DE466300C - Laufrad fuer schnellaufende aeussere Radialturbinen - Google Patents

Description

• Laufrad für schellaufende äußere Radialturbinen Die Laufradschaufeln der bekannten schnellaufenden äußeren Radialturbinen werden bislang so geformt, daß der Wasserstrahl auf seinem Wege durch die Schaufelung aus der radialen - gänzlich oder doch zum größten Teil - in, die axiale Richtung umgelenkt wird. Hierdurch ergibt sich eine verwickelte, räumlich gekrümmte Schaufelform, die zudem eine große Radhöhe bedingt, welche oft das Doppelte der Leitradhöhe beträgt. Nachteile (lieser Bauart sind insbesondere eine große Schaufelfliche sowie ein entsprechend langer und komplizierter Wasserweg, Eigenschaften, die nicht unwesentlich zur Verminderung des Wirkungsgrades beitragen. Um diese Mängel zu vermeiden, ist in neuerer Zeit vorgeschlagen, zu einfach gebogenen Schaufeln zurückzukehren und ihre Breite, bei entsprechender Vergrößerung ihrer Anzahl, in radialer Richtung möglichst klein zu halten, so daß sich ein schmaler Schaufelkranz ergibt, dessen Höhe nicht größer als die des Leitrades bemessen werden soll. Ein solches Laufrad muß aber einen Schaufelboden erhalten und fällt deshalb gegenüber den gebriuchlichen Rädern im Durchmesser um mehr als die doppelte Kranzbreite größer aus als der Saugrohrdurchmesser, wenn man die Ablaufgeschwindigkeit im Saugrohr nicht zu schädlicher Höhe steigern will. Eine große Schaufelzahl ist zudem für den Wirkungsgrad von keinem günstigen Einfluß.
• Bei; der im nachfolgenden beschriebenen Laufra-dausführung werden nun die Nachteile der beiden vorgenannten Bauarten ohne Preisgabe ihrer Vorteile vermieden. Das neue Laufrad erhält bei einfacher Schaufelforrn einen Durchmesser gleich dem des Saugrohres und trotzdem nur eine Höhe gleich der des Leitrades. Ein solches Rad ist iii Abb. i und :2 dargestellt, während die Abb. 4 bis 6 die Grundform einer Schaufel in größerem Maßstabe zeigen. Die Schaufelentfernung voneinander ist gewöhnlich so bemessen, daß gemäß Abb. i Eintritts- und Austrittskante zweier benachbarter Schaufeln auf der geraden Verlängerung c der Wassereintrittsrichtung C liegen, so daß die Druckseiten der Schaufeln gänzlich und unmittelbar dem Wasserdruck ausgesetzt sind. Bei Turbinen mit Leitraddrehschaufelregulierung und deshalb veränderlicher Eintrittsrichtung wird für C diejenige Lage gewählt, bei der der höchste Wirkungsgrad erzielt werden soll.
• Die Schaufeln sind in ihrem Hauptteil a einfach und schwach gekrümmt, im übrigen in dem nach der Saugrohrseite hin gelegenen Teil b an den äußeren Radumfang und bis an das untere Ende der Eintrittskante i k der im Drehsinn zurückliegenden Schaufel herangeführt. Für den Wasserdurchtritt ergibt sich hierdurch der freie Querschnittf, der, abgesehen von dem oberen Abschluß durch die Radscheibe 1, von der geraden Eintrittskante i k und der geknickten Austrittskantea b begrenzt wird und dadurch eine eigenartige Form erhält, indem er sich nach unten hin verengt und gewöhnlich in eine Spitze ausläuft.
• ,#ibb -3 zeigt einen Schnitt voll ausgezogene Linien - durch eine Schaufel, nach welchem, abweichend von der Grundform, der Teil b nicht eine Gerade, sondern eine Kurve. bildet, während a gerade und parallel liegend zur Eintrittskante 1 k verbleibt. Statt dessen können auch a und b zu einer stetig verlaufenden Kurve zusammengefaßt werden, wie in Abb. 3 die punktierte Linie o zeigt.
• Die Wirkung dieses Laufrades beruht zum weitaus größten Teil oder auch gänzlich auf dem dem Gesamtgefälle entsprechenden statischen Druck, der in der Pfeilrichtung P auf die volle Druckfläche der Schaufel ausgeübt wird. Werden die absolute Eintrittsgeschwindigkeit C und die absolute Austrittsgeschwindigkeit c gleich groß bemessen, dann findet keine Geschwindigkeitsänderung, also auch keine dynamische Kraftwirkung statt, so daß die Leistung allein durch den dem Ge- samtgefälle entsprechenden statischenWasserdruck hervorgebracht wird. Es ist, als ob das in der Pfeilrichtung P strömende Wasser auf den Schaufeln wie auf einem Kolben drückt, dessen Kraft durch eine Kurbel vom Hebelarm r auf die Radachse übertragenwird. Diese Arbeitsweise gewährleistet auch bei hohen Umdrehungen eine günstige Wir-1.:ung, wie überhaupt bei jeder Umdrehungszahl den höchsten erreichbaren Wirkungsgrad.
• Zum Schluß mögen die mit der Anwendung dieses Rades verbundenen Vorteile gegenüber deri hier in Frage kommenden gebräuchlichen bekan n-'teti : Ausführungen kurz zusammengefaßt werden, i. Gegenüber den Francisturbinen.
• Die Schaufeln sind klein und von einfacher Form, dementsprechend ist auch der absolute Wasserweg kurz und einfach. Die Leistung wird durch einen hohen Prozentsatz oder gänzlich durch statischen Druck herbeigeführt. Die Umdrehungszahl und der Wirkungsg.#ad der Propellerturbinen werden erreicht, besonders weil das Verhältnis von Eintritt.8- und Umfangsgeschwindigkeit (C : U) ähnlich liegt wie bei der Propellerturbine. 2. Gegenüber den Propellerturbinen. Der hohe Axialschub kommt in Fortfall. Die Turbine kann stehend und liegend angeordnet werden und'ist nicht nur für niedrige Gefälle, sondern für jedes Gefälle anwendbar, da entgegen der Wirkungsweise derPropellerturbine die Umfangsgeschwindigkeit der eintretenden Schaufelkante in allen Punkten die gleiche ist. Dasselke ist auch an der austretenden Kante beim Schaufelteil a der Fall, während die Umfangsgeschwindigkeit der Kante b bis auf die der Eintrittskante 1 k zunimmt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCII: Laufrad für schnellaufende äußere Radialturbinen, im Durchmesser gleich oder annähernd gleich dem des Saugrohres und in der Breite gleich der des Leitrades, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Ein- und Austrittskanten (i k a b, o) der sich nicht üb#erdeckenden Schaufeln begrenzten Wasserdurchtrittsöffnungen (f) sich nach der Saugrohrseite hin verengen, indem der-nach dieser Seite hin gelegene Schaufelteil (b, o) an den äußeren Radumfang und bis an das untere Ende der Eintrittskante (i k) der im Drehsinn zurückliegenden Schaufel -herangeführt ist.