DE10213774A1

DE10213774A1 - Francis-Turbine oder Francis-Pumpe oder Francis-Pumpturbine

Info

Publication number: DE10213774A1
Application number: DE10213774A
Authority: DE
Inventors: Ernst-Ulrich Jaeger; Gerhard Wengert; Armin Otto; Ulrich Seidel
Original assignee: Voith Hydro Holding GmbH and Co KG; Voith Hydro GmbH and Co KG
Current assignee: Voith Hydro Holding GmbH and Co KG
Priority date: 2002-03-27
Filing date: 2002-03-27
Publication date: 2003-10-23
Also published as: WO2003081027A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Francis-Turbine oder eine sonstige nach dem Francis-Prinzip aufgebaute Maschine. DOLLAR A Gemäß der vorliegenden Erfindung ist diese Francis-Turbine mit den folgenden Merkmalen ausgestattet: DOLLAR A - mit einem Laufrad, das Laufschaufeln aufweist; DOLLAR A - mit einem Spiralgehäuse, das das Laufrad umschließt; DOLLAR A - dem Spiralgehäuse ist ein Kranz von feststehenden Stützschaufeln nachgeschaltet; DOLLAR A - dem Kranz von feststehenden Leitschaufeln ist ein Kranz von drehbaren Leitschaufeln nachgeschaltet; DOLLAR A - wenigstens eine Leitschaufel ist verschiebbar oder in ihrer Außenkontur veränderbar; DOLLAR A - es ist eine Sensorik zum Erfassen des Schwingungsverhaltens oder von sonstigen Parametern der gesamten Maschine oder von Teilen hiervon vorgesehen; DOLLAR A - es ist eine zentrale Prozesseinheit (CPU) vorgesehen, die bei Überschreiten von Sollwerten der Parameter eine Verschiebung der Leitschaufel oder eine Änderung von deren Außenkontur befiehlt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Francis-Turbine oder -Pumpe oder -Pumpturbine, insbesondere der Leitapparat einer solchen Turbine, der zur Zuleitung des Wassers zum Laufrad dient.
An Wasserturbinen wie Francis-Turbinen werden zunehmend höhere Anforderungen hinsichtlich des Wirkungsgrades und des möglichst ausgedehnten Arbeitsbereiches gestellt. Wünschenswert ist ein variabler Einsatz hinsichtlich der Wasserdurchflussmenge vom extremen Teillastbetrieb bis hin zum Überlastbetrieb. In allen Lastbereichen soll ein möglichst hoher Wirkungsgrad bei gleichzeitig schwingungsfreiem Lauf der Turbine erreicht werden.
Francis-Turbinen werden an unterschiedliche Betriebsbedingungen durch die Verstellung der Leitschaufeln angepasst. Dennoch treten insbesondere unter Teillast instationäre Strömungsverhältnisse auf, die zu starken Schwingungen an der Maschine führen. Materialschäden als Folge können insbesondere dann eintreten, wenn die Eigenfrequenzen von Bauteilen mit diesen Schwingungen übereinstimmen. Eine weitere negative Folge von Turbinenvibrationen sind vor allem für große Maschinen die Auswirkungen, die diese Schwingungen auf das Stromnetz haben. Gleichlaufunruhen werden über den Generator in das Stromnetz eingekoppelt und machen sich dort als Leistungsschwankungen unangenehm bemerkbar. Daraus ergeben sich nachteilige Einschränkungen des Turbinenbetriebsbereichs. So sind kritische Teillastbereiche beim Hochfahren der Turbine besonders schnell zu durchfahren und im Dauerbetrieb zu vermeiden. Außerdem findet eine unerwünschte gegenseitige Beeinflussung wasserführender Systeme statt.
Beim optimalen Betrieb einer Francis-Turbine strömt das Wasser aus der Einlaufspirale radial symmetrisch in das Laufrad, wird dort von den Laufschaufeln so umgelenkt, dass es nahezu axial in das Saugrohr einströmt und dort zum Unterwasser abgeleitet. Bei einem derart idealen Betrieb ist die Strömung im Saugrohr nahezu drallfrei. Bei Betriebszuständen der Turbine außerhalb des Bestpunktes ist diese Drallfreiheit der Abströmung nach dem Laufrad nicht mehr gegeben. Der ursächliche Zusammenhang zwischen der rotativen Komponente der Strömung im Saugrohr und den Maschinenschwingungen ist bekannt. Zur Stabilisierung der Strömung im Saugrohr und zur Unterdrückung des Dralls werden nach dem heutigen Stand der Technik Leitbleche entlang des Saugrohres eingebracht. Derartige Leitbleche können als Finnen ausgebildet sein, die in axialer Richtung orientiert sind. Diese Form führt zu einer Unterdrückung des Dralls im Saugrohr, die aber mit dem Nachteil eines verminderten Wirkungsgrades verbunden ist.
Zur Lösung dieses Problems wurden variable Leitbleche entwickelt, die entsprechend den Betriebsbedingungen um eine zur Maschinenachse parallele Achse verschwenkt werden können. Weitere Bauformen von Leitblechen sind parallel zu den Wandflächen des Saugrohres orientiert und verhindern somit durch die Stabilisierung der Strömung zwischen Leitblech und Saugrohrwand ein Ablösen von Strömungsbereichen. Wie die zuvor genannten finnenartigen Strukturen verringert auch diese Konstruktion die Energieausbeute der Turbinen. Des weiteren erhöhen derartige statische oder variable Konstruktionen den Aufwand für die Herstellung und Wartung von Turbinen und sind daher ein kostenrelevanter Faktor.
Auch sind weitere Maßnahmen bekannt, die aber entweder aufwendig sind oder den Wirkungsgrad der Maschine verschlechtern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine der eingangs genannten Art derart zu gestalten, dass bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen Druckschwankungen an jeglicher Stelle in der Maschine minimiert werden.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
Der Erfinder hat Folgendes erkannt: Wird beim Verstellen der Leitschaufeln um deren Schwenkachsen die Zuströmrichtung des Wassers zur Laufschaufel verändert, so kommt es bei bestimmten Winkelpositionen der Leitschaufeln zu Stoßverlusten und Umlenkverlusten. Dies bedeutet, dass die Maschine nur über einen bestimmten Betriebsbereich die notwendige Laufruhe hat, in anderen Betriebsbereichen aber Vibrationen aufweist.
Gemäß einer ersten Alternative der Erfindung wird vorgesehen, die Stützschaufeln bzw. die Leitschaufeln nicht ortsfest zu machen, sondern verschiebbar, und zwar auch vorzugsweise während des Betriebes.
Dies bedeutet, dass die einzelne Leitschaufel zwar nach wie vor verschwenkbar ist, um den Betrieb jederzeit an gegebene Bedingungen anpassen zu können, beispielsweise an einen gegebenen Oberwasserspiegel. Gleichzeitig lässt sich die einzelne Leitschaufel jedoch verschieben, um unerwünschten Druckschwankungen entgegenzuwirken. Dabei kann es ausreichen, dass nur einige Leitschaufeln eines Leitschaufelkranzes verschiebbar sind, im Extremfall sogar nur eine einzige Leitschaufel. Durch ein Verschieben von Leitschaufeln kann eine Schwingung in der Maschine derart beeinträchtigt oder gestört oder durch andere Schwingungen überlagert werden, dass sie nicht mehr in Erscheinung tritt.
Was für verstellbare Leitschaufeln gilt, gilt auch für feststehende Stützschaufeln.
Eine zweite Alternative besteht darin, wenigstens eine Stützschaufel und/oder Leitschaufel bezüglich ihrer Gestalt veränderbar zu machen, und zwar wiederum vorzugsweise während des Betriebes. Dies kann dadurch geschehen, dass die Schaufel in zwei Teile unterteilt ist, die gelenkig miteinander verbunden sind, und die sich über das Gelenk in bestimmte Winkellagen relativ zueinander bringen lassen. Die zweite Alternative lässt sich auch dadurch verwirklichen, dass wenigstens eine Schaufel im Volumen veränderbar ist, beispielsweise dadurch, dass sie wenigstens teilweise hohl ist und wenigstens teilweise aus einem elastischen Material besteht. Sie kann beispielsweise aufgeblasen werden, so dass sie ihre Gesamtvolumen verändert. Sie kann aber auch derart gestaltet sein, dass nur ein Teil ihrer Wandung aus elastischem Material besteht, das sich bei Einbringen eines Überdruckes in den hohlen Innenraum der Schaufel nach außen auswölbt oder bei Aufbringen eines Unterdruckes in den Hohlraum hineinzieht.
Eine dritte Alternative besteht darin, von vornherein die Maschine mit Unregelmäßigkeiten auszustatten. Solche Unregelmäßigkeiten können bestehen im unregelmäßigen Anordnen von feststehenden oder beweglichen Leitschaufeln. So kann beispielsweise der gegenseitige Abstand zwischen zwei aneinander benachbarten Leitschaufeln anders gewählt werden, als zwischen einem anderen Paar einander benachbarter Leitschaufeln. Auch kann die Geometrie bestimmter Leitschaufeln von vornherein eine andere sein, als die jenige der übrigen Leitschaufeln. Solche Unregelmäßigkeiten können konstruktiv von vornherein festgelegt werden, ohne das sie später geändert werden können.
Die genannten drei Varianten lassen sich jeweils einzeln oder in Kombination anwenden.
Die Maschine wird gemäß der Erfindung vorzugsweise mit einer Sensor- und Regel- beziehungsweise Steuereinrichtung ausgestattet. Die Sensoreinrichtung erfasst den Vibrationspegel der Maschine beziehungsweise einzelner Elemente der Maschine, beispielsweise im schaufellosen Raum zwischen Leitschaufel und Laufrad. Der gemessene Wert wird sodann mit einem Sollwert verglichen. Weicht der Vibrationspegel von einem Sollwert ab, so veranlasst eine zentrale Prozesseinheit (CPU) ein Eingreifen im Sinne einer Veränderung der erfindungsgemäß gestalteten Leitschaufel. Dies bedeutet somit - gemäß der ersten Alternative - eine Dislozierung wenigstens einer der Leitschaufeln, oder - gemäß der zweiten Alternative - ein Verändern der äußeren Gestalt wenigstens einer Leitschaufel, oder - bei Anwendung beider Alternativen - sowohl eine Dislozierung als auch eine Gestaltveränderung.
Die erste Alternative lässt sich beispielsweise auch dadurch verwirklichen, dass die Schwenkachse kippbar gemacht wird, so dass sie auch relativ zur Maschinenachse jeglichen Verlauf einnehmen kann, somit gegen die Maschinenachse geneigt. Eine Möglichkeit der Verwirklichung der ersten Alternative kann auch darin bestehen, das ein Deplazieren einer oder mehrerer Stützschaufeln oder leitschaufeln in Gestalt einer Schwingung oder Vibration geschieht. Die Auslenkungen des Deplazierens können somit minimal sein, und bei hoher Frequenz.
Die zweite Alternative lässt sich beispielsweise dadurch verwirklichen, dass die Leitschaufel einen teleskopartigen Aufbau hat. Demgemäß besteht sie aus zwei oder mehreren Teilen, die teleskopartig ineinander gefügt sind und die sich somit ineinander einfahren oder voneinander abfahren lassen.
Die erste Alternative kann auch dadurch verwirklicht werden, dass der gesamte Leitschaufelring in radialer Richtung um seine eigene Achse verdrehbar ist, oder dass einzelne Segmente des Leitschaufelringes um die Drehachse herum verdrehbar sind.
Eine interessante Variante der ersten Alternative besteht darin, wenigstens eine Leitschaufel in Schwingung zu versetzen. Dabei findet ebenfalls eine Dislozierung statt, wenn auch im minimalen Ausmaß. Der Gedanke des Anlegens einer Schwingung an Leitschaufeln ist zwar bekannt, jedoch zu einem anderen Zweck und nicht in Verbindung mit den weiteren, hier genannten Merkmalen, nämlich einer Sensorik zum Erfassen des Ist-Schwingungszustandes und einer CPU zum Einleiten von Gegenmaßnahmen gegen übermäßige Schwingungen.
Die selben erfindungsgemäßen Maßnahmen, die bei schwenkbaren Leitschaufeln anwendbar sind, sind auch bei feststehenden Stützschaufeln anwendbar, die üblicherweise feststehen und die dem Leitschaufelkranz vorgeschaltet sind. Bei diesen feststehenden Stützschaufeln spricht man vom sogenannten Traversenring. Die Schaufeln des Traversenringes lassen sich somit ebenfalls gemäß der Erfindung dislozieren - erste Alternative -, oder in ihrer Gestalt verändern - zweite Alternative. Auch hierbei kann es genügen, wenn wenigstens eine an sich feststehende Schaufel in erfindungsgemäßer Weise gestaltet ist, und wenn eine Sensorik und eine CPU vorgesehen werden.
Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im Einzelnen folgendes dargestellt:
Fig. 1 zeigt eine Francis-Turbine in einem Axialschnitt.
Fig. 2-7 zeigen Stützschaufeln und verschwenkbare Leitschaufeln einer Francis-Turbine jeweils in einem Meridianschnitt.
Fig. 8 zeigt eine erste Ausführungsform einer Leitschaufel mit veränderbarer Außenkontur.
Fig. 9 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Leitschaufel mit veränderbarer Außenkontur.
Fig. 10 enthält ein Diagramm, das die Möglichkeiten des Kompensierens von unerwünschten Druckpulsationen durch aufgezwungene Schwingungen von drehbaren Leitschaufeln veranschaulicht.
Die in Fig. 1 gezeigte Francis-Turbine ist wie folgt aufgebaut:
Ein Laufrad 1 umfasst eine Mehrzahl von Laufschaufeln 1.1. Es ist um eine Laufradachse 1.2 drehbar.
Das Laufrad 1 mit seinen Laufschaufeln 1.1 ist von einem Spiralgehäuse 2 umgeben. Dem Laufrad 1 ist ein Kranz von feststehenden Stützschaufeln 3 vorgeschaltet, gefolgt von einem Kranz von verschwenkbaren Leitschaufeln 4.
Die Turbine weist ein Saugrohr 5 auf. Dieses umfasst einen Eintrittsdiffusor 5.1 mit einer Achse 5.1.1, einen sich daran anschließenden Krümmer 5.2, und sich daran anschließenden Saugkasten 5.3.
Fig. 2 zeigt einen Kranz feststehender Stützschaufeln 3, auch "Traversenring" genannt. Radial innerhalb des Traversenringes befindet sich ein Kranz von Leitschaufeln 4. Diese sind um eine Achse 4.1 verdrehbar, um die Weite zwischen zwei jeweils einander benachbarten Leitschaufeln 4 einzustellen, und damit zugleich den Durchsatz des eintretenden Wasserstromes.
Wie man sieht, lassen sich sämtliche drehbaren Leitschaufeln in eine gestrichelt dargestellte Position verschieben. Die Verschiebung findet in Umfangsrichtung statt - siehe den Doppelpfeil.
Im vorliegenden Fall ist der Verschiebeweg sämtlicher Leitschaufeln 4 gleich groß. Dies könnte auch anders sein. Außerdem ist es denkbar, nur einige der drehbaren Leitschaufeln zu verschieben, oder gar nur eine einzige. Trotz der Verschiebung kann jede Leitschaufel eine Drehbewegung um die zugehörende Drehachse 4.1 ausführen.
Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform sind wiederum die drehbaren Leitschaufeln 4 verschiebbar, jedoch nicht in Umfangsrichtung, sondern in radialer Richtung. Auch hier gilt dasselbe, wie bei der Ausführungsform von Fig. 1: nicht alle drehbaren Leitschaufeln 4 müssen verschiebbar sein.
Außerdem lässt sich das Maß des Verschiebeweges frei wählen. Dies gilt für sämtliche der hier dargestellten Beispiele, bei denen ein Verschieben von Leitschaufeln vorgesehen ist (erste Alternative). Dies gilt für die Fig. 2 bis 4.
Fig. 3 veranschaulicht anhand einer der drehbaren Leitschaufeln 4 eine Verschiebemöglichkeit, die von jener der Fig. 2 und 3 abweicht. Siehe die in Fig. 4 ganz links gezeigte Schaufel 4. Dabei deutet der Doppelpfeil A die Möglichkeit des Verdrehens dieser Schaufel um ihre Drehachse 4.1 an, und Doppelpfeil B das Verschieben der Schaufel. Wie man sieht, verläuft Doppelpfeil B im Wesentlichen in Richtung der Längsachse 4.2 des Schaufelprofils.
Fig. 5 zeigt wiederum feststehende Stützschaufeln 3 und verdrehbare Leitschaufeln 4. Dabei ist anhand der links dargestellten feststehenden Leitschaufel 3 ein besonderer Aufbau erkennbar. Diese Schaufel 3 ist aus zwei Bauteilen aufgebaut, nämlich aus Schaufelteil 3.3 und aus Schaufelteil 3.4. Dabei bildet Schaufelteil 3.3 eine Hülse, in welche Schaufelteil 3.4 eingesteckt ist. Schaufelteil 3.4 lässt sich teleskopartig aus Schaufelteil 3.3 ein- und ausfahren, und zwar in Richtung des Doppelpfeiles B. Dieser erstreckt sich im Wesentlichen in Richtung der Längsachse 3.2 des Schaufelprofiles. Schaufelteil 3.3 bleibt bei der Verschiebebewegung von Schaufelteil 3.4 ortsfest.
Die hier gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von jenen gemäß der Fig. 2 bis 4. Hier ist nämlich die Außenkontur der Schaufel 3 veränderbar. Diese Maßnahme kann bei allen feststehenden Leitschaufeln 3 vorgenommen werden, aber auch nur bei einigen oder bei einer einzigen.
Gleiches gilt für die verdrehbaren Leitschaufeln 4. Diese können gleich oder ähnlich ausgeführt werden, wie die genannte, links dargestellte feststehende Stützschaufel 3.
Fig. 6 zeigt Leitschaufeln, bei denen ebenfalls die Außenkontur verändert werden kann. Dies ist beispielsweise bei einer der feststehende Stützschaufeln 3 der Fall. Diese besteht aus zwei Teilen, nämlich einem feststehenden Teil 3.3 und einem verschwenkbaren Teil 3.4. Die beiden Teile sind durch eine Drehachse 3.1 aneinander angelenkt.
Auch bei den verdrehbaren Leitschaufeln 4 sind verschiedene Möglichkeiten wiedergegeben, mit denen die Außenkontur der betreffenden Leitschaufel 4 verändert wird. So umfasst die links dargestellte verdrehbare Leitschaufel 4 zwei Teile 4.3, 4.4. Diese sind in unterschiedlicher Weise verschwenkbar - siehe die Doppelpfeile C und D. Während beispielsweise Schaufelteil 4.3 einen bestimmten Schwenkwinkel ausführen kann, kann Schaufelteil 4.4 einen anderen Schwenkwinkel ausführen.
Bei der auf die linke verdrehbare Leitschaufel folgende Leitschaufel ist der Schwanzbereich 4.4 des Schaufelprofiles derart biegbar, dass er aus der Längsachse 4.2 herausgeschwenkt wird.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 sind die verdrehbaren Leitschaufeln 4 wiederum unterteilt in ein vorderes Teil 4.3 und ein hinteres Teil 4.4. Die gesamte Schaufel 4 lässt sich hierbei in oben dargestellter Weise um eine Drehachse 4.1 verschwenken, jedoch lässt sich das hintere Teil 4.4 der verdrehbaren Leitschaufel um einen anderen Winkel verschwenken, als das vordere Teil 4.3.
Die in Fig. 8 dargestellte Leitschaufel 3 besteht aus einem elastischen Material und ist hohl. Der Hohlraum weist einen Druckluftanschluss auf. Wird Druckluft in den Hohlraum eingelassen, so wird die Außenkontur 3.8 der Schaufel 3 geändert in die Außenkontur 3.9.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 9 besteht der Kopfteil 3.10 aus elastischem Material, während der Hauptteil 3.11 aus Stahl besteht. Der Kopfteil 3.10 ist an den Hauptteil 3.11 angesetzt. Im Bereich des Kopfteiles befindet sich ein Hohlraum. Dieser weist wiederum einen Druckluftanschluss auf. Bei Einleiten von Druckluft wird die Außenkontur 3.8 zur Außenkontur 3.9 geändert.
Statt Druckluft kommt jedes andere Medium in Betracht.
Ein interessanter Gedanke besteht darin, zur Verwirklichung der ersten Alternative - Deplatzieren einer oder mehrerer Leitschaufeln - die betreffende Leitschaufel 3 oder 4 in Schwingung zu versetzen. Dabei findet somit ebenfalls eine Deplazierung der Leitschaufel statt, und zwar sehr kurzfristig oder extrem kurzfristig.
Das in Fig. 10 dargestellte Diagramm zeigt folgendes:
Auf der Ordinate sind Druckpulsationen aufgetragen, auf der Abszisse die Zeit. Man erkennt drei Kurven I, II und III. Kurve I veranschaulicht die Druckpulsationen, die die Maschine aufweist.
Kurve II veranschaulicht Vibrationen, die im Bereich des Leitapparates aufgebracht werden, beispielsweise bei einer oder mehreren drehbaren Leitschaufeln.
Kurve III veranschaulicht die resultierenden Druckpulsationen der Maschine. Wie man sieht, sind die Amplituden dieser Druckpulsationen stark minimiert, verglichen mit den Amplituden der Kurve I.
In der Praxis wird man die Kurve I ermitteln durch Messungen an neuralgischen Stellen der maschine, beispielsweise im Saugrohr, im schaufellose Raum, in der Spirale, oder an anderen Orten.
Die Kurve II lässt sich beispielsweise dadurch erzeugen, daß eine oder mehrere drehbare Leitschaufeln verdreht, d. h. geschlossen und wieder geöffnet werden, und zwar um einen minimalen Winkel von beispielsweise 1°. Das Öffnen und Schließen kann bei relativ hohen Frequenzen vonstatten gehen, beispielsweise bei einer Frequenz von 0,1-100 Hz, somit bei einer Frequenz die irgendwo zwischen diesen beiden Grenzwerten liegt. Auch Abweichungen nach oben und nach unten sind möglich.
Statt eines Verdrehens kommt aber auch ein Verschieben der drehbaren Leitschaufel in axialer oder radialer Richtung oder in einer hierzu geneigten Richtung in Betracht.
Als Alternative zum Aufbringen einer Schwingung auf eine verdrehbare Leitschaufel kommt bei Aufbringen einer Schwingung bei einer feststehenden Stützschaufel in Betracht. Bezugszeichenliste 1 Laufrad
1.1 Laufschaufeln
2 Spiralgehäuse
3 feststehende Stützschaufeln
3.1 Drehachsen der Leitschaufeln
3.2 Längsachsen des Schaufelprofils
3.3 Leitschaufelteil
3.4 Leitschaufelteil
3.8 Außenkontur, nicht aufgeblasen
3.9 Außenkontur, aufgeblasen
3.10 Kopfteil
3.11 Hauptteil
4 verdrehbare Leitschaufel
4.1 Drehachse
4.2 Längsachse des Schaufelprofils
4.3 Schaufelteil
4.4 Schaufelteil
5 Saugrohr
5.1 Eintrittsdiffusor
5.1.1 Achse des Eintriffsdiffusors
5.2 Krümmer
5.3 Saugkasten

Claims

1. Francis-Turbine oder eine sonstige nach dem Francis-Prinzip aufgebaute Maschine

1. 1.1 mit einem Laufrad (1), das Laufschaufeln (1.1) aufweist;

2. 1.2 mit einem Spiralgehäuse (2), das das Laufrad (1.1) umschließt;

3. 1.3 dem Spiralgehäuse (2) ist ein Kranz von feststehenden Stützschaufeln (3) nachgeschaltet;

4. 1.4 dem Kranz von feststehenen Stützschaufeln (3) ist ein Kranz von verdrehbaren Leitschaufeln (4) nachgeschaltet;

5. 1.5 wenigstens eine Leitschaufel (3, 4) ist verschiebbar oder in ihrer Außenkontur veränderbar;

2. Maschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

1. 2.1 es ist eine Sensorik zum Erfassen des Schwingungsverhaltens oder von sonstigen Parametern der gesamten Maschine oder von Teilen hiervon vorgesehen;

2. 2.2 es ist eine centrale Prozesseinheit (CPU) vorgesehen, die bei Überschreiten von Sollwerten der Parameter eine Verschiebung der Leitschaufel oder eine Änderung von deren Außenkontur befiehlt.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die feststehenden Stützschaufeln (3) und/oder die verdrehbaren Leitschaufeln (4) nicht veränderbare Unregelmäßigkeiten bezüglich ihrer Gestalt und/oder ihrer Anordnung aufweisen.

4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine feststehende Stützschaufel (3) und/oder eine verdrehbare Leitschaufel (4) in Umfangsrichtung verschiebbar ist.

5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine feststehende Stützschaufel (3) und/oder eine verdrehbare Leitschaufel (4) in radialer Richtung verschiebbar ist.

6. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine feststehende Stützschaufel (3) und/oder eine verdrehbare Leitschaufel (4) in einer von der Umfangsrichtung und von der radialen Richtung abweichenden Richtung verschiebbar ist.

7. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine feststehende Stützschaufel (3) und/oder eine verdrehbare Leitschaufel (4) aus wenigstens zwei Teilen (3.3, 3.4) aufgebaut ist, die teleskopartig relativ zueinander verfahrbar sind.

8. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

1. 8.1 wenigstens eine feststehende Stützschaufel (3) und/oder wenigstens eine verdrehbare Leitschaufel (4) ist hohl;

2. 8.2 die hohle Schaufel weist einen Wandbereich (3.10) auf, der aus einem elastischen Material besteht;

3. 8.3 der elastische Wandbereich (3.10) ist aufblasbar, so dass sich seine Außenkontur (3.8) zur Außenkontur (3.9) verändert.

9. Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Außenkontur (3.8) der hohlen Schaufel (3, 4) von einem elastischen Material gebildet ist.

10. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Schaufel (3, 4) in Schwingung versetzbar ist.

11. Francis-Turbine oder eine sonstige nach dem Francis-Prinzip aufgebaute Maschine

1. 11.1 mit einem Laufrad (1), das Laufschaufeln (1.1) aufweist;

2. 11.2 mit einem Spiralgehäuse (2), das das Laufrad (1.1) umschließt;

3. 11.3 dem Spiralgehäuse (2) ist ein Kranz von feststehenden Stützschaufeln (3) nachgeschaltet;

4. 11.4 dem Kranz von feststehenden Stützschaufeln (3) ist ein Kranz von verdrehbaren Leitschaufeln (4) nachgeschaltet;

5. 11.5 wenigstens eine Schaufel (3, 4) der Stützschaufeln oder der Leitschaufeln weist eine von den übrigen Schaufeln abweichende Dicke oder abweichende Länge oder ein abweichendes Profil auf, oder die Stützschaufeln bzw. die Leitschaufeln sind mit unregelmäßiger Teilung angeordnet, oder derart gestaltet, das ein symmetrischer Aufbau vermieden wird.