DE490949C - Electric turbine with storage hopper - Google Patents

Description

Stromturbine mit Stautrichter Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Stromturbine mit Stautrichter, bei welcher das Wasser bei seiner Führung zu der Turbine keine Richtungsänderung erhält, sondern erst in derr Turbine selbst eine Ablenkung von der axialen in die radiale Richtung erfährt. Das Wesen der Erfindung bilden zwei in einem doppeltrichterförmigen Gehäuse angeordnete Schaufelsysteme von besonderer Bauart. Beide Systeme bestehen aus länglichen Schaufeln. Das eine Schaufelsystem, das innere, ist feststehend, während das andere, das vorige außerhalb umgebende und mit diesem konzentrisch bzw. konaxial angeordnete, durch das durch die Turbine strömende Wasser in Drehung versetzt wird. Die Schaufeln des feststehenden Systems bzw. Rades sind derart ausgebildet, daß sie das Wasser geteilt und gegen die Stromrichtung abgelenkt den Schaufeln des äußeren Rades zuführen, an welchem dann die Energie des strömendem Wassers zur Wirkung gelangt.The present invention relates to a power turbine with a storage funnel, in which the water in its guidance to the turbine does not receive any change of direction, but only in the turbine itself undergoes a deflection from the axial to the radial direction. The essence of the invention form two blade systems arranged in a double funnel-shaped housing of special design. Both systems consist of elongated blades. The one The blade system, the inner one, is fixed, while the other, the previous one, is outside surrounding and arranged concentrically or conaxially with this, through the the turbine flowing water is set in rotation. The blades of the stationary System or wheel are designed so that they split the water and against the direction of flow deflected to feed the blades of the outer wheel on which then the energy of the flowing water takes effect.

In der beiliegenden Zeichnung ist beispielsweise eine Ausführungsform einer gemäß der Erfindung konstruierten Turbine mit Stautrichter in Abb. i in senkrechtem Längsschnitt mit Veranschaulichung der Gesamtanordnung dargestellt, während Abb. a bis 6 Einzelheiten der drehbaren Turbinenteile darstellen. Gemäß der Erfindung wird die neue Stromturbine im Strombett des Flußwassers eingebaut, und zwar derart, daß die arb@eitendem Teile der Turbine vollkommen unter dem Wasserspiegel liegen. Die Anordnung kann aber auch im Körper von Schleppschiffen oder zwischen zwei Schleppern ausgeführt werden. -Bei Anordnungen im Schleppschiff muß natürlich dafür gesorgt werden, daß das Flußwasser in dasselbe vorn ein- und hinten austreten kann.In the accompanying drawing is an example of an embodiment a turbine constructed according to the invention with a storage hopper in Fig. i in vertical Longitudinal section showing the overall arrangement, while Fig. a to 6 show details of the rotating turbine parts. According to the invention the new power turbine is installed in the river bed of the river water in such a way that that the working parts of the turbine are completely below the water level. The arrangement can also be in the body of tugs or between two tugs are executed. - With arrangements in the tug, this must of course be taken care of that the river water can enter the same front and back.

Beim dargestellten Beispiel ist die Vorrichtung auf den Grund i des Flusses versenkt und in ein Gestell a aus Holz oder Eisen eingebaut, in welches das in Pfeilrichtung 3 strömende Wasser durch entsprechende Durchbrechungen ungehindert mit seiner vollen Kraft eintreten und aus welchem das Wasser nach voller Verwertung seiner lebendigen Kraft frei austreten kann. Zwecks Sicherung der Lage des Gestelles a sind üi beliebiger Anzahl und an entsprechenden Stellen äsen ¢ angebracht, mit welchen das eine Ende von Säulen oder Ketten 5 verbunden ist, deren anderes Ende zu am Ufer angebrachten Trommelhebevorrichtungen geführt ist.In the example shown, the device is on the ground i des Sunk into the river and built into a frame made of wood or iron, in which the water flowing in the direction of arrow 3 unhindered through appropriate openings enter with full force and from which the water after full utilization his living power can freely emerge. To secure the position of the frame a are attached to any number and at the appropriate places, with to which one end of columns or chains 5 is connected, the other end of which is led to drum lifting devices attached to the bank.

Am Gestell liegen vor der Eintrittsöffnung des Wassers in Spitzen auslaufende Eisbrecher- und Ablenkbalken 7 aus Holz oder Eisen, welche in der Querrichtung des Stromes in je nach Bedarf gewählter Anzahl angeordnet werden. Diese Balkenkonstruktionen ; verhindern das Eintreten n durch das Wasser mitgenommenen größeren festen Körpezn in die Turbine oder das Anschlagen von Eistafeln bei Winterzeit gegen die Konstruktion. Am oberen Ende sind die Balkenkonstruktionen 7 an der äußeren Wand des Gestelles 2 gelenkig befestigt, und unten besitzen sie äsen 8, in welchen das eine Ende von Seilen oder Ketten 9 befestigt ist. Das andere Ende der letzteren läuft durch entsprechende Rollen zu Trommelhebevorrichtungen i i, welche auf den Seitenwänden eines über dem Gestell e gebauten Häuschens io montiert sind. Durch entsprechendes Drehen der Hebevorrichtungen können die Balkenkonstruktionen y um ihre obere Kante der Drehachse verdreht und dadurch aus dem Wasser gehoben werden, um von angesammeltem Laubwerk, Verunreinigungen usw. gereinigt zu werden.On the frame there are tips in front of the inlet opening for the water outgoing icebreaker and deflector beams 7 made of wood or iron, which in the transverse direction of electricity in a number selected as required to be ordered. These beam constructions; prevent entry n carried away by the water larger solid grains in the turbine or the posting of ice boards in winter time against the construction. At the upper end, the beam structures 7 are on the outer Wall of the frame 2 articulated, and below they have 8 äsen in which one end of ropes or chains 9 is attached. The other end of the latter runs through appropriate rollers to drum lifting devices i i, which on the Side walls of a house built above the frame e are mounted. By corresponding turning of the lifting devices can turn the beam structures y their upper edge of the axis of rotation is twisted and thereby lifted out of the water, to be cleaned of accumulated foliage, debris, etc.

Hinter der in der Stromrichtung vorderen Wand des Gestelles ist eine in entsprechenden Seitenwänden des Gestelles und des Häuschens geführte, sich a-qf die ganze Breite des Gestelles 2 erstreckende Entleerungs- und Regulierschleuse heb- und senkbar angebracht, bei deren vollkommen gesenkter Lage ein Zutritt des Wassers zu der Vorrichtung verhindert wird, d. h. die Schleuse wirkt in dieser Lage entleerend. Hingegen läßt die Schleuse in gehobener Stellung den Zutritt des Flußwassers zu dem unten beschriebenen Stauschacht zu, wobei sie im Maße ihrer Hebung die Menge des eintretenden Wassers regelt.Behind the front wall of the frame in the direction of flow is a guided in corresponding side walls of the frame and the house, a-qf the entire width of the frame 2 extending emptying and regulating sluice can be raised and lowered, and in their completely lowered position, the Water to the device is prevented, d. H. the lock works in this position emptying. On the other hand, the lock allows the river water to enter when it is raised to the storage shaft described below, increasing the amount in proportion to their uplift of the entering water.

Hinter der Schleuse 12 liegen zwei heb-und senkbare Filterschleusen 13, 14. in gleicher Anordnung wie die Schleuse 12; die. Schleusen 13, 1 4. sind gitterartig ausgeführt und bewirken ein Filtrieren des durch die Schleuse 12 strömelnden Wassers, bevor es in den Stauschacht eintritt, damit Steiinstücke, Kies usw. nicht zu der Turbine gelangen können. Die Schleusen 13, 14 sind gewöhnlich in gesenkter Lage und werden nur zwecks Reinigung gehoben.Behind the lock 12 are two liftable and lowerable filter locks 13, 14 in the same arrangement as the lock 12; the. Locks 13, 1 4th are Designed like a grid and cause a filtration of the flowing through the lock 12 Water before it enters the manhole so that pieces of stone, gravel etc. do not can get to the turbine. The locks 13, 14 are usually in a lowered position Location and are only lifted for the purpose of cleaning.

Hinter den Schleusen 13, 14 liegt der Stauschacht 15. Er ist unten durch den Boden des Gestelles auf vier Seiten durch gegenüberliegende Wände des Gestelles 2 und durch die Schleusen 13, 14 sowie durch eine Querwand 16 des Gestelles begrenzt. Das in den durch diese Wände gebildeten Raum eintretende Flußwasser staut sich zufolge seiner natürlichen Strömung, bevor es aus diesem Raum der Turbine zufließt. Auf der dem Stauschacht zugekehrten Seite der Querwand 16 ist eine Anlaßschle'use 1 7 in den Seitenwänden des Gestelles 2 heb- und senkbar geführt. Diese Schleuse gestattet in ihrer gehobenen Lage einen Zutritt des Wassers aus dem Stauschacht zu der Turbine, wobei dieser Zutritt mit dem Maß der Hebung der Schleuse geregelt werden kann. Die Schleuset 1 7 verhindert in ihrer gesenkten Lage den Zutritt von Wasser zu der Turbine und setzt dadurch die Turbine außer Wirkung.Behind the locks 13, 14 is the storage shaft 15. It is at the bottom through the bottom of the rack on four sides through opposite walls of the Frame 2 and through the locks 13, 14 and through a transverse wall 16 of the frame limited. The river water entering the space formed by these walls accumulates according to its natural flow before it flows into the turbine from this space. On the side of the transverse wall 16 facing the storage shaft there is a starter lock 1 7 guided in the side walls of the frame 2 can be raised and lowered. This lock In its elevated position, it allows access to the water from the storage shaft to the turbine, this access being regulated by the degree of lifting of the sluice can be. The lock set 1 7 prevents access from in its lowered position Water to the turbine, thereby rendering the turbine inoperative.

Die Querwand 16 ist mit eitler mit der Schleuse zusammenwirkenden Durchlaßöffnung 1 7 für das Wasser versehen, an welcher sich auf der äußeren Seite ein Einlaßtrichter 18 anschließt. An den Trichter 18 schließt sich ein Schacht oder Gegentrichter i c an, welcher zur Aufnahme einer zur Stromrichtung parallel oder beinahe parallel liegenden Turbine dient, auf allen Seiden vollkommen geschlossen und nur an seiner hinteren Wand mit epner entsprechenden Auslaßöffnung versehen ist.The transverse wall 16 is cooperating with the sluice Passage opening 1 7 provided for the water, which is on the outer side an inlet funnel 18 is connected. A shaft or closes at the funnel 18 Opposite funnel i c, which is used to receive a current direction parallel or almost parallel turbine is used, completely closed on all silk and only provided with a corresponding outlet opening on its rear wall is.

Auf der Vorderseite des Trichters 18 ist ein Einlaßrohr zo befestigt, welches von dem inneren glatten Ende des äußeren Drehmantels 21 umgeben ist, so daß durch dieses Rohr zier äußere rotierende Teil der Turbine gelagert wird, wobei zwecks dieser Lagerung ein Kugellager zwischen Rohr 20 und Mantelende 21 angeordnet werden kann. Der äußere rotierende Mantel 21 der Turbine (Abt. i bis 3) besteht aus einem Kranz von länglichen Schaufeln, die in der Weise geformt sind (Abb.3), daß das eintretende Wasser, den Mantel durchströmend, mit seiner vollen Kraft ein Drehmoment auf die Schaufeln ausübt. Der Drehhantel 2 i endet in einem propellerartigen Trichter 22 (A.bb. 1, q. und 5), welcher aus derart geformten Schaufeln (Abt. 4. und 5) zusammengestellt ist, daß die im aus der Turbine austretenden Wasser noch enthaltene Kraft ebenfalls zur Erzeugung eines Drehmomentes nutzbar gemacht wird. Die Schaufelkränze 21, z2 des äußeren Turbinenteilers sind fest miteinander verbunden und übertragen das vom Wasser erhaltene Drehmoment auf eine mit dem Propeller 22 fest verbundene Welle 23. Die Welle 23 des Propellers 22 ist in einem am Gestell 2 befestigten Tragkörper 24. gelagert, wodurch das hintere Ende der Turbine getragen wird. Innerhalb des äußeren Drehmantels 2 i liegt der innere feststehende, das Wasser führende Teil 25 (Abt. 4 und 6) der Turbine, welcher ebenfalls aus einem Kranz von länglichen Schaufeln besteht. Letztere sind derart geformt, daß dieselben dem eintretenden Wasser auch ein seitliches Drehmoment erteilen, welches durch den äußeren Schaufelkranz 21 übernommen wird. Auf diese Weise wird die ganze Menge des in die Turbine eintretenden Wassers zur Krafterzeugung nutzbar gemacht. Der Schaufelkranz 25 ist auf einer We#ll.e 26 befestigt (Abb. 1, q. und 6), deren vorderes Ende in einer auf der Wand 16 des Gestelles 2 befestigten Lagerung 27 festgehalten (Abb. i), hingegen das andere Ende mit einer länglichen Bohrung versehen ist, welche die Welle 23 aufnimmt und daher gleichzeitig auch eine Lagerung bildet.On the front of the funnel 18, an inlet pipe zo is attached, which is surrounded by the inner smooth end of the outer rotating casing 21, so that the outer rotating part of the turbine is supported by this pipe, a ball bearing between the pipe 20 and the casing end for the purpose of this storage 21 can be arranged. The outer rotating casing 21 of the turbine (Dept. i to 3) consists of a ring of elongated blades which are shaped in such a way (Fig.3) that the entering water, flowing through the casing, generates a torque with its full force wields the shovels. The rotary dumbbell 2 i ends in a propeller-like funnel 22 (A.bb. 1, q. And 5), which is composed of blades (sections 4. and 5) shaped in such a way that the power still contained in the water emerging from the turbine can also be used to generate a torque. The blade rings 21, z2 of the outer turbine divider are firmly connected to each other and transmit the torque obtained from the water to a shaft 23 firmly connected to the propeller 22 rear end of the turbine is carried. Inside the outer rotating shell 2 i is the inner, fixed, water-guiding part 25 (sections 4 and 6) of the turbine, which also consists of a ring of elongated blades. The latter are shaped in such a way that they also impart a lateral torque to the entering water, which is taken over by the outer blade ring 21. In this way, the entire amount of water entering the turbine can be used to generate power. The blade ring 25 is attached to a shaft 26 (Fig. 1, q. And 6), the front end of which is held in a bearing 27 attached to the wall 16 of the frame 2 (Fig. I), while the other end is provided with an elongated bore which receives the shaft 23 and therefore also forms a bearing at the same time.

Die durch die Turbine erzeugte Kraft wird durch ein am äußeren Ende der Welle 23 befestigtes Zahnrad 34 auf ein auf der Welle 28 befestigtes Zahnrad 29 übertragen. Die auf diese Weise angetriebene Welle 28 erteilt durch Zahnräder 30, 31 der Welle 32 einen Antrieb, von welcher die Kraft mittels Riemenscheiben usw. nach den Stellen übertragen wird, wo der Kraftbedarf besteht. Oberhalb der ganzen Vorrichtung kann eine Decke 33 angebracht werden.The power generated by the turbine is generated by one at the outer end the shaft 23 mounted gear 34 on a fixed on the shaft 28 gear 29 transferred. The shaft 28 driven in this way is provided by gears 30, 31 of the shaft 32 have a drive, from which the power is generated by means of pulleys etc. is transferred to the places where the power is required. Above the A ceiling 33 can be attached throughout the device.

Zwecks Hebung und Senkung der Schleusen 12, 13, 1q., 17 ist jede Schleuse an je einem Seiloder einer Kette 121, 131, 141, 171 aufgehängt, welche durch entsprechend angeordnete Leitrollen zu Trommelhebewerken 12°, 132, 142, 172 führen. Durch entsprechende Verdrehung der letzteren mittels zugehöriger Kurbea werden die Schleusen je nach Bedarf gehoben und gesenkt.In order to raise and lower the locks 12, 13, 1q., 17 each lock is suspended from a rope or chain 121, 131, 141, 171, which are connected by corresponding arranged guide rollers lead to drum lifts 12 °, 132, 142, 172. Through appropriate Rotation of the latter by means of associated cranks are depending on the locks Demand raised and lowered.

Die Filterschleusen 13, 14 können auch während des Betriebes gereinigt werden, zu welchem Zwecke zuerst die einte, z. B. die Schleuse 13, gehoben und gereinigt, sodann gesenkt wird-- Darauf wird die; Schleuse 1¢ in gleicher Weisse behandelt, so daß das eintretende Wasser auch während der Reinigung durch die eine Filterschleuse beständig filtriert wird.The filter locks 13, 14 can also be cleaned during operation be, for what purpose the first one, z. B. the lock 13, lifted and cleaned, then is lowered-- Then the; Lock 1 ¢ treated in the same white, so that the entering water also during the cleaning through a filter lock is constantly filtered.

Die Wirkungsweise der Turbine ist aus der obigen Beschreibung leicht verständlich und bedarf keiner weiteren Erörterung. Zwecks Anlassens werden die Schleusen 12, 17 mittels der Hebevorrichtungen 122, 172 entsprechend dem Leistungsbedarf gehobren. Während des Betriebes wird die Schlag-und Treibkraft des Wassers vollkommen ausgenutzt, da das strömende Wasser ohne Richtungsänderung und mit seiner vollen Kraft der Turbine zugeführt wird.The operation of the turbine is easy from the above description understandable and does not require any further discussion. For the purpose of starting the Locks 12, 17 by means of the lifting devices 122, 172 according to the power requirement raised. During operation, the impact and driving force of the water become perfect exploited, since the flowing water without change of direction and with its full Power is supplied to the turbine.

Wird die Vorrichtung in einen Schiffskörper oder zwischen zwei Schiffen angebracht, so ist es möglich, die Lage der Vorrichtung zu ändern, d. h. dieselbe jederzeit an der Stelle des Flusses zu benutzen, wo uie Verhältnisse zur Krafterzeugung am meisten geeignet sind. Durch Anordnung des Gegentrichters i 9 wird die Turbine von der Wirkung der Strömung der umgebenden Wassermenge geschützt, da letztere am Zutritt zu der Turbine verhindert ist. Außerdem wird das umgebende Wasser durch den Gegentrichter auf- beiden Seiten abgelenkt und gebrochen, so daß hinter der Vorrichtung sozusagen ein Hohlraum entsteht, wodurch ein stoßfreier und von jeder Rückwirkung freier Austritt der in der Turbine ausgenutzten Wassermenge ermöglicht wird.If the device is installed in a ship's hull or between two ships attached, it is possible to change the position of the device, i. H. same to be used at any time at the point of the river where there are conditions for power generation are most suitable. By arranging the counter-funnel i 9, the turbine protected from the effect of the current of the surrounding water volume, since the latter on Access to the turbine is prevented. In addition, the surrounding water gets through deflected and broken the counter-funnel on both sides, so that behind the Device, so to speak, creates a cavity, creating a bump-free and from each The reaction of the free exit of the amount of water used in the turbine is made possible will.

Die beschriebene Vorrichtung ist zufolge ihrer billigen Herstellungsmöglichkeit und einfachen Handhabung dazu geeignet, auch kleinere in der Nähe von Flüssen liegende Ortschaften mit Triebkraft für gewerbliche Zwecke oder Elektrizitätserzeugung zu versorgen.The device described is due to its cheap manufacturing possibility and easy to use, also suitable for smaller ones near rivers Locations with driving power for commercial purposes or electricity generation supply.

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Stromturbine mit Stautrichter und Führung des Wassers zu der Turbine ohne Richtungsänderung gegen die Stromrichtung, gekennzeichnet durch zwei in einem doppeltrichterförmigem Gehäuse angeordnete konzentrische und konaxiale Schaufelsysteme, deren inneres feststehend ist und deren äußeres durch das vom inneren bereits gegen die Stromrichtung abgelenkte Wasser in Drehung versetzt wird, wobei die Welle des umlaufenden Systems in der des feststehenden gelagert ist.PATENT CLAIM: Electric turbine with storage funnel and water guide to the turbine without changing direction against the direction of flow, characterized by two concentric and conaxial ones arranged in a double funnel-shaped housing Blade systems, the inside of which is fixed and the outside of which is through that of the inside Water already deflected against the direction of flow is set in rotation, with the shaft of the rotating system is mounted in that of the stationary one.