<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung bezieht sich auf einen Turbinengenerator mit liegender Welle und einer auf einer Seite des Generators angeordneten Einlaufspirale.
Bei Turbinen kleiner Leistungen bis etwa 100 kW war es bisher üblich, die Einlaufspirale, Turbine mit Schwungradregler und Seriengenerator auf einem gemeinsamen Grundrahmen in Guss-oder Stahlkonstruktion aufzusetzen. Derartige Maschinen besitzen normalerweise vier Lager, u. zw. zwei Lager bei der Turbinenwelle und eine zweifach gelagerte Generatorwelle, wobei serienmässig eine elastische Kupplung zwischen beiden Teilen vorgesehen ist. Das Schwungrad wurde zwischen den Lagern der Turbinenwelle angeordnet. Die Regelung des Wasserdurchflusses erfolgt üblicherweise mit Durchflussregler mit Riemenantrieb. Da der Zufluss den örtlichen Gegebenheiten angepasst werden muss, ist es bisher notwendig, die vornehmlich gegossene Einlaufspirale für jeden Winkel gesondert und mit eigenen Aufstellfüssen anzufertigen.
Dies verhinderte bisher eine Serienfertigung der Einlaufspirale. Es musste für jeden Einlauf eine eigene Einlaufschnecke erzeugt werden. Es ergibt sich ein grosser Platzbedarf, der durch die grosse Anzahl der Wellenlagerungen, der Kupplungen usw. bedingt ist. In Querrichtung ergibt sich bei bekannten Ausführungen durch seitlich aufgestellte Regler gleichfalls ein grosser Platzbedarf. Durch die vielen Einzelteile sind auch die Kosten hoch und die Betriebssicherheit vermindert. Um diese Nachteile zu vermeiden, wird vorgeschlagen, dass die Einlaufspirale um die Achse vor der Befestigung verdrehbar auf dem Grundrahmen befestigt ist, wobei die Generatorwelle zur fliegenden Aufnahme des Turbinenrades verlängert ist. Die Einlaufspirale kann nach dem Erfindungsvorschlag mit ihrer Einlauföffnung in jede beliebige Lage auf dem Grundrahmen gedreht werden.
Es ist nicht notwendig, für jede Einlauföffnung einen eigenen Gusskörper für die Einlaufspirale mit eigener Abstützung vorzusehen. Insbesondere wird dazu vorgeschlagen, dass an der Einlaufspirale ein Flanschring zum direkten Aufsetzen an einen Sattel des
EMI1.1
befestigt wird. Es ist nicht notwendig, eigene Abstützungen vorzusehen. Der Grundrahmen ist so ausgebildet, dass eine vorgefertigte Einlaufspirale direkt an ihm befestigt werden kann. Weiter wird vorgeschlagen, dass ein Gehäuseflanschring vorgesehen ist, der am Grundrahmen abgestützt ist, auf dessen einer Seite der Flanschring der Einlaufspirale verdrehbar befestigt ist und an dessen anderer Seite das Gehäuse eines Seriengenerators angeordnet ist.
Durch diesen Erfindungsvorschlag ergibt sich ein Zusammenhang zwischen der Befestigung der Einlaufspirale und des Generators an einem am Grundrahmen abgestützten Teil, nämlich einem Gehäuseflanschring. Es wird weiter vorgeschlagen, das Generatorgehäuse durch eine Zwischenstütze am Fundamentrahmen abzustützen. Mit zwei Abstützungen am Fundamentrahmen, nämlich der Abstützung des Generatorgehäuses und der Abstützung des Gehäuseflanschringes hat man einfach die komplette Abstützung des Turbinengeneratorteiles am Grundrahmen.
Zur weiteren Vereinfachung wird vorgeschlagen, dass zwischen Generatorgehäuse und Gehäuseflanschring ein sich am Gehäuseflanschring und Grundrahmen abstützendes Lager vorgesehen ist, wenn das zweite Generatorlager in einem Deckel am Ende des Generatorgehäuses angeordnet ist. Nach dem Erfindungsvorschlag sind lediglich zwei Lager notwendig. Weiter wird vorgeschlagen, dass das Schwungrad auf der Antriebsseite innerhalb des Generatorgehäuses angeordnet ist. Das Schwungrad ist dabei in der Nähe eines Lagers, u. zw. des Lagers das im Gehäuseflanschring angeordnet ist und zwischen den beiden Generatorenlager angeordnet. Es sind lediglich zwei Lager für den gesamten Turbinengenerator notwendig. Die Konstruktion vereinfacht sich dadurch wesentlich. Es ist auch keine Kupplung zwischen Generator und Turbinenrad notwendig.
Der Platzbedarf wird dadurch wesentlich verringert. Eine weitere Vereinfachung ergibt sich durch den Vorschlag, dass am Schwungrad der Generatorlüfter aufgesetzt ist.
Es ist dadurch kein eigenes Lüfterrad notwendig. Weiter wird vorgeschlagen, dass auf dem Generatorgehäuse ein Öldruckdrehzahlregler aufgesetzt ist. Der Antrieb erfolgt zweckmässig mit Riementrieb vom Ende der Generatorwelle. Es hat sich gezeigt, dass die vorgeschlagene Bauweise für Maschinen von 12 bis 1500 kVA geeignet ist.
Die Erfindung ist an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert, ohne sich darauf zu beschränken. Fig. l zeigt in Ansicht von vorne einen Turbogeneratorsatz, Fig. 2 und 3 dazu in Seitenansicht einen Schnitt längs der Linie 1-1 bzw. 11-11.
Die Turbine besteht aus dem Spiralgehäuse --1-- mit angegossenem, bearbeitetem Flanschring --2-und innerer Verrippung --3--, dem Laufrad --4--, dem Leitapparat --5-- samt Krümmer --6-- und Saugrohr --7--. Der Wellenaustritt ist mit der Stopfbüchse --8-- abgedichtet.
<Desc/Clms Page number 2>
Das Spiralgehäuse ist um den gedrehten Flanschring --2-- im Sattel --16-- des Grundrahmens --15-- drehbar angeordnet, so dass bei den serienmässig vorgefertigten Spiralgehäusen eine individuelle Anpassung der jeweils erforderlichen Einbaulage möglich ist.
Mit dem Flanschring --2-- ist der Generator --9-- zusammengeschraubt. Der Generator ist über den Stützbock --14-- ebenfalls am Grundrahmen --15-- befestigt, so dass eine sichere Abstützung gegeben ist.
Im erweiterten Generatorgehäuse ist das Schwungrad --13-- mit angeschraubten Lüfterflügeln eingebaut.
Das Turbinenlaufrad --4-- sitzt auf der verlängerten Generatorwelle-10-, so dass eine eigene Turbinenwelle entfällt. Am turbinenseitigen Deckel des Generators befindet sich das Führungslager am gegenüberliegenden Generatordeckel das kombinierte Führungs-und Axiallager-12--. Die Lager sind als Wälzlager mit hoher Lebensdauer ausgebildet und können auch mit einer permanenten Überwachung ausgerüstet werden. Ein mechanisch-hydraulischer Drehzahlregler --15-- ist mit der Generatorwelle direkt gekuppelt. Es kann jedoch auch ein riemenbetriebener mechanisch-hydraulischer Drehzahlregler angetrieben werden. Bei höheren Ansprüchen an die Reguliergenauigkeit ist ferner der Einbau eines elektronischen Steuerwerkes möglich.
Ein sorgfältig abgestimmtes Typenprogramm erlaubt die genaueste Anpassung an die jeweiligen Verhältnisse im Rahmen der eingangs erwähnten Grenzen. Der Drehzahlbereich des Generators beträgt je nach Fallhöhe und Leistung 500 bis 1500 Umdr/min bei 50 Hz. Die Ausführung mit 60 Hz ist ebenfalls möglich. Die neue Kompaktturbinenserie ist besonders für die Elektrifizierung von Siedlungen in Entwicklungsländern geeignet.
Erfindungsgemäss ist ein neuer horizontalachsiger Turbogenerator-Satz mit kompaktem Zusammenbau von Francisspiralturbine und Generator entwickelt, der sich durch folgende Vorteile auszeichnet :
Grosser Anwendungsbereich (10 bis 120 m Fallhöhe und 12 bis 1500 KVA). Kompakte Bauweise durch Zusammenbau von Turbine, Generator, Schwungrad und Regler.
Individuelle Anpassung des Spiraleinlaufes bei serienmässig vorgefertigten Turbinengehäusen.
Verschiedene Möglichkeiten der Regelung je nach Ansprüchen (Elektronik-Regler, mechanisch- hydraulische Drehzahlregler mit direktem Antrieb oder Riemenantrieb usw.).
Geringer Platzbedarf.
Niedrige Montagekosten.
Hohe Betriebssicherheit durch Zwei-Lager-Ausführung, sorgfältige Dimensionierung und
Materialwahl, Wegfall von störenden Getrieben usw.
Formschönes Aussehen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Turbinengenerator mit liegender Welle und einer auf einer Seite des Generators angeordneten Einlaufspirale, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Einlaufspirale (1) um die Achse vor der Befestigung verdrehbar auf dem Grundrahmen (15) befestigbar ist, wobei die Generatorwelle (10) zur fliegenden Aufnahme des Turbinenrades (4) verlängert ist.