CH127351A - Kreiselmaschine. - Google Patents

Description

  Kreiselmaschine.    Bei hydraulischen Speicheranlagen werden  einerseits Pumpen benötigt, die vermittelst  überschüssiger mechanischer oder elektrischer  Energie Wasser in ein Speicherbecken hinauf  pumpen,     lind    anderseits Turbinen, die dieses  aufgespeicherte Wasser bei eintretendem Kraft  bedarf wieder in mechanische oder elektrische  Energie umzusetzen gestatten. Kommt bei  solchen Anlagen nur eine Umsetzung elek  trischer Energie in Frage, so werden zweck  mässig die elektrischen Teile so ausgebildet,  dass sie sich sowohl als Generator, als auch  als Motor verwenden lassen.

   Die Aufstellung  von drei Maschinengattungen,     nämlich    von  Pumpen, Motorgeneratoren und Turbinen, ver  ursacht jedoch einen verhältnismässig hohen  Kapitalaufwand, den man schon dadurch her  abzudrücken versucht hat, dass man die Tur  bine so ausbildete, dass sie sich beim Pumpen  betrieb als Pumpe verwenden lässt. Das ist  hydraulisch wohl möglich, bedingt aber bei  den bisher bekannt gewordenen Bauarten des  hydraulischen Teils für den Pumpenbetrieb  eine höhere Betriebsdrehzahl als für den       Turbinenbetrieb,    so dass als Elektromaschinen    keine Synchronmaschinen, sondern nur     Asyn-          chronmaschinen    verwendet werden können.

    Dies stellt insofern einen Nachteil dar, als       Asynchronmaschinen    weniger wirtschaftlich  als Synchronmaschinen sind. Zwecks Behe  bung dieses Nachteils ist bereits vorgeschlagen  worden, zwei     Kreiselmaschinenaggregate,    die  auf ein und denselben Motorgenerator arbei  ten, vorzusehen und sie beim     Turbinenbetrieb     hydraulisch parallel und beim Pumpenbetrieb  hydraulisch hintereinander zu schalten, um  sowohl für den Pumpen-, als auch für den  Turbinenbetrieb mit der gleichen Betriebs  drehzahl arbeiten zu können. Das stellt aber  immer noch keine wirtschaftliche Lösung dar,  da der Kapitalaufwand auch bei dieser Art  Speicherkraftanlagen noch nicht nennenswert  verringert werden kann.

   Diese Aufgabe wird  dagegen     durüh    vorliegende Erfindung gelöst,  gemäss der innerhalb einer Kreiselmaschine  mit mindestens zwei Laufrädern eine Um  schaltvorrichtung vorgesehen ist, die je nach  ihrer Einstellung mit Bezug auf die beiden  Laufräder es der Maschine ermöglicht, bei  gleichem Gefälle und gleicher Betriebsdreh-      zahl entweder als     Punipe    oder als Turbine  zu arbeiten.

   Eine solche Ausbildung des hy  draulischen Teils von hydraulischen Speicher  anlagen ermöglicht, den Kapitalaufwand für  jenen Teil, sowie die Gestehungskosten des  elektrischen Stromes wesentlich     herabzudrük-          ken.    An Stelle- von je einer Pumpe und einer  Turbine ist es. bei Anwendung der Erfindung  möglich, mit einer einzigen Turbinenpumpe  auszukommen, und an Stelle von zwei     druck-          seitigen        Absperrschiebern    braucht man nur  einen; ferner wird die erforderliche     Verteil-          rohrleitung    vereinfacht und die Maschinen  hauskosten können um etwa     1/4-1/3    verringert  werden.  



  Auf der Zeichnung ist eine Ausführung  der Erfindung beispielsweise veranschaulicht,  ' und zwar zeigt       Abb.    1 einen     Achsialschnitt    durch eine  zwei Laufräder aufweisende Turbinenpumpe  und       Abb.    2 einen Schnitt durch die als Über  strömstück ausgebildete Umschaltvorrichtung.  Die dargestellte     Turbinenpumpe    weist einen  Stutzen 1 auf, der als Pumpensaugrohr zu  dienen hat, sowie zwei Laufräder 2, 5 und  einen als Turbinensaugrohr dienenden Stutzen 9.

    Mit 3 sind trompetenförmige Kanäle bezeich  net, und 4 ist ein     Überströmstück    von stern  förmigem Querschnitt, das in Deckeln 10, 11  zentrisch und     achsial    gelagert ist und von  aussen her vermittelst Schneckengetriebe 12,  sowie Handrad 13 in die für den     Pumpen-          bezw.    Turbinenbetrieb erforderliche Stellung  gebracht werden kann. Das zwischen den  Laufrädern 2, 5 angeordnete     Überströmstück    4  weist sternförmige Kanäle 14     (Fig.    2) auf.  6 bezeichnet einen Leitapparat und 7 die  Druckspirale der Turbinenpumpe, welche an das  nicht gezeigte Speicherbecken angeschlossen  ist.  



  Beim Pumpenbetrieb wird das Wasser  durch das Saugrohr 1 angesaugt, vermittelst  des Laufrades 2 durch die trompetenförmigen  Kanäle 3 und das     Überströmstück    4 in das  0  der Druckseite zugekehrte Laufrad 5 und       vermittelst    dieses Laufrades 5 durch den    Leitapparat 6 in die Druckspirale 7 und von  da in das Speicherbecken hineingedrückt.  



  Beim Turbinenbetrieb jedoch wird das       Überströmstück    4 soweit zentrisch um die  Maschinenachse gedreht, dass die sternförmi  gen Kanäle 14 nicht mehr in die     trompeten-          förmigen    Kanäle 3, sondern in die zwischen  letzteren liegenden Lücken 8 und damit in  das Turbinensaugrohr 9 münden.  



  Weiterhin wird beim Turbinenbetrieb das       Pumpensaugrohr    1 durch einen     unterwasser-          seitigen,    nicht gezeigten Schieber vom Unter  wasser abgesperrt und durch eine kleine,  ebenfalls nicht gezeigte Hilfspumpe oder einen       Ejektor    von dem darin befindlichen Wasser       bezw.    Sickerwasser entleert.  



  Beim Turbinenbetrieb läuft nun das Wasser  von der Druckspirale 7 her durch den ver  stellbaren Leitapparat 6 in das     druckseitige     Laufrad 5, von da durch das     Überströmstück    4  in die Lücken 8 und in das Turbinensaug  rohr 9. Das Laufrad 2 läuft also beim Tur  binenbetrieb leer in Luft mit. Die beiden  Laufräder 2 und 5 sind hierbei so gegen  einander abgestimmt, dass sich bei gleichem  Gefälle beim Turbinenbetrieb die gleiche Be  triebsdrehzahl wie beim Pumpenbetrieb er  gibt. Bei einer mehr als zweistufigen Tur  binenpumpe kann diese Abstimmung auch  durch die Anzahl der durch das     Überström-          stück    4 zu- oder abgeschalteten Laufräder  erreicht werden.

   Anstatt für die Betätigung  des     Überströmstückes    4 ein Handrad vorzu  sehen, kann an dessen Stelle zum Beispiel  auch ein Motor vorgesehen werden.  



  Falls der elektrische Teil als synchroner  Motorgenerator ausgebildet ist, so wird er  zweckmässig mit einer asynchronen Hilfswick  lung von bestimmter Stärke ausgestattet, um  für die Zeit des     Anfahrens    beim     Pumpenhe-          trieb    diesen Motorgenerator und die mit ihm  gekuppelte Kreiselmaschine der beschriebenen  Bauart auf die Betriebsdrehzahl bringen zu  können.

Claims (1)

1. PATENTAINTSPRÜCH Kreiselmaschine mit mindestens zwei Lauf rädern, dadurch gekennzeichnet, dass inner- halb der Maschine eine Umschaltvorrichtung vorgesehen ist, die je nach ihrer Einstellung mit Bezug auf die beiden Laufräder es der Maschine ermöglicht, bei gleichem Gefälle und gleicher Betriebsdrehzahl entweder als Pumpe oder als Turbine zu arbeiten.

   UNTERANSPRUCH: Kreiselmaschine nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Umschaltvor richtung als ein zwischen zwei Laufrädern angeordnetes Überströmstück ausgebildet ist, das bei der Einstellung für Pumpenbetrieb das der Druckseite zugekehrte Laufrad mit einem als Pumpensaugrohr wirkenden Stutzen der Maschine verbindet, während es bei der Einstellung für Turbinenbetrieb die Verbin dung zwischen jenem der Druckseite zuge kehrten Laufrad und dem Pumpensaugrohr unterbricht, dafür dieses Laufrad mit einem zweiten, als Turbinensaugrohr wirkenden Stutzen der Maschine verbindet.