DE1503263A1

DE1503263A1 - Hydroelektrischer Maschinensatz mit einem allseitig vom Betriebswasser umflossenen,die elektrische Maschine bergenden Gehaeuse

Info

Publication number: DE1503263A1
Application number: DE19651503263
Authority: DE
Inventors: Hans Hauser; Juergen Langhans
Original assignee: Escher Wyss GmbH
Current assignee: Sulzer Escher Wyss GmbH
Priority date: 1964-08-27
Filing date: 1965-07-08
Publication date: 1970-05-21
Also published as: CH423671A; US3393324A; ES316754A1; AT254976B

Description

Escher Wyas G.m.b.H., Ravensburg (Württemberg)

Hydroelektrischer Maschinensatz «it einen allseitig vom Betriebswasser umflossenen, die elektrische Maschine bergenden Gehäuse.

Die Erfindung betrifft einen hydroelektrischen Maschinensatz mit einem an das Laufrad der hydraulischen Maschine anschliessenden, allseitig vom Betriebswasser umflossenen, die elektrische Maschine bergenden Gehäuse, in dem auch die zwei Lager der an ihrem einen Ende das Laufrad der hydraulischen Maschine, an ihrem anderen Ende den Rotor der elektrischen Maschine jeweils liegend tragenden Welle liegen.

Bei solchen Maschinensätzen, die in Achsrichtung, d.h.« in Durchflussrichtung des Betriebswassers sehr kurz lind, wurde bisher fUr den Ausbau der elektrischen Maschin« die dieser zugeordnete Oehlusenabe demontiert. Darauf musste der von der Well* gelüste Rotor und der Stator van&ahat in A chi? rt ":'.* \iri£. ".'■"' *1*?* y«i7ft wftsr bewegt «fer¹?! ·>!";. t'lt' det

Wellenlagers war, und konnte dann nach oben ausgebaut werden. Die Axialbewegung beim Ausbau erforderte eine entsprechende Länge des Staumauerquerschnitts und die Demontierbarkeit der Gehäusenabe erschwerte eine einwandfreie Lagerung des Stators gegenüber dem Fundament.

Die Erfindung bezweckt, den Maschinensatz in dieser Hinsicht zu verbessern. Bei einem hydroelektrischen Maschinensatz der eingangs beschriebenen Art weist das Gehäuse erfindungsgemäss zwei Trennungen auf, die in je einer angenähert achssenkrechten Trennungsebene verlaufen, und es ist ein zwischen diesen Trennungsebenen liegendes radial ausbaubares Zwischenstück vorgesehen, das den Stator der elektrischen Maschine mit stirnseitigen im wesentlichen bis zur jeweiligen Trennungsebene reichenden Verbindungsflanschen, den Rotor der elektrischen Maschine, das der elektrischen Maschine zunächstliegende Wellenlager samt dessen mit dem Stator bzw. mit dem einen Verbindungsflanech verbundenen Lagerschild, sowie ein bis zur laufradseitigen Trennungsebene reichendes Wellensttick aufweist, welch letzteres mit dem übrigen Wellenteil duroh eine starre Ku^p;.,:,, ".,ösc-ar verbunden ist.

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BAD ORIGINAL

Fig. 1 zeigt einen vertikalen Axialschnitt durch einen

Maschinensatz,
Fig. 2 einen entsprechenden Schnitt durch eine andere

Ausführungsform,
Fig. 3 bis 6 zeigen Ausschnitte aus Fig. 1 in grösserem

Masstab,
Fig. 7 zeigt einen Schnitt nach der Linie VII-VII in

Fig. 1,
Fig. 8 zeigt einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII

in Fig. 2 und
Fig. 9 zeigt einen Schnitt nach der Linie IX-IX in Fig. 1.

Der in Fig. 1 dargestellte hydroelektrische Maschinensatz weist ein Baufundament 1 mit einem Betriebswasserkanal 2 auf, in dem ein allseitig vom Betriebswasser uraflossenes Gehäuse 3 liegt, das eine elektrische Maschine birgt. Im Gehäuse 3 liegen auch die zwei Radiallager 5 und 6 und das Axiallager 7 einer Welle 8, die an ihrem einen Ende das im Betriebswasserkanal 2 liegende Laufrad 9 der hydraulischen Maschine 9> an ihrem anderen Ende den Rotor 4 der elektrischen Maschine 4, jeweils fliegend, trägt. Das Gehäuse y weist zwei Trennungen 10, 11 auf, die in je einer ach33enkrechten Trennungsebene verlaufen. Zwischen den beiden Trennungsebenen (10, 11) liegt ein

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radial ausbaubares Zwischenstück 12, das den Stator 4 der elektrischen Maschine 4 mit stirnseitigen bis zur jeweiligen Trennungsebene reichenden Verbindungsflanschen 10 und 11 , den Rotor 4 , das der elektrischen Maschine 4 zunächst liegende Radiallager 6 und das Axiallager 7 samt einem Lagerschild 1J>, der die Lager mit dem Verbin-

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dungsflansch 11 bzw. mit dem Stator 4 verbindet, aufweist. Zum Zwischenstück 12 gehört ferner ein Wellenstück 8 , das den Rotor 4 trägt und in den Lagern 6 und 7 gelagert ist und bis zur laufradseitigen Trennungsebene (11) reicht. Er ist mit dem übrigen Wellenteil 8² durch eine starre Kupplung 14 lösbar verbunden.

Die zwischen den beiden Trennungen 10, 11 liegende Gehäusewand 15 ist ein Bestandteil des Zwischenstücks 12 und die Verbindungsflanschen 10 ,11 sind gleichzeitig Gehäuseflanschen. Die Gehäusewand 15 bildet beim Ausführungsbeispiel den Tragring des Stators 4 der elektrischen Maschine 4.

Die beiden ausserhalb des vom Zwischenstück 12 einge-

1 2 nommenfcn Bereichs liegenden Gehäuseteile 3 und J sind durch in Achsrichtung des Maschinensatzes gesehen zwei

1 2 breite, die beiden Gehäuseteile 3 und J mit den Au3senwänöen des Betriebswasserkanals 2 verbindende Rippen 16 und 17 abgestützt. Die an die Verbindungsflanschen 10

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BAD

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und 11 anschl!essenden Planschen 10 und 11 der Gehäuse-

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teile 3 bzw. j5 sind durch in den Aussenwänden des Betriebswasserkanals 2 verankerte am Gehäuse J5 etwa tangential angreifende Zuganker zusätzlich gehalten, so dass das

ο Gehäuse J> und der im Zwischenstück 12 liegende Stator 4 der elektrischen Maschine 4 sicher drehfest im Fundament 1 gehalten ist. Die nicht gezeichneten Zuganker verlaufen dabei, wie durch strickpunktierte Linien 18 angedeutet ist, innerhalb der Rippen 16 und 17 (Siehe auch Fig. 9).

Zwischen den Rippen 16 und 17 und dem Zwischenstück 12 ist ein vom Betriebswasser benetzter Raum 19 bzw. 20 freigelassen. Der Raum 19 nimmt nur die unmittelbare Umgebung des Zwischenstücks 12 ein, der Raum 20 erstreckt sich über die gesamte Höhe der Rippe 17 und schliesst an eine Oeffnung 21 an, die den Betriebswasserkanal 2 mit der Bühne 22 des Fundaments 1 verbindet. In Achsrichtung des Maschinensatzes nimmt der Raum 20 und die Oeffnung 21 den von den Trennungsebenen (10, 11) begrenzten Bereich ein. In der senkrecht zur Achsrichtung liegenden Horizontalen·erstreckt sich der Raum 20 über die ganze Breite der Rippe 17, und die Oeffnung 21 über einen den Durchmesser des Zwischenstücks 12 etwas überschreitenden' Bereich.

Die Welle 8 ist von einer rohrförmigen, ein Oelbad enthaltenden Verschalung 25 umgeben« die von Lager 5 bis zum

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Lager 6 reicht und aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzt 1st. Sie weist eine in der laufradseitigen Trennungs ebene (ll) des Zwischenstücks 12 liegende Trennung auf. In dem zwischen denl Lagern 5 und 6, 7 befindlichen Bereich ist auf der Welle 8 ein Zahnrad 26 für den Antrieb eines Pendelgeneratorsi ?7 und nicht gezeichneter Hilfsaggregate angeordnet. Eine^: Manschette 28 dient der Einführung der Steuerölkanäle 29 zur Laufschaufelverstellung in die Welle 8. Auf der dem Laufrad 9 abgewandten Seite der elektrischen Maschine 4 ist im Zwischenstück 12 ebenfalls innerhalb des durch die zwei Trennungsebenen (10, 11) begrenzten Raumes eine Erregermaschine 30 mit einem auf dem WellenstUck 8 befestigten Rotor 30 und einen» mit

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dem Verbindungsflansch 10 verbundenen Stator 30 sowie nichtgezeichnete Generatorbrerasen angeordnet (Fig. 5). Zum Ausbau der elektrischen Maschine 4 aus dem Gehäuse 3 wird nach Lösen der nicht gezeichneten elektrischen Zu- und Ableitungen der elektrischen Maschine, Trockenlegen des Betriebswasserkanals 2 und Entleeren der Verschalung 25 das VerschalungsstUck 25 entfernt, worauf die Kupplung 14 zwischen dem WellenstUck 8 und

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dem Wellenteil 8 , wie aus Fig. 6 besser ersichtlich, gelöst werden kann. Nach Lösen der Kupplung 14 wird das Zwischenstück 12 mittels der Trennung 10 von Oehäuse-

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teil 3 gelöst.

Da die beiden das Zwischenstück 12 eingrenzenden Ge-

1 2 häuseteile 3 , J5 unlösbar mit dem Fundament verbunden sind, ist die Trennung 10 mit einem zwischen dem Verbin-

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dungsflansch 10 und dem Flansch 10 des Gehäuseteils J5 angeordneten beweglichen Flanschring 10 versehen, wie

in Flg. 3 deutlicher gezeigt. Der Flanschring 10^ ist im

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Plansch 10 und im Verbindungsflansch 10 zentriert und

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ann nach Lösen der ihn mit den Teilen 10 , 10 verbindenden Schrauben 23, 24 in der Zeichnung nach links axial verschoben werden.

Ist der Flanschring dementsprechend verschoben, wird

auch die Verbindung zwischen dem Zwischenstück 12 und

dem nehäuseteil j5 durch Lösen der den Verbindungsflansch

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11 mit dem Flansch 11 verbinder;, en Penrauben J>1 gelöst (Fig. k). Dann wird das Zwischenstück 12 in der Zeichnung nach links axial verschoben, bis der Verbindungsflansch

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11 aus der in mit dem Flansch 11 zentrierenden Zentrie-. rung herausgefahren ist. Der Spalt zwischen den Teilen

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10 , 10 ist dazu breiter als die Breite der Zentrierung

zwischen den Teilen II¹, II² bzw. 8¹, 8².

Jetzt kann da Zwischenstück 12 nach oben radial zur Achse des Maschinensatzes durch den Raum 20 und die Oeffnung 21 ausgebaut werden. Dadu. rh wird ermöglicht, die

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Länge des Staudammquerschnitts in Strömungsrichtung des Betriebswassers, insbesondere die Breite von Kranbahn und Bühne wesentlich zu verkleinern, was erhebliche Bau- und Maschinenkosteneinsparungen ergibt.

Wie Fig. 7 und 9 zeigen, sind die vom Betriebswasser benetzten innerhalb des Rippenprofils freigelassenen Räume 19 und 20 vom Strömungsraum des Betriebswasserkanals 2 durch Leitbleche 32, 33 abgegrenzt. Die Oeffnung 21 ist während des Betriebs durch einen Deckel jj4 verschlossen. Die Rippe 17 weist zwei Einstiege 17

2 12

und 17 auf, die die Gehäuseteile 3 bzw. 3 mit der Bühne 22 verbinden.

Der in der Zeichnung schematisch gezeigte Lagerschild 13, der die im Zwischenstück 12 liegenden Lager 6 und 7 trägt, kann statt einem scheibenförmigen und einem rohrförmigen Teil auch ein kegelmantelförraiges, den eigentlichen Lagerkörper (6) mit dem Verbindungsflansch 11 verbindendes Teil aufweisen.

Der Maschinensatz nach Fig. 2 unterscheidet sich von

dem nach Fig. 1 durch die Ausbildung der Gehäuseteile 3

ο
und y~ und der Rippen 16 und 17 in Betonkonstruktion.

2 2 Dementsprechend sind die Flanschen 10 und 11 als im Beton verankerte Mauerringe ausgebildet. Die Einstiege 17

ρ
und 17" sind im Beton freigelassene Aussparungen, wie

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auch Flg. 8 zeigt.

Die Zentrierung des Zwischenstücks 12 gegenüber den

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Gehäuseteilen 3 und 3 könnte anstelle der koaxial zur Maschinenachse verlaufenden Zylinderfläche mittels in der Flanschverbindung angebrachter Zentrierstifte erfolgen, so dass das Spiel zwischen dem Zwischenstück

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und den Gehäuseteilen 3 > 3 kleiner gehalten werden kann. Unter Umständen können die Trennungsebenen (10, 11) der Flanschverbindungen statt parallel leicht geneigt zueinander, d. h. sich in Ausbaurichtung voneinander entfernend ausgebildet sein.

Dadurch, dass die Lager 6 und 7 samt deren Lagerschild 13 und auch die Erregermaschine 30 iß wesentlichen Innerhalb des durch den Durchmesser und die axiale Länge des Stators 4 bestimmten Zylinders liegen, ist das Zwischenstück 12 trotz der vielen in ihm befindlichen Teile sehr kurz.

Zum Ausbau des Zwischenstücks 12 kann der Rotor 4 mit dem Stator 4 verkeilt, und das statorseitige Ende des im Gehäuseteil 3² bleibenden Wellenteils 8² mittels eines Montagelagers abgestützt werden.

Bei entsprechend starker Diraeneionlerung der Wände der Rippen 16, 17 kann auf die in Fig. 1 und 9 angedeuteten Zuganker (18) verzichtet werden. Aueser den

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beiden Rippen l6, 17 sind im Bereich der elektrischen Maschine 4 keine Einbauten im Betriebswasserkanal.

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Claims

- 11 Patentansprüche ι

Hydroelektrischer Maschinensatz mit einem an das Laufrad der hydraulischer. Maschine anschliessenden, allseitig vom Betriebswasser umflossenen, die elektrische Maschine bergenden Gehäuse, in dem auch die zwei Lager der an ihrem einen Ende das Laufrad der hydraulische.': Maschine, an iLirera anderen Ende den Rutor der elektrischen Maschine ™

jeweils fliegend tragenden welle liegen, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) zwei Trennungen (10, 11) aufweist, die in je einer angenähert achssenkrechten Trennungsebene verlaufen, und dass ein zwischen diesen Trennungsebenen liegendes radial ausbaubares Zwischenstück (12) vorgesehen ist, das den Stator (4 ) der elektrischen Maschine (4) mit stirnseitigen Ia₁ wesentlichen bis zur Jeweiligen Trennungsebene reichenden Verbindungsflanschen (lO¹, II¹), den Rotor (4¹) der elektrischen Maschine (4), das der elektrischen Maschine (4)₍ zunächstliegende Wellenlager (6, 7), samt dessen mit dem Stator

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(4 ) bzw. mit dem einen Verbindungsflansch (10 ) verbundenen Lagerschild (13), sowie ein bis zur laufradseltigen Trennungsebene reiche^:es Wellenstück (8 ) aufweist, welch letzteres mit dem übrigen Wellenteil (8 ) durch eine starre Kupplung (14) löabar vez t-unden iet.

BAD OHiGiNAS-

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Hydroelektrischer Maschinensatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusewand (15) einen Bestandteil des Zwischenstückes (12) bildet und die Verbindungsflanschen (10 , 11 ) gleichzeitig Gehäuseflanschen sind. Hydroelektrischer Maschinensatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die an die Verbindungeflanschen (10 , 11 )

2 des Zwischenstückes (12) anschllessenden Flanschen (10 , 11 )

1 2 der benachbarten Gehäuseteile (3,3) durch in den Aussen wänden des Betriebswasserkanals (2) verankerte, am Gehäuse (3) etwa tangential angreifende Zuganker (18) drehfest gehalten sind. Hydroelektrischer Maschinensatz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Achsrichtung des Maschinensatzes ge-

1 2 sehen zwei breite, die beiden Gehäuseteile (3 , 3 ) an den

Aussenwänden des Betriebswasserkanals (2) abstützende Rippen

(16, 17) vorgesehen sind, innerhalb derer die Zuganker (18) verlaufen«

Hydroelektrischer Maschinensatz nach Anspruch 4, dadurch

gekennzeichnet, dass zwischen den Rippen (16, 17) und dem

Zwischenstück (12) ein vom Betriebswasser benetzter Raum

(19t ²O) freigelassen 1st.

Hydroelektrischer Maschinensatz nach Anspruch 5» dadurch

gekennzeichnet, dass der freigelassene Rau» (19, 20) von

Strömungeraum des Betriebewasserkanals (2) durch Leitbleche

(32, 33) abgegrenzt ist.

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Hydroelektrischer Maschinensatz nach Anapruoh 1, dadurch gekennzeichnet, dass das im Zwischenstück (12) befindliche Lager der Welle (8) neben dem Radiallager (6) auch das Axiallager (7) aufweist.

Hydroelektrischer Maschinensatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erregermaschine (30) auf der dem Laufrad (9 ) abgewandten Seite des Zwischenstücke (12) innerhalb des durch die zwei Trennungsebenen (10, 11) begrenzten Raumes angeordnet ist.

Hydroelektrischer Maschinensatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (8) in dem zwisohen den beiden Wellenlagern (5, 6) liegenden Teil von einer rohrförmigen, ein OeIbad enthaltenden Vereoh*lung (25) umgeben ist, die im Bereich der starren Kupplung (14) zumindest teilweise abnehmbar ist«

Hydroelektrischer Maschinensatz nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, das« die Verschalung (25) eine in der laufradseitigen Trennung«ebene (11) des Zwischenstücks (12) liegende Trennung aufweist.

Hydroelektrischer Maschinensatz naoh Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, dass die an die Trennungen (10, 11)

«ohllessenden, dem ZwisohenstUok (12) benachbarten OehMoaeteile (3¹, 3²) unlöelWto mit de* fundament (1) verbunden ■««*.

ΓΑΟ ORIGINAL

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Hydroelektrischer Maschinensatz nach Anapruch 4, dadurch

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gekennzeichnet, dass die Gehäuaetelle (3,3) eaat den a ie an den Wänden des Betriebswaaaerkanala (2) abstützenden Rippen (16, 17) in Betonkonatruktion auageführt sirid, wobei die Planschen (10², II²) der Gehäuseteile (3¹, 3²) ala im Beton verankerte Mauerringe ausgebildet aInd.

Die Aneelderins

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