Francis-Turbine

James B. Francis - Erfinder der Francis-Turbine
James B. Francis - Erfinder der Francis-Turbine

Die Francis-Turbine wurde im Jahre 1849 von dem angloamerikanischen Ingenieur James B. Francis entwickelt und zählt zu den weltweit am weitesten verbreiteten Turbinen. Die Francis-Turbine ist eine Überdruck-Turbine wie die Kaplan-Turbine oder die Propeller-Turbine. Im Gegensatz zur Kaplan-Turbine nutzt das Francis-Laufrad die Strömungsenergie überwiegend mittels der Reaktionskräfte infolge der Umlenkung des Wassers durch die gekrümmten Schaufel der Turbine. Die Francis-Turbine stellt eine Weiterentwicklung der Fourneyron-Turbine von 1826 dar, um bei schwankenden Durchflussmengen durch einen verstellbaren Leitapparat eine konstante Drehzahl für den Generatorbetrieb zu gewährleisten. Das einlaufende Wasser verlässt die Francis-Turbine nahezu im rechten Winkel der Einlaufströmung. Das Wasser strömt durch einen Leitapparat mit verstellbaren Schaufeln auf die räumlich gekrümmten Schaufeln des Laufrades zu. Die Wasserzufuhr erfolgt zumeist über ein Spiralgehäuse, hinter dem Laufrad ist dann ein so genanntes „Saugrohr” angeordnet. Der Betriebsbereich von Francis-Turbinen liegt bei der Fallhöhe H ab 2 bis 500m und beim Durchfluss Q zwischen 3 und 700 m³/s.

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