Tangentialradschaufel. In praktischem Verfolg der Theorie lassen sich
erfahrungsgemäß die tangentialen Eintrittskanten a-b der Tangentialradschaufel (auch
Becher-, Löffel-, Pelton, oder Ellipsoidschaufel genannt) aus Gründen der Formgebung
oder Festigkeit nicht in der Weise formen und zuschärfen, daß durch sie (a-b) die
letzten Teile eines für eine Schaufel c bestimmten Strahläbschnittes nicht eine
Ablenkung aus ihrer Richtung in eine Richtung erfahren, bei der sie entweder ihre
Schaufel c gar nicht mehr treffen und durch den Ausschnitt d frei hindurchfliegen
oder bei der sie auf eine seitlich außerhalb deren Tiefstpunktkurve e-f liegende
Stelle treffen. Im ersteren Falle sind sie überhaupt als Verlustwasser zu
bezeichnen,
und im zweiten Falle erleiden -sie durch ihre Aufschlagfläche eine Ablenkung nach
dü_r radialen Schneide g zu, d. h. im weiteren Verlauf ihres Weges im Laufrad prellen
sie gegen den Rücken der nachfolgenden Schaufel, bremsen also und erfordern noch
dazu eine Zentrifugalkraftaufwendung zu ihrer Hinausbeförderung aus dem Laufrad.
Diese Verluste werden als Strahlsplitterungsverluste bezeichnet und sind je nach
Formgebung und Material der Schaufel und j e nach Höhe des Gefälles in dem Betrag
von 2 bis io Prozent einzuschätzen.Tangential impeller blade. In practical pursuit of the theory can be
Experience has shown that the tangential leading edges a-b of the tangential impeller blade (also
Cup, spoon, pelton, or ellipsoid blade) for reasons of shape
or strength not shape and sharpen in such a way that through them (a-b) the
last parts of a jet section intended for a blade c not one
Experienced distraction from their direction in a direction that is either theirs
Do not hit blade c at all and fly freely through cutout d
or in which they point to a laterally outside their lowest point curve e-f
Hit place. In the former case they are to be considered lost water at all
describe,
and in the second case they suffer a deflection from their impact surface
dü_r radial cutting edge g, d. H. bounce in the impeller as they continue on their way
they against the back of the following shovel, so brake and still require
in addition, a centrifugal force application to carry them out of the impeller.
These losses are known as beam splintering losses and are dependent on
Shape and material of the shovel and depending on the height of the slope in the amount
to estimate from 2 to 10 percent.
Uni sie möglichst herabzusetzen, d. h. den Laufradwirkungsgrad um
etwa i bis 9 Prozent zu erhöhen, besteht der vorliegende Erfindungsgedanke darin,
diese nun doch einmal unumgängliche Strahlablenkung so zu regeln, (laß auch die
letzten Strahlteile zu einer möglichst hohen Energieabgabe an ihre Schaufel gelangen
können.Uni to reduce them as much as possible, d. H. the impeller efficiency
To increase about i to 9 percent, the present inventive concept consists in
to regulate this unavoidable beam deflection in such a way (let the
last beam parts reach the highest possible energy output to their shovel
can.
Dabei kommt zunächst nur die achsiale (d. h. im Mittel in der Richtung
der Laufradwellenachse erfolgende) Verbreiterung des Strahles infolge seines Stoßes
auf die Teile des Schaufelrückens hinter a-v in Frage. Dies ist der Fall, wenn die
Wandstärke so gering gehalten «erden kann, daß z. B. im Schaufelmittelschnitt der
Rückenuinriß lt eine solche Form bekommt, daß durch ihn die freie relative Bahn
i des letzten Tropfens in eine relative Bahn k übergeht, bei der dieser infolge
der Keilwirkung der Schneide g noch (auf der Seite vom Ausschnitt d) auf seine Schaufel
c gelangt. Dabei erhält das Strahlende eine mehr oder weniger starke Fächerform,
deren Außenpartien die Schaufel c außerhalb der Zone e-f-e-f treffen und dort falsch
(d. h. nach g zu) abgelenkt werden. Letzteres soll nun durch Flächen l verhindert
werden. Diese erhalten eine solche Ausdehnung und Form (als Schnittflächen mit einer
übermäßig verdickten Wandstärke oder als Wnlstflächen oder [wie gezeichnet] als
Rippenflächen), daß sie die Wasserfäden in der Richtung l-nc dirigieren und so zum
Auftreffen innerhalb der Zone e-f-e-f veranlassen. In der Zeichnung ist zwar die
von na nach e-f laufende Vertiefung der Schaufelfläche, wie aus den drei die Schaufeltiefe
in vier gleiche Abschnitte einteilenden Horizontalschnittprojektionen ia,
o, p und aus dem Schnitt in :ebb. 3 hervorgeht, nur gering. Doch läßt sie
sich nach Bedarf verstärken.Initially, only the axial (ie taking place in the middle in the direction of the impeller shaft axis) broadening of the jet as a result of its impact on the parts of the blade back behind av comes into question. This is the case when the wall thickness can be kept so low that z. B. in the middle section of the shovel the ridge tear gets such a shape that through it the free relative path i of the last drop merges into a relative path k, in which the latter due to the wedge effect of the cutting edge g is still on its (on the side of the cutout d) Blade c arrives. The end of the beam is given a more or less strong fan shape, the outer parts of which hit the blade c outside the zone efef and are incorrectly deflected there (ie towards g). The latter is now to be prevented by surfaces l. These are given such an extension and shape (as cut surfaces with an excessively thickened wall thickness or as desert surfaces or [as shown] as rib surfaces) that they direct the water threads in the direction l-nc and thus cause them to strike within the zone efef. The drawing shows the indentation of the blade surface running from na to ef, as can be seen from the three horizontal section projections ia, o, p which divide the blade depth into four equal sections and from the section in: ebb. 3 shows only slightly. But it can be strengthened as needed.
Außer der fächerartigen Ausbreitung des Strahlendes kann aber auch
eine derartige Abweisung der Wasserfäden durch die Schaufelwandungen erfolgen, daß
z. B. die abgelenkte Relativbahn k des äußersten Wassertropfens nicht mehr, wie
gezeichnet, unterhalb der äußersten Spitze von g, sondern weit oberhalb von ihr
vorbeigeht. Natürlich ist dabei die Fächerbildung auch wesentlich verstärkt, die
oben beschriebenen Führungsflächen L sind also erst recht am Platze. Die weiter
hinzutretende Maßnahme besteht nun aber darin, daß die radial liegende Schneide
g eine tangentiale Fortsetzung a-ä erhält, von der aus sich eine Sattelfläche entwickelt,
welche so tief als möglich in die Schaufelwand einschneidet. Zur Verdeutlichung
ist eine solche Sattelfläche in der Zeichnung (Abb. 2 und 3 ) durch die Vertikalschnitte
q, r, is, s hervorgehoben. Diese Sattelfläche übt auf den Strahl eine
keilartige Spaltwirkung aus und treibt so die Wasserfäden, z. B. k, auf die Seitenwände
l und über letztere hinweg auf ihre Schaufelfläche c, wie oben beschrieben. Natürlich
brauchen nicht alle Wasserfäden gerade auf . die Seitenwand L getrieben zu werden.
Auch ohne diese Wirkung bewirkt die Sattelfläche ein möglichstes Einlassen der Wasserstrahlteile
gegen den Radmittelpunkt zu, ohne die Schaufel so sehr zu verschwächen, wie es bei
dem sonst hierbei üblichen tieferen Schaufelausschnitt (vgl. E s c h e r : Die Theorie
der Wasserturbinen, 2. Auflage, Fig. 293) der Fall ist.In addition to the fan-like spread of the beam end, such a rejection of the water threads by the blade walls can take place that z. B. the deflected relative path k of the outermost water drop no longer passes below the outermost tip of g, as shown, but far above it. Of course, the formation of fans is also significantly increased, so the guide surfaces L described above are all the more in place. The additional measure, however, now consists in that the radially lying cutting edge g is given a tangential continuation a-ä, from which a saddle surface develops, which cuts as deeply as possible into the blade wall. For clarification, such a saddle surface is highlighted in the drawing (Figs. 2 and 3) by the vertical sections q, r, is, s. This saddle surface exerts a wedge-like splitting effect on the jet and thus drives the water threads, e.g. B. k, onto the side walls l and across the latter onto their blade surface c, as described above. Of course, not all water threads just run out. the side wall L to be driven. Even without this effect, the saddle surface causes the water jet parts to be admitted as much as possible towards the wheel center, without weakening the blade as much as is the case with the deeper blade section that is otherwise usual here (see E scher: The theory of water turbines, 2nd edition, Fig . 293) is the case.
Gewiß wird auch die im vorstehenden beschriebene Einwirkung auf .die
Bahn der Strahlfäden nicht ohne Verluste vor sich gehen. Allein durch Glätten und
Polieren der Wände L und der Sattelfläche q, r, s lassen sich diese
auf ein Minimum reduzieren, so daß die weitaus größeren bisherigen Verluste infolge
einer ganz ungeregelten Strömung der letzten Strahlteile über ihre Schaufelfläche
c hin vermieden bzw. in Energiegewinn verwandelt werden.Certainly the above-described action on the path of the ray filaments will not proceed without losses. Simply by smoothing and polishing the walls L and the saddle surface q, r, s , these can be reduced to a minimum, so that the far greater previous losses due to a completely unregulated flow of the last jet parts over their blade surface c are avoided or converted into energy gain will.