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Vorrichtung zum Bremsen von Turbinen Es sind Vorrichtungen zum Bremsen
von Turbinen u. dgl. bekannt. Bei Freistrahltuxbinen werden zu diesem Zwecke Bremsdüsen
angeordnet, die Wasser in umgekehrter Richtung, als es die Betriebsdüsen tun, gegen
das Laufrad spritzen, oder es wird ein besonderes Bremsrad mit dem Betriebsrad entgegengesetzter
Drehrichtung vorgesehen. Bei überdruckturbinen mit beweglichen Leitschaufeln ist
vorgeschlagen worden, die Leitschaufeln so einzustellen, daß, das Wasser in umgekehrter
Richtung als im Betrieb in die Turbine fließt und auf diese Weise dem Laufrad auch
ein umgekehrtes Drehmoment erteilt.
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Bei den bekannten Vorrichtungen muß die Bremseinrichtung von Hand
ausgeschaltet werden - in diesem Falle ist eine überwachung notwendig -, oder sie
wird selbsttätig ,ausgeschaltet entweder bei völligem Stillstand der Turbine oder
unmittelbar vorher oder aber nachdem die Rückwärtsbewegung der Turbine begonnen
hat. Im ersteren Fall ist die Wirkung in Frage gestellt, da die Ausschaltung zu
spät erfolgt, im zweiten Fall bringt der Rückwärtslauf der Turbine Unzuträglichkeiten,
z. B. Beschädigung des Spurlagers, mit sieh.
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Die Erfindung 'hat den Zweck, diese Unzuträglichkeiten zu beseitigen,
indem sie verhindert, daß, die Turbine unter dem Einflusse des Bremswassers die
entgegengesletzte Drehrichtung erlangt, und geht von der bekannten Einrichtung aus,
daß in das Regel-ungsgestänge der Bremseinrichtung ein von der Drehzahl der Turbine
beeinflußtes Glied .eingeschaltet ist, das bei Sinken der Drehzahl unter einen festgesetzten
Wert die Bremseinrichtung auf geringere Leistung einstellt oder abschaltet.
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Sie besteht darin, daß zur Verstellung des Regelungsgestänges der
Bremseinrichtung ein Differentialgetriebe dient, dessen erste Welle von der Turbine,
dessen zweite Welle von einem Motor konstanter Drehzahl angetrieben wird. Die Drehzahl
und Drehrichtung dieses Motors oder ihre Übersetzung wird so gewählt, daß die von
ihm angetriebene Welle des Differentialgetriebes diejenige Drehzahl erhält, bei
der die Bremseinrichtung abgeschaltet werden soll. Zwischen Differentialgetriebe
und RegelungsgeStänge der Bremseinrichtung wird dabei zweckmäßig eine Reibungskupplung
eingeschaltet. Das dauernde Mitlaufen dieser Kupplung und ihre Enuärmung kann dadurch
verhindert werden, daß zwischen sie und das Regelungsgestänge ein Gesperre eingeschaltet
ist, das nur den Antrieb der Regelung im Sinne der Abschaltung der Bremseinrichtung
zuläßt.
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In den Zeichnungen sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht,
und zwar zeigt Abb. i die Einrichtung für die Steuerung einer Freistrahl-Bremsturbine,
Abb. ? die Steuerung der Leitschaufeln einer Francisturbine mit Handregelung, Ahb..3
die gleiche Steuerung mit einem Öldruckgeschwindigkeitsregler.
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In Abb. i bedeutet i das Freistrahlturbinen-
Laufrad,
das auf der Welle 2 sitzt. Es wird durch die Düse 3 beaufschlagt, der das Wasser
durch die Rohrleitung q. zuströmt. In dieser sitzt der Absperrschieber 5. Zur Verstellung
(öffnen und Schließen) des Schiebers dient der Handhebel 6.
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Von der Turbinenwelle 2 aus wird mittels der Riemenscheiben 7 und
8 und des l@iemens 9 die Welle io des Differentialgetrifehes i i angetrieben. Auf
die zweite Welle 12 dieses Getriebes treibt der Motor 13 mittels des zwischengeschalteten
übersetzungsgetriebies 1q.. Das mit dem Gehäuse des Differentialgetriebes umlaufende
Zahnrad 15 treibt auf das Zahnrad 16, das auf der Welle 17. sitzt. Diese Welle trägt
den Innenteil 18 des Gesperrtes, dessen Außenteil i9 durch die Stange 20
mit dem Handhebel 6 verbunden ist. In,die;Welle 17 ist außerdem die Reibungslcupplfung
21 eingeschaltet.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende Soll die Bremsturbine
in Tätigkeit treten, dann wird mittels des Handhebels 6 der Absperrschieber 5 geöffnet,
und das Wasser strömt aus der Düse 3 auf das Laufrad i. Da das so hervorgebrachte
Drehmoment entgegengesetzt dem Drehmoment der mit der Bremsturbine gekuppelten Kraftmaschine
ist, wird sich die Umdrehungszahl der Kraftmaschine verringern. Der Einfachheit
halbier sei angenommen, daß die Riemenübertra-; gung 7, 8, 9 eine Übersetzung i
: i hat, so daß sieh die Welle io mit der gleichen Drehzahl. wie die Welle 2 bewegt.
Die Welle 12 dreht sich, vom Motor 13 angetrieben, mit einer sehr niedrigen Drehzahl,
etwa 2 Uml./min. Solange die Drehzahl der Welle io diejenige der Welle 12 übersteigt,
wird die Welle 17 in einem solchen Sinne angetrieben, daß, sich der Innenteil des
Gesperres mitdreht, während der Außenteil .stillsteht. Sobald die Drehzahl der Welle
io unter die Drehzahl der Welle 12 sinkt, kehrt sich die Drehrichtung der Welle
17 um, das Gdsperne rückt ein, und auch der Außenteil i9 wird in der nun entgegengesetzten
Drehrichtung mitgenommen. Infolgedessen wird durch die Stange 2o der Handhebel 6
nach rechts gelegt und somit der Absperrschieber 5 geschlossen.
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In der Abb. 2 bedeutet 22 das Laufrad einer Francisturbine, 23 ihre
Leitschaufeln, 24 den Regelring, der von der Regelwelpe 25 aus mittels der Regelstangen
26 gedreht wird. Die Verstellung der Regelwelle wird durch. den Handhebel 6 hervorgebracht,
der in derselben Weise, wie in Abb. i gezeichnet, von dem Gesperre beeinflußt wird.
Die übrigen Bezugsziffern haben dieselbe Bedeutung wie in Abb. i.
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In der gezeichneten Stellung sind die Leitschaufeln durch. das Nach-Iinks-Legen
des Handhebels in -eine solche Stellung gebracht worden, daß das Wasser in bremsendem
Sinne in die Turbine eintritt. Wird beim Heruntergehen der Drehzahl der Handhebel
6 durch die Stange 2o nach rechts gedrückt, dann schließen sich die Leitschaufeln,
so daß kein Bremswasser mehr in die Turbine eintritt.
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Abb. 3 zeigt eine Ausführung, bei der die Regelwelle der Turbine nicht
unmittelbar von dem Handhebel 6 betätigt wird, sondern dieser nur reit dem Steuerstift
27, des Steuerventils 28 eines hydraulischen Servomotors 29 in Verbindung steht.
Das Steuerventil. wird im gewöhnlichen Betrieb von einem nicht gezeichneten Fliehkraftregler
beeih: fiußt. Wird in der aus der Abbildung ersichtlichen Art die Leitradregelung
mittels des Handhebels 6 auf »Bremsen« gestellt, dann tritt wiederum die gezeichnete
Vorrichtung, in der die Ziffern die gleiche Bedeutung wie in Abb. 2 haben, in Wirksamkeit,
um bei Absinken der Drehzahl der Turbine rechtzeitig die Leitschaufel zu schließen.