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Francis-Turbine


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Francis-Turbine

Die Francis-Turbine ist eine im Jahre 1849 in USA von dem Ingenieur James B. Francis verbesserte Turbine .

Inhaltsverzeichnis

Entwicklung der Turbine

Das Funktionsprinzip der Francis-Turbine geht eigentlich eine Konstruktion von Benoit Fourneyron aus dem Jahre 1824 zurück. Dieser ließ das Wasser innerhalb geschlossenen Systems zunächst durch die feststehenden gekrümmten eines Leitwerks fließen bevor es auf die Schaufeln Laufrades trifft und diese in Bewegung setzt. Unterschied zu der Francis-Turbine war das Leitwerk Fourneyron im Inneren des Laufrades und das musste radial nach außen fließen. Diese erste Fourneyron entwickelte Turbine hatte bereits einen Wirkungsgrad von etwa 80%.

Die Fourneyron-Turbine wurde mehrfach verbessert.

  • 1837 durch den Deutschen Karl Anton Henschel
  • 1838 durch den Amerikaner Samuel B. Howd das Laufrad ins Innere des Leitwerks verlegte
  • sowie den Engländer James Thomson der verstellbaren Leitschaufeln und die gekrümmten Laufradschaufeln entwickelte.

Francis verbesserte dann diese Turbine und einen Wirkungsgrad von etwa 90 %. Seitdem dieser Turbinentyp seinen Namen.

Wirkungsprinzip der Francis-Turbine

Leitwerk für minimale Leistung eingestellt

Leitwerk für maximale Leistung eingestellt

Bei der Francis-Turbine wird das Wasser ein feststehendes "Leitrad" mit verstellbaren Schaufeln auf gegenläufig gekrümmten Schaufeln des Laufrads gelenkt.

Das Wasser gelangt durch ein schneckenförmiges Rohr die Spirale in die Turbine. Die Schaufeln des können verstellt werden um die Leistung der zu regulieren also an den zur Verfügung Wasserdruck anzupassen. Durch ein Saugrohr an der der Turbinenachse wird das Wasser abgeleitet.

Einsatzbereich der Francis-Turbine

Die Francis-Turbine ist der am meisten Turbinentyp bei Wasserkraftwerken . Sie kommt zum Einsatz bei mittleren des Wassers und mittleren Durchflussmengen.

Bei großer Fallhöhe und vergleichsweiser geringer kommt die

Bei geringer bis geringster Fallhöhe und Durchfluss werden

Weitere Verwendungsmöglichkeiten

Die Francis-Turbine hat den Vorteil dass auch als Pumpe eingesetzt werden kann. Dieser Umstand wird Pumpspeicherkraftwerken genutzt in welchen man eine Francis-Turbine einen Generator zur so genannten Pumpturbine zusammengeschlossen die sowohl pumpen als auch Strom erzeugen kann.




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