Auf diese über 100 Jahre alte Erfindung bin ich durch das Recherchieren für den Bau meiner Teslaspule gestoßen. Die ebenfalls von Nikola Tesla erfundene Turbine wird an so mancher Stelle im Internet hochgelobt. Das war für mich Grund genug, mir selbst einmal eine solche Turbine zu bauen.
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Mein Turbine soll anders sein
Da ich selbst bisher nur Tesla-Turbinen gesehen habe, die eine relativ kleine Anzahl an Scheiben besitzen, habe ich mich dazu entschlossen, eine komplett neue Turbine in CAD zu konstruieren. Nach unzähligen Stunden Planung hatte ich schließlich einen Konstruktionsplan, bei dem der Rotor der Turbine aus 74 Scheiben bestand.
Damit die Turbine sowohl mit Flüssigkeiten, als auch mit Gasen bzw. Wasserdampf betrieben werden kann, habe ich für den Rotor eine vertikale statt einer horizontalen Lagerung eingeplant. Hintergrund dieser Überlegung ist die Problematik, dass sich beim Betrieb mit Wasserdampf bei horizontaler Lagerung des Läufers Wasser im Gehäuse durch Kondensation sammeln würde und eine Ablaufvorrichtung eingeplant werden müsste. Bei vertikaler Lagerung kann das Wasser in diesem Falle einfach nach unten hinweg abfließen.
Prinzipielle Abdichtung der Welle
Das größte Problem bei der Planung war, die Welle so abzudichten, sodass die Turbine auch mit Wasser bzw. Wasserdampf betrieben werden kann, ohne dass irgendetwas davon entweicht.
Die folgenden zwei Bilder zeigen das Prinzip, für das ich mich entschieden habe. Das hier ist die Seite, bei der die Welle nicht nach außen geführt wird:
Und das ist die Seite, bei der die Welle nach außen geführt wird (mittels einer Magnetkupplung):
Als Dichtungen werden je Seite zwei Wellendichtringe verwendet. Durch das Rüchschlagventil kann das Öl, in dem die Kugellager laufen, nur nach innen laufen und nicht durch einen möglichen Innendruck nach außen gepresst werden.
Aufbau des Rotors
Die Welle für den Rotor konnte ich leider nicht selbst drehen, da ich noch keine Drehbank besitze. Aber zum Glück hat dies ein netter Kellege aus einem Bastler-Forum für mich gedreht.
Auf dem linken Bild sieht man die gedrehte Welle (Welle 1), die dann noch mit der Fräse bearbeitet wurde (mittleres Bild) und rechts ist eine Scheibe (Platter) zu sehen, die aus einer Festplatte stammt und dementsprechend ausgefräst wurde.
Zur drehstarren Verbindung der Platter mit der Welle habe ich zwei sogenannte Achsverbinder hergestellt, die jeweils drei um 120° versetzte Bohrungen für Stifte besitzen. Als Abstandshalter zwischen den Scheiben habe ich 0,5 mm dicke Distanzscheiben aus Edelstahl gewählt.
Das alles habe ich dann auf die Welle montiert.
Es haben leider nicht wie geplant alle 74 Platter auf die Welle gepasst, sondern nur 73, aber das dürfte kaum einen Unterschied machen. Die Achsverbinder habe ich durch kleine Bohrungen, durch die ich dann Stifte hineingepresst habe, mit der Welle fixiert.
Aufbau des Gehäuses
Montage Teil 1
Für das Gehäuse musste ich zuerst einmal eine Menge (teures) Alu-Rohmaterial kaufen:
Das Gehäuse besteht aus insgesamt 9 Gehäuseteilen, die von mir als Gehäuse 1 - 9 bezeichnet werden. Gehäuse 1 besitzt Aufnahmen für das Kugellager und zwei Wellendichtringe. Des Weiteren ist eine Auslassöffnung vorhanden, durch die die Flüssigkeit oder das Gas entweichen kann.
Auf Gehäuse 1 wurde Gehäuse 2 mit Schrauben und Passstiften montiert. Zwischen einzelnen Gehäuseteilen ist jeweils immer eine Dichtung.
