DE1628103B2 - Lagerung eines rotors einer hydraulischen rohrturbine oder pumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Lagerung eines Rotors einer hydraulischen Rohrturbine oder -pumpe, insbesondere mit verstellbaren Laufradschaufeln sowie mit axial vom Wasser durchströmter elektrischer Maschine, wobei der Rotor fest mit einem Laufradmantel der hydraulischen Maschine verbunden ist und am äußeren Umfang über Lagerrollen od. dgl. gelagert ist.

Bei den bisher ausgeführten Maschinen dieses Typs ist oberwasserseitig ein regulierbarer Leitapparat angeordnet, dessen Leitschaufeln in einem äußeren, feststehenden Leitradring und in einer im Innern des rohrförmigen Strömungskörpers feststehend angeordneten Leitradnabe gelagert sind. Die Leitradnabe wird von Stützschaufehl, die die Nabe mit dem Fundament verbinden, gehalten. Die Verstellung der Leitradschaufeln erfolgt üblicherweise über einen Regulierring.

Unterwasserseitig vom regulierbaren Leitapparat ist das Laufrad angeordnet, dessen Schaufeln in der Nabe fest — oder bei Kaplan-Rohrturbinen drehbar — gelagert sind. An seinem Außenumfang ist das Laufrad mit dem Polradkranz der elektrischen Maschine verbunden. Im Falle der Kaplan-Rohrturbine sind die Laufradschaufeln im Polradkranz drehbar gelagert, wohingegen bei der Propellerturbine die Laufradschaufeln fest mit dem Polradkranz verbunden sind.

Das Laufrad einschließlich des Polradkranzes ist mittels einer Welle einerseits in der Leitradnabe und andererseits in einer Nabe im Saugrohr gelagert. Die Nabe im Saugrohr kann hierbei über Stützschaufeln auf dem Maschinenfundament abgestützt sein. Diese Ausführungsform hat jedoch strömungstechnische und insbesondere maschinenbauliche Nachteile. Infolge der Störung speziell der unterwasserseitigen Strömung wird der Wirkungsgrad der Maschine gesenkt. Im Laufe der Entwicklung ist es zwar gelungen, durch strömungsgünstige Gestaltung der Stützschaufeln die Verringerung des Wirkungsgrades in erträglichen Grenzen zu halten; bei Maschinen mit drehbaren Laufradschaufeln muß nun aber das gesamte Gewicht des Polradkranzes der elektrischen Maschine über verhältnismäßig schwache Drehzapfen der Laufradschaufeln über die Schaufeln bzw. die Laufradnabe übertragen werden. Hierdurch ergibt sich eine sehr starke Belastung der Drehzapfen, die nach Möglichkeit vermieden werden sollte.

Aus der schweizerischen Patentschrift 347 253 ist hierzu eine Rohrturbinen- oder Rohrpumpenanlage bekanntgeworden, bei der auf die Stützschaufeln der Laufradnabe verzichtet wird und bei der der Außenkranz der elektrischen Maschine mit wenigstens einer Lauftrommel ausgerüstet ist, welche außerhalb des rohrartigen Turbinen- bzw. Pumpengehäuses, beispielsweise über Rollen gelagert ist. Hierdurch ergibt sich eine Abstützung des schweren Polrades außerhalb der wasserführenden Strömungswege, wodurch gleichzeitig noch der Vorteil erzielt wird, daß die Lagerung jederzeit von außen zugänglich ist.

Bei der praktischen Verwirklichung dieser Maschinenkonzeption stellt sich die Aufgabe, ein möglichst gleichmäßiges Anliegen aller Lagerrollen auf dem gesamten Teilumfang der Lagerung und damit eine möglichst gleichmäßige Lagerbelastung zu erzielen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Lagerrollen in den Gliedern einer Kette angeordnet sind. Die Kette kann vorzugsweise über Zwischenglieder unmittelbar im Fundament verankert sein. Es ist jedoch auch möglich, die Verankerung an einer geeigneten Stelle des Maschinengehäuses vorzunehmen.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe stellt durch die weitgehende Beweglichkeit der einzelnen Kettenglieder sicher, daß sich sämtliche Lagerrollen selbsttätig an den Umfang der Lagertrommel anlegen. Hierdurch wird das Ziel der gleichmäßigen Belastung aller Rollen in optimaler Weise erreicht. Zur Erzielung größerer Laufruhe kann es vorteilhaft sein, zusätzlich zu den Lagerrollen am äußeren Umfang des Laufradmantels bzw. der darauf angeordneten Laufringe noch Stabilisierungsrollen anzuordnen, die über Zwischenglieder im Fundament abgestützt sind. Diese Stabilisierungsrollen sollen sich vorzugsweise oberhalb der durch die Maschinenachse gehenden Horizontalen befinden.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung ist eine Ausführungsform einer hydraulischen Rohrturbine als Beispiel schematisch dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Ausführung einer Rohrturbine,
F i g. 2 einen schematischen Längsschnitt.
In der Zeichnung ist mit 1 das Laufrad einer Rohrturbine bezeichnet, welches im Innern eines rohrförmigen Kanals 2 angeordnet ist, dessen Oberwasserseite bei 3 und dessen Unterwasserseite bei 4 dargestellt ist.

Das Laufrad 1 ist auf einer drehbaren Welle 5 angeordnet, die ihrerseits in der Nabe 6 gelagert ist, Die verstellbaren Laufradschaufeln 7 sind mit ihren Drehzapfen 8 im Laufradmantel 9 gelagert. Der Laufradmantel 9, der mit seiner inneren Fläche 10 einen Teil des Strömungskanals bildet, ist bei 11 und 12 mittels Schleifdichtungen gegenüber den feststehenden Teilen des Strömungsrohres abgedichtet.

Auf dem äußeren Umfang des Laufradmantels ist der Polradkranz 13 des elektrischen Generators befestigt,, der seinerseits die Rotorwicklung 14 trägt. Bei 15 ist der Statorpolkranz der elektrischen Maschine angedeutet.

Der Laufradmantel 9 ist mit Laufringen 16 ausgerüstet, an deren Umfang die Lagerrollen 17 anliegen. Erfindungsgemäß sind diese Lagerrollen in den Gliedern 18 einer Kette gelagert, die ihrerseits über Zugglieder 19 mit dem Fundament 20 verbunden ist. Die Vorrichtung 17; 18; 19 stellt das gesamte Traglager für den Rotor der hydraulischen und elektrischen Maschine dar.

Zusätzlich zu den Lagerrollen 17 können noch Stabilisierungsrollen 21 am äußeren Umfang des Laufradmantels bzw. der darauf angeordneten Laufringe vorgesehen werden. Diese Stabilisierungsrollen 21 sind über Zwischenglieder 22 im Fundament 20 abgestützt und befinden sich im Ausführungsbeispiel oberhalb der durch die Maschinenachse 23 gehenden Horizontalen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Lagerung eines Rotors einer hydraulischen Rohrturbine oder -pumpe, insbesondere mit verstellbaren Laufradschaufeln sowie mit axial vom Wasser durchströmter elektrischer Maschine, wobei der Rotor fest mit einem Laufradmantel der

hydraulischen Maschine verbunden und am äußeren Umfang über Lagerrollen od. dgl. gelagert ist, dadurchgekennzeichnet, daß die Lagerrollen (17) in den Gliedern (18) einer Kette angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kette über Zwischenglieder (19) im Fundament (20) verankert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den in den Kettengliedern (18) angeordneten Lagerrollen (17) noch fest abgestützte Stabilisierungsrollen (21) für den Laufradmantel (9) vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Achsen der Stabilisierungsrollen (21) oberhalb der durch die Maschinenachse (23) gehenden Horizontalen befinden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen