CH246778A - Wasserturbinen-Generatorsatz mit lotrechter Welle. - Google Patents

Description

      Wasserturbinen-Generatorsatz    mit lotrechter     Welle.       Die vorliegende Erfindung bezieht sich  auf einen aus einer     Wasserturbine    mit lot  rechter Welle und     einem        unmittelbar    mit ihr  gekuppelten elektrischen     Generator    bestehen  den Maschinensatz.

   Um ein     Mindestmass    an  Bauhöhe und demzufolge     eine    beträchtliche  Einsparung an Raum     und    Werkstoffen zu er  möglichen, sind erfindungsgemäss sowohl das       axiale    Traglager als auch sämtliche Radial  lager der Turbinen- und     Generatorwelle    auf  dem     Leitraddeckel    angeordnet.  



  In der beiliegenden     Zeichnung    ist ein       Ausführungsbeispiel    des     Erfindungsgegen-          standes    dargestellt, und zwar     zeigt    .  



       Fig.    1     einen    schematischen Vertikal  schnitt durch     einen        Kaplanturbinen-Genera-          torsatz,          Fig.    2     eine    Einzelheit von     Fig.    1. in grö  sserem Massstab und       Fig.    3 eine Detailvariante.  



       In.        Fig.    1     ist    1 das Laufrad     einer    ste  henden     gaplanturbine,    2 die Turbinen-     und          Generatorwelle.    Der     Leitraddeckel    3 ist so       ausgebildet,    gegebenenfalls aus mehreren  Teilen zusammengesetzt, dass er die     beiden          Radiallager    6, 7 und das     Axiallager    21 ent  hält. Überdies trägt er auch den     Stator    9  des elektrischen Generators, dessen Rotor mit  8     bezeichnet    ist:

   Durch Stützschaufeln 5  wird die Gewichts- und     Wasserdruckbela-          stung    des     Leitraddeckels        ä    auf die Laufrad  kammer 11     bezw:    auf das Fundament 10  übertragen.

      Während bei den üblichen     Wassertur-          binen-Generatorsätzen    mit lotrechter Welle ;  der Generator samt dem obern     Radiallager     getrennt von der Turbine am Boden des Ma  schinenhauses aufgestellt zu werden pflegte  und die axiale Wellenbelastung durch     ein     zumeist am Generator, mitunter auch zwi  schen diesem und der Turbine angeordnetes       Axiallager    aufgenommen wurde, welche  Bauweise einen erheblichen Abstand des     Ge-          nerators    von der Turbine     bedingt,

      ergibt die  Anordnung dieser Teile     unmittelbar    auf dem       Leitraddeckel        eine    sehr gedrängte rauen- und  werkstoffsparende Bauweise.  



  Vorteilhaft wird der Rotor 8 mit     seiner     Unterseite unmittelbar an dem     Axiallager    21  abgestützt, um möglichst viel an Bauhöhe  zu sparen.  



  Der letztgenannte Zweck wird noch ganz  besonders gefördert, wenn die zum Antrieb  der Leitschaufeln 4     dienenden    Regulierteile,  also     dei?    Regulierring 13 und     sein    zugehöri  ges Gestänge in einem Raum 12 unter  gebracht werden, der sich unterhalb den       Leitschäufeln    4 befindet und die Laufrad  kammer 11 von     aussen    umgibt. Während  diese Regulierteile bei gebräuchlichen Aus  führungen oberhalb des     Leitraddeckels    3 an  geordnet zu sein pflegen, gestattet ihre Ver  legung in den Raum 12 ein unmittelbares  Aufsetzen des Generators auf die Turbine.  



  Um einen Schutz der Regulierteile gegen  Rosten sowie gegebenenfalls eine Schmierung  derselben zu erhalten, empfiehlt es sich, den      Raum 12 mit     einer    für diesen Zweck geeig  neten Flüssigkeit anzufüllen, etwa mit ge  filtertem Betriebswasser und einem Zusatz  von Soda oder sonstigen, an sich für derlei  Zwecke     bekannten    Mitteln, wie Öl, Seifen  lösungen oder Emulsionen.  



  Da es im Hinblick auf den -zur Errei  chung     einer    geringeren Bauhöhe erforder  lichen, verhältnismässig kleinen Abstand der  beiden     Radiallager    6, 7     notwendig-        erscheint,     das untere     Radiallager    6 so nahe als nur  irgend möglich an das Laufrad 1 heran  zurücken, wird mit Vorteil eine neue Stopf  büchsenbauweise von sehr     geringer    Bauhöhe  verwendet, die in     Fig.    2 dargestellt ist.  



  An dem     Leitraddeckel    3     ist    mittels       Schrauben    16 eine gewellte     Membrane    35 be  festigt, die innen in einen die Welle 2 um  greifenden Tragring 17 übergeht. An die  sem ist     ein        Dichtungsring    14, etwa aus  Kohle;     festgehalten,    der mit seiner untern  Stirnfläche an der Nabe des Laufrades 1  schleift und so den Wasserraum der     Turbine     gegenüber der die Lager 6, 7 enthaltenden  Höhlung des     Leitraddeckels    3 abdichtet.

   Ein  zwischen der festen Wanne 19 und der       Membrane    35 eingelegter, die Welle 2 um  greifender Schlauch 20, der mit einem gas  förmigen oder     flüssigen    Medium von regel  barer Spannung erfüllt ist, gestattet es, den       Dichtungsring    14 mit passender Stärke und  völliger Gleichmässigkeit an die Lauffläche  anzupressen.  



  Dieser Schlauch wird, um     seinen        Ein-          und    Ausbau zu erleichtern, vorteilhaft     in     offenem Zustand eingelegt,     woräüf    seine  Enden     verbunden    werden, oder er     wird    zwei  teilig ausgebildet. Durch     Zupumpen        bezw.     Ablassen des     hIediums    mittels einer Ab  zweigleitung lässt sich die     Spannung    nach  Bedarf verändern.  



       Zur    Auswechslung des     Dichtungsringes     14 kann derselbe aus Sektoren bestehen, die  von aussen in radialer Richtung auf den  Tragring 17 aufgesetzt und an ihm mittels  der Schrauben 18 befestigt werden. Dieser  Vorgang lässt sich ohne Ausbau sonstiger       Turbinenteile        durchführen,'    was mit Rück-    sieht     auf    den     ,gedrängten        Raum    in und über  dem     Leitraddeckel    3 von erheblichem Werte  ist.  



  Eine     Sonderausbildung    des     Leitrad-          deckels,    die geeignet ist, die Gestehungs  kosten noch weiter herabzusetzen, - geht aus  der     Fig.    3 hervor. Nach dieser wird der Tur  binendeckel in drei Abschnitte gegliedert,       und    zwar erstens in die etwa ein     Gussstück     bildende     Leiträdscheibe    34, zweitens in das  vorteilhaft als Blechrohr ausgebildete Mit  telstück 22 und     drittens    in eine Anzahl von  Einzelstreben 23, die den Tragflansch 26 des       Mittelstückes    22 mit dem Aussenflansch 24       verbinden,

  .    Die     aus    dem Gewicht :des Lauf  rades 28, der Welle 27 und des     Generator-          rotaxs    29     sowie    aus dem hydraulischen Schub  bestehende Last     wird    auf das     Axiallager    31       und    von diesem auf den Tragflansch 26 des  Mittelstückes 22 übertragen, während die  beiden     Radiallager    32, 33 des     Mittelstückes     für die erforderliche Führung der Welle 27  sorgen.

   Die Druckstreben 23 geben den über  wiegenden Teil der Last     unmittelbar    an den       Aussenflansch    :24 .des     Leitraddeckels    22, 23,  34 weiter. Sie entlasten auf diese Weise die       Leitradscheibe    34 weitgehend von der     Bie          gungsbeauspruchung,    die sie bei Nichtvor  handensein der Streben 23     aufzunehmen    ge  habt hätte. Die     Leitradscheibe    34 kann da  her weitaus schwächer und leichter bemessen  werden als sonst.  



  Vom Aussenflansch 24 gelangt die Be  lastung auf den     Stützschaufelkrariz    25 und  wird durch das     Fundament    30 aufgenommen.  



  Die     Einzelteile    des neuartig ausgebilde  ten     Leitraddeckels,    von denen das Mittelstück  22 etwa     einen    durch Rippen versteiften       Blechzylinder    darstellt und die Streben 23  .beispielsweise     aus        Profileisen    bestehen, kön  nen     vorteilhaft    durch Schweissen miteinan  der     verbunden    :sein.  



  In der beschriebenen Weise wird ein  starrer, \widerstandsfähiger     Leitraddeekel    ge  schaffen, der gegenüber den bisher üblichen  schweren     Gussstücken    sehr erhebliche - Ge  wichtseinsparungen und eine .weitgehende       Verbilligung    ermöglicht. Diese Vorteile tre-           ten    bei wachsenden     Maschinenabmessungen     immer fühlbarer in Erscheinung und werden  noch vergrössert durch die günstige Transport  möglichkeit des gegebenenfalls erst an sei  nem Bestimmungsort aus seinen Einzelteilen       zusammenzubauenden    Deckels.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Wasserturbinen-Generatorsatz mit lot rechter Welle, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das Agiallager (21 bezw. 31) als auch sämtliche Radiallager (6, 7 bezw. 32, 33) der Turbinen- und Generatorwelle (2 bezw. 27) auf dem Leitraddeckel (3 bezw. 34, 22, 23) angeordnet sind. UNTERANSPRüCHE 1.

   Wasserturbinen- Generatorsatz nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (9) des elektrischen (Nrenerators ebenfalls auf dem Leitraddeckel (3) angeord net ist. 2. Wasserturbinen- Generatorsatz nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dassder Rotor (8) des elektrischen Generators mit seiner Unterseite unmittelbar an dem Agiallager (21) abge stützt ist. 3.

   Wasserturbinen- Generatorsatz nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Regulierantrieb (13) der Leitradschaufeln (4) in dem Raum (12) untergebracht ist, der die Laufradkammer (11) von aussen um gibt. 4. Wasserturbinen- Generatorsatz nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der den Regulierantrieb (13) der Leitradschaufeln (4) enthaltende Raum (12) mit einer das Rosten verhindernden Flüssigkeit angefüllt ist. 5.

   Wasserturbinen- Generatorsatz nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abdichtung des das Radiallager (6) enthal tenden Leitraddeckelraumes gegenüber dem Wasserraum -der Turbine eine Stopfbüchse vorgesehen ist, die eine in der Längsrichtung der Turbinenwelle (2) federnde Membrane (35) und einen Dichtungsring (14) aufweist, der durch einen mit komprimiertem Medium von regelbarer Spannung gefüllten Schlauch (20) an die Dichtungsfläche des Laufrades (1) angepresst ist. 6.

   Wasserturbinen- Generatorsatz nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsring (14) Sektoren besitzt, die in radialer Richtung auf einem mit der (35) verbundenen Tragring (1-7) sitzen und an ihm befestigt sind. 7.

   Wasserturbinen- Generatorsatz nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitraddeckel eine Leitradscheibe (34), ein Mittelstück 22 und eine-Anzahl Einzel streben (23) aufweist, die dazu bestimmt sind, den überwiegenden Anteil der auf dem Mittelstück (22) ruhenden Agialbelastung unmittelbar auf den Aussenflansch (24) zu übertragen und an den Stützschaufelkranz (25) und an das Fundament (30) weiterzu geben. B.

   Wasserturbinen- Generatorsatz nach Patentanspruch und Unteranspruch 7, da durch gekennzeichnet, dass die Einzelteile (3.4, 22, 23) des Leitraddeckels durch Schwei- ssung miteinander verbunden sind.