DE4139250A1 - Water driven power generator - has wheel of water turbine connected to generator via transmission gear with oil-hydraulic plate coupling between gear and generator - Google Patents

Water driven power generator - has wheel of water turbine connected to generator via transmission gear with oil-hydraulic plate coupling between gear and generator

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DE4139250A1
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Wolfgang Dr Ing Wuehrer
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Sulzer Escher Wyss GmbH
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Sulzer Escher Wyss GmbH
Escher Wyss GmbH
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    • 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
    • F03B15/00—Controlling
    • F03B15/02—Controlling by varying liquid flow
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    • F03B15/06—Regulating, i.e. acting automatically
    • F03B15/18—Regulating, i.e. acting automatically for safety purposes, e.g. preventing overspeed
    • 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
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Abstract

The coupling (9) is so formed that when a specific speed is exceeded it disconnects the generator (8). It is hydraulically operated and has inner and an outer plates which can be pressed against one another by an actuator. A component is provided which unloads the actuator when a predetermined speed is exceeded. The plates of the coupling are made of steel and/or sintered material. USE/ADVANTAGE - To control the function of a generator driven by water power.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wasserkraftanlage mit einer Wasserturbine, an deren Welle über ein Getriebe ein elektrischer Generator angeschlossen ist.The invention relates to a hydropower plant with a Water turbine, on its shaft via a gear box electrical generator is connected.

Bei bekannten Wasserkraftanlagen, beispielsweise bei solchen mit Kaplan-Rohrturbinen mit horizontaler oder vertikaler Welle, sind die Generator/Getriebeverbin­ dungen meist als drehsteife, elastische Kupplungen ausgeführt. Dabei kann das Turbinenlaufrad mit dem Generator direkt durch eine Welle verbunden sein. Die Generator- und die Turbinendrehzahlen sind hierbei gleich groß. Wegen der relativ hohen stationären Durchgangsdrehzahl der Wasserturbinen, beispielsweise der Kaplan-Turbinen, ist eine direkte Verbindung mit dem Generator jedoch nur möglich, wenn dieser ebenfalls für die maximale Drehzahl ausgelegt ist. Dies bedingt eine aufwendige und deshalb teure Einzelanfertigung. In known hydropower plants, for example at those with Kaplan tubular turbines with horizontal or vertical shaft, are the generator / gearbox connection mostly as torsionally rigid, elastic couplings executed. The turbine impeller can Generator directly connected by a shaft. The Generator and turbine speeds are here same size. Because of the relatively high stationary Through speed of the water turbines, for example the Kaplan turbines, is a direct link with the generator is only possible if it is also is designed for the maximum speed. This requires a complex and therefore expensive one-off production.  

Der Generator wird daher meist vom Turbinenlaufrad über ein Getriebe angetrieben, das die Drehzahl der Turbine auf eine übliche Synchrondrehzahl des Generators über­ setzt. Dabei wird die Übersetzung meist so gewählt, daß die Generatordrehzahl einerseits möglichst hoch ist, da der Generator mit zunehmender Nenndrehzahl bei gleicher Leistung kleiner und billiger ausgeführt werden kann, andererseits aber der Generator auch die maximale Durchgangsdrehzahl schadlos aushält, was jedoch die Generatordrehzahl nach oben begrenzt. Bei bekannten Wasserkraftanlagen dieser Art muß daher im Hinblick auf diese gegenläufigen Tendenzen ein Kompromiß für die Generatordrehzahl geschlossen werden, welcher keine optimale Auslegung der Wasserkraftanlage zuläßt.The generator is therefore mostly from the turbine impeller a gearbox that drives the speed of the turbine to a normal synchronous speed of the generator puts. The translation is usually chosen so that the generator speed on the one hand as high as possible is because the generator with increasing nominal speed at same performance smaller and cheaper can be, but on the other hand the generator maximum through speed withstands what however, the generator speed is capped. At Known hydropower plants of this type must therefore A compromise in view of these opposing tendencies be closed for the generator speed, which is not an optimal design of the hydropower plant allows.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vor­ stehend angeführten Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und eine Wasserkraftanlage zu schaffen, welche eine optimale Auslegung des Generators, insbesondere mit Übersetzung auf eine hohe Drehzahl ohne die Gefahr einer Beschädigung bei der Durchgangs­ drehzahl der Wasserturbine gestattet.The invention is based on the object the above-mentioned disadvantages of the prior art to avoid and create a hydropower plant which is an optimal design of the generator, especially with gear ratio to high speed without the risk of damage to the passage speed of the water turbine allowed.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen Getriebe und elektrischem Generator eine unter Last schaltbare Kupplung vorgesehen ist.According to the invention, this object is achieved by that between the gearbox and the electrical generator Switchable clutch is provided under load.

Diese Kupplung ist mit Vorteil so ausgebildet, daß sie bei Überschreiten einer bestimmten Drehzahl den Gene­ rator automatisch oder über einen Regelkreis abkuppelt. This clutch is advantageously designed so that it the genes when a certain speed is exceeded rator uncoupled automatically or via a control loop.  

Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Figur, die eine Wasserkraftanlage mit einer Rohrturbine zeigt, näher erläutert.The invention is based on the accompanying figure, which shows a hydropower plant with a tubular turbine, explained in more detail.

Die Figur zeigt eine Wasserkraftanlage mit einer in einem Strömungskanal 1 angeordneten Wasserturbine 2, beispielsweise vom Kaplan-Typ. Diese weist einen Leitapparat 3 sowie ein Laufrad 4 auf, welches mit einer Welle 5 mit einem zweistufigen Stirnradgetriebe 6 verbunden ist, welches die Turbinendrehzahl auf eine höhere Synchrondrehzahl übersetzt. An die Übersetzungswelle 7 des Getriebes ist ein elektrischer Generator 8 über eine unter Last schaltbare Kupplung 9 angeschlossen.The figure shows a hydropower plant with a water turbine 2 arranged in a flow channel 1 , for example of the Kaplan type. This has a diffuser 3 and an impeller 4 , which is connected to a shaft 5 with a two-stage spur gear 6 , which translates the turbine speed to a higher synchronous speed. An electrical generator 8 is connected to the transmission transmission shaft 7 via a clutch 9 that can be switched under load.

Mit Vorteil kann diese Kupplung 9 als für hohe Drehmomente und hohe Wärmebelastungen geeignete, ölhydraulisch betätigte Sinus-Lamellenkupplung ausgeführt sein. Mit Vorteil wird eine hydraulisch betätigbare Kupplung verwendet, wobei ein äußeres und ein inneres Lamellenpaket mit Hilfe eines Anpreß­ kolbens zusammengepreßt wird. Der Anpreßkolben wird bei Überschreiten einer vorgegebenen maximalen Dreh­ zahl elektrisch und mechanisch mittels eines Regel­ kreises entlastet, wobei die Lamellen nach Entlastung durch Federkraft, vorteilhafterweise durch Wellringe unterstützt, voneinander getrennt werden.This clutch 9 can advantageously be designed as an oil-hydraulically actuated sine multi-plate clutch which is suitable for high torques and high thermal loads. A hydraulically actuated clutch is advantageously used, an outer and an inner disk pack being pressed together with the aid of a pressure piston. The pressure piston is relieved electrically and mechanically by means of a control circuit when a predetermined maximum speed is exceeded, the lamellae being relieved by spring force, advantageously supported by corrugated rings, from one another.

Dadurch wird der Generator abgekuppelt, falls die Turbine auf eine Durchgangsdrehzahl geht. Dies erlaubt es, einen hochtourigen und kostengünstigen Generator zu verwenden, wobei der Generator auch ein Durchdrehen der Turbine schadlos übersteht. This will disconnect the generator if the Turbine goes to a through speed. This allows a high-speed and inexpensive generator use, the generator also spinning the Turbine survives without damage.  

Von Vorteil ist es, um eine besonders gute Wärmefestig­ keit zu erreichen, eine Lamellenkupplung mit Lamellen aus Stahl und/oder Sinterwerkstoffen zu verwenden.It is advantageous to have a particularly good heat resistance speed to achieve, a multi-plate clutch with plates made of steel and / or sintered materials.

Claims (6)

1. Wasserkraftanlage mit einer Wasserturbine (2), an deren Welle (5) über ein Getriebe (6) ein elektrischer Generator (8) angeschlossen ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen Getriebe (6) und elektrischem Generator (8) eine unter Last schaltbare Kupplung (9) vorgesehen ist.1. Hydroelectric power plant with a water turbine ( 2 ), on the shaft ( 5 ) via a gear ( 6 ) an electrical generator ( 8 ) is connected, characterized in that between the gear ( 6 ) and the electric generator ( 8 ) under load switchable clutch ( 9 ) is provided. 2. Wasserkraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kupplung (9) ausgebildet ist, den Generator (8) bei Überschreitung einer vorgegebenen Drehzahl abzukuppeln.2. Hydroelectric power plant according to claim 1, characterized in that the coupling ( 9 ) is designed to uncouple the generator ( 8 ) when a predetermined speed is exceeded. 3. Wasserkraftanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (9) eine hydraulisch betätigbare Lamellenkupplung ist.3. Hydroelectric power plant according to claim 1 or 2, characterized in that the clutch ( 9 ) is a hydraulically actuated multi-plate clutch. 4. Wasserkraftanlage nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kupplung (9) ein inneres und ein äußeres Lamellenpaket aufweist, die durch eine Anpreßeinrichtung aneinander anpreßbar sind.4. Hydroelectric power plant according to claim 4, characterized in that the clutch ( 9 ) has an inner and an outer plate pack, which can be pressed against each other by a pressing device. 5. Wasserkraftanlage nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Einrichtung zur Entlastung der Anpreßeinrichtung bei Überschreitung einer vorgebenen Drehzahl vorgesehen ist.5. Hydroelectric power plant according to claim 5, characterized records that a facility to discharge the Pressure device when a specified one is exceeded Speed is provided. 6. Wasserkraftanlage nach einem der Ansprüche 3-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellenkupplung (9) Lamellen aus Stahl und/oder Sinterwerkstoffen aufweist.6. Hydroelectric power plant according to one of claims 3-5, characterized in that the multi-plate clutch ( 9 ) has plates made of steel and / or sintered materials.
DE4139250A 1991-07-12 1991-11-29 Water driven power generator - has wheel of water turbine connected to generator via transmission gear with oil-hydraulic plate coupling between gear and generator Ceased DE4139250A1 (en)

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CH2079/91A CH684113A5 (en) 1991-07-12 1991-07-12 Hydropower plant.

Publications (1)

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IT (1) IT1255172B (en)

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ES2059237B1 (en) 1997-08-01
ITMI921558A0 (en) 1992-06-25
IT1255172B (en) 1995-10-20
ES2059237A2 (en) 1994-11-01
CH684113A5 (en) 1994-07-15
ES2059237R (en) 1997-01-01
ITMI921558A1 (en) 1993-12-25

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