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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.

Table of contents
1 Entwicklung der Turbine
2 Wirkungsprinzip der Francis-Turbine
3 Einsatzbereich der Francis-Turbine
4 Weitere Verwendungsmöglichkeiten
5 Weblinks

Entwicklung der Turbine

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

Die Fourneyron-Turbine wurde mehrfach verbessert.

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

Wirkungsprinzip der Francis-Turbine

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

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

Einsatzbereich der Francis-Turbine

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

Bei großer Fallhöhe und vergleichsweiser geringer Wassermenge kommt die

Bei geringer bis geringster Fallhöhe und großem Durchfluss werden
  • Kaplan-Turbinen verwendet

Weitere Verwendungsmöglichkeiten

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

Ja stimmt!

Weblinks

  • eLexikon: Francis-Turbine

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