La turbina a flusso radiale
originale OSSBERGER®
La Turbina OSSBERGER®
La caratteristica fondamentale delle turbine OSSBERGER
è di essere costruite singolarmente su misura,
in base ai dati di salto e portata che si hanno nella derivazione.
Campo operativo: salto: H = 2,5........200 m
portata: Q = 0,04.....1 3 m³/s
potenza: N = 1 5......3.300 kW
Figura 1
Ammissione orizzontale
Figura 2
Ammissione verticale
Schema del flusso in turbine OSSBERGER® a flusso radiale
Questo schema presenta un importante vantaggio pratico: infatti le foglie, l'erba e la neve bagnata, che
sono pressate tra le pale del rotore dall'acqua entrante, dopo mezzo giro sono respinte fuori dal flusso di
scarico, aiutato dalla forza centrifuga. In tal modo il rotore autopulente non si intasa mai.
Principio di funzionamento
La turbina OSSBERGER® è una turbina a flusso
radiale con ammissione parziale. In base al numero
di giri specifico è classificata come una turbina
lenta. Le pale del distributore generano un getto
d'acqua a sezione rettangolare. Il getto passa
attraverso la corona palettata del rotore cilindrico,
prima dall'esterno verso l'interno poi, dopo aver
attraversato il corpo del rotore, riattraversa le pale
dall'interno verso l'esterno.
Se la variazione delle portate lo richiede, la turbina
OSSBERGER® è costruita con distributore
suddiviso in due sezioni. In questo caso il rapporto
normale tra le sezioni è di 1 :2. La sezione piccola
utilizza le portate più basse, la sezione grande le
portate intermedie e le due sezioni insieme
smaltiscono la portata massima.
Con questa suddivisione si utilizza con un ottimo
rendimento qualsiasi portata d'acqua nel campo dal
1 7 % al 1 00 % della portata massima.
Al variare della portata cambia il numero delle pale
attraversate dal flusso, NON gli angoli con cui il
flusso investe le pale. Questo spiega perché le
turbine OSSBERGER® utilizzano con particolare
efficienza i deflussi fortemente variabili.
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Rendimento
Il rendimento globale medio delle turbine
OSSBERGER® è garantito uguale o superiore
all'80 % a partire dalle potenze più basse e per
l'intero campo operativo. Questi rendimenti
normalmente vengono superati e sono stati misurati
rendimenti fino all'87 % nel caso di turbine di taglia
medio-grande.
La figura 4 illustra chiaramente la superiorità della
turbina OSSBERGER® nel campo dei carichi
parziali. Piccoli fiumi e corsi d'acqua hanno sovente
un flusso d'acqua ridotto per alcuni mesi all'anno. Il
poter generare o no energia in questo periodo
dipende dalla curva dei rendimenti della turbina
utilizzata. Nelle centrali ad acqua fluente le turbine
con un elevato rendimento di punta ma con
rendimenti scadenti ai carichi parziali producono
meno energia all'anno rispetto a una turbina con
una curva di rendimento piatta.
Distributore
Nelle turbine OSSBERGER® con distributore diviso
in due sezioni l'ammissione dell'acqua è controllata
da due pale sagomate e bilanciate che suddividono
il flusso d'acqua e lo dirigono in modo omogeneo
all'ingresso del rotore, indipendentemente dal grado
di apertura.
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Entrambe le pale sono montate in modo molto
preciso nella carcassa della turbina. Esse
presentano perdite così basse che nel caso di
piccoli salti, i distributori possono servire da organi
di intercettazione; in tal modo si può fare a meno
delle valvole di blocco tra la condotta forzata e la
turbina. Entrambi i distributori possono essere
azionati indipendentemente uno dall'altro tramite
leve sulle quali agisce il controllo automatico o
manuale.
Carcassa
La carcassa delle turbine OSSBERGER® è
interamente in acciaio che, secondo i casi, può
essere in acciaio al carbonio, in acciaio inossidabile
o in acciaio con grado di durezza elevatissimo, in
caso di forte presenza di materiale abrasivo.
Rotore
Il cuore della turbina è il rotore. E' costituito da pale
realizzate mediante una collaudata procedura di
estrusione, saldate con un metodo speciale alle due
piastre di estremità. Il rotore può avere fino a 37
pale, secondo la dimensione.
Le pale a semplice curvatura producono solo una
limitata spinta assiale tanto che si possono
eliminare i supporti reggispinta con tutti i loro
svantaggi. Nel caso di rotori larghi, le pale hanno
piastre multiple intermedie di supporto e
irrigidimento. I rotori sono equilibrati prima
dell'assemblaggio finale.
Figura 4
Confronto tra la curva di rendimento di una turbina
FRANCIS e di tre curve di rendimento di una turbina
OSSBERGER® a due compartimenti nel rapporto 1:2
Cuscinetti
I supporti delle turbine OSSBERGER® sono
realizzati con cuscinetti orientabili a rulli di
costruzione standard.
Nelle turbine fornite dalla OSSBERGER i cuscinetti
a rotolamento hanno l'innegabile vantaggio che
un'accorta progettazione delle sedi dei cuscinetti
può evitare il rischio di infiltrazioni d'acqua o di
condensazioni. Questa è la caratteristica essenziale
dei supporti portacuscinetti brevettati delle turbine
OSSBERGER®. Allo stesso tempo il rotore è
centrato rispetto alla carcassa della turbina. Gli
elementi di tenuta esenti da manutenzione
completano
questa
superiore
soluzione
tecnica.Tranne un'annuale cambio del grasso, i
cuscinetti non hanno bisogno di manutenzione.
Tubo di aspirazione
Figura 3
Vista esplosa di turbina OSSBERGER®
a due compartimenti
In base al principio di funzionamento la turbina
OSSBERGER® è una turbina ad azione.
Naturalmente nei salti medio-bassi è necessario il
tubo di aspirazione, che serve per conciliare le
esigenze di sicurezza in caso di piena e la
necessità di utilizzare senza perdite l' intero salto. In
una turbina equipaggiata con tubo di aspirazione in
grado di utilizzare un'ampia variazione delle portate,
si deve controllare l'altezza della colonna d'acqua
nel tubo; questo controllo è realizzato per mezzo di
una valvola di ammissione d'aria che regola il grado
di vuoto nella carcassa della turbina. In questo
modo anche salti di appena 1 m possono essere
interamente utilizzati dalle turbine OSSBERGER®
con tubo di aspirazione.
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Caratteristiche operative
Grazie al suo principio di funzionamento, la
cavitazione non ha luogo in una turbina
OSSBERGER®. Questo permette di evitare
l'installazione di turbine sommerse, tutti gli
inconvenienti operativi ed i maggiori costi di
costruzione ad esse associati.
La velocità di fuga delle turbine OSSBERGER®
varia da 1 ,8 a 2,5 volte la velocità nominale,
secondo il salto e la lunghezza della condotta. Tutte
le parti di macchinario fornite dalla Ossberger sono
in grado di sopportare tali velocità.
"La semplicità innanzi tutto" è il motto che ha
guidato lo sviluppo della turbina OSSBERGER®:
essa è progettata per il funzionamento continuo per
decenni e può funzionare senza particolari
attrezzature di manutenzione. Frequentemente, e
specialmente nei paesi del terzo mondo, è ordinata Figura 5
Campo di utilizzazione della turbina OSSBERGER®
ed installata da persone non specializzate.
Criteri per una progettazione a basso costo
Una grande consapevolezza ambientale significa sforzarsi di utilizzare le forze naturali senza sprecare
materiali o danneggiare l'ambiente, come nel caso della generazione di elettricità da fonti di energia
rinnovabile. La costruzione di centrali idroelettriche è comunque limitata da un fattore essenziale: gli alti
costi di investimento associati alla progettazione ed alla costruzione dei macchinari e delle opere
idrauliche.
Progettisti e fabbricanti di turbine hanno cercato di ridurre il costo globale standardizzando le turbine
idrauliche. Questa via, possibile con grandi turbine, porta in ogni caso a problemi nella progettazione di
piccole turbine idrauliche, più strettamente legate alla disponibilità d'acqua ed alle fluttuazioni annue
delle portate.
Le turbine OSSBERGER® sono costruite con componenti standard che possono essere configurati in
base alle esigenze per produrre una centrale su misura, cioé secondo la portata ed il salto di ogni singola
derivazione. Questo sistema modulare facilita una fabbricazione a basso costo, nonostante le macchine
siano progettate su misura per ciascun particolare progetto.
La gamma di prodotti Ossberger
- La turbina a flusso radiale originale OSSBERGER®
- Turbine Kaplan (20 kW a 2 MW)
- Sistemi di sgrigliatori automatici, anche per centrali grandi
- Automazione OTmation
Per una offerta dettagliata e delle informazioni ulteriori sui nostri prodotti,
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91 781 Weißenburg/Bayern
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AGENTE ESCLUSIVO
PER L'ITALIA:
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