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PATENTANSPRÜCHE
1. Rotor eines vertikalen Wasserkraftgenerators, der eine Welle und einen Rotorkörper mit befestigten Keilleisten enthält, die in ihrem Unterteil mit einer horizontalen Quernut, mit der eine in dieser untergebrachten Stützeinrichtung gehalten ist, auf die sich ein Rotorkranz mit Polen abstützt, versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützeinrichtung in Form von gegeneinander gerichteten Keilen (16, 17) ausgeführt ist, die in der an der Aussenseite des Unterteils jeder Keilleiste (8) ausgeführten horizontalen Quernut ( 18) untergebracht sind und teilweise aus dieser Nut in Richtung zum Rotorkranz 1) vorspringen.
2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gegeneinander gerichteten Keile ( 16, 17) der Stützeinrichtung in der horizontalen Quernut 18) übereinander so angeordnet sind, dass ihre Abschrägungen zur Rotorachse hin abfallen, und dass dabei mindestens einer von diesen Keilen (16, 17) an der Keilleiste (8) mit Hilfe von Schrauben (20) befestigt ist.
3. Rotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der dem Boden der horizontalen Quernut ( 18) zugekehrten Seite jedes von den gegeneinander gerichteten Keilen (16, 17) senkrechte Aussparungen (23) ausgeführt sind, die bei der endgültigen Einsetzung der angegebenen Keile (16, 17) in diese Nut (18) eine durchlaufende senkrechte Nut bilden (Fig. 3).
4. Rotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gegeneinander gerichteten Keile (16, 17) in Form von zwei Gruppen (26, 27) ausgeführt sind, die in die horizontale Quernut (18) so eingesetzt sind, dass zwischen diesen Gruppen (26, 27) ein freier Raum (28) verbleibt (Fig. 4).
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor eines vertikalen Wasserkraftgenerators nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Besonders vorteilhaft kann die vorliegende Erfindung für derartige Rotoren verwendet werden, die einen vom Rotorkörper lösbaren Schichtkranz mit Polen aufweisen.
Es sind Rotoren vertikaler Wasserkraftgeneratoren bekannt, bei denen der Rotorkranz mit den Polen zur Montage oder Demontage im Schacht des Wasserkraftaggregates vom Rotorkörper gelöst werden kann. Dadurch können die Anforderungen an die Tragfähigkeit der Montageausrüstung herabgesetzt werden. Bei den bekannten Konstruktionen ist eine ausbaubare Stützeinrichtung vorhanden, auf die sich der Rotorkranz mit den Polen bei vollständig zusammengebautem Rotor abstützt.
Ein aus der SU-PS 429 490 (Urheberschein) bekannter Rotor eines vertikalen Wasserkraftgenerators weist eine Welle und den Rotorkörper mit befestigten Keilleisten auf, welche in ihrem
Unterteil mit einer horizontalen Quernut mit der in dieser angeordneten Stützeinrichtung, auf die sich der Rotorkranz mit den Polen abstützt, versehen ist. Die Stützeinrichtung ist in Form eines Teils mit zwei Längsvorsprüngen ausgeführt, dessen Querschnitt im Grunde genommen dem Querschnitt eines U-Trägers entspricht, bei dem der eine Gurt abgekürzt ist, wobei dieser Teil mit dem Unterteil der Keilleiste durch eine Art Falzstoss dank dem verbunden ist, dass der obere abgekürzte Vorsprung des Teils in die erwähnte, an der Innenseite der Keilleiste ausgeführte Nut eingesetzt wird.
Der untere verlängerte Vorsprung des Teils umfasst dabei von unten die Stirnfläche der Keilleiste, springt etwas über die Aussenfläche der letzteren hervor und dient als Stütze für den Rotorkranz.
Einer von den Nachteilen eines solchen Aufbaus ist der Umstand, dass eine im verlängerten Stützvorsprung unter Einwirkung der Masse des Rotorkranzes mit den Polen entstehende Biegespannung sehr bedeutend sein kann, da der Abstand von dem Angriffspunkt der durch die Masse des Rotorkranzes mit den Polen bedingten Kräfte bis zur Befestigungsstelle der Stützeinrichtung an der Keilleiste relativ gross ist. Das kann in Einzelfällen zu einer Verformung des Stützvorsprungs und als Folge dessen zu einer axialen Verschiebung des Rotorkranzes führen.
Ein anderer Nachteil dieses Aufbaus besteht in der komplizierten Ausführung der Stützvorrichtung, was sich darin ausdrückt, dass zur Ermöglichung einer normalen Montage der Einrichtung identische Profile der zu verbindenden Elemente, insbesondere eine exakte Identität der Profile mindestens der in der Keilleiste ausgeführten horizontalen Nut und des in diese Nut einzusetzenden oberen Vorsprungs der Einrichtung, gewährleistet sein müssen. Ausserdem muss zur Ausführung der horizontalen Nut an der Innenseite sämtlicher Keilleisten der Rotorkörper in der Vertikalebene um 1800 in bezug auf dessen Betriebslage verdreht werden, um einen Zutritt des Schneidwerkzeugs an den zu bearbeitenden Teil des Rotorkörpers zu gewährleisten.
Als Nachteil soll auch der vermehrte Aufwand des Werkstoffs, der zur Vergrösserung der Abmessungen des Unterteils der Keilleiste an deren Innenseite benötigt wird, was zur Unterbringung und Befestigung der Stützeinrichtung an dieser Stelle erforderlich ist, angesehen werden.
Es muss auch hervorgehoben werden, dass bei der Demontage des Rotors die Stützeinrichtung für den Rotorkranz mit den Polen in einzelnen Fällen von der Keilleiste des Rotorkörpers von der Seite der Bremsscheibe des Wasserkraftgenerators abgetrennt werden muss, wodurch gewisse Schwierigkeiten entstehen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe der Entwicklung eines Rotors für einen vertikalen Wasserkraftgenerator mit einer einfachen und sicheren zerlegbaren Stützeinrichtung zur Abstützung des Rotorkranzes mit den Polen, die am Unterteil jeder Keilleiste des Rotorkörpers montiert wird, zugrunde, indem der Aufbau der Stützeinrichtung eine Herabsetzung der in ihr unter Einwirkung der Masse des Rotorkranzes mit den Polen entstehenden Spannungen gewährleistet.
Zur Lösung der gestellten technischen Aufgabe wird ein Rotor eines vertikalen Wasserkraftgenerators nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 vorgeschlagen.
Der Vorteil des erfindungsgemässen Rotors besteht darin, dass in der Stützeinrichtung für den Rotorkranz mit den Polen die Form und die Abmessungen der zu ihrem Bestand gehörenden gegeneinander gerichteten Keile nicht zwangsläufig der Form und den Abmessungen der horizontalen Quernut, in die sie eingesetzt werden, exakt zu entsprechen brauchen. Ausserdem vermindert dieser Aufbau der Stützeinrichtung das Risiko des Auftretens einer Verformung des die Belastung unmittelbar aufnehmenden Elements, die zu einer Verschiebung des Rotorkranzes gegenüber dem Rotorkörper führt.
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung durch eine ausführliche Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 schematisch einen Teil des erfindungsgemässen, in der Rotorzone der Wasserkraftgeneratorkammer untergebrachten Rotors eines vertikalen Wasserkraftgenerators in einem radialen Querschnitt;
Figur 2 den Unterteil der Keilleiste des Rotorkörpers mit der
Stützeinrichtung für den Rotorkranz in Übereinstimmung mit der Figur 1 in einem radialen Querschnitt, in vergrössertem
Massstab;
Figur 3 die Keilleiste des Rotorkörpers mit der auf ihr angeordneten Stützeinrichtung und einer Segmentplatte des
Rotorkerns in der Axonometrie;
Figur 4 ein anderes Ausführungsbeispiel der auf der Keillei ste des Rotorkörpers angeordneten Stützeinrichtung in der Axo nometrie.
Es soll hervorgehoben werden, dass sämtliche Zeichnungen schematisch dargestellt sind und nur zum Zweck einer Illustra tion der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ohne
irgendeine Begrenzung der Abmessungen und dergleichen dienen.
Bei der Betrachtung der Fig. list ersichtlich, dass der in einer Rotorzone 1 der Wasserkraftgeneratorkammer untergebrachte Rotor eines vertikalen Wasserkraftgenerators gemäss der vorliegenden Erfindung eine Welle 2 und einen Rotorkörper 3, enthält, der einen Zentralteil in Form einer auf die Welle 2 aufgesetzten Nabe 4 einbezieht, sowie eine Mehrzahl von radialen Speichen, von denen in der Zeichnung nur eine Speiche 5, die an der Nabe 4 mit Hilfe von Stossplatten 6 mit Zugstiftschrauben 7 befestigt ist, dargestellt ist. Am Aussenteil der Speiche 5 ist mittels Schweissung eine Keilleiste 8 befestigt, die in ihrem Oberteil eine horizontale Querrille 9 und eine über die ganze Länge dieser Leiste ausgeführte senkrechte Längsrille 10 aufweist.
In einem geschichteten Rotorkranz 11 mit Polen 12 ist gegenüberliegend der senkrechten Rille 10 eine gleiche senkrechte Rille 13 ausgeführt, die gemeinsam mit der Rille 10 einen senkrechten Kanal bildet, in den Spreizkeile 14 mit Verspannung eingesetzt sind. Die letzteren gewährleisten gemeinsam mit einer in die horizontale Rille eingesetzten Befestigungsleiste 15 die Befestigung des Rotorkranzes 11 mit den Polen 12 an der Keilleiste 8 und damit am Rotorkörper 3, wobei sie gleichzeitig eine Verschiebung des Rotorkranzes 11 in bezug auf den Rotorkörper 3 in radialer und tangentialer Richtung verhindert.
Zur Vermeidung einer Verschiebung des Rotorkranzes 11 mit den Polen 12 nach unten ist im Unterteil der Keilleiste 8 eine Stützeinrichtung angebracht, die ein über dem anderen angeordnete gegeneinander gerichtete Keile, und zwar den Oberkeil 16 und den Unterkeil 17, einbezieht. Die gegeneinander gerichteten Keile 16 und 17 sind in einer im Unterteil der Keilleiste 8 an der Aussenseite und quergerichtet zur Länge dieser Leiste ausgeführten horizotalen geradlinigen Nut 18 untergebracht, wobei diese Keile, wie das in der Fig. 2 gezeigt ist, in der Nut 18 so angeordnet sind, dass ihre Abschrägungen vom Umfang des Rotorkörpers 3 zur Rotorwelle 2 gerichtet sind.
Dabei liegt das eine Ende des Oberkeils 16 mit seiner senkrechten Fläche am Boden der Nut 18 an, während das andere Ende des Keils 16 aus dieser Nut in Richtung zum Rotorkranz 11 vorspringt und als Stütze für den Schichtkranz 11 mit den Polen 12 dient. Der Unterkeil 17 ist in der Nut 18 so angeordnet, dass zwischen seiner dem Boden der Nut 18 zugekehrten Seite und dem Boden dieser Nut ein freier Raum 19 vorhanden ist. Der Unterkeil 17 ist an der Keilleiste 8 mittels Montageschrauben befestigt, von denen in der Zeichnung nur die eine Schraube 20, die in die Bohrung 21 in dieser Leiste eingesetzt und in die in diesem Keil ausgeführte durchlaufende Gewindebohrung 22 eingeschraubt ist, ersichtlich ist.
In dem in der Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind an den dem Boden der Nut 18 in der Keilleiste 8 zugekehrten Seiten der gegeneinander gerichteten Keile 16 und 17 senkrechte Aussparungen 23 ausgeführt, die bei vollständig in die Nut 18 eingesetzten Keile 16 und 17 eine durchlaufende senkrechte Nut bilden, deren Querschnitt der Form des im gestanzten Segment 25 des Rotorkranzes 11 ausgeführten und einen Teil der gegenüber der senkrechten Rille 10 der Keilleiste 8 liegenden senkrechten Rille 13 bildenden Ausschnitt 24 entspricht. Die auf diese Weise ausgebildete senkrechte Nut bildet ihrerseits gemeinsam mit der senkrechten Rille 10 einen Kanal zum Unterbringen der Spreizkeile 14 im Unterteil der Keilleiste 8.
In dem in der Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind die gegeneinander gerichteten Keile 16 und 17 in Form von zwei Gruppen 26 und 27 solcher Keile ausgeführt, die in der Nut 18 so angeordnet sind, dass zwischen den Gruppen ein freier Raum 28 vorhanden ist, der gemeinsam mit der senkrechten Rille 10 desgleichen einen Kanal zum Unterbringen der Spreizkeile 14 im Unterteil der Keilleiste 8 bildet.
Die Montage des erfindungsgemässen Rotors eines vertikalen Wasserkraftgenerators wird folgenderweise durchgeführt:
Nach der Aufsetzung des Rotorkranzes 11 mit den Polen 12 (Fig. 1) auf die Bremseinrichtung 29 des Wasserkraftaggregats wird der Rotorkörper 3 mit der Welle 2 in den Innenraum des Rotorkranzes 11 eingeführt und auf das Spurlager 30 abgestützt.
Dabei werden die senkrechten Rillen 10 der Keilleiste 8 jeder Speiche des Rotorkörpers mit den entsprechenden senkrechten Rillen 13 des Rotorkranzes 11 zusammengebracht, und die untere Kante des Rotorkranzes 11 wird mit Hilfe der (in der Zeichnung nicht dargestellten) Hebeböcke der Bremseinrichtung 29 etwas höher als die Ebene, in der die obere (der Zeichnung nach) Seitenkante der horizontalen Nut 18 der Keilleiste 8 liegt, eingestellt. Danach wird in die Nut 18 (Fig. 2) der Unterkeil 17 der Stützeinrichtung eingesetzt (jedoch nicht auf die ganze Tiefe der Nut), und auf den Unterkeil 17 wird der Oberkeil 16 aufgesetzt, und es wird der Vorgang der Verkeilung dieser Keile durchgeführt.
Die Verkeilung der gegeneinander gerichteten Keile 16 und 17 geschieht bis zur Berührung der Stirnfläche und der oberen horizontalen Fläche des Oberkeils 16 mit dem Boden bzw. mit der obern (der Zeichnung nach) Seitenkante der Nut 18 und bis zum Erreichen der erforderlichen Passungsdichte dieser Keile in dieser Nut, wonach die Lage des Unterkeils 17 mit Hilfe der Schrauben 20 gesichert wird. Dabei springen, wie oben gesagt, beide Keile 16 und 17 aus der Nut 18 etwas vor.
Nach Abschluss des Einsatzes der gegeneinander gerichteten Keile 16 und 17(Fig. I)in die Nut 18 der Keilleiste 8 wird der Rotorkranz 11 mit den Polen 12 mit Hilfe der oben erwähnten Hebeböcke nach unten abgesenkt und auf die Stützeinrichtung, und zwar auf den vorspringenden Teil des Oberkeils 16 aufgesetzt. Danach werden in den durch die in entsprechender Weise zusammengebrachten Rillen 10 und 13 entsprechend der Keilleiste 8 und des Rotorkranzes 11 gebildeten Kanal von oben nach unten die Spreizkeile 14 eingesetzt, und es wird der Vorgang der Verkeilung dieser Spreizkeile mit gleichzeitiger Ausführung der Zentrierung des Rotorkranzes 11 in bezug auf den Rotorkörper 3 durchgeführt.
Die im Ergebnis erhaltene Lage des Rotorkranzes 11 wird durch den Einsatz der Befestigungsleiste 15 in die im Oberteil der Keilleiste 8 ausgeführte horizontale Rille 9 gesichert.
Falls es erforderlich ist, den Rotorkörper 3 mit der Welle 2 von dem Rotorkranz 11 zu trennen, z.B. zum Zweck der Demontage der üblicherweise unter dem Wasserkraftgenerator angeordneten Wasserturbine oder zum Zweck der Durchführung einer Reparatur oder Bedienung irgendwelcher Bestandteile dieses Wasserkraftgenerators, inbesondere des Rotorkörpers 3 oder des Rotorkranzes 11, so wird die Zerlegung des Rotors folgenderweise durchgeführt:
Nach der Stillsetzung des Wasserkraftgenerators wird der Rotorkranz 11 auf die Bremseinrichtung 29 abgesetzt, die in diesem Fall die Masse des ganzen Rotors aufnimmt.
Danach wird der Rotorkranz 11 nach einem üblichen Verfahren bis auf eine Temperatur in der Grössenordnung von 40 bis 50 " C zum Zweck einer Erleichterung der Zerlegung der den Rotorkörper 3 mit dem Rotorkranz 11 verbindenden Keilverbindungen vorgewärmt. Nach der Vorwärmung des Rotorkranzes 11 wird aus der horizontalen Rille 9 der Keilleiste 8jeder Speiche des Rotorkörpers 3 die Befestigungsleiste 15 herausgenommen, und aus den durch die senkrechten Rillen 13 des Rotorkranzes 11 und die senkrechten Rillen 10 der Keilleiste 8 gebildeten Kanälen werden die Spreizkeile entfernt.
Dann wird der in dieser Weise von dem Rotorkörper 3 abgetrennnte Rotorkranz 11 mit Hilfe der oben erwähnten Hebeböcke der Bremseinrichtung 29 nach oben angehoben, wodurch die Stützeinrichtung der Keilleiste 8 von der Masse des Rotorkranzes 11 mit den Polen 12 entlastet wird, und jetzt kann die Zerlegung dieser Einrichtung durchgeführt werden. Dazu werden zunächst die den Unterkeil 17 an der Keil leiste 8 befestigenden Schrauben, einschliesslich der Schraube 20, ausgeschraubt, und dann wird der Unterkeil 17 mit Hilfe eines Sonderwerkzeugs durch die Einführung des letzteren in den Raum 19 (Fig. 2) etwas aus der Nut 18 zum Zweck einer Abschwächung der Passungsdichte herausgeschoben, wonach die beiden gegeneinander gerichteten Keile 16 und 17 aus dieser Nut entfernt werden.
Nach der Zerlegung der Stützeinrichtung erfolgt das Herausbringen des Rotorkörpers 3 (Fig. 1) mit der Welle 2 aus dem Innenraum des Rotorkranzes 1 der in der Kammer 1 des Wasserkraftgenerators auf der Bremseinrichtung 29 liegenbleibt.
Der Zusammenbau und die Zerlegung des erfindungsgemässen Rotors mit gegeneinander gerichteten Keilen 16 und 17 der Stützeinrichtung, deren Ausführungsbeispiele in der Fig. 3 und Fig. 4 dargestellt sind, wird grundsätzlich in gleicher Weise, wie oben beschrieben, durchgeführt. Für den Fall des in der Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiels der gegeneinander gerichteten Keile 16 und 17 besteht die einzige geringe Abweichung darin, dass zunächst in die Nut 18 die eine Gruppe dieser Keile, z.B. die Gruppe 26, und dann die andere Gruppe 27 eingesetzt bzw. aus dieser Nut entfernt wird, was für einige bestimmte Typen vertikaler Wasserkraftgeneratoren bequem ist.
Die gegeneinander gerichteten Keile der Stützeinrichtung des erfindungsgemässen Rotors werden aus üblichem Baustahl oder in besonderen Fällen aus Sonderstahl hergestellt. In der Stützeinrichtung des oben beschriebenen Rotors, der in einem vertikalen Wasserkraftgenerator mit einer Leistung in der Grössenordnung von 200 000 Kilowatt verwendet wird, haben die gegeneinander gerichteten Keile bei einer Tiefe der Nut, in die sie eingesetzt sind, von 40 mm, folgende Abmessungen: Länge 172 mm, Breite 60 mm, Höhe 38 mm, während die Abschrägungsgrösse der zusammenwirkenden Flächen dieser Keile im Bereich von 1:5 bis 1:10 gewählt wird, wodurch die Möglichkeit einer Selbstentkeilung und das Heraustreten der Keile aus der Nut während des Betriebs des Wasserkraftgenerators praktisch ausgeschlossen ist.
Die Stützeinrichtung kann dabei Belastungen mit einem Wert bis 1000 kp/cm2 aufnehmen.
Der Aufbau der Stützeinrichtung im erfindungsgemässen Rotor ist einfach in der Herstellung, bequem für den Zusammenbau und die Zerlegung und sicher im Betrieb. Er gestattet, die Montage und Demontage der vertikalen Wasserkraftgeneratoren, insbesondere der grossen, zu vereinfachen und die zur Durchführung der reglementierten Arbeiten sowie für die Reparatur des Generators oder der Turbine von vertikalen Wasserkraftaggregaten erforderliche Zeit zu reduzieren.
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PATENT CLAIMS
1.Rotor of a vertical hydropower generator, which contains a shaft and a rotor body with attached wedge strips, which are provided in their lower part with a horizontal transverse groove, with which a supporting device is held, on which a rotor ring with poles is supported characterized in that the support device is designed in the form of mutually directed wedges (16, 17) which are accommodated in the horizontal transverse groove (18) made on the outside of the lower part of each wedge strip (8) and partially out of this groove in the direction of the rotor ring 1 ) project.
2. Rotor according to claim 1, characterized in that the mutually directed wedges (16, 17) of the support device in the horizontal transverse groove 18) are arranged one above the other such that their bevels fall towards the rotor axis, and that at least one of these wedges ( 16, 17) is attached to the wedge strip (8) with the aid of screws (20).
3. Rotor according to claim 2, characterized in that on the bottom of the horizontal transverse groove (18) facing side of each of the opposing wedges (16, 17) vertical recesses (23) are executed, which are in the final insertion of the specified wedges (16, 17) form a continuous vertical groove in this groove (18) (FIG. 3).
4. Rotor according to claim 2, characterized in that the mutually directed wedges (16, 17) are designed in the form of two groups (26, 27) which are inserted into the horizontal transverse groove (18) such that between these groups ( 26, 27) a free space (28) remains (Fig. 4).
The present invention relates to a rotor of a vertical hydropower generator according to the preamble of claim 1.
The present invention can be used particularly advantageously for rotors of this type which have a layer ring with poles that can be detached from the rotor body.
Rotors of vertical hydropower generators are known in which the rotor ring with the poles for assembly or disassembly in the shaft of the hydropower unit can be detached from the rotor body. This can reduce the load capacity requirements of the assembly equipment. In the known constructions, there is an expandable support device on which the rotor ring with the poles is supported when the rotor is fully assembled.
A rotor of a vertical hydropower generator known from SU-PS 429 490 (author's certificate) has a shaft and the rotor body with attached wedge strips, which in its
Lower part is provided with a horizontal transverse groove with the support device arranged in it, on which the rotor ring with the poles is supported. The support device is designed in the form of a part with two longitudinal projections, the cross section of which basically corresponds to the cross section of a U-beam, in which the one belt is shortened, this part being connected to the lower part of the wedge strip by a kind of rebate thanks to which that the upper abbreviated protrusion of the part is inserted into the above-mentioned groove on the inside of the wedge strip.
The lower, elongated projection of the part encompasses the end face of the wedge ledge from below, jumps out a little over the outer face of the latter and serves as a support for the rotor ring.
One of the disadvantages of such a construction is the fact that a bending stress arising in the extended support projection under the influence of the mass of the rotor ring with the poles can be very significant, since the distance from the point of application of the forces caused by the mass of the rotor ring with the poles to to the attachment point of the support device on the wedge strip is relatively large. In individual cases, this can lead to a deformation of the support projection and, as a result, to an axial displacement of the rotor ring.
Another disadvantage of this construction is the complicated design of the support device, which is expressed in that, to enable normal installation of the device, identical profiles of the elements to be connected, in particular an exact identity of the profiles of at least the horizontal groove in the wedge strip and the in this groove to be inserted upper projection of the device must be guaranteed. In addition, to make the horizontal groove on the inside of all the wedge bars, the rotor body must be rotated in the vertical plane by 1800 with respect to its operating position in order to ensure that the cutting tool can access the part of the rotor body to be machined.
The increased effort of the material, which is required to enlarge the dimensions of the lower part of the wedge strip on its inside, which is necessary for accommodating and fastening the support device at this point, should also be regarded as a disadvantage.
It must also be emphasized that when the rotor is disassembled, the support device for the rotor ring with the poles must in some cases be separated from the wedge strip of the rotor body from the side of the brake disk of the hydropower generator, which creates certain difficulties.
The present invention has for its object the development of a rotor for a vertical hydropower generator with a simple and safe dismountable support device for supporting the rotor ring with the poles, which is mounted on the lower part of each wedge bar of the rotor body, by reducing the structure of the support device in it guarantees stresses arising under the influence of the mass of the rotor ring with the poles.
To solve the technical problem, a rotor of a vertical hydropower generator according to the characterizing part of claim 1 is proposed.
The advantage of the rotor according to the invention is that in the support device for the rotor ring with the poles, the shape and the dimensions of the opposing wedges belonging to their inventory do not necessarily exactly match the shape and the dimensions of the horizontal transverse groove in which they are used need to match. In addition, this structure of the support device reduces the risk of deformation of the element which directly absorbs the load, which leads to a displacement of the rotor ring relative to the rotor body.
The present invention is explained in more detail below by means of a detailed description of exemplary embodiments with reference to the drawings. Show it:
FIG. 1 schematically shows a part of the rotor according to the invention, accommodated in the rotor zone of the hydropower generator chamber, of a vertical hydropower generator in a radial cross section;
Figure 2 shows the lower part of the wedge bar of the rotor body with the
Support device for the rotor ring in accordance with Figure 1 in a radial cross section, in an enlarged
Scale;
Figure 3 shows the wedge bar of the rotor body with the support device arranged on it and a segment plate of the
Rotor core in axonometry;
Figure 4 shows another embodiment of the arranged on the Keillei ste of the rotor body support device in the axometry.
It should be emphasized that all drawings are shown schematically and only for the purpose of illustrating the exemplary embodiments of the present invention
serve any limitation of dimensions and the like.
When looking at the FIG. 1 it can be seen that the rotor of a vertical hydropower generator according to the present invention accommodated in a rotor zone 1 of the hydropower generator chamber contains a shaft 2 and a rotor body 3, which includes a central part in the form of a hub 4 placed on the shaft 2 , as well as a plurality of radial spokes, of which only one spoke 5 is shown in the drawing, which is attached to the hub 4 by means of thrust plates 6 with lag screws 7. On the outer part of the spoke 5, a wedge strip 8 is fastened by welding, which has a horizontal transverse groove 9 in its upper part and a vertical longitudinal groove 10 made over the entire length of this strip.
In a layered rotor ring 11 with poles 12, an identical vertical groove 13 is embodied opposite the vertical groove 10, which together with the groove 10 forms a vertical channel, into which expansion wedges 14 are inserted with tension. The latter, together with a fastening bar 15 inserted into the horizontal groove, ensure the fastening of the rotor ring 11 with the poles 12 to the wedge bar 8 and thus to the rotor body 3, while at the same time displacing the rotor ring 11 with respect to the rotor body 3 in a radial and tangential manner Direction prevented.
In order to avoid a displacement of the rotor ring 11 with the poles 12 downward, a support device is attached in the lower part of the wedge strip 8, which includes a wedge arranged above one another, namely the upper wedge 16 and the lower wedge 17. The oppositely directed wedges 16 and 17 are accommodated in a horizontal straight groove 18 which is executed in the lower part of the wedge strip 8 on the outside and transversely to the length of this strip, these wedges, as shown in FIG. 2, in the groove 18 so are arranged so that their bevels are directed from the circumference of the rotor body 3 to the rotor shaft 2.
One end of the upper wedge 16 lies with its vertical surface on the bottom of the groove 18, while the other end of the wedge 16 projects out of this groove in the direction of the rotor ring 11 and serves as a support for the layered ring 11 with the poles 12. The lower wedge 17 is arranged in the groove 18 such that a free space 19 is present between its side facing the bottom of the groove 18 and the bottom of this groove. The lower wedge 17 is fastened to the wedge strip 8 by means of mounting screws, of which in the drawing only the one screw 20 which is inserted into the bore 21 in this strip and is screwed into the continuous threaded bore 22 made in this wedge can be seen.
In the exemplary embodiment of the present invention shown in FIG. 3, vertical cutouts 23 are made on the sides of the mutually directed wedges 16 and 17 facing the bottom of the groove 18 in the wedge strip 8, the wedges 16 and 17 being fully inserted into the groove 18 form a continuous vertical groove, the cross section of which corresponds to the shape of the cutout 24 executed in the stamped segment 25 of the rotor ring 11 and forming part of the vertical groove 13 lying opposite the vertical groove 10 of the wedge strip 8. The vertical groove formed in this way in turn forms, together with the vertical groove 10, a channel for accommodating the expansion wedges 14 in the lower part of the wedge strip 8.
In the exemplary embodiment of the present invention shown in FIG. 4, the wedges 16 and 17 directed towards one another are designed in the form of two groups 26 and 27 of such wedges which are arranged in the groove 18 in such a way that a free space 28 is present between the groups which, together with the vertical groove 10, likewise forms a channel for accommodating the expansion wedges 14 in the lower part of the wedge strip 8.
The assembly of the rotor of a vertical hydropower generator according to the invention is carried out as follows:
After placing the rotor ring 11 with the poles 12 (FIG. 1) on the braking device 29 of the hydropower unit, the rotor body 3 with the shaft 2 is inserted into the interior of the rotor ring 11 and supported on the thrust bearing 30.
The vertical grooves 10 of the wedge strip 8 of each spoke of the rotor body are brought together with the corresponding vertical grooves 13 of the rotor ring 11, and the lower edge of the rotor ring 11 becomes somewhat higher than that with the aid of the jacks of the braking device 29 (not shown in the drawing) Level in which the upper (according to the drawing) side edge of the horizontal groove 18 of the wedge strip 8 lies. Thereafter, the lower wedge 17 of the support device is inserted into the groove 18 (FIG. 2) (but not over the entire depth of the groove), and the upper wedge 16 is placed on the lower wedge 17, and the wedging of these wedges is carried out.
The wedges of the wedges 16 and 17 directed against one another occur until the end face and the upper horizontal surface of the upper wedge 16 come into contact with the floor or with the upper (according to the drawing) side edge of the groove 18 and until the required fit density of these wedges in this groove, after which the position of the lower wedge 17 is secured by means of the screws 20. As mentioned above, both wedges 16 and 17 protrude somewhat from the groove 18.
After the use of the opposing wedges 16 and 17 (FIG. I) in the groove 18 of the wedge strip 8, the rotor ring 11 with the poles 12 is lowered using the above-mentioned jacks and onto the support device, namely on the projecting Part of the upper wedge 16 placed. Thereafter, the expansion wedges 14 are inserted into the channel formed by the correspondingly brought together grooves 10 and 13 corresponding to the wedge strip 8 and the rotor ring 11, and the process of wedging these expansion wedges with simultaneous execution of the centering of the rotor ring 11 performed with respect to the rotor body 3.
The position of the rotor ring 11 obtained as a result is secured by the use of the fastening strip 15 in the horizontal groove 9 made in the upper part of the wedge strip 8.
If it is necessary to separate the rotor body 3 with the shaft 2 from the rotor ring 11, e.g. For the purpose of disassembling the water turbine which is usually arranged under the hydropower generator or for the purpose of repairing or operating any components of this hydropower generator, in particular the rotor body 3 or the rotor ring 11, the rotor is disassembled as follows:
After the hydropower generator has been stopped, the rotor ring 11 is placed on the braking device 29, which in this case takes up the mass of the entire rotor.
Thereafter, the rotor ring 11 is preheated to a temperature of the order of 40 to 50 ° C. in order to facilitate the disassembly of the wedge connections connecting the rotor body 3 to the rotor ring 11. After preheating the rotor ring 11, the horizontal ring is removed Groove 9 of the wedge bar 8 of each spoke of the rotor body 3, the fastening bar 15 is removed, and the expansion wedges are removed from the channels formed by the vertical grooves 13 of the rotor ring 11 and the vertical grooves 10 of the wedge bar 8.
Then the rotor ring 11 separated in this way from the rotor body 3 is lifted up by means of the above-mentioned jacks of the braking device 29, whereby the support device of the wedge bar 8 is relieved of the mass of the rotor ring 11 with the poles 12, and the disassembly can now be carried out this facility. For this purpose, the screws, including the screw 20, which fix the lower wedge 17 to the wedge strip 8 are first unscrewed, and then the lower wedge 17 is removed somewhat from the groove by means of a special tool by introducing the latter into space 19 (FIG. 2) 18 pushed out for the purpose of weakening the fit density, after which the two opposing wedges 16 and 17 are removed from this groove.
After the support device has been disassembled, the rotor body 3 (FIG. 1) with the shaft 2 is brought out of the interior of the rotor ring 1, which remains in the chamber 1 of the hydropower generator on the braking device 29.
The assembly and disassembly of the rotor according to the invention with mutually directed wedges 16 and 17 of the support device, the exemplary embodiments of which are shown in FIGS. 3 and 4, is carried out in the same way as described above. In the case of the exemplary embodiment of the mutually directed wedges 16 and 17 shown in FIG. 4, the only slight deviation is that a group of these wedges, e.g. the group 26, and then the other group 27 is inserted or removed from this groove, which is convenient for some specific types of vertical hydroelectric generators.
The opposing wedges of the support device of the rotor according to the invention are made from conventional structural steel or in special cases from special steel. In the support device of the rotor described above, which is used in a vertical hydropower generator with an output of the order of magnitude of 200,000 kilowatts, the opposing wedges have the following dimensions at a depth of the groove in which they are inserted: 40 mm: Length 172 mm, width 60 mm, height 38 mm, while the chamfer size of the interacting surfaces of these wedges is selected in the range from 1: 5 to 1:10, which enables the possibility of self-decenting and the step of the wedges out of the groove during the operation of the Hydroelectric generator is practically excluded.
The support device can absorb loads of up to 1000 kp / cm2.
The structure of the support device in the rotor according to the invention is simple to manufacture, convenient for assembly and disassembly and safe in operation. It makes it possible to simplify the assembly and disassembly of the vertical hydropower generators, especially the large ones, and to reduce the time required to carry out the regulated work and to repair the generator or the turbine of vertical hydropower units.