DE1503272A1 - Vertikale Kaplan-Turbine - Google Patents

Vertikale Kaplan-Turbine

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DE1503272A1
DE1503272A1 DE19631503272 DE1503272A DE1503272A1 DE 1503272 A1 DE1503272 A1 DE 1503272A1 DE 19631503272 DE19631503272 DE 19631503272 DE 1503272 A DE1503272 A DE 1503272A DE 1503272 A1 DE1503272 A1 DE 1503272A1
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DE
Germany
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turbine
thrust bearing
housing cover
vertical
kaplan
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Application number
DE19631503272
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English (en)
Inventor
Nobuyasu Yokoi
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B11/00—Parts or details not provided for in, or of interest apart from, the preceding groups, e.g. wear-protection couplings, between turbine and generator
    • F03B11/06—Bearing arrangements
    • F03B11/063—Arrangements for balancing axial thrust
    • F03B11/066—Arrangements for balancing axial thrust in vertical axis machines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E10/20—Hydro energy

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kaplan-Wasserturbine mit vertikaler Welle, bei der ein der Turbine und dem mit ihr verbundenen elektrischen Generator gemeinsames Spurlager an einen oberen Gehäusedeckel der Turbine angeordnet ist.
Bei vertikalen Kaplan-Turbinen bekannter Ausführung sind die Axialdruck- oder Spurlager, die den Turbinen und den mit ihnen verbundenen elektrischen Generatoren gemeinsam sind, im allgemeinen an den oberen Gehäusedeckeln der Wasserturbinen angeordnet. Genauer gesagt: eine Kaplan-Turbine üblicher Bauart hat an der oberen Stirnseite des oberen Gehäusedeckels der Wasserturbine einen den axialen Spurlagerdruck aufnehmenden Ring oder Flansch und das Spurlager ist an dem oberen Turbinen-Gehäusedeckel auf den unterhalb des Lagers angeordneten Ring oder Flansch abgestützt.
Eine derartige übliche Ausführung hat jedoch den Nachteil, dass die axiale Bauhöhe des gesamten Maschinensatzes unerwünscht groß ist. Eine an sich wünschenswerte Verringerung dieser axialen Baulänge ist dadurch behindert, dass das gesamte Spurlager über dem oberen Deckel des Turbinengehäuses liegt und die oberen Endteile dieses Spurlagers die obere Stirnfläche des Turbinen-Gehäusedeckels um einen erheblichen Höhenbetrag überragen. Das obere
Längslager der vertikalen Welle und der Rotor des Generators, die über dem Spurlager angeordnet sind, müssen wegen des axialen Raumbedarfs des Spurlagers verhältnismäßig hoch über der Turbine angeordnet werden. Dies bedeutet ein Hindernis für eine gedrängte Gesamtkonstruktion des Maschinensatzes und erschwert auch den Einbau.
Der Hauptzweck der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, eine vertikale Kaplan-Turbine zu schaffen, bei der dieser Nachteil der unerwünscht großen axialen Bauhöhe vermieden oder beseitigt ist.
Eine erfindungsgemäße vertikale Kaplan-Turbine mit einem der Turbine und dem mit ihr verbundenen elektrischen Generator gemeinsamen Spurlager, das an einem oberen Gehäusedeckel der Turbine angeordnet ist, unterscheidet sich im wesentlichen dadurch von den bekannten vertikalen Kaplan-Turbinen, dass eine das Spurlager tragende Bodenplatte gegenüber der oberen Stirnfläche des Turbinen-Gehäusedeckels nach unten versetzt ist und mit einer Seitenwand des Deckels ein aus einstückig mit dem oberen Gehäusedeckel der Turbine zusammenhängenden Teilen bestehendes Spurlagergehäuse bildet.
Die vertikale Turbinenwelle ist über eine Ringnut-Verbindung mit einem Druckring oder Druckkragen fest verbunden, der den Axialdruck der Turbinenwelle über einen Spurlager-Laufring auf mehrere Spurplatten überträgt; der obere Gehäusedeckel der Turbine, eine Bodenplatte und eine Seitenplatte des Spurlagergehäuses, die einstückig zusammenhängen, bilden den wesentlichen
Teil dieses Spurlagergehäuses und die Anordnung ist derart getroffen, dass die druckübertragenden Elemente des Spurlagers, d.h. der Spurlagerlaufring und die Spurplatten des Lagers unterhalb der oberen Stirnfläche des oberen Gehäusedeckels der Turbine angeordnet sind.
Weitere Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen vertikalen Kaplan-Turbine werden sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles ergeben, das in der Zeichnung veranschaulicht ist. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen schematischen, (nur einseitig dargestellten) Teil-Axialschnitt durch das Spurlager und den das Spurlager tragenden oberen Gehäusedeckel der Turbine bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
In dem dargestellten Teil-Axialschnitt bezeichnet 1 die vertikale Welle einer Kaplan-Turbine mit erfindungsgemäß angeordneter Spurlagerung. An der Welle 1 ist ein Druckkragen 2 mit Hilfe eines in einer Umfangsnut der Welle sitzenden Bundringes 3 fest verbunden; an der Unterseite des Druckkragens 2 sitzt ein Spurlager-Laufring 4. Unter diesem Spurlager-Laufring 4 sind mehrere Spurplatten 5 höheneinstellbar angeordnet; diese Spurplatten haben die Form von Kreisringsegmenten und nehmen den Axialdruck der Welle 1 auf, der über den Druckkragen 2 und den Laufring 4 auf sie übertragen wird. Die als Kippsegmente oder Keilsegmente ausgeführten Spurplatten 5 sind auf der Bodenplatte 7 des Ringspurlagergehäuses mittels einstellbarer Bolzen 6 abgestützt; die Bodenplatte 7 ist um ein erhebliches axiales Maß gegenüber der oberen Stirnfläche des oberen Gehäusedeckels 9 des Turbinengehäuses 9a nach unten versetzt.
Das Spurlagergehäuse besteht aus der Bodenplatte 7 und einer die äußere Seitenumgrenzung des Gehäuses bildenden Platte 8, die zusammen mit der Bodenplatte 7 einstückig mit dem oberen Gehäusedeckel 9 verbunden ist, um eine besonders gute Steifigkeit der gesamten Turbinenkonstruktion zu ergeben. An einem geeigneten Teil der Seitenplatte 8 ist ein Überwachungsloch 10 vorgesehen, das für Untersuchungen des Lagers und Kontrolle des Öls in dem Lager einen Zugang zu dem Spurlager gewährt. An der Innenseite ist der Spurlager-Gehäuseraum durch eine dünnwandige Flanschbuchse 11 abgeschlossen, die mit ihrem Flansch an der Lagerbodenplatte befestigt ist.
Aus der Beschreibung der erfindungsgemäßen Spurlageranordnung geht hervor, dass - im Gegensatz zu bekannten Konstruktionen - das Spurlager im wesentlichen innerhalb des ringförmigen, oberen Gehäusedeckels (9) der Wasserturbine angeordnet werden und die gesamte Höhe des Maschinensatzes infolgedessen erheblich verringert werden kann. Weiterhin ergibt die einstückige Konstruktion des oberen Gehäusedeckels der Turbine zusammen mit den wesentlichen Teilen des Spurlagergehäuses - die bisher getrennt ausgebildet und miteinander durch geeignete Verbindungsmittel verbunden werden mussten - eine erwünschte hohe Steifigkeit in der Verbindung des Spurlagers mit dem Turbinengehäuse, ohne dass hierzu eine Vergrößerung des Gewichtes notwendig wäre.

Claims (2)

1. Vertikale Kaplan-Turbine mit einem der Turbine und dem mit ihr verbundenen elektrischen Generator gemeinsamen Spurlager, das an einem oberen Gehäusedeckel der Turbine angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine das Spurlager (2, 3, 4, 5, 6) tragende Bodenplatte (7) gegenüber der oberen Stirnfläche des Turbinen-Gehäusedeckels (9) nach unten versetzt ist und mit einer Seitenwand (8) des Deckels (9) ein aus einstückig mit dem oberen Gehäusedeckel der Turbine zusammenhängenden Teilen bestehendes Spurlagergehäuse bildet.
2. Kaplan-Turbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wesentlichen Teile des Spurlagers (4, 5, 6) unterhalb der oberen Stirnfläche des ringförmigen Turbinen-Gehäusedeckels (9) liegen.
DE19631503272 1962-09-05 1963-09-03 Vertikale Kaplan-Turbine Pending DE1503272A1 (de)

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DE (1) DE1503272A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4229772A1 (de) * 1992-09-05 1994-03-10 Asea Brown Boveri Kombiniertes Trag- und Führungslager einer vertikalachsigen Wasserkraftmaschine
EP0754856A2 (de) * 1995-07-15 1997-01-22 Asea Brown Boveri Ag Rohrturbinenanlage

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4229772A1 (de) * 1992-09-05 1994-03-10 Asea Brown Boveri Kombiniertes Trag- und Führungslager einer vertikalachsigen Wasserkraftmaschine
EP0754856A2 (de) * 1995-07-15 1997-01-22 Asea Brown Boveri Ag Rohrturbinenanlage
EP0754856A3 (de) * 1995-07-15 2000-08-16 Asea Brown Boveri Ag Rohrturbinenanlage

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