AT4265U1 - UNDERWATER GENERATOR - Google Patents

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AT4265U1
AT4265U1 AT0077899U AT77899U AT4265U1 AT 4265 U1 AT4265 U1 AT 4265U1 AT 0077899 U AT0077899 U AT 0077899U AT 77899 U AT77899 U AT 77899U AT 4265 U1 AT4265 U1 AT 4265U1
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Hitzinger Gmbh Dipl Ing
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Abstract

Bei einem Unterwassergenerator, dessen Gehäuse (5, 6, 15) im Wasserstrom einer auf seiner herausgeführten Welle (18) sitzenden Turbine (19) anbringbar ist, werden - die der Axial- und Radialabstützung der Welle (18) dienenden Lager (29, 33, 34) ausschließlich innerhalb des an den Enden durch Lagerschilde (19) bzw. Schließkappen (15) abgedichteten rohrförmigen Gehäuses (5) angebracht. Die Welle (18) wird zur Turbine (19) durch eine Dichtungsbüchse (23) herausgeführt, in der wenigstens zwei zur Welle (18) gerichtete Lippendichtungen (24, 25) vorgesehen sind und der Zwischenraum der Dichtungen (24, 25) ist über eine Zentralschmierung (31, 32, 36) mit Fett beaufschlagbar, wobei die Zentralschmierung (36) auch der Schmierung der Lager (29, 33, 34) selbst dient.In an underwater generator, the housing (5, 6, 15) of which can be attached in the water flow of a turbine (19) seated on its shaft (18), the bearings (29, 33) which serve to support the shaft (18) axially and radially , 34) are only fitted inside the tubular housing (5) sealed at the ends by end shields (19) or closing caps (15). The shaft (18) is led out to the turbine (19) through a seal bushing (23), in which at least two lip seals (24, 25) directed towards the shaft (18) are provided and the gap between the seals (24, 25) is over one Central lubrication (31, 32, 36) can be loaded with grease, whereby the central lubrication (36) also serves to lubricate the bearings (29, 33, 34) themselves.

Description

       

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  Die Erfindung betrifft einen Unterwassergenerator, dessen Gehäuse im Wasserstrom einer auf seiner herausgeführten Welle sitzenden Turbine anbringbar ist. 



  Eine derartige Baueinheit ermöglicht die Erzeugung elektrischer Energie in relativ einfach ausgeführten Strömungskanälen bzw. Rohren. Derzeit ist der Unterwassergenerator in Matrixanordnung einer Vielzahl solcher Generatoren dafür bestimmt, die sonst verlorene Energie bei der Füllung und Entleerung der Schleusenkammern bei Kraftwerken auszunützen. Zu diesem Zweck wird die erwähnte Matrix in den   Füll- bzw.   



  Entleerungsschacht der Schleuse eingesetzt. Weitere Anwendungsmöglichen ergeben sich bei verschiedensten Druckleitungen, wobei auch die Möglichkeit besteht, mit Hilfe einfacher Rohrleitungen, in die der Unterwassergenerator eingesetzt wird, ohne aufwendige sonstige Massnahmen elektrische Energie zu erzeugen. 



  Aufgabe der Erfindung ist es, einen Unterwassergenerator zu schaffen, der eine hohe Lebensdauer besitzt, einfach gewartet bzw. überwacht werden kann, ein günstiges   Volumen/Leistungsverhältnis   aufweist und auch bei stark wechselndem Gefälle einsetzbar ist. Eine Teilaufgabe der Erfindung besteht darin, einen Unterwassergenerator zu schaffen, der problemlos auch bei wechselnder Durchströmungsrichtung eingesetzt werden kann.

   Insbesondere soll durch die Erfindung auch die Aufgabe gelöst werden, die für den Unterwasserbetrieb besonders wesentliche einwandfreie Abdichtung des Gehäuseinnenraumes über lange Zeiträume zu gewährleisten und dabei eine laufende Überwachung zu ermöglichen. 

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 Die gestellten Hauptaufgaben werden erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die der   Axial- und Radialabstützung   der Welle dienenden Lager ausschliesslich innerhalb des an den Enden durch Lagerschilde bzw.

   Schliesskappen abgedichteten rohrförmigen Gehäuses angebracht sind, die Welle zur Turbine durch eine Dichtungsbüchse herausgeführt ist, in der wenigstens zwei zur Welle gerichtete Lippendichtungen vorgesehen sind und der Zwischenraum der Dichtungen über eine Zentralschmierung mit Fett beaufschlagbar ist, wobei die Zentralschmierung auch der Schmierung der Lager selbst dient. 



  Die besondere Art der Abdichtung ist äusserst wirksam, wobei die zusätzliche Fettzufuhr zwischen die Lippendichtungen auf jeden Fall ein tieferes Eindringen von Flüssigkeit in den Innenraum des Generators verhindert. Trotzdem ergibt sich eine einfache Bauweise, da sowohl der erwähnte Dichtungszwischenraum als auch die Lager über eine Zentralschmierung beaufschlagt werden. Überschüssiges bzw. verbrauchtes Fett kann an den Dichtungen nach aussen austreten und wird an den Lagern   selbt   in entsprechend gross dimensionierten Vorratstaschen aufgenommen. 



  Durch eine entsprechende Zentralschmierung mit Folgesteuereinrichtung ergibt sich die Möglichkeit, mit einer einzigen äusseren Fettzuführung zu dieser Zentralschmiereinheit das Auslangen zu finden, wobei bei der Matrixanordnung mehrerer Unterwassergeneratoren für deren Einzelbeschickung wieder kaskadenartig einer Hauptzentralschmiereinheit nachgeordnete Verteilereinrichtungen Verwendung finden können. 



  Nach einer Weiterbildung sind für eine wechselweise in beiden Axialrichtungen beaufschlagbare Turbine zwei entgegengesetzt gerichtete Dichtlippenpaare vorgesehen, um einerseits gegen einen herrschenden statischen Aussendruck und anderseits gegen einen in der Maschine herrschenden bzw. erzeugten Überdruck abzudichten, wobei die Fettzufuhr der   Zentraischmierungseinheit   zwischen den beiden Dichtlippenpaaren mündet. Durch den Überdruck des zugeführten Fettes bleibt der Zwischenraum mit Fett gefüllt, wobei dieser Überdruck des Fettes grösser als die im Brauchwasser herrschenden Drücke gewählt wird. 



  Um den Verschleiss bzw. die Reibungsverluste möglichst gering zu halten, ist nach einer Weiterbildung auf die Welle eine mit den Dichtlippen in Eingriff stehende Hülse aus verschleissfestem, günstige Gleiteigenschaften aufweisendem Material aufgesetzt 

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 und zusätzlich gegenüber der Welle über in Innenringnuten eingesetzte O-Ringe abgedichtet. 



  Herkömmliche Lagerkonstruktionen benötigen für die Aufnahme von wechselnden Axialkräften zwei Lager zur Aufnahme dieser Axialkräfte und noch wenigstens ein Radiallager an der entsprechenden Lagerstelle. Im Normalfall benötigen diese Lagerkonstruktionen eine Ölschmierung, um einen hohen Drehzahlbererich z. B. beim Durchgehen der Turbine zu gewährleisten.

   Erfindungsgemäss sind demgegenüber für das von der Turbine abweisende Wellenende zwei der   Axial- und Radialabstützung   dienende   Schrägrollen- insbesondere Kegelrollenlager, gegengleich   mit zueinander und zur Welle geneigten Rollenachsen vorgesehen, wobei die Fettzufuhr der Zentralschmiereinheit zwischen diesen Lagern mündet und zwischen den Aussenringen der beiden Lager Stützfedern vorgesehen sind, die an dem vom momentan über die Welle wirkenden Axialschub nicht belasteten Lager entgegengesetzt wirkende Axialkräfte zur Vermeidung von Lagerschäden erzeugen. Ohne diese Federn könnte sich insbesondere bei dem momentan von der Axialkraft nicht belastete Lager der Aussenring verstellen, was zu Lagerschäden führen würde.   Kegelrollenalger   sind grundsätzlich für die Fettschmierung geeignet. 



  Als weitere Sicherungs- und Überwachungsmassnahme ist das Gehäuse zur Erzeugung eines inneren Überdruckes gegenüber dem herrschenden Wasserdruck über wenigstens eine Zufuhrleitung mit Druckluft beaufschlagbar und eine Überwachungseinheit für die nach der   Erstfüllung   zugeführte Luftmenge vorgesehen. Dabei zeigt ein zu hoher Luftverbrauch das Auftreten von Undichtheiten an, so dass allenfalls die Notwendigkeit einer Wartung festgestellt, dabei aber weiterhin der Wassereintritt verhindert wird. Die Drucküberwachung bzw. Druckluftzufuhr muss nicht dauernd erfolgen, sondern kann in empirisch feststellbaren Perioden vorgenommen werden. Weitere Überwachungseinrichtungen können einen oder mehrere, an kritischen Stellen verteilte Temperaturfühler umfassen.

   Für die Drehzahlüberwachung werden derzeit optische, auf Unterbrechungen eines Lichtstrahles ansprechende Fühler bevorzugt, da diese nicht von den herrschenden elektromagnetischen Feldern beeinfluss werden. 



  Auf weitgehende Korrosionsbeständigkeit wird dadurch Rücksicht genommen, dass das rohrförmige Gehäuse aus korrosionsbeständigem Stahl besteht, wobei das Statorblechpaket des Generators im Passsitz in das Gehäuse eingreift und vorzugsweise 

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 über eine Nut-Federverbindung drehfest mit dem Gehäuse verbunden ist. Eine Schweissverbindung zwischen Gehäuse und Staplerblechpaket könnte zu einer Beeinträchtigung der Korrosionsbeständigkeit und auch zu einer Verformung des Gehäuses führen. 



  Das Gehäuse liegt im Wasserstrom der Turbine. Es muss daher danach getrachtet werden, möglichst günstige Strömungsverhältnisse um das Gehäuse zu schaffen, also Strömungsablösungen oder Wirbelbildungen am Gehäuse zu vermeiden. Dazu trägt eine Ausführung bei, nach der Flanschring zur Anbringung von den Generator in seinem Anbringungsbereich festhaltenden Trägern wenigstens zum grössten Teil innerhalb des Gehäusedurchmessers angebracht und unter Zwischenschaltung von Dichtungen mit einer Vielzahl von im wesentlich axial angebrachten Schrauben, deren Durchmesser kleiner als die Rohrwandstärke ist, mit dem Gehäuserohr verbunden sind. Besonders wichtig ist diese Ausführung für einen in der Turbinennähe am Gehäuse vorzusehenden Flanschring.

   Dabei kann das turbinenseitige Lagerschild mit dem einen Flanschring eine bauliche Einheit bilden, mit den Schrauben des Flanschringes am Gehäuse befestigbar sein und mit einer Schulter in das rohrförmige Gehäuse eingreifen, wobei zwischen dieser Schulter und dem Gehäuse   Dichtungseinlagen,   insbesondere in Ringnuten der Schulter eingesetzte O-Ringe vorgesehen sind. 



  Bei den meisten herkömmlichen elektronsichen Maschinen, insbesondere auch bei Synchron- und Asynchrongeneratoren, wird ein im wesentlichen quadratischer Längsschnitt angestrebt, was bedeutet, dass der Aussendurchmesser des Statorblechpaketes etwa gleich der Statorlänge ist. Erfindungsgemäss wird demgegenüber eine völlig abweichende Konstruktion bevorzugt, bei der der Aussendurchmesser des Gehäuses etwa dem Nabendurchmesser einer an der Welle anbringbaren Propellerturbine entspricht und die Stator- und Rotorlänge des vorzugsweise als Asynchronmaschine mit   Kurzschlussläufer   ausgeführten Generators wenigstens um 20 %, vorzugsweise mehr als 50 %, grösser als der Aussendurchmesser des Stators   gewählt   ist. 



  Durch die Anpassung des Gehäusedurchmessers an den Nabendurchmesser der Turbine werden günstige Störmungsverhältnisse erreicht. Dabei wird durch Vergrösserung der Maschinenlänge gegenüber dem Aussendurchmesser bei vorgegebenem Durchmesser auch eine entsprechende Vergrösserung der Leistung gegenüber einer 

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 quadratischen Maschine erhalten. Für die Erfindung wesentlich ist hier aber, dass bei einem entsprechend hohen   Gewicht/Leistungsverhältnis   des Generators auf die Kühlung besonderes Augenmerk zu legen ist. Neben der schon erwähnten Überwachung durch Temperaturfühler zeigt sich, dass der Grossteil der erzeugten Wärme über den rohrförmigen Teil des Gehäuses abgeführt wird.

   Eine gute Kühlung ergibt sich also durch eine relativ grosse, durch die Maschinenlänge erreichte Mantelfläche des rohrförmigen Gehäuseteiles. 



  Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes entnimmt man der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise veranschaulicht. Es zeigen Fig. 1 einen erfindungsgemässen Generator im Teillängsschnitt, Fig. 2 eine Rückansicht zu Fig. 1 bei abgenommenem hinterem Gehäusedeckel, Fig. 3 als Detail einen Schnitt durch das vordere Lagerschild im Lager- und Dich- tungsbereich und Fig. 4 ebenfalls als Detail die Befestigung des vorderen Flanschringes am Gehäuse, ebenfalls im Schnitt. 



  Beim Ausführungsbeispiel ist der Unterwassergenerator als Asynchronmaschine ausgeführt. Er besitzt einen Stator mit Statorblechpaket 1 und Statorwicklung 2 sowie einen Rotor mit Rotorblechpaket 3 und einen Kurzschlussläuferkäfig 4. Das Statorblechpaket 1 ist im Passsitz in ein rohrförmiges Gehäuse 5 eingesetzt und in diesem drehfest durch eine Nut-Federverbindung gehalten. Das rohrförmige Gehäuse 5 selbst besteht aus korrosionsbeständigem Stahl. Das Vorderende des Gehäuses 5 ist durch ein Lagerschild 6 abgeschlossen, in das ein Flanschring 7 integriert ist, der (siehe Fig. 4) mit einer Vielzahl kleiner Schrauben 8, die in das rohrförmige Gehäuse 5 eingreifen, am rohrförmigen Gehäuse befestigt ist, wobei eine Schulter 9 mit eingesetzten O-Ringen 10 innen am Gehäuseende anliegt.

   Wie angedeutet wurde, ragt der Flanschring kaum über die Aussenseite des Gehäuses vor und dient dazu, eine Aufhängevorrichtung 11 mit Schrauben 12 zu befestigen. Ein weiterer Flanschring 13 ist in ein hinteres Lagerschild 14 integriert, wobei hier aber das Gehäuse über diesen Flanschring 13 hinaus verlängert und am Ende durch eine Kappe 15 abgeschlossen ist, die wieder eine Schulter 16 mit eingelegten Dichtungen 17 umfasst. 

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 Für den Unterwassergenerator ist eine mehrfach abgesetzte Welle 18 vorgesehen, die durch das vordere Lagerschild 6 herausführt und eine Propellerturbine trägt, von der nur die Nabe 19 dargestellt wurde. Vor dieser Nabe ist noch eine Abdeckkappe 20 mittels einer Schraube 21 an der Welle 18 befestigt. 



  Wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich ist, bildet das Lagerschild 6 wellenseitig eine Büchse 22, in die unter Zwischenschaltung von Dichtungen eine   Trägerhülse   23 für zwei Dichtlippenpaare 24,25 eingesetzt ist, wobei diese Dichtlippen nach entgegengesetzten Seiten weisend mit einer ihrerseits auf die Welle 18 aufgesetzten Hülse 26 in Eingriff stehen, die gegenüber der Welle zusätzlich über O-Ringe 27 abgedichtet wird und mit einem Belag 28 aus besonders günstige   Gleit- und Verschleisseigen-   schaften aufweisendem Material versehen ist. Neben der Hülse 26 ist auf der Welle der Innenring eines Wälzlagers 29 angebracht, das durch eine Feder 30 angepresst wird.

   Eine Bohrung 31 ist an die Zuleitung einer   Zentratschmiereinheit   angeschlossen, wobei diese Bohrung 31 zu Schmierstellen 32 zwischen den Dichtungen 24,25 und einer Schmierstelle am Lager 29 verzweigt ist. 



  Im Lagerschild 14 sind zwei Kegelrollenlager 33,34 gegengleich mit zueinander und zur Welle abfallenden Achsen der Kegelrollen angeordnet, unter Zwischenschaltung eines Distanzhalters am Wellenendstummel 18a abgestützt und von einem Aussengehäuse 35 umgeben, das Taschen für die Aufnahme von überschüssigem Fett enthält. Zwischen den Lagern 33,34 mündet wieder die Auslassbohrung einer an eine Zentralschmiereinheit 36 angeschlossenen Leitung und die beiden Aussenringe der Lager 33,34 sind gegeneinander durch am Umfang verteilte Druckfedern 37 abgestützt, um zu gewährleisten, dass sich diese Aussenlagerringe bei der Entlastung durch die auf die Welle 18 wirkende Schubkraft nicht nachteilig verstellen.

   Aussen sind am Teil 35 die Elemente der Zentralschmierung und die üblichen Anschlussklemmen 38 für die Maschine sowie weitere Anschlussklemmen 39 für Überwachungseinheiten, z. B. Drehzahl- und Temperaturfühler, angebracht. Die Hilfsleitungen sind in ein abgedichtetets Rohr 40 geführt, das auch die Fettzufuhr aufnimmt und gegebenenfalls mit einer Druckluftquelle verbunden werden kann. Es wäre auch ein eigener Druckluftanschluss möglich. Ein weiteres Anschlussrohr 41, das auch flexibel sein kann, nimmt die Leitungen der Hauptstromkreise und der Steuerstromkreise für die Maschine auf. 

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 Im Ausführungsbeispiel wurde ein Unterwassergenerator beschrieben.

   Es wäre ohne wesentliche konstruktive Änderungen auch möglich, diese dann als Motor zu betreibende Maschine mit einer Schiffsschraube zu versehen und beispielsweise als Aktivruder im Schiffsbau einzusetzen.



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  The invention relates to an underwater generator, the housing of which can be attached in the water flow of a turbine which is seated on its shaft.



  Such a unit enables the generation of electrical energy in relatively simple flow channels or pipes. Currently, the underwater generator in a matrix arrangement of a large number of such generators is designed to use the otherwise lost energy when filling and emptying the lock chambers in power plants. For this purpose, the matrix mentioned in the filling or



  Emptying shaft of the lock used. There are further possible uses for a wide variety of pressure lines, and there is also the possibility of using simple pipes in which the underwater generator is used to generate electrical energy without complex other measures.



  The object of the invention is to provide an underwater generator which has a long service life, can be easily maintained or monitored, has a favorable volume / performance ratio and can also be used on steeply changing slopes. A partial task of the invention is to create an underwater generator that can be used without problems even with changing flow directions.

   In particular, the object of the invention is also to achieve the problem of ensuring that the interior of the housing is properly sealed over long periods of time, which is particularly important for underwater operation, and to enable ongoing monitoring.

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 The main tasks are solved according to the invention by the fact that the bearings serving to support the shaft axially and radially only within the ends at the ends by end shields or

   Closing caps sealed tubular housing are attached, the shaft to the turbine is led out through a sealing bush, in which at least two lip seals facing the shaft are provided and the space between the seals can be loaded with grease via central lubrication, the central lubrication also serving to lubricate the bearings themselves .



  The special type of sealing is extremely effective, with the additional supply of grease between the lip seals definitely preventing liquid from penetrating deeper into the interior of the generator. Nevertheless, there is a simple construction, since both the mentioned space between the seals and the bearings are acted upon by central lubrication. Excess or used grease can escape to the outside of the seals and is stored on the bearings themselves in appropriately sized storage pockets.



  Appropriate central lubrication with a sequential control device makes it possible to find out what is needed with a single external grease supply to this central lubrication unit, and with the matrix arrangement of several underwater generators for their individual loading, distribution devices downstream of a main central lubrication unit can again be used.



  According to a further development, two oppositely directed sealing lip pairs are provided for a turbine which can be acted upon alternately in both axial directions, on the one hand to seal against a prevailing static external pressure and on the other hand against an overpressure prevailing or generated in the machine, the grease supply of the central lubrication unit opening between the two sealing lip pairs. Due to the overpressure of the added fat, the intermediate space remains filled with fat, whereby this overpressure of the fat is chosen to be greater than the pressures prevailing in the process water.



  In order to keep the wear and friction losses as low as possible, according to a further development, a sleeve made of wear-resistant material with favorable sliding properties is engaged with the sealing lips

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 and additionally sealed against the shaft via O-rings inserted in the inner ring grooves.



  Conventional bearing designs require two bearings to absorb changing axial forces to absorb these axial forces and at least one radial bearing at the corresponding bearing point. Normally, these bearing designs require oil lubrication in order to achieve a high speed range. B. to ensure when going through the turbine.

   In contrast, according to the invention, two oblique roller bearings, in particular tapered roller bearings, are provided for the shaft end facing away from the turbine, in particular tapered roller bearings, opposite to one another and roller axes inclined to the shaft, the grease supply of the central lubrication unit opening between these bearings and supporting springs provided between the outer rings of the two bearings are, which generate opposing axial forces on the bearing that is not currently loaded by the axial thrust acting on the shaft to avoid bearing damage. Without these springs, the outer ring could move, particularly in the case of the bearing that is not currently loaded by the axial force, which would lead to bearing damage. Tapered roller bearings are generally suitable for grease lubrication.



  As a further safety and monitoring measure, the housing can be pressurized with compressed air via at least one supply line in order to generate an internal excess pressure relative to the prevailing water pressure, and a monitoring unit is provided for the air quantity supplied after the initial filling. Too high air consumption indicates the occurrence of leaks, so that at most the need for maintenance is determined, but the ingress of water is still prevented. The pressure monitoring or compressed air supply does not have to take place continuously, but can be carried out in empirically ascertainable periods. Further monitoring devices can comprise one or more temperature sensors distributed at critical points.

   Optical sensors that respond to interruptions in a light beam are currently preferred for speed monitoring, since they are not influenced by the prevailing electromagnetic fields.



  Considerable corrosion resistance is taken into account by the fact that the tubular housing consists of corrosion-resistant steel, the stator laminated core of the generator engaging in the housing in the fit and preferably

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 is rotatably connected to the housing via a tongue and groove connection. A welded connection between the housing and the stack of stacked metal sheets could impair the corrosion resistance and also lead to deformation of the housing.



  The housing is in the turbine water flow. It must therefore be sought to create flow conditions around the housing that are as favorable as possible, that is, to avoid flow separation or eddies on the housing. An embodiment contributes to this, according to which the flange ring for attaching carriers holding the generator in its attachment area is at least largely attached within the housing diameter and with the interposition of seals with a plurality of essentially axially attached screws, the diameter of which is smaller than the tube wall thickness, are connected to the housing tube. This version is particularly important for a flange ring to be provided near the turbine on the housing.

   The turbine-side bearing plate can form a structural unit with the one flange ring, can be fastened to the housing with the screws of the flange ring and can engage in the tubular housing with one shoulder, sealing inserts, in particular O-rings inserted in the shoulder ring grooves, between this shoulder and the housing. Rings are provided.



  In most conventional electronic machines, in particular also in synchronous and asynchronous generators, an essentially square longitudinal section is aimed for, which means that the outer diameter of the stator laminated core is approximately equal to the stator length. In contrast, according to the invention, a completely different construction is preferred, in which the outer diameter of the housing corresponds approximately to the hub diameter of a propeller turbine which can be attached to the shaft, and the stator and rotor lengths of the generator, which is preferably designed as an asynchronous machine with a squirrel-cage rotor, by at least 20%, preferably more than 50%, is chosen larger than the outer diameter of the stator.



  By adapting the housing diameter to the hub diameter of the turbine, favorable malfunction conditions are achieved. Increasing the machine length compared to the outside diameter for a given diameter also results in a corresponding increase in performance compared to one

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 square machine. It is essential for the invention here, however, that with a correspondingly high weight / power ratio of the generator, special attention must be paid to cooling. In addition to the monitoring by temperature sensors already mentioned, it can be seen that the majority of the heat generated is dissipated via the tubular part of the housing.

   Good cooling therefore results from a relatively large lateral surface of the tubular housing part which is achieved by the machine length.



  Further details and advantages of the subject matter of the invention can be found in the following description of the drawings. The subject matter of the invention is illustrated in the drawing, for example. 1 shows a generator according to the invention in partial longitudinal section, FIG. 2 shows a rear view of FIG. 1 with the rear housing cover removed, FIG. 3 shows a detail through a section through the front end shield in the bearing and seal area, and FIG. 4 also shows a detail the attachment of the front flange ring to the housing, also in section.



  In the exemplary embodiment, the underwater generator is designed as an asynchronous machine. It has a stator with stator laminated core 1 and stator winding 2 as well as a rotor with rotor laminated core 3 and a short-circuit rotor cage 4. The stator laminated core 1 is fitted into a tubular housing 5 and held in a rotationally fixed manner in this by a tongue and groove connection. The tubular housing 5 itself consists of corrosion-resistant steel. The front end of the housing 5 is closed by a bearing plate 6, in which a flange ring 7 is integrated, which (see FIG. 4) is fastened to the tubular housing with a plurality of small screws 8 which engage in the tubular housing 5, one of which Shoulder 9 with inserted O-rings 10 rests on the inside of the housing end.

   As has been indicated, the flange ring hardly protrudes beyond the outside of the housing and serves to fasten a suspension device 11 with screws 12. Another flange ring 13 is integrated in a rear end shield 14, but here the housing is extended beyond this flange ring 13 and is closed at the end by a cap 15, which again comprises a shoulder 16 with inserted seals 17.

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 A multiply stepped shaft 18 is provided for the underwater generator, which leads out through the front bearing plate 6 and carries a propeller turbine, of which only the hub 19 has been shown. In front of this hub, a cover cap 20 is attached to the shaft 18 by means of a screw 21.



  As can be seen in particular from FIG. 3, the bearing plate 6 forms a bush 22 on the shaft side, into which a support sleeve 23 for two pairs of sealing lips 24, 25 is inserted with the interposition of seals, these sealing lips pointing in opposite directions to the shaft 18 on their side are placed on the sleeve 26, which is additionally sealed against the shaft by means of O-rings 27 and is provided with a coating 28 made of material with particularly favorable sliding and wear properties. In addition to the sleeve 26, the inner ring of a roller bearing 29, which is pressed by a spring 30, is attached to the shaft.

   A bore 31 is connected to the feed line of a centrate lubrication unit, this bore 31 branching to lubrication points 32 between the seals 24, 25 and a lubrication point on the bearing 29.



  In the end shield 14, two tapered roller bearings 33, 34 are arranged opposite one another with axes of the tapered rollers falling off the shaft, supported with the interposition of a spacer on the shaft end stub 18a and surrounded by an outer housing 35 which contains pockets for the absorption of excess grease. Between the bearings 33, 34, the outlet bore of a line connected to a central lubrication unit 36 again opens and the two outer rings of the bearings 33, 34 are supported against one another by pressure springs 37 distributed around the circumference, in order to ensure that these outer bearing rings are relieved by the pressure do not adversely adjust the shaft 18 acting thrust.

   On the outside of the part 35 are the elements of the central lubrication system and the usual connection terminals 38 for the machine as well as further connection terminals 39 for monitoring units, e.g. B. speed and temperature sensors attached. The auxiliary lines are guided in a sealed tube 40, which also receives the grease supply and can optionally be connected to a compressed air source. A separate compressed air connection would also be possible. Another connecting pipe 41, which can also be flexible, receives the lines of the main circuits and the control circuits for the machine.

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 An underwater generator was described in the exemplary embodiment.

   Without significant design changes, it would also be possible to provide this machine, which is to be operated as a motor, with a propeller and, for example, to use it as an active rudder in shipbuilding.


    

Claims (1)

Ansprüche : 1. Unterwassergenerator, dessen Gehäuse im Wasserstrom einer auf seiner herausgeführten Welle sitzenden Turbine anbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die der Axial- und Radialabstützung der Welle (18) dienenden Lager (29,33, 34) ausschliesslich innerhalb des an den Enden durch Lagerschilde bzw. Schliesskappen (15) abgedichteten rohrförmigen Gehäuses (5) angebracht sind, die Welle (18) zur Turbine (19) durch eine Dichtungsbüchse (23) herausgeführt ist, in der wenigstens zwei zur Welle (18) gerichtete Lippendichtungen (24,25) vorgesehen sind und der Zwischenraum der Dichtungen (24,25) über eine Zentralschmierung (31,32, 36) mit Fett beaufschlagbar ist, wobei die Zentralschmierung (36) auch der Schmierung der Lager (29,33, 34) selbst dient. Claims: 1. Underwater generator, the housing of which can be attached in the water flow of a turbine sitting on its shaft which is led out, characterized in that the bearings (29, 33, 34) serving for the axial and radial support of the shaft (18) are used exclusively within the ends tubular housings (5) sealed by end shields or closing caps (15) are attached, the shaft (18) to the turbine (19) is led out through a sealing sleeve (23) in which at least two lip seals (24) directed to the shaft (18) 25) are provided and the space between the seals (24, 25) can be loaded with grease via a central lubrication (31, 32, 36), the central lubrication (36) also serving to lubricate the bearings (29, 33, 34). 2. Unterwassergenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für eine wechselweise in beiden Axialrichtungen beaufschlagbare Turbine (19) zwei entgegengesetzt gerichtete Dichtlippenpaare (24,25) vorgesehen sind, um einerseits gegen einen herrschenden statischen Aussendruck und anderseits gegen einen in der Maschine herrschenden bzw. erzeugten Überdruck abzudichten, wobei die Fettzufuhr (32) der Zentralschmierungseinheit (36) zwischen den beiden Dichtlippenpaaren (24,25) mündet. 2. Underwater generator according to claim 1, characterized in that two oppositely directed sealing lip pairs (24, 25) are provided for a turbine (19) which can be acted upon alternately in both axial directions, on the one hand against a prevailing static external pressure and on the other hand against a prevailing or prevailing in the machine to seal the generated excess pressure, the grease supply (32) of the central lubrication unit (36) opening between the two pairs of sealing lips (24, 25). 3. Unterwassergenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Welle (18) eine mit den Dichtlippen (24,25) in Eingriff stehende Hülse (26,28) aus verschleissfestem, günstige Gleiteigenschaften aufweisendem Material aufgesetzt und zusätzlich gegenüber der Welle (18) über in Innenringnuten eingesetzte O-Ringe (27) abgedichtet ist. <Desc/Clms Page number 9> 4. 3. Underwater generator according to claim 1 or 2, characterized in that on the shaft (18) with the sealing lips (24,25) in engagement sleeve (26,28) made of wear-resistant material with favorable sliding properties and additionally against the shaft (18) is sealed by means of O-rings (27) inserted in the inner ring grooves.  <Desc / Clms Page number 9>  4th Unterwassergenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für das von der Turbine abweisende Wellenende (18a) zwei der Axialund Radialabstützung dienende Schrägrollen- insbesondere Kegelrollenlager (33,34), gegengleich mit zueinander und zur Welle geneigten Rollenachsen vorgesehen sind, die Fettzufuhr der Zentraischmiereinheit (36) zwischen diesen Lagern mündet und zwischen den Aussenringen der beiden Lager (33,34) Stützfedern (37) vorgesehen sind, die an dem vom momentan über die Welle wirkenden Axialschub nicht belasteten Lager entgegengesetzt wirkende Axialkräfte zur Vermeidung von Lagerschäden erzeugen.  Underwater generator according to one of claims 1 to 3, characterized in that for the shaft end (18a) facing away from the turbine, two oblique roller bearings, in particular tapered roller bearings (33, 34) serving for axial and radial support, are provided opposite to each other and to the shaft inclined roller axes Grease supply of the central lubrication unit (36) opens between these bearings and support springs (37) are provided between the outer rings of the two bearings (33, 34), which generate opposing axial forces on the bearing, which is not loaded by the axial thrust currently acting on the shaft, to avoid bearing damage . 5. Unterwassergenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5, 6,15) zur Erzeugung eines inneren Überdruckes gegenüber dem herrschenden Wasserdruck über wenigstens eine Zufuhrleitung (40) mit Druckluft beaufschlagbar und eine Überwachungseinheit für die nach der Erstfüllung zugeführte Luftmenge vorgesehen ist. 5. Underwater generator according to one of claims 1 to 4, characterized in that the housing (5, 6, 15) for generating an internal overpressure against the prevailing water pressure via at least one supply line (40) can be acted upon with compressed air and a monitoring unit for the after The amount of air supplied is provided. 6. Unterwassergenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das rohrförmige Gehäuse (5) aus korrosionsbeständigem Stahl besteht, wobei das Statorblechpaket (1) des Generators im Passsitz in das Gehäuse eingreift und vorzugsweise über eine Nut-Federverbindung drehfest mit dem Gehäuse verbunden ist. 6. Underwater generator according to one of claims 1 to 5, characterized in that the tubular housing (5) consists of corrosion-resistant steel, the stator core (1) of the generator engaging in the fit in the housing and preferably via a tongue and groove connection with the Housing is connected. 7. Unterwassergenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Flanschring (6) zur Anbringung von den Generator in seinem Anbringungsbereich festhaltenden Trägern (11) wenigstens zum grössten Teil innerhalb des Gehäusedurchmessers angebracht und unter Zwischenschaltung von Dichtungen (10) mit einer Vielzahl von im wesentlich axial angebrachten Schrauben (8), deren Durchmesser kleiner als die Rohrwandstärke ist, mit dem Gehäuserohr (5) verbunden sind. 7. Underwater generator according to one of claims 1 to 6, characterized in that the flange ring (6) for attaching the generator in its attachment region holding carriers (11) at least for the most part within the housing diameter and with the interposition of seals (10) with a A large number of essentially axially attached screws (8), the diameter of which is smaller than the tube wall thickness, are connected to the housing tube (5). 8. Unterwassergenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das turbinenseitige Lagerschild (6) mit dem einen Flanschring (7) eine bauliche Einheit bildet, mit den Schrauben (8) des Flanschringes am Gehäuse (5) befestigbar ist und mit einer Schulter (9) in das rohrförmige Gehäuse (5) eingreift, wobei zwischen dieser Schulter (9) und dem Gehäuse Dichtungseinlagen (10), ins- <Desc/Clms Page number 10> besondere in Ringnuten der Schulter eingesetzte O-Ringe vorgesehen sind. 8. Underwater generator according to one of claims 1 to 7, characterized in that the turbine-side bearing plate (6) with the one flange ring (7) forms a structural unit, with the screws (8) of the flange ring on the housing (5) can be fastened and with a shoulder (9) engages in the tubular housing (5), sealing inserts (10), in particular between this shoulder (9) and the housing,  <Desc / Clms Page number 10>  special O-rings inserted in the ring grooves of the shoulder are provided. 9. Unterwassergenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussendurchmesser des Gehäuses (5) etwa dem Nabendurchmesser einer an der Welle (18) anbringbaren Propellerturbine (19) entspricht und die Statorund Rotorlänge des vorzugsweise als Asynchronmaschine mit Kurzschlussläufer (3,4) ausgeführten Generators wenigstens um 20 %, vorzugsweise mehr als 50 %, grösser als der Aussendurchmesser des Stators (1) gewählt ist. 9. Underwater generator according to one of claims 1 to 8, characterized in that the outer diameter of the housing (5) corresponds approximately to the hub diameter of a propeller turbine (19) which can be attached to the shaft (18) and the stator and rotor length of the preferably asynchronous machine with a short-circuit rotor (3 , 4) generator is selected to be at least 20%, preferably more than 50%, larger than the outside diameter of the stator (1).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8461702B2 (en) 2008-01-23 2013-06-11 Siemens Aktiengesellschaft System for the transport of an ore pulp in a line system located along a gradient, and components of such a system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8461702B2 (en) 2008-01-23 2013-06-11 Siemens Aktiengesellschaft System for the transport of an ore pulp in a line system located along a gradient, and components of such a system

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