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.Impeller for high-speed outer radial turbines The impeller blades of the known high-speed outer radial turbines have so far been shaped in such a way that the water jet on its way through the blades from the radial - completely or at least for the most part - is deflected into the axial direction. This results in an intricate, spatially curved blade shape, which also requires a large wheel height, which is often twice the stator height. Disadvantages (the lighter design is particularly a large blade shape and a correspondingly long and complicated waterway, properties that contribute significantly to the reduction in efficiency. In order to avoid these deficiencies, it has recently been suggested to return to simply curved blades and their width A corresponding increase in their number to keep them as small as possible in the radial direction, so that the result is a narrow blade ring, the height of which should not be larger than that of the stator by more than twice the rim width larger than the suction pipe diameter, if one does not want to increase the drainage speed in the suction pipe to a damaging height.
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
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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.At; The impeller design described below now avoids the disadvantages of the two aforementioned types without sacrificing their advantages. With a simple blade shape, the new impeller has a diameter equal to that of the suction pipe and yet only a height equal to that of the stator. Such a wheel is shown in Fig. I and: 2, while Figs. 4 to 6 show the basic shape of a shovel on a larger scale. The blade distance from each other is usually dimensioned such that in accordance with Fig. I leading and trailing edges of two adjacent blades on the straight extension c of the water inlet direction C are such that the pressure sides of the blades are exposed completely and directly to the water pressure. In the case of turbines with stator vane regulation and therefore variable inlet direction, the position selected for C is that at which the highest efficiency is to be achieved.
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.The main part a of the blades is simple and slightly curved, and the rest of the part b facing the suction pipe side is brought up to the outer wheel circumference and as far as the lower end of the leading edge i k of the blade located behind in the direction of rotation. This results in the free cross-section f for the passage of water, which, apart from the upper termination by the wheel disc 1, is limited by the straight entry edge i k and the bent exit edge a b and thus receives a peculiar shape in that it narrows downwards and usually ends in a point.
,#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., # ibb -3 shows a section of solid lines - through a shovel, according to which, deviating from the basic shape, part b is not a straight line, but a curve. forms, while a straight and parallel to the leading edge 1 remains k. Instead, a and b can also be combined to form a continuous curve, as shown by the dotted line o in Fig. 3.
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.The effect of this impeller is based for the most part or even entirely on the static pressure corresponding to the total gradient, which is exerted in the direction of arrow P on the full pressure surface of the blade. If the absolute inlet velocity C and the absolute exit velocity c of equal size, then finds no speed change, so no force effect instead, so that the power is produced solely by the samtgefälle the overall corresponding static water pressure. It is as if the water flowing in the direction of the arrow P presses on the blades like on a piston, the force of which is transmitted by a crank from the lever arm r to the wheel axle. This mode of operation ensures a favorable efficiency even at high revolutions, as well as the highest achievable degree of efficiency with any number of revolutions.
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.In conclusion, the advantages associated with the use of this wheel compared to the common well-known n-'teti : remarks that come into question here may be briefly summarized, i. Opposite the Francis turbines.
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.The shovels are small and simple in shape, so the absolute waterway is also short and easy. A high percentage or all of the performance is provided by static pressure. The number of revolutions and the efficiency # ad of the propeller turbines are achieved, especially because the ratio of inlet speed and peripheral speed (C : U) is similar to that of the propeller turbine. 2. Opposite the propeller turbines. The high axial thrust is eliminated. The turbine can be arranged vertically or horizontally and is applicable not only for low slopes, but for every slope, since, contrary to the mode of operation of the propeller turbine, the circumferential speed of the blade edge entering is the same in all points. The slat is also the case at the exiting edge of the blade part a, while the peripheral speed of the edge b increases up to that of the leading edge 1 k .