Scheibenläuferturbine (Tesla-Turbine)

Turbine: Strömungskraftmaschine, die einem durchfließenden Medium mechanisch Energie
entzieht und diese als Rotationsenergie über Wellen oder Kupplungen an das anzutreibende
Aggregat abgibt.

Auch in modernen Kernkraftwerken wird mit Wasserdampf eine Turbine gespeist, die Rotationsenergie
abgibt, ein Generator wandelt diese Energie in elektrische Energie um.

Bei allen Turbinen dieser Bauart prallt der Teilchenstrom senkrecht auf Schaufeln, was Verwirbelungen und
Vibrationen erzeugt, die Kraft des Dampfs wird dabei nicht nur in die gewünschte Drehbewegung, sondern auch in
Verwirbelungen und Vibrationen umgewandelt (aufgeteilt). Dadurch hat man einen hohen Energieverlust,
der Wirkungsgrad läßt nach. Es werden aber auch sehr hohe Anforderungen auf die Belastbarkeit
der Schaufeln gesetzt.


Die Scheibenläuferturbine besteht aus mehreren nebeneinander auf einer Achse angeordneten Scheiben.
Der Dampfstrahl wird parallel zu den Scheiben auf diese durch die Eintrittsöffnung geleitet. Durch die
Adhäsionskraft (Gleitreibung der Luft auf der Scheibenoberfläche) werden die Scheiben in Bewegung
um die Achse versetzt. Durch die Reibung wird der Dampfstrom abgebremst. Durch die Seitenwände
wird der Strahl auf eine Kreisbahn umgelenkt und treibt dabei weiter die Scheiben an. An der
Eintrittsöffnung wird der Strahl von dem nachströmenden Dampf auf eine weiter innen liegende
Kreisbahn gelenkt. Da auf der inneren Kreisbahn die Kurvengeschwindigkeit geringer als außen ist,
kann der schon gebremste Dampfstrom die Scheiben noch weiter antreiben. Vor der Strahl die Mitte
der Scheiben erreicht, wird er durch Öffnungen nach außen entlassen.
Dieses Prinzip hat einige Vorteile:


  • keine Vibrationen
  • hoher Wirkungsgrad
  • niedrige Produktionskosten
  • hohe Lebenserwartung

Da der Dampfstrom nicht plötzlich sondern kontinuierlich abgebremst
wird, entstehen keine Vibrationen. Somit wird keine Kraft in Wirbel, Vibrationen
oder sonstige ungewollten Energieformen umgewandelt, der Wirkungsgrad ist
daher höher. Da nur die Lager der Achse geringe Toleranzen aufweisen
müssen und keine hochbelastbaren Materialien benötigt werden
halten sich die Produktionskosten niedrig. Eine hohe Lebenserwartung ist
deshalb zu erwarten, da die Turbine nur aus zwei Teilen, Gehäuse und
Scheiben mit Achse, besteht

Ein Prototyp Teslas mit 250mm Druchmesser entwickelte bei 5000 Umdrehungen
pro Minute ca. 80 kW.

Patentnummer 1.061.206

Wikipedia-Artikel: http://de.wikipedia.org/wiki/Tesla-Turbine
Wikipedia-Artikel englisch: http://en.wikipedia.org/wiki/Tesla_turbine