DE1503274A1 - Aus einer Wasserturbine und einem elektrischen Generator bestehender Maschinensatz - Google Patents

Description

• Aus einer Wasserturbine und einem elektrischen Generator bestehender Maschinensatz

  Die Erfindl-in£,- bezieht sich auf Ilzylindrischell

  Wasserturbinen, wie sie in Maschinensätzen verwendet

  werden, bei denen eLn elektrischer Generator entweder

  direkt oder über ein die Drehzahl erhöhendes Getriebe

  mi-i. der Welle e.i-ner Wasserturbine gekuppelt ist und

  ein Wasserstrqm durch einen ringförmigen Durchfluß-

  raum zwischen einem äußeren Gehäuse und einem inneren,

  den Generator enthaltenden Gehäuse in den Läufer der

  -dasserturuinen strömt,

  Ein derartiger Wasserturbinen-Maschinensatz ist

  in der Zeichnung veranschaulicht; es #e#üen:

  l'ii#. 1 einen schematischen vertikalen L:ingsschniüt

  durch e.«Lne Ilzylindrischel' WasserLurhine mit

  deren Genej.-ator;

  l'ige 2

  und 4 schematische Querschnitte nach der Schnitt-

  linle A-A der Fig. 1, wobei die 2ig. 2 dLie

  Konstruktion eines bekannten und die Pig- 4

  die Konstruktion eines erfinduni#s#,ernüßnn

  Wasserturf)Lnen-Maschinensatzes darstellt;

  Fig, 3 eine waagerecht geschnittene Aufsicht auf die Abstützung für das innere Gehäuse mit den Leitschaufeln der Turbine nach Pig. 2 und Fig. 5 die entsprechende Anordnung der Ab- stützung für das innere Gehäuse,mit den beweglichen und festen Laufschaufeln für einen Maschinensatz nach Fig. 4.
• Bei zylindrischen Wasserturbinen-Maschinensätzen derjenigen Art, auf die sich die Erfindung bezieht,ist es von großer Wichtigkeit, in welcher Weise das innere, den Generator enthaltende Gehäuse innerhalb der dieses Gehäuse umgebenden Wasserströmung abgestützt und festgelegt wird. In der letzten Zeit sind unterschiedliche Anordnungen vorgeschlagen worden, um diese Aufgabe zu lösen. Die Fig. 2 zeigt eine der vorgeschlagenen Anordnungen. Bei dieser Maschinenausführung wird das innere Gehäuse von zwei Abstützungen gehalten, und zwar einer oberen und einer unteren Abstützung; die untere Abstützung 9 ist senkrecht unterhalb des zentralen Teils des inneren Gehäuses 6 angeordnet* Wie man aus den Fig. 2 und 3 , welche die Querschnitte der unteren Abstützung zeigen, erkennt, ist diese AbstUtzung in ihrer Breite relativ groß* Infolgedessen muß man das Querschnittsprofil der Ab- stützung strömungsgünstig, d2h* flügelähnlich ausbilden, damit die Wasserströmung um dieses Profil herum in dem Auslaßabschnitt der Leitschaufeln der Wasserturbine so gleichmäßig wie möglich verläuft. Selbst wenn man der Abstützung ein solches strömungsgünstiges Profil gibt, ist es jedoch wegen der großen Dicke des Profils praktisch unmöglich, den störenden Einfluß der Ab- stützung auf die Wasserströmung vollständig zu vermeiden. Daher tritt unmittelbar hinter dem Einlauf des Wassers in den Bereich der Schaufeln des Turbinenläufers eine Turbulenz in der Wasserströmung auf, die eine Vibration der Wasserturbine und eine Verringerung des Wirkungsgrades bewirkt, Dies bedeutet einen großen nachteil der Wasserturbine dieser Art.
• Es sind auch hydroelektrische Maschinensätze bekannt, bei denen das innere Gehäuse mit dem äußeren Gehäuse mittels mehrerer um den gesamten Umfangsbereich der Gehäuse verteilten Rippen und einer Hohlrippe aus Stahlplatten oder aber mittels einer oder zwei oberer Rippen und zwei unte-er Rippen ebenfalls aus Stahlplatten verbunden ist, wobei die unteren Rippen unter dem unteren Gehäuse längs , jedoch nicht parallel zueinander verlaufen. Diese Verbindungs- bzw, Abstützungsart weist den Nachteil auf, daß Vibrationen in der Stützkonstruktion kaum zu vermeiden sind und daher keine feste und sichere Halterung der Turbine ermöglicht wird, Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abstützung zu schaffen, bei der Vibrationen der Wasserturbine und eine Verringerung des Wirkungsgrades durch den Aufbau der Stützelemente weitestgehend vermieden werden.
• Eine Lösung dieser Aufgabe ergibt sich bei einem aus einer Wasserturbine und einem elektrischen Generator bestehenden Maschinensatz mit einem horizontal innerhalb eines im wesentlichen zylindrischen Gehäuses angeordneten Generator, einem mit dem Generator gekuppelten, an dem Ende des Gehäuses drehbar gelagerten Turbinenläufer, einem äußeren Gehäuse, welches das erste Gehäuse mit allseitigem Abstand umgibt und mit ihm einen ringförmigen Wasserdurchla begrenzt, in dem das Wasser parallel zu der Achse des ersten Gehäuses und des Läufers diesem zugeleitet wird, und mit einer Abstützung für das erste Gehäuse im wesentlichen dadurch, daß die Abstützung aus zwei im wesentlichen gleichen, parallelen , unterhalb des ersten Gehäuses angeordneten Stützprofilen geringer, sich verändernder Breite besteht, welche einen weiteren freien Raum zwischen sich bilden, der einen weitereng sich in Längsrichtung der Achse des ersten Gehäuses erstreckenden Wasserdurchlaß darstellt,und daß die Stützprofile und das äußere Gehäuse einatückig ausgebildet und aus dem gleichen Stoff zusammengesetzt einde

  Die vorteilhafte Wirkung dieser erfindungsgemäßen

  Ausführung ergibt sich aus der folgenden Beschreibung

  der in der Zeichnung dargestellten Ausführungeformen

  eines bekannten (Fig. 1 bis 3) und eines erfindungs-

  gemäßen (Fig. 1, 4 und 5) Wasserturbinen-Maschinen-

  satzese

  Nach der Fige 1 der Zeichnung ist der Wasser-

  turbinenläufer 1 direkt mit dem Rotor 4 eines elek-

  trischen Generators über die Wasserturbinenwelle 2

  und die Generatorwlle 3 gekuppelt. Die Wasserturbinen-

  welle 2 und der Generator sind in einem inneren, im

  wesentlichen zylindrischen, an seiner Vorderseite ab-

  gerundeten und an seiner Rückseite sich verjüngenden

  Gehäuse 5 untergebracht* Dieses innere Gehäuse 5 ist

  mit allseitigem radialen Abstand von einem äußeren

  Gehäuse 6 umgeben, das zusammen mit dem inneren Gehäuse

  einen ringförmigen Wasserdurchlaß begrenzt, durch den

  die Wasserströmung den festen Leitschaufeln 7 zuge-

  leitet wird, hinter denen ein Kranz von verstellbaren

  Leitschaufeln 8 angeordnet ist, die eine Regelung des

  Wasserzuflusses zum Turbinenläufer 1 gestatten*

  Daß innere Gehäuse 5 ist durch eine untere Ab-

  stützung 9 und eine obere Abstützung 10 innerhalb des

  Wasserdurchlasses bzwe des äußeren Gehäuses featge-

  legt.

  Bei der bekannten Ausführung des Waaserturbinen-

  satzes nach den Fig, 2 und 3 ist vor allem die untere

  Abstützung 9 als ein massiver, im Querschnitt etwa tropfenförmiger Stützkörper ausgebildet, während bei der erfindungsgemäSen Ausführung des Maschinensatzes -nach den Fig. 4 und 5 die untere Abstützung in zwei zueinander parallele Stützprofile 11 und 12 aufgeteilt ist, die eine verhältnismäßig kleine Profilbreite haben und aus dem gleichen Stoff wie das äußere Gehäuse 16, z.B, aus Beton bestehen* Die Stützprofile sind einstückig mit dem äußeren Gehäuse ausgebildet und ragen vcn diesem nach außen parallel unterhalb eines inneren Gehäuses 13, wobei zwischen ihnen e-.*Ln Wasserdurchlaß 14 freible.Lbt, der sich in längsrichtung der Achse des inneren Gehäuses 13 erstreckt. Auch die obere Abstützung 15 ist schmaler als die Abstützung 10.
• Dadurch, daß bei dem erfindungegemäß ausgeführten Maschinensatz das innere Gehäuse 13 durch zwei verhältnismäßig schmale, in bezug auf die WaBserströmung günstig profilierte Stützkörper 11 und 12 getragen wird, deren Profilbreiten bl zusammen kleiner sind als die Gesamtbreite b der Abstützung 9 nach den Fig. 2 und 3, ergibt sich zwischen diesen beiden Stützkörpern ein verhältnismäßig breiter Wasserdurchlaß 14, der senkrecht unter dem mittleren Teil des inneren Gehäuses 13 liegt, Die Abstützkörper 11 und 12 die festen Leitschaufeln 7 und die verstellbaren Leitschaufeln 8 sind räumlich zueinander in der Weise angeordnet, wie es die Fige 5 zeigte Ein Vergleich der Fi,-). 3 und 5 läßt ohne weiteres erkennen, daß man durch die erfindungsgemäße Aufteilung der unteren AbstUtzung des inneren Gehäuses eine ganz wesentlich gleichmäßigere Verteilung der Strömung innerhalb der Leitschaufeln 8 und damit auch eine praktisch völlig gleichmäßige Strömung im Bereich der laufschaufeln des Turbinenläufers 1 erhält. Wegeft der geringen Breite der beiden flügelähnlich profilierten Abstützkörper 11 und 12 tritt keine wesentliche Störung oder Wirbelbildung in der Wasserströmung auf; der größere Querabstand der beiden Stützkörper ergibt dennoch eine sichere und stabile Abstützung des inneren Wasserturbinengehäuses, Die Wasserturbine ist frei von irgendwelchen unerwünschten Vibrationen und kann mit hohem Wirkungegrad arbeiten, zumal die unteren Abstützungen nur eine kleine hydraulische Reibung ergeben*

Claims (1)

1. Patentansp,ruch Aus einer Wasserturbine und eineK elektrischen Generator bestehender Maschinensat-- mit einem horizontal innerhalb eines im wesentlichen zy- linderischen Gehäuses angeordneten Generator, einem mit dem Generator gekuppelten, an dem Ende des Gehäuses drehbar gelar LD _Gerten Turbinenläufer, einem äußer--n Gehäuse, welches das erste Gehäuse mit aliseitigem Abstand um-iit und mit ihm einEn rin#-,f#irmii-en Wasserdurchlaß begrenzt, in dem das Wasser parallel Zu der Achse des ersten Gehäuses und cteo Läufers diesem zuL#eleitet wird, und mil. einer ji#-,s-1.-litzutig für das erste Gehäuse, d a d u r c li e- k e n n z e i c li n e t, daf3 die Abstützung aus zwei. im wesentlichen gl.e"eiicn , parallelen, des ersten Gehäuses (13) angeordneten (11,12) geringer, sich verändernder ,#rei-te (b1) besteht, welclie einen weiteren freien Raut##i (14) Zwisehen sich t"'Llden, der einen weiteren, Ai 1.,iiii;-srichti.ini"# der Achse des ersten Gehäu--us erstr#Dokenden'Wasserdurchlaß darstellt, und daß die Stützpr#file und das äußere Gehäuse (16) einstUckig und aus dem gleichen Stoff zusammenge- setzt sinde