Eingangsende der Hilfsdüse (60) hat, dem Einlaßende benachbart ist und an diesem befestigt ist.10. Engine according to claims 3, 5 and 8, characterized in that the base of the waste protective screen (42) formed cone forms an open end which has a cross section at least as large as the inlet end of the auxiliary nozzle (60) adjacent to and attached to the inlet end. 11. Kraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei vorhandenem Abfall-Schutzschirm (42) sich einige der Schirmkabel (43) über die volle Länge der Anordnung von der Konusspitze bis zur Konusbasis erstrekken, während sich andere Kabel (44), ausgehend von der Konus-11. Engine according to one of claims 1 to 10, characterized in that when there is a waste protective screen (42) some of the shield cables (43) extend over the full length of the arrangement from the cone tip to the cone base, while other cables (44), starting from the conical 709817/0267709817/0267 basis, nur über einen Teil dieser Länge erstrecken und an ihren stromaufvmrtigen Enden an den benachbarten Kabeln (43) klemmend befestigt sind.base, extend only over part of this length and at their upstream ends to the adjacent cables (43) are clamped attached. 12. Laufrad für eine Kraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß das Rad so befestigt werden kann, daß es sich um eine im wesentlichen horizontale Achse konzentrisch innerhalb des-Halsteils (8) der Düse (5) drehen kann, daß das Halsteil (8) eine konzentrische, umlaufende Ausnehmung (30) enthält, daß das Rad (14) einen Abschlußring (17) und eine Anzahl von Turbinenschaufeln (29) aufweist, die sich von der Achse zum Abschlußring (17) hin erstrecken, daß der Abschlußring (17) innerhalb der Ausnehmung (30) angeordnet ist und hierin drehbar auf Radialdruck- und Axialdrucklagern gelagert ist, daß jede Turbinenschaufel (29) in einer Ebene durch das Blatt und die Radachse ein Profil hat, das in Richtung der Strömungsbewegung in einer Form durchgebogen ist, die wenigstens einen Teil eines Bogens annähert, wobei die Symmetrieachse dieses Bogens parallel zur Radachse und innerhalb des Durchmessers des Abschlußringes (17) liegt.12. impeller for an engine according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the Wheel can be mounted so that it is about a substantially horizontal axis concentrically within the neck portion (8) the nozzle (5) can rotate so that the neck part (8) has a concentric, circumferential recess (30) that the wheel (14) has an end ring (17) and a number of turbine blades (29) which extend from the axis to the end ring (17) that the end ring (17) within the Recess (30) is arranged and is rotatably mounted therein on radial pressure and axial pressure bearings that each turbine blade (29) has a profile in a plane through the blade and the wheel axle, which in the direction of the flow movement in is bent in a shape which approximates at least part of an arc, the axis of symmetry of this arc being parallel to the wheel axis and within the diameter of the end ring (17). 13· Laufrad nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Symmetrieachse der Bogenform zwischen der Radachse und dem Abschlußring (17) am Befestigungspunkt der Schaufel (19) liegt.13. Impeller according to claim 12, characterized in that the axis of symmetry of the arc shape lies between the wheel axis and the end ring (17) at the attachment point of the blade (19). 14. Laufrad nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Symmetrieachse der Bogenform mit der Radachse zusammenfällt, 14. Impeller according to claim 12, characterized in that the axis of symmetry of the arc shape coincides with the wheel axis, 15. Laufrad nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jede Turbinenschaufel (29) nicht nur in Richtung des Wasserflusses sondern auch in Drehrichtung des Laufrades (14) in eine Bogenform gekrümmt ist.15. Impeller according to claim 12, characterized in that each turbine blade (29) not only in the direction of the water flow but is also curved into an arc shape in the direction of rotation of the impeller (14). 709817/0267709817/0267