محفظه Volute معمولاً به عنوان محفظه آب ورودی به شکل a شناخته می شود که به اختصار "پوسته حلزون" خوانده می شود. برای اطمینان از تامین آب یکنواخت به مکانیسم هدایت کننده آب، سطح مقطع آن به تدریج کاهش می یابد. علاوه بر این، می تواند چرخش لازم را برای کاهش بار کاری مکانیزم آب هدایت کننده ایجاد کند.
باید اندازه مناسبی برای به حداقل رساندن تلفات هیدرولیکی و کاهش ابعاد کارخانه و سرمایه گذاری های مهندسی عمران داشته باشد. این یک آرایش بسته ساخته شده از بتن مسلح یا فلز است که با نیازهای مختلف سر و ظرفیت سازگار است. پوسته حلزون متداول ترین محفظه ورودی در توربین های واکنش است.
طبقه بندی:
پوسته های توربین را می توان به فلز و بتنی تقسیم کرد.
فلز:
زاویه ای که از انتهای دماغه تا قسمت ورودی محصور شده است، زاویه شامل پوسته حلزون نامیده می شود. توربین های هد بالا بیشتر از فلز استفاده می کنند. فلزات را می توان با توجه به روش های ساخت به انواع جوش، ریخته گری و ریخته گری طبقه بندی کرد. نوع ساختاری فلز ارتباط نزدیکی با سر و اندازه توربین دارد. جوش ریخته گری و ریختگی معمولاً برای توربین های جریان مخلوط با هد بالا با قطر D1 تا 3 متر استفاده می شود. سطح مقطع فلز برای صرفه جویی در فولاد معمولا دایره ای است و ضخامت ورق های فولادی باید با توجه به شرایط مختلف تنش مقطع آن متفاوت باشد. معمولاً ضخامت بخش ورودی پوسته حلزون بزرگتر است و به سمت انتهای بینی کاهش می یابد.
وضعیت تنش فلز پیچیده است، نه تنها شامل تنش دیواره نازک ناشی از فشار داخلی آب بلکه تنش های موضعی ناشی از تفاوت در سختی در اتصال بین پوسته حلزون و حلقه نشیمنگاه و در اتصال بین صفحات فولادی با ضخامت های مختلف است. در همان بخش محوری
پوسته حلزون باید بر اساس فشار داخلی آب محاسبه شود، با این فرض که فشار آب داخلی پوسته حلزون به طور کامل توسط خود پوسته حلزون تحمل می شود تا ضخامت صفحه فولادی پوسته حلزون تعیین شود تا از عملکرد طبیعی آن اطمینان حاصل شود. علاوه بر تنش دیواره نازک، به دلیل سفتی زیاد و تغییر شکل کوچک لبه‌های دیسک حلقه صندلی، می‌توان پوسته حلزون را به‌طور صلب به حلقه صندلی متصل دانست که باعث ایجاد تنش‌های موضعی اضافی در صفحه فولادی پوسته حلزون می‌شود. علاوه بر این، در اتصال صفحات فولادی با ضخامت های مختلف در یک بخش محوری، تنش های موضعی اضافی نیز به دلیل ضخامت های مختلف صفحات فولادی، مشابه وضعیت اتصال بین پوسته حلزون و حلقه نشیمنگاه ایجاد می شود. محاسبه مقاومت این قطعه می تواند به مواد مربوطه اشاره داشته باشد.
توربین های جریان مخلوط با سر بزرگ و متوسط معمولاً از سازه های جوش داده شده با صفحه فولادی استفاده می کنند. اتصال بین پوسته حلزون و حلقه صندلی نیز جوش داده شده است. تعداد بخش های جوش داده شده برای پوسته حلزون جوش داده شده نباید خیلی کم باشد، زیرا بر عملکرد هیدرولیکی پوسته حلزون تأثیر می گذارد. با این حال، استفاده از بخش های زیاد برای صاف کردن پروفیل پوسته حلزون تا حد امکان و بهبود عملکرد هیدرولیکی آن، مشکلات و جنبه های غیراقتصادی را برای ساخت و نصب به همراه خواهد داشت.
پوسته های حلزون ریخته گری سختی بیشتری دارند و می توانند فشار خارجی خاصی را تحمل کنند، اغلب به عنوان نقاط پشتیبانی توربین ها عمل می کنند و به طور مستقیم مکانیسم هدایت و دستگاه های انتقال آن را روی آنها تنظیم می کنند. پوسته های حلزون ریخته گری معمولاً به طور کامل در بتن مدفون نمی شوند. با توجه به کاربردهای مختلف، می توان از مواد مختلفی برای پوسته های حلزون ریخته گری استفاده کرد. چدن معمولاً برای واحدهای کوچک با سر کمتر از 120 متر استفاده می شود. فولاد ریخته گری بیشتر زمانی استفاده می شود که هد بیش از 120 متر باشد. و از فولاد ضد زنگ نیز می توان برای پوسته های حلزون ریخته گری زمانی که سر آن بسیار بالا است و آب حاوی تعداد زیادی ذرات جامد است استفاده کرد.
پوسته حلزون جوشکاری شده برای توربین های با جریان مخلوط با هد بالا با ابعاد کوچک، مشابه پوسته های حلزونی ریخته گری، مناسب است. پوسته بیرونی پوسته حلزون با جوش ریخته گری از صفحات فولادی فشرده می شود و پره های راهنمای ثابت و حلقه های نشیمن به طور کلی ریخته گری می شوند و سپس جوش داده می شوند تا یک قسمت جدایی ناپذیر را تشکیل دهند. عملیات حرارتی لازم پس از جوشکاری برای از بین بردن تنش جوشکاری مورد نیاز است.
پوسته حلزون بتنی:
آنها معمولاً برای نیروگاه های بزرگ و متوسط با سرهای زیر 40 متر استفاده می شوند که عمدتاً به صورت یک حفره مارپیچی مستقیماً در حجم زیادی از بتن در قسمت زیر آب نیروگاه ایجاد می شوند. هنگام ریختن قسمت زیر آب نیروگاه، شابلون مارپیچی از قبل نصب شده و پس از برداشتن شابلون به پوسته حلزون تبدیل می شود. برای تقویت پوسته حلزون، تعداد زیادی میلگرد به بتن اضافه می شود، بنابراین گاهی به آن پوسته حلزونی بتن مسلح نیز می گویند.
