Turbine mit radialer Ein- und Ausströmung am Radumfange und freiem
Durchgang durch die Radtrommel. Um einen Gefälleverlust zu vermeiden, wird die Beaufschlagung
der teilbeaufschlagten Turbinen stets so tief angeordnet, daß die Ausströmung aus
dem Laufrade möglichst nahe dem unteren Scheitelpunkt des Rades erfolgt. Laut vorliegender
Erfindung soll bei Turbinen mit radialer Ein- und Ausströmung am Radumfange und
freiem Durchgang durch die Radtrommel von dieser bei gewöhnlichen Turbinen zweckmäßigen
Anordnung abweichend der mittlere Ausströmpunkt nach einer Stelle über dem Radscheitel
verlegt werden.Turbine with radial inflow and outflow at the wheel circumference and free
Passage through the wheel drum. In order to avoid a loss of gradient, the loading
of the partially loaded turbines are always arranged so deep that the outflow from
the wheel takes place as close as possible to the lower apex of the wheel. According to the present
Invention is intended for turbines with radial inflow and outflow at the wheel circumference and
free passage through the wheel drum from this expedient in ordinary turbines
The arrangement deviates from the middle outflow point after a point above the top of the wheel
be relocated.
Zur Erklärung und Begründung der neuen Anordnung sind in. Abb. x der
beiliegenden Zeichnung die beiden Anordnungen durch die mittleren Wasserfäden schematisch
dargestellt. A-B ist der absolute Wasserweg des .mittleren Fadens im Falle der Ausströmung
am unteren Scheitelpunkt des Rades und A'-B' der Wasserweg laut der neuen Anordnung,
wobei die Ausströmung um h$ über dem Radscheitel liegt, wo also dieses Gefälle h3
verloren gegeben wird. Bei näherer Betrachtung stellt sich heraus, daß von den beiden
Anordnungen die letztere die günstigere ist, und zwar um so mehr, je mehr sich die
Höhenlage des inneren Ausströmpunktes i der Höhenlage des äußeren Ausströmpunktes
2 nähert. Der beste Wirkungsgrad wird erreicht, wenn die beiden Ausströmpunkte in
eine Wagerechte fallen. Um dies zu erklären, ist vor Augen zu halten, daß bei den
zwei verschiedenen Beaufsdhlagungen die Energie nicht in gleichen Teilen dem Wasser
entnommen wird. Bei einem Schaufeleintrittswinkel von 3o° werden bei dem ersten
Durchgang des Wassers durch den Radkranz etwa 72 Prozent und bei dem zweiten Durchgang
bloß etwa 28 Prozent des bis zu dem betreffenden Ausströmpunkt verfügbaren Gefälles
nutzbar gemacht. Angenommen, daß dieUmsetzung der Energie in Arbeit bei beiden Beaufschlagungen
mit gleich großem Wirkungsgrad rl erfolgt, so kann die Leistung der Turbine bei
der ersten Anordnung mit % H = r, (0,72 hl -I- 0,28
H) z. ausgedrückt werden, wo 11 den hydraulischen Wirkungsgrad der Turbine
bezeichnet.To explain and justify the new arrangement, the two arrangements are shown schematically in. Fig. X of the accompanying drawing by the water threads in the middle. AB is the absolute water path of the middle thread in the case of the outflow at the lower vertex of the wheel and A'-B 'the water path according to the new arrangement, with the outflow lying h $ above the wheel vertex, where this gradient h3 is lost . On closer inspection it turns out that of the two arrangements the latter is the more favorable, and more so the closer the height of the inner outflow point i approaches the height of the outer outflow point 2. The best efficiency is achieved when the two outflow points coincide with one horizontal line. To explain this, it must be kept in mind that with the two different loads, the energy is not taken from the water in equal parts. With a blade inlet angle of 30 °, the first time the water passes through the wheel rim, about 72 percent and the second time only about 28 percent of the gradient available up to the relevant outflow point can be used. Assuming that the conversion of the energy into work takes place with the same degree of efficiency rl for both loads, the power of the turbine in the first arrangement can be% H = r, (0.72 hl -I- 0.28 H) z. where 11 denotes the hydraulic efficiency of the turbine.
Für die zweite Anordnung, wo also die Ausströmpunkte in eine Wagerechte
fallen, wird der hydraulische Wirkungsgrad der Turbine r,2 und ihre Leistung -12
H = 1 (H - h3). 2.
Aus den Gleichungen z und 2 - folgt, daß der Wirkungsgrad
bei der zweiten Anordnung größer ist als der bei der ersten, d. h. % > n1, wenn
h3 < 0,72 h2, was aber tatsächlich der Fall ist, da in Wirklichkeit annähernd
h3 -0145 h2-In Abb. 2 ist diese neue Anordnung für den Fall gezeichnet, wenn der
untere Wasserspiegel über dem unteren Radscheitelpunkt liegt. In diesem Falle bietet,
die neue Anordnung gegenüber der ersteren außer dem höheren Wirkungsgrade noch den
Vorteil, daß die Ausströmgeschwindigkeit eine für die Herstellung einer Wasserschwelle
günstigere Richtung erhält.For the second arrangement, where the outflow points fall on a horizontal plane, the hydraulic efficiency of the turbine r, 2 and its power -12 H = 1 (H - h3). 2. From equations z and 2 - it follows that the efficiency of the second arrangement is greater than that of the first, ie%> n1 if h3 <0.72 h2, which is actually the case, since in reality it is approximately h3 -0145 h2-In Fig. 2 this new arrangement is drawn for the case when the lower water level is above the lower wheel vertex. In this case, the new arrangement offers the advantage over the former, in addition to the higher degree of efficiency, that the outflow velocity is given a direction that is more favorable for the production of a water sill.