79253. lajstromszámú szabadalom • Vízturbina a kerékdobon szabadon átfolyó vízsugárral
A szabadsugárral való töltés felsorolt hátrányainak kikerülésére a találmány szerinti - turbina töltése evolvemsszerű vezető felületekkel történik, amelyek a vízsugarat úgy vezetik a kerékre, hogy annak minden szála közel ugyanazon szög alatt metszi a kerék kerületét. Ezt az abszolút beömlésfezöget lehetőleg kicsire kell választanunk, de gyakorlati okokból (al=16°) alá nem igen mehetünk. Ezzel a szöggel és a legelőnyösebb el kerületi sebességgel (wl= ~ cos al)Cl el a relatív beömlósszög, azaz a külső lapátszög közel (=30°). Ennél lényegesen kisebb lapátszög például (20°) a belépésveszteségek miatt, de meg a következő okokból is kerülendő. A ((31) külső és (90°) belső lapátok (2. ábra) alkotta csatornák közei a kerékkoszorú bizonyos radiális méretéig kívülről befelé nagyobbodnak. Ha a kerékkoszorú radiális méretét tovább növeljük, úgy a csatornany í 1 ások kívülről befelé előbb nagyobbodnak, azután ismét, szűkülnek. A víznek kivülről-befelé való mozgását a centrifugális erő lassítja. Ezen körülmények okozzák, hogy addig, amíg az (a) koszorúszélesség kicsiny, a sugár csatornákat nem tölti ki, nagyobbodó (a) koszorúszélességgel a csatornanyílás kisebb lesiz és van (a)-nak olyan értéke, amelynél a sugár a kiömlő keresztmetszetet éppen kitölti. Az így választott radiális koszorúméretnél (2. ábra.) a víz a kerékkoszorúból zárt sugárban ömlik ki. Nem Ápolna helyes a koszorúméretet ezen határértéknél nagyobbra választani, mert ezzel a kiömlő nyílások tovább és annyira szűkíttetnének, hogy ezek az egész vízmennyiséget nem ereszthetnék keresztül. Nem volna helyes a koszorú méretét az említett határértéknél kisebbre sem választani, mert ez esetben a víz nem töltené ki egészen a kiömlő keresztmetszeteket és a víz a kerék koszorúját egyes sugarakban hagyná el, melyek, mint a 3. ábra keresztsraffozása feltünteti, levegőrétegekkel vannak egymástól elválasztva. A kiömlő víznek levegővel való keveredése károsan befolyásolja a koszorúnak másodszori töltését, ami szívócsőnek alkalmazása esetén még azzal a hátránnyal is járna, hogy a víz- levegőkeverék kisebb vákuumot állítana elő, mintha a szívócsőben tisztán víz folynék keresztül. A tömör sugárban történő kiömlésnek megfelelő radiális koszorú vastagság viszonyítva a kerékmérőhöz a ((31) lapátszögtől függ. Amint könnyen kiszámíthatjuk (á=0.34 r), azaz kereken (5=4- r), ha ((31=30°), 2. ábra, holott (a == 0.449r)-r kellene vennünk, ha ((31=20°) volna, 4. ábra. Utóbbi esetben rl is (á=—-al) a kiömlése nagyon rossz volna, 3. ábra. Ellenben (a=0.449r)-rel hosszú (nagy súrlódásveszteséget okozó) lapátok adódnának ki és a kiömlő sugár kontúrjai erősen konvergálnak. A ((31=30°- tói) való lényeges eltérés tehát ebből a szempontból is előnytelen volna, A radiális koszorúméret helyes megválasztásánál levegő csakis azon egy osztásnak megfelelő részében zavarja a vízsugarat, amelyben a csatornák kiürülnek. Ezen jelenség magyarázatára a 2., 5. ós 6. ábrák az áramlást a keréknek egy osztással való elmozdulása alatti három helyzetben tüntetik fel. A 2. ábra szerinti helyzetben a sugár tömör; a kerék tovább fordulása alatt ezen sugárról egy kárpit válik le, (5. ábra) amely a keréknek egy osztással való elmozdulása alatt keletkezik (2. ábra) és ismét eltűnik (6. ábra). Jelen találmány szerint gondoskodva van arról, hogy a sugár és a levált kárpit közötti1 (A) térbe (5. és 6. ábra) a kerék homlokailapjai felől levegő beáramolhasson, mert ezen berendezés nélkül a külső levegő a kárpitot áttöri és - szétszaggatja, ami robajjal történik. Ha a kereket ventiláljuk, az áttörések okozta zaj megszűnik. A ventiláló berendezésnek még az a célja is van, hogy a csatornák levegő tereit a külső térrel
