Unter wassertnr binena g,gr eggt. Unterwasserturbinenaggregate zum Be trieb im freien fliessenden Wasser dienen meist als Laufwerke zum Parallelbetrieb in einem vorhandenen elektrischen Kraftnetz. In der Regel wählt man deshalb Asynchron generatoren als Stromerzeuger. Da die Tur bine bei den in Rede stehenden Anordnungen vom frei fliessenden Wasser durchströmt wird, so würde sie bei feststehenden Propeller schaufeln eine der Strömungsgeschwindig keit entsprechende Drehzahl annehmen.
Nun ist die Nenndrehzahl jedoch durch die Netz frequenz festgelegt, und: deshalb kann der Fall eintreten, dass bei geringer Strömungs geschwindigkeit ein Antrieb des Turbinen propellers von der Asynchronmaschine her erfolgt. Die Unterwasserturbine würde dann als Pumpe arbeiten. Bei sehr grossen Strö mungsgeschwindigkeiten kann sich anderseits eine zu flache, für den Wirkungsgrad bei festliegender Drehzahl ungünstige Schaufel stellung ergeben.
Zur Anpassung der Tur binencharakteristik an die flache Drehzahl- charak%eristik des Asynehrongenerators ist es daher notwendig, eine Schaufelverstellung vorzusehen.
An sich sind Unterwasserturbinen mit verstellbaren Turbinenschaufeln bekannt. Die Anordnung ist dabei bisher aber immer so getroffen worden, dass die Schaufelverstel lung über eine zum Beispiel hydraulisch aus gebildete Fernsteuerung willkürlich vor genommen wurde. Es ist auch eine Schaufel ausbildung bekanntgeworden, bei der die Verstellung selbsttätig in Abhängigkeit vom Strömungsdruck vor sich geht. Die Schau feln sind zu diesem Zweck unsymmetrisch gelagert, derart, dass ihre Achsen aussermittig verlaufen.
Es wird daher auf die Schaufeln durch den Strömungsdruck ein Drehmoment ausgeübt, das durch eine der Drehung der Schaufeln entgegenwirkende Feder reguliert wird. Bei dieser Verstellungsart ist aber nicht immer mit einer für alle Schaufeln gleich mässigen Verstellkraft zu rechnen, da die Strömungsverhältnisse am Umfang des Tur binengehäuses verschieden und die Schau feln, bedingt durch Herstellungsgenauig- ketten, ungleichmässig gelagert sein können.
Da das Drehmoment sich aus der Differenz des Strömungsdruckes auf die beiden Schau felhälften zusammensetzt, kommt: nur eine verhältnismässig geringe Verstellkraft zu stande, die sich ausserdem bei Verstellung der Schaufeln ändert, denn die Projektion der Schaufelflächen, also die dem Strömungs druck ausgesetzten Flächen, verkleinert oder vergrössert sich je nach der Verstellrichtung. Diese Umstände erschweren eine einiger massen genaue- Abstimmung der Turbinen charakteristik auf die Drehzahlcharakteristik des angetriebenen Generators.
Die Erfindung vermeidet diese Nachteile. indem die Verstellung der Schaufeln durch eine ständig dem Strömungsdniek ausgesetzte Stauplatte herbeigeführt wird. Es ist nun mehr eine für alle Schaufeln gemeinsame Verstellkraft vorhanden, die zum Beispiel über entsprechende Übertragungsglieder alle Schaufeln gleichmässig um ihre Achsen dreht.. Des weiteren hat die Anwendung einer Stauplatte noch den Vorteil, dass eine grössere Verstellkraft und damit auch eine bessere Anpassung der Turbinencharak teristik an die flache Drehzahlcharakteristik eines Wechselstromerzeugers sich erzielen lässt.
Innerhalb bestimmter, weit auseinander liegender Grenzen kann nämlich die Stau platte beliebige Grösse annehmen. Da die Fläche der Stauplatte gleich bleibt, ist < auch die Verstellkraft konstant. gleiche Strö mungsgeschwindigkeit vorausgesetzt.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs gegenstandes ist aus der Zeichnung ersicht lich, deren Fig. 1 die Gesamtanordnung eines Unterwasserturbinenaggregates mit am Kopf des Generators vorgesehener Stauplatte und Fig. 2 die wesentlichen Bestandteile der dreh baren Turbinenschaufeln zeigen.
Das gesamte Aggregat befindet sich in einem Gehäuse 1. Der Ständerteil o und der Läuferteil p des Generators sind durch ge strichelte Linien angedeutet. Die Propeller schaufeln a sind in der Nabe b (Fib. 2) dreh bar gelagert.
Da die Schaufeln symmetrisch zu ihrer Drehaelise c angeordnet sind. wird auf sie durch den Strömungsdruck unmittel bar kein Drehnionient attlbeübt. Die Verstel lung der Schaufeln geht vielmehr von der Stauplatte<I>i</I> aus, die über die Stange lt und Gelenkglieder g an dem Hebel d der Schau feln angreift.
Zwischen den die Gelenkglie der g tragenden Teil<B>f</B> und der Stange la ist ein Kugellager l,- vorgesehen. Der Verschie bung der Stauplatte wirkt die Doppelfeder e entgegen. Die Staublatte i versucht daher die Schaufeln n mittel, der Crestängeiibertragung entgegen dem clastisehen Tidenager e<I>zu</I> verstellen.
Bei geringer Strömungsgeschwin- digkeit: werden die Schaufeln a durch die Feder e niiiglielilt flach gestellt und so die Drehzahl gesteigert. Bei sehr starker Strö- inung dagegen überwiegt der Strömi:ngs- druelz und lenkt: die Schaufeln gegen die Federwirkung niüglicha steil an. Die Dreh zahl wird so entsprechend erniedrigt.
Durch geeignete Beinessiuig der Stauplattenfläche und der Federlki-iifi ist es möglich. eine dem Asynchrongenei-,iitor entsprechende flache Drehzahlcharakteristik (Abhäncigkeit der Drehzahl von der L(,istung) zu erzielen. Die gesamte 1"erltellun;l@anordnung; ist innerhalb desAggregatgehäuses untergebracht und so mit gegen da:Wasser gekapselt.
Unter wassertnr binena g, gr eggt. Underwater turbine units for operation in free flowing water usually serve as drives for parallel operation in an existing electrical power network. As a rule, asynchronous generators are therefore chosen as the power generator. Since the turbine in the arrangements in question is traversed by the freely flowing water, it would with fixed propeller blades adopt a speed corresponding to the flow rate.
Now, however, the nominal speed is determined by the network frequency, and: therefore, the case may arise that the turbine propeller is driven by the asynchronous machine at low flow rates. The underwater turbine would then work as a pump. At very high flow velocities, on the other hand, the blade position can be too flat and unfavorable for the efficiency at a fixed speed.
In order to adapt the turbine characteristic to the flat speed characteristic of the asynchronous generator, it is therefore necessary to provide a blade adjustment.
Underwater turbines with adjustable turbine blades are known per se. The arrangement has so far always been made in such a way that the Schaufelverstel development was made arbitrarily via a remote control formed, for example, hydraulically. There is also a blade training become known in which the adjustment takes place automatically depending on the flow pressure. For this purpose, the blades are mounted asymmetrically in such a way that their axes are off-center.
The flow pressure therefore exerts a torque on the blades which is regulated by a spring which counteracts the rotation of the blades. With this type of adjustment, however, a uniform adjustment force for all blades is not always to be expected, since the flow conditions on the circumference of the turbine housing differ and the blades, due to manufacturing precision chains, can be stored unevenly.
Since the torque is made up of the difference in the flow pressure on the two halves of the blade, there is only a relatively small adjustment force, which also changes when the blades are adjusted, because the projection of the blade surfaces, i.e. the surfaces exposed to the flow pressure, is reduced or increases depending on the direction of adjustment. These circumstances make it more difficult to match the turbine characteristics to the speed characteristics of the driven generator with some precision.
The invention avoids these disadvantages. by adjusting the blades by means of a baffle plate that is constantly exposed to the flow. There is now an adjustment force common to all blades, which, for example, rotates all blades evenly about their axes via appropriate transmission elements. Furthermore, the use of a baffle has the advantage that a greater adjustment force and thus better adaptation of the turbine character teristic to the flat speed characteristics of an alternator can be achieved.
Namely, within certain, widely spaced limits, the baffle plate can assume any size. Since the area of the baffle plate remains the same, the adjustment force is also constant. Assuming the same flow velocity.
An embodiment of the subject invention is ersicht Lich from the drawing, the Fig. 1 shows the overall arrangement of an underwater turbine unit with provided at the head of the generator baffle and Fig. 2 the essential components of the rotating ble turbine blades.
The entire unit is located in a housing 1. The stator part o and the rotor part p of the generator are indicated by broken lines. The propeller blades a are rotatably mounted in the hub b (Fig. 2).
Because the blades are arranged symmetrically to their pivot c. no rotational ionic is exercised on them by the flow pressure. The adjustment of the blades is rather based on the baffle plate <I> i </I>, which engages the lever d of the blades via the rod lt and joint members g.
A ball bearing l 1 - is provided between the part <B> f </B> carrying the joint members of the g and the rod la. The double spring e counteracts the displacement of the baffle plate. The dust lath i therefore tries to adjust the blades n by means of the crestal transmission against the clastic tidal bearing e <I> </I>.
At low flow speed: the blades a are flattened evenly by the spring, thus increasing the speed. In the case of very strong currents, on the other hand, the flow pressure predominates and directs the blades against the spring action not very steeply. The speed is reduced accordingly.
It is possible by means of suitable leg attachment of the baffle plate surface and the Federlki-iifi. to achieve a flat speed characteristic corresponding to the asynchronous generator (dependence of the speed on the L (, istung). The entire 1 "achievable arrangement; is housed within the unit housing and thus encapsulated with water.