Knopova turbína

(původně Hänelova turbína, upravená inženýrem Knopem)

Typově se jedná o mezní vertikální turbínu s plným ostřikem a axiálním průtokem. Přesný rozsah použití se v dostupné litaratůře neuvádí. Její konstrukční řešení nasvědčuje spolehlivému využití spádů od 0,5 do 5 metrů.

Princip turbíny:

Princip je naprosto shodný jako u turbíny Hänelovy. Oběžné kolo pracuje stejně jako u zmiňované turbíny s plným zahlcením mezilopatkových kanálů a s plným ostřikem. Průřez je v každém místě přesně přizpůsobený směru a rychlosti vody. Na rozdíl od předchozí turbíny toho není dosahováno proměnnou loušťkou lopatek, ale místním zúžením či rozšířením litého věnce. Díky proměnnému průřezu nemusí být lopatkový prostor oběžného kola zavzdušněn, tak jak je u rovnotlakých turbín běžné. Spodní voda se při tomto uspořádání nesnaží vnikat do otevřených mezilopatkových kanálů. A tak i když se oběžné kolo brodí, jeho účinnost tím není snížena. To umožnilo stavět tuto turbínu tak, že je spodní hrana rozváděcích lopatek v úrovni spodní hladiny nebo za provozu i lehce pod ní. Tím se využije celý spád H. a turbína může pracovat i při povodňových stavech.

Konstrukční detaily:

• Turbína se konstruuje stejně jako turbína Hänelova a je vždy verikální.
• Její oběžné kolo se brodí ve spodní vodě a má velký počet malých lopatek.
• Lopatky mají konstantní tloušťku a jsou vyrobeny z ohnutého plechu zalitého do litinových věnců.
• Aby byl zachován konstantní průtokový průřez i při zakřiveném mezilopatkovém kanálu, přizpůsobuje se této podmínce profil litého věnce nikoliv tloušťka lopatky.
• Turbína je ve své podstatě neregulovatelná, zavedením parciálního ostřiku výrazně klesá její účinnost.
• Protože má turbína nízký počet otáček, je doplněna kuželovým převodem, který otáčky zvyšuje a převádí na horizontální hřídel k dalšímu využití.
• Axiální sílu zachycuje axiálně-radiální ložisko pod kuželovým kolem, patní ložisko je pouze radiální.

Použití:

Tato turbína se v současnosti už nepoužívá. Její tvůrce se snažil potlačit nevýhody turbín s oběžným kolem rotujícím nad spodní hladinou a přizpůsobit ji pro dokonalé využití velmi malých spádů. Takových spádů, kde by umístění oběžného kola nad vodní hladinou přinášelo velké ztráty spádu a tedy i výkonu. Konstruktér hledal způsob, který by umožnil zanořit oběžné kolo pod spodní hladinu a přitom byl výrobně jednodužší než turbína Hänelova. Hlavní nevýhodou takto řešené turbíny však byla neekonomická regulace. Částečné uzavření rozváděče mělo za následek výrazné zhoršení účinnosti a tedy i dobrých vlastností, které turbína původně měla. I v tomto případě se nežádoucím způsobem projevovalo tření vody o zadní strany lopatek, které snížily účinnost a tak tato turbína ve svém výsledku nebyla výkonnější než turbína Girardova, kterou měla nahradit. Na všech lokalitách, kde byla v minulosti Knopova turbína používána, byla vytlačena Francisovou nebo Kaplanovou turbínou.