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XXXXV. Nr.
August 1901
ZU
leichter zugänglich ist und einen besseren Wirkungsgrad hat.
Die neueren Regulirvorrichtungen haben allgemein eine besondere Maschine, den Servomotor, zum Verstellen der Regulirschieber, und einen Regulator, der zum Steuern des Servomotors dient. Escher Wyss & Co. verwenden Pendelregulatoren mit Federbelastung, die bei geringem Gewicht grosse Energie besitzen, und deren Reibung sehr gering ist, da die Gelenke als Schneiden ausgebildet sind. Bei der Ausführung der Servomotoren haben Escher Wyss & Co. von den mechanischen, welche die Verstellkraft durch Riemen oder Räder geleitet erhalten, mit Hinblick auf die oft
ganz bedeutenden Kräfte und die auftretenden Stösse vollständig abgesehen und bauen nur hydraulische, die mittels Druckwassers oder Drucköles betrieben werden. Da aber das Wasser oft nicht genügenden Druck besitzt oder zu unrein ist und die Anlage einer eigenen Wasserleitung oder Pumpe zu teuer werden würde, so hat die Firma in letzter Zeit die Ausführung eines neuen Regulators, Bauart Weber, aufgenommen, der eine Vereinigung des mechanischen und des hydraulischen Servomotors darstellt.
Für eine Francis-Turbinenanlage bei kleinem Gefälle bietet der Umbau im städtischen Licht- und Wasserwerk zu Schaffhausen, Fig. 1 und 2, ein doppelt bemerkenswer. tes Beispiel, erstens weil hier die Ueberlegenheit
der Francis - Turbine über die Jonval-Turbine deutlich zutage tritt, und weil ferner durch vorhandene Bauten, gegebene Umlaufzahlen usw. besondere Schwierigkeiten geboten waren. Der Firma Escher Wyss & Co. war nämlich der Auftrag erteilt worden, im unteren Wasserwerk der Stadt Schaffhausen von den dort befindlichen drei
deutscher Ingenieure.
Fig. 7.
zu
WO
von
Jonval-Turbinen 1) zwei durch Francis-Turbinen von grösserer Abmessungen haben, so beträgt doch der Wirkungsgrad Leistungsfähigkeit und höherem Wirkungsgrad zu ersetzen, 86,6 vH bei voller, 82,6 bei 3/4, 84 bei ?/3 und 77 vH bei wobei die vorhandenen Mauern und Träger beizubehalten balber Belastung. waren.
Bei Gefällen von 4 bis 15 m, wo man eine einfache TurDas Gefälle schwankt zwischen 3,5 und 4,5 m. Die Tur- bine wegen der geringen Umlaufzahl nicht unmittelbar mit der binen mussten der vorhandenen Anlage wegen 60 Uml./min Dynamo kuppeln kann, wendet man das Aushülfmittel an, machen und sollten bei 3,8 m Gefälle je 350 PS leisten, wäh- statt einer Turbine deren mehrere auf dieselbe Welle zu setzen. rend die Leistung der alten Turbinen nur 200 bezw 260 PS Die Turbinen von Rheinfelden”) sind in dieser Richtung vorbetrug; die für jede Turbine zur Verfügung stehende Wasser bildlich geworden. In ähnlicher Weise sind die Turbinen in menge beläuft sich
dem zweiten auf 8400 bis 7800 Anlage bei Lyon. Turbinenhaus.
Krafthaus der Itr/min. Die: Tur
Stadt Genf zu binen waren auf
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bis 5, gebaut. Dort lagern,
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gelturbinen von gefälle rd.
800 bis 1000 PS 1 m bedingt war.
und 80 Uml./min, Sie sollten ferner
die in dieser Zeitin den alten Man
schrift bereits betelring hineinge
schrieben sind“), baut werden, wo
und 10 neuere raus sich ein
doppelte ZentrifuDurchmesser von
ga!turbinen von 2 m am Spalt er
900 bis 1200 PS gab. Das Leitrad
und 120 Uml./min. hat 24 Oeffnungen
Das Gefälle und ist, da der Durchmesser ver
schwankt zwi. hältnismässig klein
schen 4,3 und ist, 650 mm breit.
8,1 m, die Wassermenge
zwischen Das Laufrad enthält 20 einge
120 und 1200
cbm/sk, und die gossene Blech
Schwankungen schaufeln und ist nach unten, wo es
treten oft ziemlich in das Saugrohr
plötzlich auf.
Bei den älteren übergeht, erheb
Turbinen sitzen lich verbreitert. Zwischen Leit.
auf der stehenden und Laufrad liegt
Welle zwei Kegelein Regulirring,
turbinen mit je Bauart Zodel, der
drei Schaufelkrän. durch einen hy
zen, die von oben draulischen Regu
nach unten durchlator bethätigt
strömt werden. wird; dieser kann
Die oberen Turbijedoch ausgeschal
nen arbeiten mit tet werden und
ziemlich grossem durch eine ein
Sauggefälle. Die fache Handregu
einzelnen Turbilirung ersetzt wer
nen haben den. Die stehende
schiedene DurchWelle ist viermal
messer und sind gelagert; oben ist
verschieden geein gewöhnliches
schaufelt, da die Ringspurlager an
untere bei hohem geordnet, welches
Gefälle allein und das gesamte Ge
mit höchstem Wirwicht aufnimmt.
kungsgrad arbeiDer Wasserdruck
ten soll, während ist infolge der ra
die obere mehr dialen Einströ
eine Hülfsturbine mung fast aufge
darstellt, die bei hoben; die Saug
Hochwasser, also wirkung ist eben
bei kleinem Gefalls sehr gering,
fälle, den höchsten da durch Löcher in der Laufradnabe der Druck über und
Wirkungsgrad haunter dem Rade fast ausgeglichen wird. Die Drehung der
ben soll. Die Lager dieser Kegelturbinen haben ausser den Turbinenwelle wird durch Kegelräder auf die wagerechte
Gewichten einen beträchtlichen Wasserdruck zu tragen, wes. Dynamowelle übertragen.
balb ihnen Oel unter einem Druck von 15 at zugeführt wird. Versuche haben ergeben, dass die Turbinen bei 3,8 m
Bei den neuen Turbinen ist diese hohe Belastung der Gefælle die ausbedungene Leistung von 350 PS noch um
Zapfen vermieden. Sie haben 2 Laufräder, von denen das 80 PS übertrafen. Obwohl die Turbinen eigentlich zu grosse
untere bei hohem Gefälle allein arbeiten soll, und 4 Leiträder, 1) Vergl. Z. 1893 S. 1416.
1) Z. 1899 S. 1217. 3) Z. 1896 s. 1229,
ver
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lage in Europa ist. Das Werk ist von der Société des Forces motrices du Rhône errichtet. Man hat oberhalb der Stadt Lyon einen Kanal von 18,6 km Länge gebaut, Fig. 6, und zwar ist der Oberwasserkanal 16 km, der Unterwasserkanal 2,6 km lang. Der erstere beginnt in der Nähe des Dorfes Jonage und liegt fast auf seiner ganzen Långe mit seiner Sohle auf gleicher Höhe wie das benachbarte Gelände. Auf der einen Seite konnte fast durchweg die natürliche Böschung als Damm verwendet werden,
je eines oberhalb und unterhalb der Laufräder. Das Wasser strömt in achsialer Richtung von oben und unten her in die Laufräder und tritt am Aussenkranz in radialer Richtung aus. Das obere Leitrad jeder Turbine hat eine volle Scheibe, die in der Mitte eine Stopfbüchse für den Durchtritt der Welle trägt; ebenso hat das Laufrad eine volle Scheibe, das untere Leitrad dagegen ist offen. Auf diese Weise ist erreicht, dass das Wasser allein auf die untere Fläche der Laufradscheibe einen Druck ausübt und dadurch einen Teil der Gewichte ausgleicht. Infolge dieser Entlastung ist es möglich gewesen, statt eines Oeldrucklagers ein einfaches Ringspurlager zu verwenden. Die Turbinen werden durch Ringschieber regulirt, die das Laufrad umgeben, und zwar ist der Schieber jedes Rades zweiteilig, und beide Teile werden durch einen hydraulischen Regulator gegenläufig bewegt.
Die Zentrifugalturbinen haben die Vorteile grosser Umlaufzahl bei kleinem Gefälle, einfacher Entlastung vom Wasserdruck und zumteil von dem Gewicht der Eisenmassen, guter Regulirung und hohen Wirkungsgrades. Als nachteilig ist aber zu bezeichnen, dass die Bauarbeiten etwas verwickelt werden. In Chèvres sind, wie bemerkt zu werden verdient, die Bauten in Zement-EisenKonstruktion ausgeführt.
Unter den von der Firma errichteten Anlagen von Francis-Turbinen für mittleres Gefälle ragt durch seine mächtige Ausdehnung das Kraftwerk der Stadt Lyon hervor, das mit seiner Leistung von 22000 PS die grösste derartige An
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auf der andern war es er
forderlich, einen künstlichen Damm aufzuschütten. Bei Cusset liegt das Turbinenhaus, Fig. 7, das sich quer über den Kanal hinstreckt und 160 m lang ist. Der Unterwasserkanal musste durchweg ausgehoben werden, wobei man die zu entfernenden Erdmassen für den anzuschüttenden Damm des Oberwasserkanales verwendete. Die Breite des Oberwasserkanales schwankt zwischen 60 und 105 m, die gering
ste Wassertiefe beträgt 2,5 m. Zwischen km 9 und 11 erweitert sich der Kanal
einem gewaltigen Becken von 150 ha Oberfläche, das sich aus der Bodengestaltung ohne besondere Kunstbauten von selbst ergab. Oberhalb dieses Beckens ist ein Ueberlauf angeordnet, damit das Wasser im Kanal nicht über eine bestimmte Höhe stei
Der Kanal ist zugleich für die Bewässerung der Felder und für die Schiffahrt bestimmt. Für letzteren Zweck ist beim Turbinenhaus eine Schleuse von 160 m Länge und 16 m Breite angelegt. Doch scheint es, als ob der Kanal für seine Nebenzwecke noch nicht häufig verwendet wird. Das durch den Kanal gewonnene Gefälle beträgt 10 bis 12 m; bei starkem Hochwasser kann es jedoch auf kurze Zeit bis auf 8 m herabsinken. Der Kanal hat recht erhebliche Schwierigkeiten bereitet. Zuerst waren die natürlichen Dämme nicht dicht genug und mussten durch Kunstbauten ergänzt werden;
später zeigten sich die aufgeschütteten Dämme undicht, besonders nicht genügend gegründet; schliesslich erwies sich auch die Kanalsohle in der Nähe des Turbinenhauses undicht, der Boden war sumpfig und musste auf eine lange Strecke mit Beton belegt werden.
Infolge dieser widrigen Umstände wurde die Fertigstellung arg verzögert, und die Baukosten wuchsen recht erheblich. Zur Zeit sind in dem Unternehmen 45 Mill. frs festgelegt; der Kanal nebst Turbinenhaus kostet rd. 22 Mill., die Turbinen, Dynamos, Motoren und Leitungen bis Ende 1899 rd. 10 Mill.,
und
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die übrigen Kosten für Erteilung der Bauerlaubnis, Landerwerb und dergl. betragen rd. 6 Mill. Bis jetzt sind 8 Turbinen zu 1250 PS, 3 zu 250 und 2 zu 1500 PS aufgestellt. 6 weitere Einheiten von je 1500 PS sind in der Fabrik von Escher Wyss & Co. in der Ausführung begriffen. Sämtliche
Fig. 10.
Die Einlaufkanäle sind ausserdem noch durch schwimmende Spundwände zu schliessen. Das Krafthaus, Fig. 8, hat 3 Geschosse, das unterste für die Turbinen, das zweite für die Regulirgetriebe, die Spurlager und die Oelpumpen, und das dritte für die Dynamos und die hydraulischen Regulatoren.
Die Räume sind sehr gut zugänglich und zeichnen sich durch Helligkeit und Reinlichkeit aus.
Die Turbinen von 1250 PS, Fig. 8 und 9, stecken in einem Gehäuse von Gusseisen. Sie machen 120 Uml./min, und ihre Welle ist mit der Dynamowelle gekuppelt. Jede Turbine hat drei Krånze, denen der oberste nur bei Hochwasser, also bei niedrigem Gefälle, in Betrieb kommt. Der Regulirschieber dieses Kranzes, der für gewöhnlich geschlossen ist, kann deshalb in das Regulirgetriebe ein- und ausgeschaltet werden. Alle drei Kränze werden durch senkrecht bewegte Ringschieber regulirt, die das Leitrad aussen umgeben. Die Schieber der beiden unteren Kränze bewegen
von
sich gegenläufig und sind derartig mit einander verbunden, dass ihre Gewichte sich ausgleichen und der Regulator nur die Reibung des Gestänges zu überwin
den hat. Der Servomotor des Regulators, 由
Fig. 10 und 11, enthält einen Differentialkolben, dessen kleinere Fläche beständig unter Oeldruck steht, während der Zutritt zu der grösseren Kolbenfläche durch einen Fliehkraftregler beeinflusst wird. Auf der Kolbenstange ist eine keilförmige Führung befestigt, um beim Vorrücken des Druckölkolbens den Regulator in seine Mittelstellung zurückzuführen. Das für den Servomotor erforderliche Drucköl
wird durch Pumpen geliefert, von denen jede Turbine eine besitzt.
Oben an der Turbinenwelle befindet sich ein Entlastungskolben mit Labyrinthdichtung, dessen untere Seite dem Wasserdruck ausgesetzt ist, während das auf die obere Seite hindurchdringende Wasser durch ein mit dem Saug
168
Turbinen sind mit Drehstromdynamos von der Firma Brown, Boveri & Co. gekuppelt.
Das Wasser wird jeder Turbine, welche geschlossen ausgeführt ist, durch ein besonderes Rohr zugeführt; wie Fig. 8 und 12 zeigen, kann jedes Rohr durch eine Glocke abgesperrt werden,