Titel: | Neuere Turbinen. |
Fundstelle: | Band 285, Jahrgang 1892, S. 175 |
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Neuere Turbinen.Ueber Turbinen vgl. 1884 252 49. 1885 255 * 13. 351. 257 257.
258 * 389. 1886 259
379. 262 * 101. 1887 266
607. 1888 269 * 113. * 114. 1889 273 11. 1890 277 * 57.
128. 1891 281 119. 282
168.
Mit Abbildungen.
Neuere Turbinen
Die von so grossem Erfolge begleiteten Versuche der elektrischen Kraftübertragung von
Lauffen nach Frankfurt haben das Interesse sowohl der Fachtechniker als auch der
Gewerbetreibenden im Allgemeinen für die Turbinen neu belebt. Der Werth der
Wasserkräfte ist durch die erzielten Erfolge unzweifelhaft gestiegen und an vielen
Orten hat schon die Behörde Umschau über die für die Gewerbe verfügbaren
Wasserkräfte gehalten. Ueber eine von Lautenburg
zusammengestellte Uebersicht derjenigen kantonalen Wasserkräfte der Schweiz, welche
30 übersteigen, theilt die Elektrotechnische
Zeitschrift in einer Juninummer des laufenden Jahres folgende Tabelle mit,
die die Zahl der verfügbaren Pferdekräfte während des gewöhnlichen
Kleinwasserstandes angibt:
Kanton
Ungefähre produc-tive
Wasserkraft
Proc.
Zürich
17289
6,80
Bern
33470
13,20
Luzern
4585,9
1,81
Uri
2051,3
0,88
Schwyz
2003,1
0,80
Obwalden
1051
0,40
Nidwalden
1446,5
0,56
Glarus
4462,6
1,76
Zug
755,2
0,30
Freiburg
5753,3
2,27
Solothurn
9800,5
3,84
Basel-Stadt
3495,2
1,36
Basel-Land
4122,7
1,62
Schaffhausen
8046,3
3,13
Appenzell Ausser-Rhoden
223,4
0,08
Appenzell Inner-Rhoden
359,6
0,13
St. Gallen
7218
2,84
Graubünden
38861
15,28
Aargau
49620,4
19,52
Thurgau
6420
2,53
Tessin
10209,2
4,02
Waadt
6377
2,52
Wallis
26761,2
10,52
Neuenburg
1659,6
0,65
Genf
7655,9
3,02
––––––––––––––––––––––
Zusammen:
253697,9
100,00
Man kann es auch vom volkswirthschaftlichen Standpunkte nur mit Freude begrüssen,
dass sich ein solcher Umschwung eingeleitet und theilweise schon vollzogen hat. Es
werden aber in Folge dessen an den Turbinenbauer eine Menge neuer Aufgaben
herantreten. Ueber eine derselben, die bei der Anlage der Turbine in Assling gelöst
worden ist, und bei der es galt, mittels einer einzigen Turbine eine Kraft von 1000
zu fassen, haben wir 1891 281 119 bereits
berichtet und werden in Nachstehendem zum Zweck der Erörterung bemerkenswerther
Einzelheiten nochmals auf dieselbe zurückkommen.
Bei der Sorgfalt, deren sich der Turbinenbau im Allgemeinen, sowie insbesondere auch
in Deutschland seit längerer Zeit zu erfreuen gehabt hat, ist dieser Zweig so
durchgearbeitet, dass Neuerungen durchgreifender Art aus letzterer Zeit nicht zu
verzeichnen sind. Der theoretische Theil des
Turbinenbaues ist in so hohem Grade ausgebildet, dass v.
Reiche seinem bezüglichen Werke schlankweg den Titel: Die Gesetze des Turbinenbaues beilegen durfte. Aber
auch der praktische Theil des Turbinenbaues ist nicht
zurückgeblieben und hat eine Menge beachtenswerther Ausführungen gezeitigt, über die
wir im Nachstehenden berichten wollen.
Textabbildung Bd. 285, S. 175Fig. 1.Brockmann's Schieber. Eine Durchmusterung der deutschen Reichspatente bestätigt unsere vorhin
geäusserte Ansicht; es finden sich Patente von umgestaltender Wirkung nicht unter
denselben. Wir wollen indess die beachtenswertheren kurz erwähnen.
Textabbildung Bd. 285, S. 175Brockmann's Schieber.C. Brockmann in Osnabrück (D. R. P. Nr. 37436) hat
einen Schieber mit Luftzuführung zu den abgeschlossenen Leitradzellen angegeben, der
nach Fig. 1 Löcher a
hat, welche bei geschlossenem Schieber d den
Luftzutritt zu der Leitradschaufel c mittels des
muschelförmigen Kanales b gestatten. Zu je zwei
Leitzellen gehört ein Schieber mit zwei Kanälen b. Die
Schieber erhalten leistenförmige Führungen auf dem Flansch e.
Bei dem Absperrschieber D. R. P. Nr. 38379 hat C.
Brockmann eine feste Führungsschiene k
angeordnet, welche während der Bewegung des Schiebers stets bedeckt und somit gegen
das Eindringen von Schmutz gesichert ist. Die praktische Ausführung wird durch Fig. 2 und 3 hinreichend
erläutert.
W. Nossian und H. Hutter in
Wien (D. R. P. Nr. 38414) geben eine Stromturbine mit Leit- und Staurad an, die mit
etwas mehr als ihrer Hälfte in das freie Stromwasser eintaucht, wobei sie auf einem
flossartigen Bau lagert. Die radial stehenden Schaufeln sind um ihre Längsachse
drehbar und werden in ihre Stellung durch einen Schwungkugelregulator eingerückt
oder gehalten. Wir können in dieser Anordnung einen Vortheil nicht entdecken, und
begnügen uns mit dem Hinweis auf die Patentschrift.
Dr. Otto Possert in Rapperswyl hat in dem D. R. P. Nr.
58896 einen Ueberwasserzapfen für Turbinen (Fig. 4)
angegeben, bei welchem die Spurzapfenkapelle nicht aus einem Stück mit dem hohlen
Wellbaum gegossen ist, sondern für sich als kugelförmige Kapelle geformt und in zwei
senkrecht getheilten Hälften 1 so hergestellt wird,
dass die untere Partie 2 derselben als
Scheibenkuppelung mit der Scheibe 3 der hohlen
Gusswelle 4 mittels Schrauben 5 verbunden ist, während die obere Partie der Kapelle als Schalenkuppelung
6 mit der schmiedeeisernen Verlängerungswelle 8 verschraubt ist. Löst man die Schrauben 7 der
Schalenkuppelung etwas, so kann man die Kapelle sammt dem Turbinenwellbaum 4 und somit auch das am unteren Ende des letzteren
sitzende Laufrad mittels der beiden Aufhelfschrauben 9
und der auf dem Anpass der Verlängerungswelle sitzenden Aufhelfscheibe 10 innerhalb gewisser Grenzen beliebig heben oder
senken, d.h. das Laufrad gegen das Leitrad einstellen.
Textabbildung Bd. 285, S. 176Fig. 4.Possert's Ueberwasserzapfen. Die Centrirung der Spurzapfenkapelle mit dem Turbinenwellbaum vermittelt
die Führungsbüchse 11. Die Führung des Wellbaumes 8
erfolgt durch die Stahlbleche 12, welche in die
ausgehobelten Nuthen 13 eingreifen.
Die auf der Tragsäule 14 sitzende Spurpfanne 15 ist aus zwei Theilen hergestellt, so dass, wenn die
bezüglichen Verbindungsschrauben 16 gelöst werden, der
obere Theil 15 gehoben und der Spurzapfen gereinigt,
geölt und ohne weiteres herausgenommen werden kann. Durch diese Anordnung wird die
übliche Hebeschraube erspart. Die Schalenkuppelung der von der Hohlwelle getrennten
Spurzapfenkapelle wird zugleich als Hebevorrichtung ausgenutzt.
Bezüglich des D. R. P. Nr. 45810 von J. Hartlage in
Osnabrück wollen wir nur erwähnen, dass sie laut Patentanspruch aus einer
Vorrichtung zur veränderlichen Beaufschlagung von Turbinen besteht, bei welcher
mittels gepresster Luft Ventile gehoben werden, die das Wasser von den Leitradzellen
abschliessen, wobei die Pressluft den einzelnen Ventilen durch einen
Vertheilungsschieber zugeführt wird.
Die Regulirung von A. Kuhnert in Löbtau-Dresden (D. R.
P. Nr. 45812) besteht aus einer Vorrichtung zum Bewegen der Schieber für die
Leitradzellen einer Axialturbine, bei welcher Einrichtung eins der die Bewegung der
Schieber übermittelnden Getriebe durch Bremsdruck mit seiner Achse so verbunden ist,
dass die Drehung dieses Getriebes auf seiner Achse erfolgen kann, wenn sich ein
Hinderniss der Schliessung des Schiebers in den Weg stellt, wodurch dann die
Schliessung der übrigen Schieber nicht behindert ist.
Textabbildung Bd. 285, S. 176Fig. 5.Oser's Regulirvorrichtung.Josef Oser in Krems hat sich unter D. R. P. Nr. 53710
einen plattenförmigen Stellschieber für Turbinenleitradzellen durch Patent schützen
lassen, der oberhalb des Leitrades drehbar angeordnet ist und je nach seiner
Stellung mehr oder weniger Leitradzellen öffnet. Fig.
5 zeigt die Vorrichtung in der Abwickelung. Durch Drehen des Schiebers h in der Richtung nach links werden bei g mehr und mehr Leitradzellen geöffnet, so dass das
Wasser in der Richtung der Pfeile in die Leitschaufeln f einströmen und bei b auf das Laufrad wirken
kann. Nach Bedarf besteht der Schieber h aus einer oder
mehreren schiefen Ebenen. Der Schieber wird durch ein am Umfang desselben
befindliches Zahnrad mit Trieb bewegt.
Die Vorrichtung zum Regeln des Wasseraustritts aus den Laufrädern (D. R. P. Nr.
56726) von Schneider, Jaquet und Co. in Strassburg im
Elsass besteht nach Fig. 6 darin, dass ein
ringförmiger Schieber c höher oder niedriger gegen das
Laufrad b gestellt werden kann. Dies wird durch den auf
der Stange d befindlichen Triebstock bewirkt, welcher
in ein mit dem Schieber c verbundenes Zahnrad
eingreift. Der Schieber ist mit einem geneigten Schlitz versehen, welcher auf dem
Stift g gleitet und dadurch den Schieber höher oder
niedriger gegen das Laufrad b stellt und demgemäss dem
Druckwasser gestattet, früher oder später aus dem Laufrad auszutreten.
Textabbildung Bd. 285, S. 176Fig. 6.Schieber von Schneider, Jaquet und Co. Ein D. R. P. Nr. 58386 vom 7. Februar 1891 (Oesterreichisch-ungarisches
Privilegium vom 27. Juni 1891) der Maschinenfabrik von Escher, Wyss und Co. in Zürich ertheilt, betrifft Neuerungen, welche den
Zapfendruck bei senkrechten Turbinen ganz oder theilweise aufheben.
Dieser Erfolg wird erzielt durch die besondere Art der Benutzung des Wasserdruckes,
dessen Wirkung der Wirkung der Turbinenrad- und Wellengewichte entgegengesetzt wird,
indem bei zwei über einander angeordneten Turbinen der Wasserdruck nach oben wirkt.
Wenn die
oberen und unteren Turbinenanordnungen die gleichen waren, würde sich
selbstverständlich die Wirkung des Wasserdruckes aufheben. Während aber für die
untere Turbine das Leitrad oder der Leitkranz geschlossen bis zur Welle geführt
wird, so dass hier der Wasserdruck nur vom Leitkranz aufgenommen wird, wird für die
obere Turbine der Leitkranz offen gelassen, dafür aber der Wasserdruck auch von der
geschlossenen, fest mit der Turbinenwelle verbundenen Nabenscheibe der Turbine
aufgenommen. Es kann auch noch das weitere Constructionsmittel ungleicher
Turbinenradflächen zur Verwendung kommen.
In Fig. 7 bis 11 ist eine
Turbinenconstruction veranschaulicht, welche diese beiden Anordnungen zur Aufnahme
des nach oben wirkenden Wasserdruckes in sich hält, und es zeigen: Fig. 7 und 8 zwei Schnitte durch die
Turbine, und zwar durch den Einlauf und quer zum Einlauf; Fig. 9 einen Schnitt nach
AB;
Fig. 10 einen Schnitt
nach CD; Fig. 11 eine andere
Ausführung zu Fig.
7.
Textabbildung Bd. 285, S. 177Turbine von Escher, Wyss und Co. Der Einlaufkörper a hat centrisch zur
Turbinenwelle b die Turbinenleiträder c' und c2
; die Welle b wird vom
Turbinenzapfen d getragen und b0 bildet nach oben die Fortsetzung der
vom Steg d0
getragenen Welle b. Der Einlaufkörper a ist vom Rohrkörper a'
getragen, könnte aber ebenso gut direct auf Stein-, Beton- oder Mauerwerk aufliegen,
in welchem ein Abfluss vorgesehen ist. Im Steg d0 sitzt der Stupf d.
Das untere Leitrad c' hat einen Abschluss nach unten,
und zwar gegen die Welle b zu durch den
Stopfbüchsendeckel e, so dass der Wasserdruck nach
unten innerhalb und ausserhalb des Leitrades c' von den
festen Bodenwandungen des Einlaufkörpers a und des
Deckels e aufgenommen wird.
Bezüglich des Wasserdruckes nach oben ist zu bemerken, dass das obere
Turbinenleitrad c2
hingegen nicht nur die Wirkung des Wasserdruckes auf das Turbinenrad f2
, welcher den Krafteffect des Turbinenleitrades
veranlasst, gestattet, sondern auch eine Wasserdruckwirkung auf die mit der Welle
b fest verbundene Wellenscheibe f0 des Turbinenrades
f2
, und zwar in Folge der freien Oeffnung c0, derart, dass der
auf diese Fläche f0
wirkende Wasserdruck von der Welle b aufgenommen wird
und dem Druck durch das mit dieser Welle verbundene Gewicht entgegenwirkt. Das
untere Turbinenrad f1
ist hingegen ein gewöhnliches und auf gewöhnliche Weise angebracht. Es empfängt also
keinen ausserhalb des Radkranzes wirkenden Wassersäulendruck.
Nach oben ist der Raum für das vom Turbinenrad f2 kommende Wasser durch den Hut g geschlossen, welcher das von der oberen Turbine
kommende Ablaufwasser weiter leitet. In Fig. 7 bis 10 geschieht dies
dadurch, dass der ausserhalb des Turbinenrades f2 liegende Theil des Hutraumes in einen Mantelraum
h des Einlaufkörpers a
mündet, derart, dass das von der oberen Turbine kommende Wasser diesen Mantelraum
h durchfliesst und schliesslich auch in das
Abflussrohr a' der unteren Turbine einmündet. Die den
Mantelraum h durchbrechende Oeffnung i ist ein Mannloch. Der Raum g über der oberen Turbine könnte auch in einen besonderen Ablaufkanal h geführt werden, wie Fig. 11 andeutet.
Der Zapfendruck kann noch dadurch ausgeglichen werden, dass die obere Turbine eine
grössere Grundfläche, also grössere Druckfläche erhält, als die untere Turbine. Aus
diesem Grunde ist die Breite des Leitrades c2 und des Turbinenrades f2 grösser als diejenige von c' und f'.
Die Doppelpartialturbine von A. Kuhnert in Löbtau bei Dresden (D. R. P. Nr. 59193 vom 27. März 1891) hat einen den Leitschaufelapparat in
sich schliessenden Schieber
für Doppelturbinen mit wagerechter Welle zum Gegenstande, welcher Schieber in
Folge seiner doppelten Anordnung gegen die Wandungen des Wasserbehälters und die
Laufkränze der Turbine hinsichtlich des Wasserdruckes vollständig ausgeglichen ist
und bei welchem diejenige Leitschaufel, welche zeitweise nur zum Theil hinter die
Abschlusswand des Gehäuses tritt, ganz mit Wasser gefüllt ist und mit diesem nach
Maassgabe seiner nur theilweise geöffneten Ausflussöffnung auf das Laufrad
wirkt.
Hierdurch wird eine vollständige Ausnutzung des Wassers durch die nur theilweise
geöffnete, aber stets volle Leitschaufel erzielt, und es ist die Möglichkeit
geboten, die Beaufschlagung bis in kleine Bruchtheile zu bestimmen.
Zur Erreichung des vorstehend angegebenen Zweckes werden die Wandungen des
Wasserbehälters zwischen Laufrad und Leitapparat angeordnet und erhalten diese
Wandungen je eine der vollen Beaufschlagung des Laufrades entsprechende Oeffnung. An
die Zellen des Leitapparates im Schieber schliesst sich eine volle Platte an, welche
bei entsprechender Verstellung des Schiebers die Laufräder nach Maassgabe der
dadurch offen gestellten Austrittsöffnung ganz oder theilweise beaufschlagt. In
dieser Turbinenanordnung wird das Gefälle bei jeder Schiebereinstellung voll
ausgenutzt.
Textabbildung Bd. 285, S. 178Kuhnert's Doppelpartialturbine. Eine Doppelturbine mit wagerecht liegender Welle und mit den vorstehend
genannten Regulirschiebern bezieh. Leitschaufelapparaten ist in Fig. 12 bis 14 dargestellt.
Zu beiden Seiten der Laufräder A sind die Wandungen B des Wasserbehälters nach ersteren hin zu ringförmigen
Räumen ausgebildet und ist der zurückstehende Theil der Wandungen bei C in der aus Fig. 12 ersichtlichen
Weise ausgeschnitten. Diese Oeffnungen C werden je
durch eine hinter der Wandung liegende Platte D
abgeschlossen (Fig. 14
und 15), die mit einer
als Lauffläche für das Laufrad A dienenden Erhöhung D1 ausgerüstet ist. In
dieser Erhöhung wird eine ringstückförmige Oeffnung D2 angebracht, deren Bogenlänge der Zahl
der Leitschaufeln im Schieber E entspricht. Der
Schieber wird in Nuthen der Platte D und auf einer
bogenförmigen Leiste D3
an letzterer geführt; er enthält eine der gewünschten Leistungsfähigkeit der
Turbine entsprechende Anzahl von Leitschaufeln E1. An die Leitschaufeln schliesst sich eine
Deckplatte E2 an (Fig. 12), welche die
Oeffnung D2 ganz oder
theilweise überdecken kann. Behufs leichter Verstellung der Leitschaufelschieber E erhalten dieselben einen Zahnkranz E3
, dessen Zähne in ein Rad F auf der durch Kegelrädertrieb G und Handrad
H in Drehung versetzten Welle F1 eingreifen.
Zur Sicherung einer gleichförmigen Drehbewegung beider Schieber sind letztere durch
eine oder mehrere Querstangen J verbunden.
Fig. 12 zeigt die
Stellung der Schieber bei voller Beaufschlagung, Fig. 15 die Stellung des
Schiebers bei halber Beaufschlagung. Aus dieser Stellung ist ersichtlich, dass die
ganze Zelle, welche eben vor der Begrenzung der Oeffnung D2 steht, mit Wasser gefüllt ist, aber nur
zur Hälfte entleert wird, wodurch eine Vergeudung von Wasser vollständig
ausgeschlossen ist.
Textabbildung Bd. 285, S. 178Kuhnert's Doppelpartialturbine. Bemerkenswerth ist das selbstregulirende Turbinenlaufrad von A. Mühlberg in Esslingen a. N., Württemberg (D. R. P.
Nr. 56636 vom 17. October 1890). Die Schaufeln und Zellen jeder axialen und radialen
Actions- und Reactionsturbine und Kreiselpumpe werden bekanntlich begrenzt von der
vorderen und hinteren Schaufelcurve, welche je nach gewählten Verhältnissen und
Schnelligkeiten den Wasserdurchfluss, Druck, Nutzeffect und Leistungsgrad in hohem
Maasse bedingen, der am günstigsten wird bei stossfreiem Gang, wenn die
Rotationsschnelligkeit der Turbinenradschaufeln mit der Zuflussgeschwindigkeit des
Wassers in seiner absoluten Bahn übereinstimmt.
Sobald im Beharrungszustand das Gleichgewicht zwischen Wasserdruck und Widerstand der
getriebenen Maschinen gestört wird, ändert sich sofort die Umlaufsgeschwindigkeit
der Tubine, wodurch vor oder hinter der Schaufel eine stossende Wirkung eintritt,
die einen mehr oder weniger starken Rückdruck an der Stosstelle auf die Vorder- oder
Hinterfläche der rotirenden Turbinenschaufel ausübt.
Fig. 16a stellt die
vom Umfang in die Ebene abgewickelte Schaufelung des in ein Vorder- und ein
Hinterschaufelrad a und b
getrennten Turbinenrades drehbar um die Achse c in der
Normalstellung bei stossfreiem Gang dar.
Fig. 16b lässt die
Wirkungsweise in der zufolge Stosses
oder Rückdruckes verschobenen Stellung der Vorderschaufeln a gegenüber den Hinterschaufeln b während ihrer gemeinschaftlichen Drehung erkennen.
Fig. 17a und b stellen verschiedene
axiale und radiale Turbinenschaufelräder je im halben Querschnitt dar.
Das die Vorderschaufeln enthaltende Turbinenrad a, in
welches das Wasser zuströmt, ist concentrisch und lose an dem mit der Treibachse c fest verbundenen und die ersten ergänzenden
Hinterschaufeln enthaltenden Turbinenrade b; Rad a ist leicht beweglich drehbar angeordnet und bildet
nach Fig. 16a in der
Normalstellung mit Rad b zusammen die completen
Turbinenschaufeln mit stetiger Vorder- und Hintercurve, welche den jeweiligen Druck
empfangen oder abgeben.
Mittels Zähne oder Daumen d am Radumfang wird die
Schieberbewegung des Rades a begrenzt, die je nach
Zweck und Bedürfniss verbunden mit Kurbeln c und deren
Stellhülsen f mitrotirend in ruhender Stellscheibe g nöthigenfalls gewaltsam von Hand mittels Gestänge h während des Ganges beherrscht wird.
Textabbildung Bd. 285, S. 179Mühlberg's selbstregulirende Turbine. Das Hinterschaufelrad b empfängt den Druck
vom Wasser und vom Vorderschaufelrad a direct oder
indirect und überträgt ihn in gezwungener Drehung auf die Treibwelle c, während letzteres, dessen Schaufeln a die des ersteren b in
der Normalstellung der Form nach ergänzen, ungezwungen drehbar und nach Bedürfniss
mit zwischenbefindlichen Stossvermittelungs- und Vertheilungsschaufeln i versehen ist.
Die auffallende Dicke der beiden Turbinenschaufeln a, b
an deren Trennstelle bezweckt den ganzen oder theilweisen Verschluss der Zellen nach
erfolgter Verschiebung der Vorderschaufeln a zur
Minderung des Wasserdurchflusses, dementsprechender Kraftabgabe und
Rotationsschnelligkeit, was aus Fig. 16b
einleuchtet.
Die vordere und hintere Curvenform dieser Vorderschaufeln a, deren Länge, Breite,
Höhe und Krümmungsmaass wird ganz dem jeweiligen Zweck entsprechend bestimmt,
um in entsprechender Gleichgewichtsstellung bei vollem oder reducirtem Betrieb in
der Normalschnelligkeit zu verharren; sobald aber letztere zu- oder abnimmt,
wechselt auch die Stosstelle, wodurch eine grössere oder geringere Verschiebung
bezieh. Zellenverengung oder Erweiterung erfolgt, so dass der Gleichgewichtszustand
und die Normalschnelligkeit bei geändertem Bedarf an Betriebskraft immer wieder
selbsthätig und momentan eintritt.
Bei der Maximalleistung mit stossfreiem Gang in der Normalstellung nach Fig. 16a schliessen die
Schaufeln a an den Schaufeln b in schiefer Trennungsstelle so fest an einander, dass a und b zusammen gleichsam
starre Schaufeln bilden, die den positiven oder negativen Arbeitsdruck wie auf ein
ganzes normales Turbinenrad in seiner Normalschnelligkeit übertragen.
Die Hinterschaufeln b enthalten je nach Bedürfniss einen
Zwischenkanal k zum eventuellen Abzug des durch die
Verschiebung bewirkten überschüssigen Wassers.
Die Bremsung erfolgt mittels Daumendruckes der Kurbeln e
auf federnde Ringe gegen die ruhende Fläche des Leitapparates l.
In den nachstehenden Zeilen geben wir, meistens im abgekürzten Auszuge, dasjenige
wieder, was die technische Tagesliteratur an Bemerkenswerthem gebracht hat.
Textabbildung Bd. 285, S. 179Fig. 18.Joly's Girard-Turbine. Eine Girard-Turbine nach der Bauweise von Joly war, wie Revue industrielle vom 24. Juni
1890 berichtet, in der Weltausstellung von 1889 vertreten. Das Leitschaufelrad ist
an jeder Schaufel mit einer Metallklappe versehen, welche durch eine besondere
Vorrichtung in erforderlicher Anzahl gehoben und geschlossen werden können. Fig. 18 zeigt die von Royer ausgestellte Turbine in der Gesammtanordnung, Fig. 19 die Einzelheiten der Leitschaufelanordnung.
Wie ersichtlich, bilden die beweglichen Klappen die Fortsetzung der Leitschaufeln.
Das Leitschaufelrad ist von einem Zahnradkranze umgeben, welcher mit einer
der Anzahl der Schaufeln entsprechenden Menge von Knaggen versehen ist, und
welcher durch ein Handrad in der aus Fig. 18 zu
ersehenden Weise bewegt werden kann, wodurch die Klappen ihre Stellung erhalten.
Sind sie einmal geöffnet, so halten sie sich gegenseitig in ihrer Lage; beim
Rückgang des Zahnradkranzes schliessen sie sich allmählich einzeln. (Vgl. D. R. P.
Nr. 11368 vom 4. März 1880.)
In der Fig. 19 bezeichnet AB die feste Leitschaufel, BC die bewegliche
Klappe. Letztere hat zwei Zapfen t, die in dem
Leitschaufelkranz so gelagert sind, dass die Schaufel die Oeffnung der Zelle
verschliessen kann. An die Klappe ist ein Flügel bb
angegossen, deren Knaggen d und j nach aussen liegen, während der Knaggen c
nach innen liegt. S ist eines der mit dem Zahnkranze
verbundenen Gleitstücke, deren Gleitfläche rr1
r2 sich beim
Vorwärtsschieben unter den Knaggen j schiebt und ihn
hebt bis zur Stellung bei k. Damit ein Zurückfallen
verhindert werde, schiebt sich der Theil d unter den
Knaggen c der nebenbefindlichen beweglichen Schaufel,
welche sich gegenseitig in ihrer Stellung festhalten. Die Rückwärtsbewegung des
Zahnradkranzes bewirkt, dass sich die Klappen, eine nach der anderen,
schliessen.
Textabbildung Bd. 285, S. 180Fig. 19.Joly's Girard-Turbine. Die Anstellung der Klappen erfordert nur geringen Kraftaufwand und kann
durch einen Regulator bewirkt werden. Royer baut diese
Turbine in stehender und liegender Anordnung.
Ueber eine Turbine mit Wasserkammer für veränderliche Wassermengen und veränderliches
Gefälle, von Ingenieur Alberto Riva in Mailand für Gebrüder Pozzi in Ponte Selva entworfen, berichtet Uhland's praktischer Maschinenconstructeur, 1892 S.
122, Folgendes:
Bei dieser Actionsturbine nach System Girard (Fig. 20) kann im Inneren der Radkanäle weder eine
Luftverdünnung noch eine Luftverdichtung vorkommen, wodurch der Lauf und die Wirkung
des Wassers auf die Schaufeln beeinträchtigt würde. Es sind nämlich in der Radkrone
Oeffnungen angebracht, welche durch Röhren mit der atmosphärischen Luft
communiciren. Dadurch wird immer ein der jeweiligen Wassermenge entsprechender
Nutzeffect erzielt, auch wenn Leit- und Schaufelrad 3 m unter Wasser stehen.
Um je nach der Wassermenge den Einlauf regeln zu können, sind an senkrecht
beweglichen Stangen Schieber angebracht, welche zwischen die Schaufeln des Leitrades
greifen und durch die Stangen auf folgende Weise gehoben und gesenkt werden können:
Mittels der oben ersichtlichen wagerechten Welle und konischen Radübersetzung wird
ein an das zweite konische Rad angegossenes Getriebe in Umdrehung versetzt, das
seinerseits in die Verzahnung eines Ringes eingreift, welcher an seinem äusseren
Umfange eine Art schiefer Ebene trägt; auf letzterer liegen an den oberen Enden der
Stangen sitzende Röllchen auf. Wird nun der Mechanismus in Umdrehung versetzt,
so gleiten die Röllchen je nach der Umdrehungsrichtung des Zahnringes auf der
schiefen Ebene hinauf und herab und führen dadurch die Hebung und Senkung der
Schieber herbei.
Die Anordnung des oberen Spurzapfens mit Lager ist eine derart vollkommene, dass
trotz des hohen auf diesen Theilen bestimmten Gewichtes von 260 Centner und trotz
des ununterbrochenen Tagebetriebes seit vier Monaten und Tag- und Nachtbetriebes
seit zwei Monaten noch keinerlei Warmlaufen des Zapfens stattgefunden hat, auch
keinerlei Wechsel in der Oelschmierung einzutreten brauchte.
Eine genaue Centrirung der Turbinenwelle ist dadurch ermöglicht, dass man sie in
zweitheiligen, langen Halslagern laufen lässt, die von gleichartig getheilten, durch
Schrauben zusammenziehbaren gusseisernen Lagerhülsen umschlossen sind. Die
Lagerhälften sind in dem gusseisernen Turbinenlagerbock angebracht, der seinerseits
mit zwei Trägern verbunden ist, welche je aus zwei ⌶-Eisen bestehen. Die Träger liegen auf Quadern und sind in gewöhnlicher Weise
mit dem Mauerwerke verankert. Durch diese überaus solide Lagerung wird jede
Vibration des oben auf der Turbinenwelle sitzenden grossen konischen Rades
hintangehalten, auch wenn es seine grösste Umfangsgeschwindigkeit von 12 m erreicht.
Die Bühne über den Trägern ist mit Holz eingedeckt.
Textabbildung Bd. 285, S. 180Fig. 20.Riva's Girard-Turbine. Bei der Anordnung der Lagerungen für die Transmissionswelle musste darauf
Rücksicht genommen werden, dass die Passage in den darunter liegenden Räumlichkeiten
nicht etwa durch zu eng neben einander stehende Pfeiler gehemmt werde. Es wurde
deshalb nur ein Mittelpfeiler für die Hauptlagerung aufgemauert und derselbe
zugleich zur Aufnahme einer Säule für das Dachwerk bestimmt.
Für die sämmtlichen anderen dazwischen liegenden Transmissionslager wurden wie für
die Befestigung des
Turbinenlagerbockes ⌶-Eisenträger verwendet. Für die
Lager wurde das System Sellers, jedoch mit
Metallschalen von geringerer Länge als üblich, gewählt. Das Vorgelege besteht aus
drei Wellen, von denen die zwei äusseren je mit einer angeschmiedeten halben
Kuppelung, die mittleren aber mit zwei ebenfalls angeschmiedeten Kuppelungshälften
versehen sind. Die Lagersitze für die Transmissionswelle sind dadurch vorgesehen,
dass die Welle dort etwas mehr eingedreht ist. Die Kraftübertragung in die oberen
Stockwerke geschieht von einer am Ende der Welle sitzenden Seilscheibe von 2 m
Durchmesser aus.
Textabbildung Bd. 285, S. 181Fig. 21.Diagonalturbine der Maschinenbauanstalt Golzern. Die anderen Abmessungen der ungewöhnlich stark ausgeführten Turbine sind
aus der Zeichnung ersichtlich. Bei einem Gefälle von 8 m und einem mittleren
Wasserquantum von 4 cbm in der Secunde entwickelt die Turbine, wie durch Bremsungen
festgestellt, 320 . Da die theoretische Leistung gleich
\frac{8\,.\,4000}{75}=426 wäre, so gibt diese
Turbine einen Nutzeffect von, \frac{230\,.\,100}{426}=77
Proc.
Die Diagonalturbine der Maschinenbauanstalt Golzern
(Fig. 21 und 22)
ist nach Uhland's technischer Rundschau, IV. Jahrg. Nr.
24, von dem Director Krön der Maschinenbauanstalt Golzern construirt worden und hält sich in Bezug auf
die Wasserdurchflussrichtung in der Mitte zwischen Axial- und Radialturbine, weshalb
sie Diagonalturbine genannt worden ist. Durch eine Regulirvorrichtung kann der
Zufluss des Wassers durch den Leitapparat derartig beschränkt werden, dass die
Turbine mit einer Beaufschlagung von 100 bis 0 Proc. zu arbeiten vermag. Die
Einrichtung der Diagonalturbine ist nach Uhland's
technischer Rundschau folgende: Fig. 21
zeigt dieselbe in den Wasserzuführungskanal eingebaut, über welchem ein kräftiger
gusseiserner Träger gelagert ist, der das Halslager für die Turbinenwelle und das
Lager für das Triebrad aufnimmt. Die hohle Turbinenwelle enthält dicht unter dem
Halslager den Oberwasserzapfen, der sich auf eine stählerne Spurplatte stützt, die
auf dem oberen Ende einer langen, runden schmiedeeisernen Stange gelagert und
mit einem bronzenen Oelbehälter umgeben ist. Unterhalb des letzteren befindet sich
ein zweites (inneres) Halslager, welches die genannte Stange vor seitlichen
Ausweichungen schützt. Die gegen Drehung befestigte Stange hat das Eigengewicht der
beweglichen Theile nebst dem Wasserdruck aufzunehmen und steht auf einem
gusseisernen Ständer. An der hohlen Welle ist unterhalb des Leitapparates das
Laufrad befestigt, das innerhalb eines nach unten hervortretenden, angegossenen
Hohlcylinders ein drittes Halslager trägt, das, die Stange umfassend, die genaue
Führung des Laufrades bedingt. Der Leitapparat ist in einen sich nach unten
verengenden Hohlkegel eingebaut und hat zwei Arten von Durchgangsöffnungen, die in
Fig. 21 beide durch den Regulirschieber
geschlossen dargestellt sind. Die Eintrittsöffnungen der Leitkanäle liegen in
verschiedener Höhe des Leitapparates auf entgegengesetzten Seiten einer
Durchmesserebene und sind symmetrisch derartig angeordnet, dass die Zuführung des
Wassers zum Laufrade auf der einen Hälfte des Leitapparates durch die oberen Kanäle
in der Richtung des in Fig. 21 links gezeichneten
Pfeiles und auf der anderen Hälfte durch die unteren Kanäle in der Richtung des
rechts gezeichneten Pfeiles erfolgt. Die Anzahl der Kanäle ist auf beiden Seiten
gleich; ihre unteren Mündungen liegen vollkommen symmetrisch auf dem Mantel eines
Kreiskegels und entsprechen den Einlaufsöffnungen der Laufradkanäle. Letztere haben
die bei Radialturbinen gebräuchliche Querschnittsform. Durch die eigenthümliche
Anordnung der auf dem Mantel eines Hohlkegels ausgesparten Leitkanalmündungen,
welche oberhalb und unterhalb einer senkrecht zur Achse des Kegels gedachten Ebene
auf beiden Seiten eines Durchmessers liegen, ist es möglich, mit einem
Regulirschieber beide Mündungssysteme gleichzeitig abzusperren. Durch Drehung des
Schiebers um 180° können die Mündungen der Leitkanäle ganz geöffnet oder ganz
geschlossen werden, und jede Drehung desselben um 1° entspricht einer Mehr- oder
Wenigerbeaufschlagung von 100 : 180 = 0,56 Proc. Der Antrieb des Schiebers erfolgt
durch ein Zahnrad, das oberhalb des Wasserspiegels durch ein Schneckenrad bewegt
werden kann. Zum Schutze der Turbinenwelle ist dieselbe mit einem am Leitapparat
befestigten gusseisernen Hohlcylinder umgeben, der bis über die höchste Lage des
Druckwasserspiegels reicht.
Textabbildung Bd. 285, S. 181Fig. 22.Diagonalturbine der Maschinenbauanstalt Golzern.Fig. 22 stellt die Diagonalturbine in Verbindung mit
einem eisernen Zuführungsrohr dar, das auf zwei über dem Unterwasserspiegel
eingebaute ⌶-Eisen gestützt ist. Die Anordnung des
Turbinenapparates und der Regulirungsvorrichtung ist dieselbe wie oben beschrieben.
Die Turbinenwelle ist dagegen voll und aus Schmiedeeisen oder Stahl gefertigt; an
derselben ist unten das Laufrad fest angehängt, sie selbst aber oberhalb der
konischen Triebräder mittels Kamm- oder Ringzapfen in geschlossenem Gehäuse,
das sich auf den im Querschnitt dargestellten Träger stützt, aufgehängt.
Die Diagonalturbine zeichnet sich durch grosse Einfachheit sowohl des Laufwerkes als
auch der Regulirungsvorrichtung aus; ihre Theile sind leicht zugänglich und bequem
zu reinigen, zumal das Laufrad. Die Diagonalturbinen haben sich gut bewährt; die
Fabrik garantirt mit 25 bis 50 Proc. Beaufschlagung 75 Proc., bei voller
Beaufschlagung 80 Proc. Nutzeffect. Gegenüber den Girard- und Jonval-Turbinen
gestatten die Kron'schen Turbinen kleinere Durchmesser
und höhere Umdrehungszahlen, kleinere Regulirschieber und somit geringere Kraft zu
deren Bewegung, geringeren Einfluss des Stauwassers, da der kleinste Durchmesser des
Laufrades in das Unterwasser eintaucht und die Ventilation innerhalb des
Leitapparates erst dann beeinträchtigt, wenn das ganze Laufrad im Unterwasser geht.
Günstig wirkt ferner der nach allen Richtungen sich verbreitende Wasserabfluss,
welcher den Stau beseitigt.
(Schluss folgt.)