CH170181A - Water turbine system in which the horizontal or almost horizontal turbine shaft and a driven shaft are arranged at an angle to one another. - Google Patents

Water turbine system in which the horizontal or almost horizontal turbine shaft and a driven shaft are arranged at an angle to one another.

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CH170181A
CH170181A CH170181DA CH170181A CH 170181 A CH170181 A CH 170181A CH 170181D A CH170181D A CH 170181DA CH 170181 A CH170181 A CH 170181A
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CH
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turbine
water
shaft
horizontal
inlet chamber
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German (de)
Inventor
Aktiengesell Maschinenfabriken
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Escher Wyss Maschf Ag
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1807Rotary generators
    • H02K7/1823Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/08Machine or engine aggregates in dams or the like; Conduits therefor, e.g. diffusors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

  

  Wasserturbinenanlage, bei der die wagrechte oder doch nahezu wagrechte Turbinen  welle und eine getriebene Welle in einem Winkel     zueinander    angeordnet sind.    Die Erfindung bezieht sich auf eine Was  serturbinenanlage, bei der die wagrechte oder  doch nahezu wagrechte Turbinenwelle und  eine getriebene Welle in einem Winkel zu  einander angeordnet sind. Derartige Anlagen  eignen sich insbesondere für Verhältnisse,  bei denen kleine Gefälle und grosse Wasser  mengen zur Verfügung stehen.  



  Es ist eine     bekannte    Tatsache, dass die  baulichen Kosten für die Einlaufkammer und  das Saugrohr einer Wasserkraftanlage, bei  der grosse Wassermengen zu verarbeiten sind,  ein Mehrfaches derjenigen des turbinentech  nischen Teils betragen und dadurch in vielen  Fällen die Wirtschaftlichkeit einer Anlage  in Frage stellen. Sind gleichzeitig die ver  fügbaren Gefälle klein, so tritt insofern eine  weitere Schwierigkeit ein, als bei der üblichen  Aufstellung mit senkrechter Turbinenwelle  die Saugrohrsohle sehr tief zu liegen kommt,  was umfangreiche und teure Aushubarbeiten  bedingt.

      Um diese Nachteile zu beheben, verlaufen  bei einer Anlage der eingangs erwähnten  Art gemäss vorliegender Erfindung die Achsen  der Einlaufkammer und des Saugrohres gerade  und in Richtung der Turbinenachse, das heisst  sie bilden deren geradlinige     Verlängerung     oder weisen in bezug auf dieselbe höchstens  geringe Ablenkungen auf. Zweckmässig schliesst  sich an die Laufradnabe gegen den Eintritt  des Wassers hin ein fester, in der     Einlauf-          kammer    abgestützter, mehrteiliger, geschlos  sener Hohlkörper an, der zweckmässig derart  geformt ist, dass er dem Wasser den klein  sten hydraulischen Widerstand entgegensetzt  und der zweckmässig gleichzeitig die Lager  der Turbinenwelle und die Antriebsorgane  für die getriebene Welle einschliesst.  



  Auf der Zeichnung ist eine beispielsweise  Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes  veranschaulicht, und zwar zeigt       Fig.    1 einen senkrechten Längsschnitt       durch    die Turbinenanlage, und      Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II  der Fig. 1.  



  1 bezeichnet das Laufrad und 8 die Welle  einer Wasserturbine. Beide haben eine wag  rechte Drehachse. Dem Laufrad 1 wird das  Wasser durch einen Leitapparat 2 in der  erforderlichen Weise zugeführt. An die Lauf  radnabe schliesst sich gegen den Eintritt des  Wassers hin ein fester, in einer Einlaufkammer  5 abgestützter Hohlkörper 3 an, der mehrfach  unterteilt ist und seinerseits durch Stützen 4  (Fig. 2) in der kreisförmigen Einlaufkammer  5 getragen wird und ferner noch durch einen  Einsteigeschacht 7 gehalten ist. Die Form  des Hohlkörpers 3, sowie die des Einsteige  schachtes 7 sind so gewählt, dass diese Teile  3, 7 den geringsten hydraulischen Widerstand  entgegensetzen. 6 bezeichnet ein Saugrohr,  das einen wagrechten Sohlenverlauf aufweist.

    Die Achse des Saugrohres 6 fällt mit der  Achse der Einlaufkammer 5 und mit der  Achse der Turbinenwelle. 8 zusammen, das  heisst die Achsen des Saugrohres 6 und der  Einlaufkammer 5 sind gerade und verlaufen  in Richtung der Turbinenachse, deren Ver  längerung sie bilden. Der Hohlkörper 3 ent  hält die Lager der Turbinenwelle B. Die  Einlaufkammer 5 und das Saugrohr 6 ver  laufen unmittelbar von der Turbine aus von  einem kreisförmigen Querschnitt konisch aus,  wobei der Auslaufquerschnitt auch kreisförmig,  oder rechteckig, bezw. sonstwie geeignet ge  formt sein kann. Die Energie wird von der  Welle 8 mittelst des Getriebes 12, das vom  Hohlkörper 3 eingeschlossen ist, auf eine  senkrechte Welle 9 übertragen, die ihrerseits  die Antriebswelle eines Stromerzeugers 10  bildet. Der Einsteigeschacht 7 umschliesst  gleichzeitig eine Strecke der getriebenen  Welle 9.

   Das Innere des Hohlkörpers 3 bezw.  die darin befindlichen Lager, Getriebe,     Ölzu-          und    -ableitungen sind durch den Einsteige  schacht 7 zugänglich, kontrollierbar und aus  baubar.  



  Die beschriebene Ausführung erlaubt, die  Einlaufkammer und das Saugrohr aus Blech  herzustellen, wobei durch feste Verbindung    dieser Teile miteinander, sowie durch feste  Verbindung der Stützen und des Einsteige  schachtes mit der Einlaufkammer eine ein  baufertige, komplette Wasserturbinenanlage  entsteht, welche keinerlei Verschalungen für  die Herstellung des baulichen Teils erfordert.  Dadurch ist es auch möglich, die Dauer zur  Erstellung einer solchen Wasserkraftanlage  in hohem Masse zu verkürzen.  



  Anstatt dem Saugrohr einen wagrechten  Sohlenverlauf zu geben, kann es unter be  sonderen Umständen auch mit geringer Nei  gung ausgeführt werden. Im weitern kann  die Achse der Turbinenwelle sowohl in senk  rechter, wie auch wagrechter Richtung in  bezug auf die Achse des Saugrohres und der  Einlaufkammer geringe Ablenkungen auf  weisen, ohne dass dadurch baulicherseits  wesentliche Verwicklungen bedingt werden.  



  Anstatt die getriebene Welle in der ge  zeigten Weise senkrecht anzuordnen, kann  sie auch wagrecht, unter Bildung eines Win  kels zur Turbinenwelle, der gleich oder  kleiner als 90   ist, angeordnet werden.  



  Die beschriebene Ausführung ergibt eine  denkbar einfache Ausbildung der Einlauf  kammer und des     Saugrohres    bei geringsten  Aushubarbeiten in der Kanalsohle bezw. einem  Minimum an Armierungs- und Verschalungs  kosten. Sie ist daher insbesondere für Über  seeanlagen geeignet, bei denen den bestehen  den Verhältnissen meist Rechnung getragen  werden muss und verwickelte Bauformen  nach Möglichkeit vermieden werden sollten.



  Water turbine system in which the horizontal or almost horizontal turbine shaft and a driven shaft are arranged at an angle to one another. The invention relates to a What serturbinenanlage, in which the horizontal or almost horizontal turbine shaft and a driven shaft are arranged at an angle to each other. Such systems are particularly suitable for conditions in which small slopes and large amounts of water are available.



  It is a well-known fact that the structural costs for the inlet chamber and the suction pipe of a hydropower plant, in which large amounts of water have to be processed, are a multiple of those of the turbine-technical part and thus in many cases call the profitability of a plant into question. If at the same time the available gradient is small, a further difficulty arises as the suction pipe sole comes to lie very deep in the usual installation with a vertical turbine shaft, which requires extensive and expensive excavation work.

      In order to remedy these disadvantages, the axes of the inlet chamber and the suction pipe in a system of the type mentioned at the beginning run straight and in the direction of the turbine axis, that is, they form its straight extension or have at most minor deflections with respect to the same. Appropriately, a solid, multi-part, closed hollow body, supported in the inlet chamber, adjoins the impeller hub against the entry of the water, which is expediently shaped in such a way that it offers the smallest hydraulic resistance to the water and expediently simultaneously Including bearings of the turbine shaft and the drive elements for the driven shaft.



  An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is illustrated in the drawing, namely FIG. 1 shows a vertical longitudinal section through the turbine system, and FIG. 2 shows a section along the line II-II in FIG. 1.



  1 designates the impeller and 8 the shaft of a water turbine. Both have a roughly right axis of rotation. The water is supplied to the impeller 1 through a diffuser 2 in the required manner. A solid hollow body 3, supported in an inlet chamber 5, is connected to the running wheel hub against the inlet of the water, which is divided several times and in turn is supported by supports 4 (FIG. 2) in the circular inlet chamber 5 and furthermore by a Manhole 7 is held. The shape of the hollow body 3 and that of the manhole 7 are chosen so that these parts 3, 7 oppose the lowest hydraulic resistance. 6 denotes a suction tube which has a horizontal sole course.

    The axis of the suction pipe 6 coincides with the axis of the inlet chamber 5 and with the axis of the turbine shaft. 8 together, that is, the axes of the suction pipe 6 and the inlet chamber 5 are straight and run in the direction of the turbine axis, whose extension they form. The hollow body 3 ent holds the bearings of the turbine shaft B. The inlet chamber 5 and the suction pipe 6 ver run directly from the turbine from a circular cross-section conically, the outlet cross-section also circular, or rectangular, respectively. may otherwise be suitably shaped. The energy is transmitted from the shaft 8 by means of the gear 12, which is enclosed by the hollow body 3, to a vertical shaft 9, which in turn forms the drive shaft of a power generator 10. The manhole 7 at the same time encloses a section of the driven shaft 9.

   The interior of the hollow body 3 respectively. the bearings, gears, oil supply and drainage lines located therein are accessible, controllable and buildable through the manhole 7.



  The described design allows the inlet chamber and the suction pipe to be made from sheet metal, whereby a complete, ready-to-build water turbine system is created by firmly connecting these parts to one another, as well as by firmly connecting the supports and the manhole with the inlet chamber, which does not require any formwork for the manufacture of the structural part requires. This also makes it possible to greatly reduce the time it takes to build such a hydropower plant.



  Instead of giving the suction tube a horizontal sole, it can also be designed with a slight incline under special circumstances. In addition, the axis of the turbine shaft can have slight deflections in both the vertical and horizontal directions with respect to the axis of the suction pipe and the inlet chamber, without any significant structural entanglements.



  Instead of arranging the driven shaft vertically in the manner shown, it can also be arranged horizontally, forming an angle to the turbine shaft that is equal to or smaller than 90.



  The embodiment described results in a very simple design of the inlet chamber and the suction pipe with the slightest excavation work in the channel bottom BEZW. a minimum of reinforcement and shuttering costs. It is therefore particularly suitable for offshore installations, where the existing conditions usually have to be taken into account and complex designs should be avoided if possible.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Wasserturbinenanlage, bei der die wag rechte oder doch nahezu wagrechte Turbinen welle und eine getriebene Welle in einem Winkel zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen der Einlauf- kammer und des Saugrohres gerade, in Rich tung der Turbinenachse verlaufen, das heisst deren geradlinige Verlängerung bilden oder in bezug auf dieselbe höchstens geringe Ab- lenkurigen aufweisen. <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> 1. Wasserturbinenanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlauf kammer und das Saugrohr unmittelbar von der Turbine aus von einem kreisför migen Querschnitt konisch auslaufen. 2. PATENT CLAIM: Water turbine system in which the horizontal or horizontal turbine shaft and a driven shaft are arranged at an angle to one another, characterized in that the axes of the inlet chamber and the suction pipe run straight in the direction of the turbine axis, that is form their straight extension or have at most slight deviations in relation to the same. <B> SUBClaims: </B> 1. Water turbine system according to claim, characterized in that the inlet chamber and the suction pipe taper conically from the turbine with a circular cross-section. 2. Wasserturbinenanlage nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass der Querschnitt der Einlauf kammer und des Saugrohres auch an ihrem Auslaufende kreisförmig ist. 3. Wasserturbinenanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sich an die Laufradnabe gegen den Eintritt des Was sers hin ein fester, in der Einlaufkammer abgestützter, mehrteiliger, geschlossener Hohlkörper anschliesst, der derart geformt ist, dass er dem Wasser den kleinsten hydraulischen Widerstand entgegengesetzt und der gleichzeitig die Lager der Tur binenwelle und die Antriebsorgane für die getriebene Welle einschliesst. 4. Water turbine plant according to claim and dependent claim 1, characterized in that the cross section of the inlet chamber and of the suction pipe is also circular at their outlet end. 3. A water turbine system according to claim, characterized in that a solid, multi-part, closed hollow body supported in the inlet chamber, which is shaped such that it opposes the smallest hydraulic resistance to the water, connects to the impeller hub against the entry of the water which also includes the bearings of the turbine shaft and the drive elements for the driven shaft. 4th Wasserturbinenanlage nach Patentanspruch und Unteranspruch 3, dadurch gekennzeich net, dass das Innere des Hohlkörpers durch einen Einsteigeschacht, der derart geformt ist, dass er dem Wasser ebenfalls den kleinsten hydraulischen Widerstand ent gegensetzt und der gleichzeitig eine Strecke der getriebenen Welle umschliesst; zugäng lich ist. 5. Wasserturbinenanlage nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Einlauf kammer wie das Saugrohr aus Blech her gestellt sind und in fester Verbindung mit einander, sowie mit dem die Turbinenwelle umschliessenden Hohlkörper. samt dessen Stützen und dem Einsteigeschacht eine einbaufertige Turbinenanlage bilden. Water turbine plant according to claim and dependent claim 3, characterized in that the interior of the hollow body is formed by a manhole which is shaped such that it also opposes the smallest hydraulic resistance to the water and which at the same time encloses a section of the driven shaft; is accessible. 5. Water turbine system according to claim and the dependent claims 1-4, characterized in that both the inlet chamber and the suction pipe are made of sheet metal and are firmly connected to each other and to the hollow body surrounding the turbine shaft. together with its supports and the manhole form a ready-to-install turbine system.
CH170181D 1933-08-31 1933-08-31 Water turbine system in which the horizontal or almost horizontal turbine shaft and a driven shaft are arranged at an angle to one another. CH170181A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2571101A1 (en) * 1984-10-03 1986-04-04 Neyrpic Method and device for mounting a monobloc hydroelectric unit with horizontal axis
WO1989010481A1 (en) * 1988-04-26 1989-11-02 Uwe Pagel Hydraulic engine

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