DE1068639B

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Info

Publication number: DE1068639B
Application number: DENDAT1068639D
Authority: DE
Priority date: 1955-03-15
Publication date: 1959-11-05
Also published as: CH341555A; FR1142860A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft einen hydroelektrischen Maschinensatz mit senkrechter, in der Nähe der beiden Wellenenden gelagerter Welle, auf welcher sowohl das Laufrad der hydraulischen Maschine als auch der Läufer der elektrischen Maschine fliegend angeordnet sind, und bei welchem das Laufrad der hydraulischen Maschine drehbare Laufschaufeln aufweist, die durch einen in der Lauf radnabe angeordneten Stellmotor betätigt werden, welchem Druckflüssigkeit vom oberen Wellenende her durch eine zentrale Längsbohrung der Welle hindurch und über mindestens ein koxial zu dieser angeordnetes Rohr zugeführt wird.

Bei bekannten derartigen Maschinensätzen sind für die Druckflüssigkeitszuleitung zum Laufradstellmotor zwei von diesem ausgehende, bis über die elektrische Maschine hinausstehende, ineinander angeordnete, umlaufende Rohre vorgesehen, die über eine Stopfbuchse an stillstehende, mit der Druckflüssigkeitsquelle verbundene Rohre drehbeweglich angeschlossen sind. Das an der oberhalb der elektrischen Maschine liegenden Stopfbuchse nach außen austretende Lecköl gibt Anlaß zu unangenehmen Betriebsstörungen der elektrischen Maschine.

Die Erfindung bezweckt, eine betriebssichere Zufuhr der zur Betätigung des Laufradstellmotors erforderlichen Druckflüssigkeit zu erreichen. Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß bei einem hydroelektrischen Maschinensatz der eingangs beschriebenen Art eine Vorrichtung vorgesehen, welche die an den Verbindungsstellen zwischen den feststehenden und den umlaufenden Teilen der Druckflüssigkeits-Zuleitung zum Laufradstellmotor austretende Leckflüssigkeit auffängt und durch das Innere der Welle zu unterhalb der elektrischen Maschine liegenden Austrittsöffnungen der Welle leitet.

Auf diese Weise wird das Lecköl der Druckflüssigkeits-Zuleitung für den Stellmotor mit Sicherheit von der elektrischen Maschine ferngehalten. Da das Lecköl sicher weggeführt wird, kann überdies auf Stopfbuchsen ganz verzichtet werden, und es genügt, an der Verbindungsstelle zwischen den umlaufenden und den feststehenden Teilen der Druckflüssigkeits-Zuleitung beispielsweise eine Laufsitzverbindung vorzusehen, die keinerlei Wartung benötigt. Dies wiederum ermöglicht es, die genannte Verbindungsstelle auch in den unteren Teil oder gar in die Lauf radnabe zu verlegen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes vereinfacht dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen axialen Vertikalschnitt durch einen hydroelektrischen Maschinensatz und

Fig. 2 und 3 Ausschnitte aus Fig. 1 in vergrößertem Maßstab.

Der dargestellte Maschinensatz besitzt eine senkrechte Welle 1, weiche eine zentrale Längsbohrung 2

Leckflüssigkeitsableitung
vom Laufschaufel-Stellmotor
eines hydroelektrischen Maschinensatzes mit senkrechter Welle

Anmelder:

Escher Wyss G. m. b. H.,
Ravensburg (Württ.)

Beanspructite Priorität: Schweiz vom 15. März 1955

Heinrich Albert Obrist, Zürich (Schweiz),
ist als Erfinder genannt worden

aufweist. Das Laufrad der hydraulischen Maschine besteht im wesentlichen aus einer Nabe 3, welche fliegend am unteren Ende der Welle 1 aufgesetzt ist, mit einer Haube 4 und in den Nabenkörper drehbar eingesetzten Laufschaufeln 5.

Mit 6 ist der Läufer der elektrischen Maschine bezeichnet. Dieser ist über einen Zwischenkörper 7 fliegend auf das obere Ende der Welle 1 aufgesetzt, welche an jener Stelle glockenförmig ausgebildet und am äußeren Umfang der Glocke in einem Radiallager 8 geführt ist. Unterhalb des Zwischenkörpers 7 ist ein Spurlager 9, 10 in einem Gehäuse 11 angeordnet. Ein zweites Radiallager 12 ist in der Nähe des unteren Wellenendes vorgesehen.

Ein Regelring 13 dient zur Betätigung von im Strömungswege der hydraulischen Maschine angeordneten drehbaren Leitschaufeln 14.

Die Laufschaufeln werden durch einen Stellmotor 15 betätigt, welcher in der Haube 4 der Lauf radnabe angeordnet ist. Er ist mit einem Verstellkreuz 16 verbunden, bei dessen axialer Bewegung die Schaufeln über Laschen und auf den Schaufelzapfen aufgesetzte Hebel verdreht werden. Ein mit dem Verstellkreuz 16 fest verbundenes Rohr 17 durchdringt die zentrale Bohrung 2 der Maschinenwelle bis über ihr oberes Ende hinaus und dient zur Übertragung der Bewegung des Stellmotors auf ein außerhalb der Maschine angeordnetes Rückführgestänge 18 der Regelung.

Zur Zufuhr von Druckflüssigkeit zum Laufradstellmotor sind zwei feststehende, ineinanderliegende Rohre

309 647/61

Claims

19 und 20 vorgesehen, welche am oberen Ende an einer Stelle 21 miteinander verbunden und an einer Platte 22 befestigt sind. Die beiden feststehenden Rohre 19 und 20 sind vom oberen Wellenende her, da Rohr 20 innerhalb des Rohres 19, innerhalb des umlaufenden Rückführrohres 17 durch die zentrale Längsbohrung 2 der Welle koaxial zu dieser hindurchgeführt. Sie stehen in der Nähe des unteren Endes der Welle 1, wie in Fig. 3 deutlicher gezeigt ist, über mit ihnen fest verbundene Muffen 23 bzw. 24 mit Rohren 25 bzw. 26 in Verbindung, welche sich mit dem Laufrad drehen. Das äußere umlaufende Rohr 25 steht mit dem Stellmotor 15 und das innere umlaufende Rohr 26 mit der Nabenhaube 4 in fester Verbindung. Die Muffen 23 und 24 haben den Übergang zwischen den feststehenden und den umlaufenden Rohren abzudichten, ohne aber eine feste Verbindung herzustellen. Die Druckflüssigkeitszufuhr zur Oberseite des Stellmotorkolbens 15 erfolgt durch eine an das obere Ende des äußeren feststehenden Rohres 19 angeschlossene Leitung 27. Die Druckflüssigkeit strömt von dort durch den Zwischenraum zwischen den feststehenden Rohren 19 und 20 und weiter durch den Zwischenraum zwischen den umlaufenden Rohren 25 und 26, um schließlich durch Bohrungen 28, im Rohr 25, und 29 im Verstellkreuz 16 in den Zylinderraum oberhalb des Stellmotorkolbens 15 auszutreten. Eine weitere, an das obere Ende des inneren feststehenden Rohres 20 angeschlossene Leitung 30 besorgt die Druckflüssigkeitszufuhr zur Unterseite des Stellmotorkolbens 15 über das Innere der Rohre 20 und 26 und eine in den unteren Zylinderraum der Nabenhaube 4 ausmündende Bohrung 31 des Rohres 26. Die an den Muffen 23 und 24 zwischen den feststehenden Rohren 19 und 20 und den umlaufenden Rohren 25 und 26 der Druckflüssigkeits-Zuleitung des Laufradstellmotors 15 austretende Leckflüssigkeit wird durch eine Vorrichtung aufgefangen und durch das Innere der Wellel zu unterhalb der elektrischen Maschine liegenden Austrittsöffnungen 33 der Welle 1 geleitet. Diese Vorrichtung wird durch das umlaufende Rückführrohr 17 und einen Teil der Welle 1 gebildet. Das bei der Muffe 23 nach außen austretende Lecköl gelangt in den Zwischenraum zwischen den äußeren Rohren 19 und 25 und dem Rückführrohr 17, von wo es bis zu einer Bohrung 32 im Rohr 17 aufsteigen kann. Der obere Teil der Welle 1 mit den Bohrungen 32 und 33 ist in Fig. 2 deutlicher dargestellt. Durch die Bohrung 32 im umlaufenden Rückführrohr 17 gelangt das Lecköl in ein abgedichtetes Stück der Wellenbohrung 2 und wird dann durch die Fliehkraft aus der umlaufenden Welle durch die Bohrung 33 hindurch in einen Behälter 34 abgeschleudert, um von dort durch einen nicht gezeigten Ablauf wieder in den Druckflüssigkeitskreislauf rückgeführt zu werden. Auf diese Weise wird unter Beibehaltung der einfachen und übersichtlichen Zufuhr der Druckflüssigkeit vom oberen Wellenende her das selbst mittels Stopfbuchsen nicht mit Sicherheit vermeidbare Lecköl mit Sicherheit von der elektrischen Maschine ferngehalten. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel schließen die feststehenden Rohre 19 und 20 innerhalb des mit dem Lauf radstellmotor in Verbindung stehenden, durch die zentrale Längsbohrung der Welle hindurchgehenden und der Rückführung der Steuerung dienenden umlaufenden Rohres 17 an die mit dem Laufrad umlaufenden Rohre25,26 an. Die Übergangsstellen befinden sich hierbei nahe dem unteren Wellenende. Sie können aber beispielsweise auch in den oberen Teil des umlaufenden Rückführ- rohres 17 verlegt werden. Es ist dann möglich, auch die umlaufenden Rohre nach oben auszubauen, sofern deren untere Enden im Bereich des Verstellkreuzes 16 bzw. des Stellkolbens 15 lösbar eingewindet sind. Es besteht aber auch die Möglichkeit, auf die umlaufenden Rohre ganz zu verzichten. So könnte beispielsweise das innere feststehende Rohr 20 so weit hinuntergeführt werden, daß es den Stellmotorkolben 15 durchdringt und in den darunterliegenden Zylinderraum ausmündet. Es wäre dann eine Dichtung zwischen dem feststehenden Rohr und dem sich drehenden Kolben, welcher gleichzeitig axial verschiebbar ist, vorzusehen. Weiterhin könnte auch das äußere feststehende Rohr 19 durch das Verstellkreuz 16 hindurch bis in die Nähe der Bohrung 29 des Verstellkreuzes geführt werden, wobei für die Möglichkeit einer drehenden Bewegung und einer axialen Verschiebung des Verstellkreuzes unter gleichzeitiger Abdichtung des umlaufenden Teiles gegenüber dem feststehenden Rohr 19 zu sorgen wäre. Diese Lösung hat den Vorteil, daß die ganze Druckflüssigkeitszuleitung, die in diesem Fall aus den feststehenden Rohren 19 und 20 allein besteht, auf einfachste Weise nach oben ausgebaut werden kann. Die beschriebene Bauart läßt sich in gleicher Weise für einen Wasserturbinen-Generatorsatz wie auch für einen Pumpen-Motorsatz anwenden. Patentansprüche:

1. Leckflüssigkeitsableitung vom Laufschaufelstellmotor eines hydroelektrischen Maschinensatzes mit senkrechter, in der Nähe der beiden Wellenenden gelagerter Welle, auf welcher sowohl das Laufrad der hydraulischen Maschine als auch der Läufer der elektrischen Maschine fliegend angeordnet sind, und bei welchem das Laufrad der hydraulischen Maschine drehbare Laufschaufeln aufweist, die durch einen in der Laufradnabe angeordneten Stellmotor betätigt werden, welchem Druckflüssigkeit vom oberen Wellenende her durch eine zentrale Längsbohrung der Welle hindurch -und über mindestens ein koaxial zu dieser angeordnetes Rohr zugeführt wird, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, welche die an den Verbindungsstellen (23 und 24) zwischen den feststehenden (19 und 20) und den umlaufenden Teilen (25 und 26) der Druckflüssigkeits-Zuleitung zum Laufradstellmotor (15) austretende Leckflüssigkeit auffängt und durch das Innere der Welle (1) zu unterhalb der elektrischen Maschine (6, 7) liegenden Austrittsöffnungen (33) der Welle (1) leitet.

2. Hydroelektrischer Maschinensatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung durch den oberen Teil der Welle (1) selber gebildet wird.

3. Hydroelektrischer Maschinensatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung durch ein in die Längsbohrung (2) der Welle (1) reichendes, der Rückführung der Steuerung dienendes umlaufendes Rohr (17) gebildet wird, welches innerhalb der Wellenbohrung (2) liegende radiale Leckflüssigkeitsöffnungen (32) aufweist.

4. Hydroelektrischer Maschinensatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstellen (23,24) in der Laufradnabe (3) liegen.