Mit einer Rohrturbine zu kuppelnder Einphasenwechselstromgenerator Die Erfindung betrifft einen mit einer Rohrturbine zu kuppelnder Einphasenwechselstromgenerator.
Bei Einphasenwechselstromgeneratoren treten be kanntlich infolge der mit der doppelten Netzfrequenz pulsierenden elektrischen Leistungsabgabe aber dem konstanten Drehmoment der Antriebsmaschine Pulsa- tionen des Generatordrehmomentes mit der doppelten Netzfrequenz auf, die sich als pulsierende Reaktions kräfte über das Generatorgehäuse auf das Maschinen- Fundament auswirken.
Es ist bekannt, die schädlichen Auswirkungen der Pulsationen auf das Maschinen Fundament durch eine federnde Aufstellung des Ge- neratorgehäuses auszugleichen. Die Dimensionierung dieser Federn erfolgt in den meisten Fällen so, dass nur die Kräfte der Schwingungen mit der doppelten Netzfrequenz verkleinert werden,
jedoch andererseits beim Auftreten eines Netzkurzschlusses - der bei einem für die Speisung eines Bahnnetzes bestimmten Generator viel häufiger auftreten kann als bei einem Generator für ein normales Netz der Landesversor- gung - oder eines Klemmenkurzschlusses Kräfte mindestens in einer solchen Höhe auftreten, als ob das Gehäuse ohne Federung auf dem Fundament ge lagert wäre. Man kann jedoch auch die Federkonstante der Gehäusefederung so wählen, dass auch beim Auf treten des Stosskurzschlussstromes die Fusskräfte er heblich reduziert werden.
Für die Anordnung der Federung nach der zuerst beschriebenen Art sind zahlreiche Ausführungsfor men für horizontal gelagerte Maschinen bekannt ge worden. Soll auch bei einem Netz- oder Klemmen- kurzschluss eine Reduzierung der auf das Fundament wirkenden Kräfte eintreten, sind grosse Federwege erforderlich, was bei einer elastischen Lagerung der Maschine gewisse Schwierigkeiten bereitet. Bei einer solchen Art der Federung wird jedoch das Maschinen- Fundament am meisten geschont.
Für den Zusammenbau mit Rohrturbinen be stimmte Drehstromgeneratoren mit Getriebe zwischen Turbine und Generator ist das Generatorgehäuse be kanntlich in einem wasserumflossenen Turbinenrohr angeordnet. Bei einer direkten Kupplung zwischen Turbine und Generator bildet das Generatorgehäuse selbst einen Teil des wasserumflossenen Rohrkörpers und ist zwischen die Turbinenrohre zwischenge flanscht. Mit Rücksicht auf eine günstige Wasser strömung wird bei einer solchen Anordnung ein kleinstmöglicher Gehäusedurchmesser erforderlich.
Die Abstützung des Generatorgehäuses selbst und die Aufnahme der Kräfte aus dem Drehmoment und der im Kurzschlussfalle resultierenden Kräfte erfolgt über Füsse, die sich bei den bekannten Bauarten auf einen Mittelpfeiler aus Beton abstützen.
Verständlicherweise kann mit Rücksicht auf die Wasserströmung das Fundament eines Rohrgenerators nicht so kräftig ausgeführt werden, wie bei einem in einem Maschinenhaus aufgestellten Generator. Bei einem als Einphasenwechselstromgenerator ausgebil deten Rohrgenerator ist eine federnde Aufstellung mit Rücksicht auf die beschränkten, durch das Fundament aufnehmbaren Kräfte, eine Dimensionierung der Fe dern, die die auf das Fundament wirkenden Kurz- schlusskräfte reduziert, eine zwingende Notwendigkeit.
Bei den bekannten, für die Aufstellung in einem Maschinenhaus bestimmten Wechselstromgeneratoren werden die Federelemente in dem über den Fuss hin- ausgezogenen Rücken des Generatorgehäuses ange ordnet. Dies bedeutet jedoch eine erhebliche Ver grösserung des Gehäusedurchmessers im Bereich der Gehäusefüsse. Bei einem Rohrgenerator ist die be kannte Anordnung der Federn schon deswegen un- zweckmässig, weil dann die Federelemente nicht zu- gänglich sind.
Von entscheidender Bedeutung ist aber, dass die Unterbringung der Federung eine erhebliche Vergrösserung des Durchmessers des Generatorge- häuses erforderlich machen würden.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen mit einer Rohrturbine zu kuppelnder Einphasenwechselstrom- generator zu schaffen, für den sich ein möglichst kleiner Durchmesser ergibt, bei dem sich nur eine ge ringe Auswirkung des pulsierenden Drehmomentes auf die Befestigungskonstruktion ergibt und bei dem die bei einem Kurzschluss auftretenden Kräfte nur zum Teil auf das Fundament wirken.
Die Lösung der Aufgabe besteht gemäss der Erfindung darin, dass zwischen den an den Stirnseiten des im Rohrkörper schwenkbar angeordneten Generatorgehäuses ange ordneten Federträgern und am Rohrkörper ange brachten Federwiderlagern Federn in Umfangsrich tung des Generatorgehäuses angeordnet sind.
Bei einem beispielsweisen Einphasenwechselstrom- generator gemäss der Erfindung besteht eine Trennung zwischen dem mit der Turbine zusammengebauten Rohrkörper und dem Generatorgehäuse. Dieses weist einen etwas kleineren Aussendurchmesser auf als der Rohrkörper und ist in diesem schwenkbar gelagert. Das Gewicht des Generatorgehäuses wird im wesent lichen durch an der Stirnseite des Generatorgehäuses angeordnete Federn aufgenommen,
während die Füh rung des Generatorgehäuses im Rohrkörper durch eine Anzahl von ebenfalls an der Stirnseite des Stator- gehäuses mit ihren Drehachsen auf einem konzen- trisch zur Generatorwelle liegenden Kreis angeordne ten Rollen erfolgt,
die einerseits auf mehreren mit dem Generatorgehäuse verbundenen kreisförmig gebogenen Flächen abrollbar sind und sich andererseits auf mit dem Rohrkörper verbundenen Widerlagern abstützen. Das Generatorgehäuse weist dabei einen verhältnis- mässig niedrigen Rücken auf.
Der kräftige Aussen mantel des Generatorgehäuses ist z.B. über die Wik- kelköpfe hinaus nach beiden Seiten vorgezogen und endet an zwei Flanschen grosser radialer Höhe, so dass sich eine gute Steifigkeit des Gehäuses ergibt. Der kräftige wasserumflossene Rohrkörper umschliesst in geringem Abstand das Generatorgehäuse und ist über die Aussenflansche des Generatorgehäuses hinausge zogen und mit in radialer Richtung hohen Flanschen versehen.
Durch die hohen radialen Flansche des wasserum flossenen Rohrkörpers ergibt sich für diesen eine grosse Steifigkeit. Der Zwischenraum zwischen den Flanschen des Gehäuses und des Rohres kann am ganzen Umfang für den Einbau von Federn und Füh rungselementen, die vom Generatorinneren gut zu gänglich sind und jederzeit auswechselbar sind, her angezogen werden.
Zwischen dem Flansch am Generatorgehäuse und den Flanschen im Rohrkörper sind zweckmässig die Federelemente für die Aufnahme des Generatorge- wichtes sowie für den Ausgleich der pulsierenden und der bei einem Kurzschluss auftretenden Kräfte unter gebracht.
Es können zwei Gruppen von Federn vor gesehen sein von denen die eine Gruppe im wesent lichen zur Aufnahme des Gewichtes des Generators und die zweite Gruppe von Federn zum Ausgleich der durch das pulsierende. Drehmoment hervorgeru fenen Reaktionskräfte sowie der bei einem Kurzschluss des Generators auftretenden Kräfte dient.
Die Umfangskräfte wirken z.B. über die Federn auf die am Rohrkörper angebrachten Federträger und werden über den Rohrkörper und dessen Füsse auf das Fundament übertragen. Die Fusspartie des Rohr körpers ist mit Vorteil besonders kräftig ausgeführt und mit dem Betonsockel verschraubt.
Um das Generatorgehäuse in den Rohrkörper ein bringen zu können, wird dieses zweckmässigerweise zweiteilig ausgeführt. Die Federn werden erst nach dem Zusammenbau der beiden Rohrkörperhälften eingebaut.
Ein Ausführungsbeispiel eines Einphasenwechsel- stromgenerators gemäss der Erfindung ist in den Fig. 1 bis 3 der Zeichnung dargestellt. Die Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Einphasenwechselstromge- nerator gemäss der Erfindung. Die Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der Anordnung der Feder elemente zwischen Rohrkörper und Generatorgehäuse. Die Fig. 3 zeigt die Ansicht auf ein Federpaket des Generators nach Fig. 1 von innen gesehen.
In der Zeichnung sind mit 1 der Mantel des über die Wickelköpfe hinausgezogenen Generatorgehäuses, mit 2 die beiden an den beiden Enden des Gehäuse mantels 1 angebrachten, insbes. angeschweissten Flan sche und mit 3 der wasserumströmte Rohrkörper, in dem das Generatorgehäuse schwenkbar gelagert ist, bezeichnet. In dem Rohrkörper 3 sind ebenfalls kräf tige, diesen versteifende Flanschringe 4 eingeschweisst. Zwischen den beiden am Generatorgehäuse bzw.
Rohrkörper angeordneten Flanschringen 2 bzw. 4 be finden sich ringförmige Zwischenräume 5, in denen die der Führung dienenden Elemente untergebracht sind. Im Ausführungsbeispiel sind an dem mit dem Generatorgehäuse verbundenen Flanschring 2 mehrere Federträger 6 befestigt (siehe Fig. 2 und 3). An dem inneren, mit dem Rohrkörper 3 in Verbindung stehen den Flanschring 4 ist im Ausführungsbeispiel eben falls eine Anzahl von Federträgern 7 angebracht, z.B. angeschweisst.
Die Federn 8 sind jeweils zwischen einem Federträger 6 am Generatorgehäuse und an dem Federträger 7 am Rohrkörper eingespannt. Die Feder träger 6 des Generatorgehäuses sind dabei jeweils zwi schen zwei Federn 8 eingespannt. Diese Federn 8 sind so dimensioniert, dass sie im wesentlichen die durch das pulsierende Drehmoment hervorgerufenen auf das Generatorgehäuse wirkenden Reaktionskräfte aufneh men können.
Von diesen werden auch im wesentlichen die bei einem Kurzschluss des Generators auftreten den Kräfte aufgenommen.
Weiter sind am Flanschring 2 des Generatorge- häuses Federträger 9 am inneren Flanschring 4 des Rohrkörpers 3 Federträger 10 angeordnet, zwischen denen die der Aufnahme des Generatorgewichtes die nenden Federn 11 eingespannt sind.
Der zentrischen Führung des Generatorgehäuses 1 im Rotorkörper 3 dienen Rollen 12, deren Drehachsen auf einem konzentrisch zur Generatorachse angeord neten Kreis liegen und die sich auf an dem Flansch 4 des Rohrkörpers angeordnete Widerlager 13 zur Führung des Generators abstützen. Das Generator gehäuse ist um seine Achse schwenkbar, wobei sich die Rollen 12 auf dem am Flanschring 2 angeordneten kreisförmigen Flächen 14 abrollen.
Die Erfindung ist auf die beschriebene und dargestellte Ausführungs form nicht beschränkt, sondern kann innerhalb ihres Rahmens beliebige Abänderungen erfahren.