Francis-Turbine

Francis-Turbine, Firma "Schneider, Jaquet & C.ie A.G. Strassburg-Königshofen".

Bei der Turbine der Firma "Schneider, Jaquet & C.ie A.G." aus dem Jahre 1910 handelt es sich um eine Francis-Schachtturbine des Typs "N:4 GV" (die Francis-Turbine ist eine im Jahr 1849 in den USA durch den namensgebenden Ingenieur James B. Francis verbesserte Wasserturbine).
Sie wurde in der Fellenbergmühle im Jahre 1929 - zwei Jahre nach Einzug der von Johann Peter Hartfuß gegründeten feinmeschanischen Werkstatt - zur Steigerung der Effizienz installiert und ersetzt seither das zuvor als Energielieferant vorhandene Mühlrad. Die Turbine besitzt ein Schaufelrad im Seffersbach und liefert die Energie zum Antrieb der gesamten Transmission und damit der Maschinen. Zusätzlich trieb sie einen Gleichstromgenerator mit einer Leistung von 110 V an.
Die Leistung der Turbine beträgt 10,5 PS, welche bei 270 Umdrehungen pro Minute und einer Wasserdurchlaufmenge von 465 Liter/Sek. erreicht werden. Mittels einer Welle wird die Kraft auf eine befestigte Riemenscheibe, welche über einen Riemen die gesamte Transmission antreibt, übertragen. Das Lager dieser Hauptwelle entspricht dem Typ des Gleitlagers, einem Vorläufer des Kugellagers, wobei die Schmierung durch Ringschmierung erfolgt.
Wirkungsprinzip von Francis-Turbinen:
Bei der Francis-Turbine wird das Wasser durch ein feststehendes "Leitrad" mit verstellbaren Schaufeln auf die gegenläufig gekrümmten Schaufeln des Laufrads gelenkt. Durch ein als Diffusor wirkendes Saugrohr an der Verlängerung der Turbinenachse wird das Wasser nach Durchströmen des Laufrades abgeleitet. Mit Hilfe der Leitschaufeln wird die Drehzahl und damit die Leistung der Turbine bei wechselnden Wasserständen, unterschiedlicher Beanspruchung durch die Transmission oder bei Lastwechseln des angeschlossenen Generators konstant gehalten. Die Francis-Turbine ist eine Überdruckturbine, am Laufradeintritt ist der Druck höher als am Laufradaustritt. Der zur Turbine gehörende Regler erfasst die Drehzahl der Turbine auf der Welle als Regelgröße und wandelt das Ergebnis auf servohydraulischem Wege in eine Stellgröße, die die Leitschaufeln entsprechend der Drehzahlabweichung öffnen oder schließen kann. Der Wirkungsgrad einer Francis-Turbine variiert je nach Bauart und Betriebsstandort - sie kann jedoch einen Wirkungsgrad von über 90 % erreichen.