DE1503265A1

DE1503265A1 - Wasserturbine,Pumpe und umkehrbare Pumpen-Turbinen-Anlage

Info

Publication number: DE1503265A1
Application number: DE19651503265
Authority: DE
Inventors: Michael Braikevitch; Arthur Bruce Donald; Metcalf Edward Thomas
Original assignee: ENLISH ELECTRIC CO Ltd
Current assignee: ENLISH ELECTRIC CO Ltd
Priority date: 1964-10-30
Filing date: 1965-10-26
Publication date: 1970-07-30
Also published as: AT284033B; DE1503265C3; CH436165A; DE1503265B2; GB1099346A; US3422275A

Description

Wasserturbine, Pumpe und umkehrbare Pumpen-Turbinen-Anlage

Die Erfindung bezieht sich au Γ eint» Wasserturbine, Pumpe und umkehrbare Pumpen-Turbinen-Anlage»

Die erflndungsgemässe Wasserturbine cder Pumpe oder umkehrbare Pumpen-Turbinen-Anlage besitzt nach einem Merkmal der Erfindung einen beschaufelten Turbinenläufer, der durch eine Wandung drehbar gelagert 1st, die einen Wasserdurchlaß begrenzt, eine Gleichetromdynamomaschine mit einem Ständer und einem Läufer, wobei der Ständer so angeordnet 3st, daß er den Wasoerdurchlaß umgibt, so daß seine innere Uiafangs fläche zusammen mit den nach aussen gerichteten Teilen der Wandung einen Umfangskanal bei5renzt, der mit dem erwähnten Wasserdurchlaß In Verbindung e**bl_t während der Läufer an dem beschaufelten Turbinenläufer so befestigt ist, daß er sich mit diesem in dem erwähnten Urofangskanal dreht.

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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist ein beschaufelter Turbinenläufer innerhalb eines rohrförmigen Wasserdurchlasses drehbar gelagert, der durch zwei rohrförmig« Teile mit zugekehrten Endflanschen gebildet wird, ferner eine Gleich· Btromdynamomaschine mit einem Ständer und einem Läufer, wobei der Ständer den erwähnten Wasserdurchlafi so umgibt, daß seine innere Umfangefläche zusammen mit den erwähnten Endflanschen einen Umfangskanal begrenzt, der mit de« erwähnten Wasserdurchlaß in Verbindung steht und der Läufer am Umfang des beschaufelten Turbinenläufers so angeordnet ist, daß er sich mit diesem innerhalb des Umfangskanals dreht und Dichtungsmittel, durch welche verhindert wird, daß Wasser aus dem erwähnten Umfangskanal leckt.

Nachfolgend wird eine Ausführungform beispielsweise in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und zwar zeigen:

Pig. 1 einen Querschnitt einer erflndungsgemässen Wasserturbine;

Pig« 2 eine Teilansicht su Pig. 1 in Tergrössertem Maßstab und

Flg. 3 eine Abänderung su Pig. 2.

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In Pig. 1 besitzt die Turbine Lauf erschaufein H₉ die auf eines Läufer 12 angeordnet elnd, der von einer Welle 13 getragen wird, die in Lagern 14 und 15 gelagert let. Die Lager werden in einem Hittelkörper 16 getragen, der von einem Aussengehäuse 17 durch Streben 18 getragen wird.

Oberetromeeitig zu den Lauferschauf ein 11 befinden sich verstellbare Führungsschaufeln 19» die durch den Mittelkörper 16 und das Aussengehäuse 17 schwenkbar gelagert sind.

Wie Fig. 2 darstellt, welche die Bauform einer Polanordnung eines Schenkelpolgenerators zeigt, ist ein allgemein mit 2o bezeichneter Lfiufer am Umfang der Turbinenlfiuferschaufeln 11 angeordnet, und läuft in Wasser. Der Läufer besitzt einen vollen Stahlring 21, der an seinem AusBenumfang zur Bildung von Polen 22 eingezogen 1st. Feldwicklungen 24 umgeben die Pole 22 und werden in Ihrer Lage durch Polschuhspitzen 25 gehalten, in denen ausgesenkte Bohrungen zur Aufnahme von Schrauben 26 zur Befestigung der Polspitzen 25 an den Polen 22 vorgesehen sind. Die Feldwicklungen können gegebenenfalls In ihrer Lage durch unmagnetische Keile zwischen den Polen und an den axialen Enden der Pole durch unmagnetische Schrauben auf den Spitzen gehalten werden. Der Oeneratorläufer 2o und die Feldwicklungen 24 sind in Kunstharz 27 eingekapselt, das so bearbeitet ist, daß der Mufer das Profil eines glatten Zy-

linders hat.

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Ein Ständer 28 1st so angeordnet, daß er alt den Läufer

konzentrisch ist und eine Kunststoffmenbran 29 ist as unfang des Ständers vorgesehen. Die Kunststcffmembrait aus einen verstärkten HarEnaterlal sein, das as Innenumfarcg des Ständers angebracht und mit diesen festheftend verbunden

Das Aussengehäuse 17 besitst eylindrieche Teile 3o, 31» welche die Schaufeln 11 umgeben, und radiale Wände 32, 33 benaohbart den Oberstron- und Unterstronseiten des Läufers 2o. Die radialen Wände 32, 33 sind vorzugsweise aus isolierenden Material hergestellt oder mit Isoliermaterial in der Nähe der Pole beschichtet, so daß durch den Läufer 2o induBlerte WirbelstrO-ne verringert werden. Sie können beispielsweise aus Glasfasernaterlal in der Nähe der Pole und an anderen Stellen aus Stahl hergestellt werden., Biegsame Dichtungsringe 34 sind ewischen Ringen 35, 36 elngekfemmt und den radialen Wänden 32, 33 durch Schrauben 37· Die Verringerung in der Dicke der Ringe infolge der Klemmwirkung vergrussert den Unfang der Dichtungsring· 34, so daß sie nach aussen in dichtende Anlage an die Wenbran 29 angedrückt werden.

Hieraus ist ersichtlich, daß bei der beschriebenen Auaführungs~ forn der Ständer 28 eine der Wände eines Unfafigskanal« bildet, in welchen sich der Läufer 2o dreht, während die anderen Wände des Umfangskanals durch die Wände 32, 33 gebildet werden. Die-

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se Anordnung vereinfacht den Zusammenbau der Anlage, trenn berücksichtigt wird, daft der Durchmesser der Anlage etwa 6 - 9 m beträgt, und ausserden kann durch das Fehlen einer Untarteilungswand zwischen dem Läufer und dem Ständer der Luftspalt zwischen diesen zwei Bauteilen atf ein Mindestmaß verringert werden. Mit Rücksicht auf die Qrösse der Anlage wird der Ständer 28 vorzugsweise aus mehreren, z.B. aus vier segmentförmigen Teilen hergestellt, die beim Zusammenbau miteinander verbunden werden, wobei die Membran 29 eine Abdichtung bildet, die evtl. Spalte zwischen den zusammengebauten segmentffinnigen Teilen verdeckt. Die Dichtungsringe 34, die nach aussen in Anlage an der Membran 29 angedrückt werden können, dienen zur Abdichtung kleiner Spalte, die zwischen den Enden der Wände 32 und 33 und der Membran 29 bestehen. Hieraus ist ersichtlich, daß es lediglich erforderlich ist, eine Wasserdlchthelt von zwei Umfangedichtungen zwischen den feststehenden Ringen 34 und der feststehenden Membran 29 zu erzielen.

Die Membran 29 kann anstatt aus verstärkt·« Harrmaterial aus Lagen einet wasserdichten Klebstreifens oder aus Gummi hergestellt sein.

Die Dichtungsringe 34 sind vorzugsweise aus Gummi und mit mindestens einer eingebetteten Lage aus Segelleinwand hergestellt, die es dem Gummi ermöglicht, seine Elastizität unter Druck

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ständig aufrecht zu erhalten, so daß der umfang der Singe 3* in dichtender Anlage an der Membran 29 bleibt.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungeform der Erfindung, bei welcher der Läufer und der Ständer einen Asynchrongenerator bilden. Der Läufer 2o ist ein Kurzechluftläufer und weist einen Stahlring 21 auf. Zwei Endringe 39 sind am Ring 21 befestigt und sind elektrisch durch Läuferstäbe 4o miteinander verbunden, die in Nuten im Ring 21 liegen· Der Läufer 2o 1st mit Kunstharz Hl eingekapselt, das ebenfalls zu einer glatten zylindrischen Oberfläche bearbeitet ist·

Der eingekapselte Läufer kann in einen Mantel aus korrosionsbeständigem Stahl eingeschlossen sein.

Der Läufer 12 kann durch Lager drehbar gelagert sein, die durch die Welle 13 getragen werden, welche in diesem Falle feststehend 1st.

Bei einer weiteren Ausführungaform der Erfindung erstreckt sich ein· unmagnetlsche Wand, die alt den radialen Winden 32, 33 aus einem Stück besteht, zwischen dem Läufer 2o und dem Ständer 28. In einem solchen Fall· sind natürlich die Dichtungsringe 3* und die Ringe 35» 36 mit den Schrauben 37 nloht vorhanden und da die unmagnetische Wand zwischen dem Läufer und

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dem Ständer den letzteren gegenüber dem Wasser isoliert, kann die Membran 29 woggelassen werden.

Patentansprüche;

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Claims

Patentansp»floh· ι

Wasserturbine oder Puape oder umkehrbare Pu«pen-Turbinen-Anlage Bit einen besehaufelten Liufer, der durch eine Wand drehbar gelagert ist, welche ein Wasserrohr begrenst₉ einer Qleichstroatdynaaosesehine Bit eine» Läufer und einest Ständer, welch letzterer so angeordnet ist, da» er das Wasserrohr uagibt, während der Läufer an besehaufelten Läufer so angebracht 1st, daß er sich Bit dieses dreht, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (2o) sieh in eine« ttafangskanal dreht, der mit des erwähnten Rohr in Verbindung steht, wobei die Uefangsnand des Kanals die Ständerwicklungen το« Wasser isoliert.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daft der Läufer (2o) in Kunstharzaaterial (27) eingekapselt ist.
3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daft der erwähnte Uafangskanal durch nach aussen gerichtete Teile (32, 33) der erwähnten Wand und die innere Uafangsfläche des Ständers (28) gebildet wird.

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4. Anlage nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Abdichtung (29, 3¹O, durch welche verhindert wird, daß Wasser aus dem erwähnten Umfangekanal leckt.
5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daft die erwähnte Wand zwei rohrförmlge Teile (3o, 31) mit augekehrten Endflanschen (32, 33) aufweist, die nach aussen gerichteten Teile der Wand bilden.
6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnten Endflansche (32, 33) mindestens teilweise elektrisch nichtleitend sind.
7« Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Endflansche (32, 33) mindestens teilweise aus Glasfasermaterlal hergestellt sind.
8. Anlage nach den Ansprüchen 5, 6 und 7» dadurch gekennzeichnet, da* dl· erwähnte Abdichtung (29» 3*) Dichtungsring· (3¹O aufweist, durch welche die erwähnten Endflansch· (32, 33) gegen die Innenumfangsfläche des Ständers (28) abgedichtet werden.
9* Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnten Abdichtungen durch zwei biegsame Ringe (3¹I) gebildet werden, deren Aussendurchaeseer la wesentlichen

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gleich dem Durchmesser der Endflansche (32, 33) ist, ferner Mittel (35« 36), zur Befestigung der biegsamen Ringe an den Endflanschen, sowie Mittel (37) für das Zusammendrücken der Ringe (3¹O zur Verringerung ihrer Dicke, so da* sie durch die dadurch verursachte Zunahme ihres Umfangs nach aussen in dichtende Anlage an die Innenumfangefläche des Ständers

(28) angedrückt werden,
10. Anlage naoh den Ansprüchen 4-9, dadurch gekennzeichnet, da» die Abdichtung (29, 3*) eine an dem Innenumfang des Standers (28) befestigte unmagnetische wasserdichte Lage

(29) aufweist, welche die innere Umfangefliehe desselben bildet.
11. Anlage nach Anspruch Io, dadurch gekennzeichnet, da» der Stander (28) mindestens zwei zusammengebaute segmentförmige Teile aufweist, wobei die wasserdichte Lage (29) »o an« geordnet ist, daß sie die Spalte zwischen den zusammengebauten segmentförmigen Teilen abdichtet«

12· Anlage nach Anspruch Io oder 11, dadurch gekennzeichnet, daft die wasserdichte Lage (29) eine Membran aus Kunststoff oder Oummi 1st*

13· Anlage nach Anspruch Io oder 11, dadurch gekennzeichnet, 4a» die wasserdichte Lage (29) durch einen «f*e»f41chten

Klebstrelfen gebildet wird. BAD ORIGINAL

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