DE1458968U - - Google Patents

Description

• Elektrische Maschine für Unterwasaer-Kraftübertragungseinrichtungen.

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  In elektrischen Unterwasser-Kraftübertragungseinriohtungen ist

  es bekannt, auf dem Turbinenrad unmittelbar die Pole einer elektischen Maschine anzuordnen. Der Zweck solcher Einrichtungen ist, den hydraulischen und elektrischen Teil zusammenzubauen und dadurch wesentlich an Raum zu sparen. In den bekannten Ausführungen ist das umlaufende hydraulische Rad an seinem Umfang durch eine Labyrinthdichtung gegen die Wandung des Wasserdurohlaufkanals abgedichtet. Die Pole der elektrischen Maschine sind dabei auf einem ausseren Kranz des hydraulischen Rades angeordnet, der in einem den Wasserdurchlaufkanal ringförmig umschliessenden Raum umläuft, welcher mittels der Labyrinthdichtung wasserfrei gehalten wird. In diesem ringförmigen Raum ist ferner der Stator der elektrischen Maschine einsohliesslich der Hilfsapparate und häufig auch die den

  axialen Druck aufnehmende Lagerung des Turbinenrades untergebracht.

  Wegen des verhältnismäas g rossen Spiele in der Labyrinthdichtung,

  welches insbesondere bei großem Raddurchmesser und hohen Umfangs-

  geschwindigkeiten unumgänglich erscheint, ist während des Betriebs

  eine beträchtliche Menge von Spaltwasser dauernd abzusaugen. Nach-

  teilig ist ferner, dass auch bei stillstehendem hydraulischem Teil und geschlossenem Wassersohiebei m Durchlaßkanal ein Absaugen des Spaltwassers kaum zu vermeiden ist, sodass Hilfe-und Ueberwachungseinriohtungen notwendig sind, um bei einem Versagen der Pumpenaggregate größere Zerstörungen der Anlage zu verhindern.
• Die dauernde Beanspruchung solcher zusätzlichen Apparate wird nun als unbequem empfunden und kann auch die Betriebssicherheit der Unterwasser-Kraftübertragungseinriohtungen in unerwünschtem Masse beeinträchtigen.
• Nach der Neuerung wird nun eine Bauart der elektrischen Maschine von Unterwasser-Kraftübertragungseinrichtungen ermöglicht, die unter Beibehaltung der wesentlichen Vorteile die oben kurz geschilderten Nachteile vermeidet. Dies wird dadurch erreicht, dass die elektrische Maschine in eine Mehrzahl von Einzelmaschinen unterteilt ist, die in der Umfangsrichtung des hydraulischen Rades angeordnet sind und je mittels eines Zahnradgetriebes mit einem am Umfang des hydraulischen Rades angebrachten Zahnkranz gekuppelt sind. Die Neuerung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
• Das in der Achse des Wasserdurohlaufkanals a angeordnete hydraulische Rad b ist an seinem Umfang mittels Rollenlager c gelagert, die den axialen Druck aufnehmen. Der innere Mantel d des Rades bildet mit den Vdrechalungen e einen Wasserdurchlaufkanal mit geringen hydrodynamischen Verlusten. Auf dem Mantel d ist der Zahnkranz f angeordnet, welcher die Kraftübertragung über die Getriebe g zwischen den in der Umfangsrichtung des Rades angeordneten elektrischen Einzelmaschinen h und dem Rad b vermittelt. Wie in der Zeichnung dargestellt ist, verlaufen die Achsen der elektrischen Maschinen parallel zur Achse des hydraulischen Teiles. Diese Anordnung wird insbesondere dann vorgezogen, wenn elektrische Maschinen mit verhält sog hoher Drehzahl Verwendung finden. Sind hingegen langsamlaufende elektrische Maschinen erwünscht, dann wird ihre Achse am besten senkrecht zur Achse des hydraulischen Rades verlegt. Wegen der üblichen schmalen Bauart soloher Maschinen wird es dann möglich, geringe radiale Abmessungen des durch den Zusammenbau gebildeten Aggregates einzuhalten.
• In letzterem Falle wird das Getriebe g natürlich Kegelräder enthalten.
• Die Verschalungen e sind nun derart ausgebildet, dass der zentrisch zur Achse verlaufende Wasserdurchlaufkanal von einem Raum i umgeben ist, in welchem die elektrischen Einzelmasohinen untergebracht sind. Im Gegensatz zu den bekannten Ausführungen bereitet die Abdichtung dieses Raumes keinerlei Schwierigkeiten. Vorzugsweise wird die Abdichtung unmittelbar an den Wellendurchführungen k mittels an sich bekannter Stopfbüchsen u. dgl. vorgenommen. Zusätzliche und dauernd betriebene Pumpenaggregate werden dadurch vermieden, da höchstens noch Vorkehrungen zur Beseitigung von auftretendem Sickerwasser notwendig sind. Ferner kann der Raum i für die elektrischen Maschinen unter zusätzlichen Luftdruck gesetzt werden, um ein Eindringen von Wasser zu vermeiden. Die Einschaltung eines hierzu dienenden Kompressors und auch die Betätigung einer kleinen Pumpanlage zur Entfernung des Sickerwassers wird am besten von einem Wasserstand abhängig gemacht. Die Getriebe g und die Wälzlager o sind in einem besonderen Raum m untergebracht, der durch die Trennwände n und den Mantel des hydraulischen Rades d gebildet wird. Dieser Getrieberaum braucht gegen den Wasserdurchlaufkanal nicht besonders abgedichtet zu sein und wird am besten mit Schmiermitteln gefüllt. Es ist natürlich auch

  möglich, den Getrieberaum mittels der bekannten Labyrinthdiohtun-

  gen etwa am Orte der Rollenlager.. dichten und die Trennwände n

  zwecks Ueberholung des Getriebes wegnehmbar zu gestalten. Die

  Entfernung des Spaltwassers aus den Labyrinthdiohtungen ist dann

  nur auf den Zeitabschnitt solcher Arbeiten beschränkt.
• Neben der einfachen und zuverlässigen Abdichtung des Maschenenraumes ist es noch vorteilhaft, dass wegen der Unterteilung der elektrischen Maschine in mehrere kleinere Einheiten ein Schaden an einer dieser Einheiten ohne längeren Betriebsunterbruch behoben werden kann und ausserdem eine Verbesserung des Wirkungsgrades bei nicht voll benötigter Leistung durch einfaches Abschalten einer entsprechenden Anzahl von Einzelmaschinen möglich ist. Eine besondere Anwendungsmöglichkeit der neuen elektrischen Maschine ist für Stromerzeugungseinrichtungen gegeben. Der elektrische Teil arbeitet dann als Generator, während der hydraulische Teil als Wasserturbine wirkt. In der Anwendung auf Antriebsvorriohtungen von Wasserfahrzeugen sind hingegen das hydraulische Rad als Triebschraube und die elektrischen Einelmaschinen als Elektromotoren ausgebildet.

Claims (1)

1. Schsutzansprüche: 1. Elektrische Maschine für Unterwasser-Kraftübertragungseinrichtungen, bei welcher der hydraulische und der elektrische Teil unterhalb des Wasserspiegels liegen, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine in eine Mehrzahl von Einzelmasohinen un- terteilt ist, die in der Umfangariohtung des hydraulischen Teiles angeordnet sind und je mittels eines Zahnradgetriebes und eines am /'-' Umfang des hydraulischen Rades angebrachten Zahnkranzes gekuppelt sind. 2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Ver- t."', schalungen vorgesehen sind, welche einen Raum bilden, der den zen- frisch zur Achse des hydraulischen Teiles verlaufenden Wasserdurch- 7 laufkanal umschließt und in dem die elektrischen Einzelmasohinen angebracht sind. 3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ,. Abdichtung dieses die Einzelmasohinen enthaltenden Raumes an den Wellendurohführungen der von den Einzelmaschinen zu den Getrieben führenden Wellen mittels an sich bekannter Mittel, wie Stopfbuchsen u. dgl., vorgenommen ist.

   4. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung des hydraulischen Rades wenigstens teilweise an seinem Umfang vorzugsweice mittels Rollenlager erfolgt, die den radialen und den axialen Lagerdruck aufnehmen.

   5. Maschine nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Maschinenraum Trennwände angeordnet sind, welche mit einem am Umfang des hydraulischen Rades angeordneten Mantel einen gegen den Wasserdurohlaufkanal abgegrenzten ringförmigen Raum bilden, der ausser den Rollenlagern des hydraulischen Rades die den Maschinen zugeordneten betriebe enthält und mit Schmiermitteln gefüllt sein kann. 6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dasa der die Getriebe und Rollenlager enthaltende Raum vom Maschinenraum aus zugänglich gemacht wird und zu diesem Zweck mittels Labyrinth- dichtungen gegen den Wasserdurohlaufkanal abgedichtet werden kann.

   Maschine nach Anspruch 1 oder einem der übrigen, gekennzeiohnet durch die Anwendung für Stromerzeugungseinriohtungen, wobei der hydraulische Teil als Turbine, die elektrischen Einzelmaschinen als Generatoren ausgebildet sind.

   8. Maschine nach Anspruch 1 oder einem der übrigen, gekennzeichnet durch die Anwendung für Antriebsvorriohtungen von Wasserfahrzeugen, wobei das hydraulische Rad als Triebsohraube, die elektrisehen Einzelmaschinen als Elektromotoren verwendet werden.