DE741791C

DE741791C - Wasserstoffgekuehlte elektrische Maschine mit einer Fluessigkeitsdichtung

Info

Publication number: DE741791C
Application number: DES150012D
Authority: DE
Inventors: Charles C Sterret
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1938-05-26
Filing date: 1938-12-31
Publication date: 1943-11-17
Also published as: US2159057A; DE882116C

Description

Die Erfindung betrifft wasserstoffgekühlte elektrische Maschinen mit einer' Flüssigkeitsdichtung für die durch das Maschinengehäuse hindurchgeführte und darin gelagerte Welle. Hierbei strömt die die Wellendurchführung abdichtende Flüssigkeit, soweit sie längs der Welle der wasserstoffgefüllten elektrischen 'Maschine zustrebt, nach Verlassen der Flüssigkeitsdichtung durch, einen druckausgleichenden, in einem U-Rohr untergebrachten Flüssigkeitsverschluß fortlaufend, zu einem Sammelbehälter ab. In dieser Einrichtung wird gleichzeitig der Wasserstoff von der Flüssigkeit abgeschieden. Dadurch ergeben sich verschiedene Vorteile. Alle auf den Verschluß folgenden Rohre, Behälter, Pumpen

u. dgl. brauchen nämlich nicht wasserstoffdicht zu sein. Dies bedeutet eine wesentliche Werkstoffersparnis und außerdem eine erhöhte Betriebssicherheit, da in allen diesen Teilen keine explosiven Gemische, insbesondere durch Undichtheiten, entstehen können. Diese bekannte Anordnung hat jedoch einen wesentlichen Nachteil. Bei Explosionen im Maschinengehäuse wird nämlich die Flüssigkeit aus dem Verschluß herausgeblasen, so daß Wasserstoff aus dem Gehäuse der elektrischen Maschine entweichen und dafür Luft ins Gehäuse eindringen kann. Dies bedeutet einerseits einen Verlust an Wasserstoff, und andererseits entsteht durch das Einströmen von Luft ein explosives Gemisch im Gehäuse.

Dadurch ergibt sich die Gefahr einer neuerlichen Explosion größeren Ausmaßes im Gehäuse. Erfindungsgemäß wird nun eine solche Einrichtung auf einfachste Weise vollständig betriebssicher gemacht, indem dem Flüssigkeitsverschluß ein Zwischenbehälter vorgeschaltet wird, dessen Abfluß so ausgebildet ist, daß, selbst bei einer in der Maschine auftretenden Explosion, infolge Drosselung stets· ίο Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsverschluß vorhanden bleibt.

In Fig. ι der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung dargestellt. Hierbei treibt eine Turbine 2 den Generator ι an, der ein explosionssicheres, wasserstoffgefülltes Gehäuse 3 hat. Die Welle 4 läuft zwischen Generator 1 und Turbine 2 im Lager 6 und ist dort, wo sie das Gehäuse 3 durchdringt, mit einer Flüssigkeitsdichtung 5 umso geben. Als Dichtungsflüssigkeit wird in bekannter Weise Öl verwendet. Das Öl wird in bekannter Weise auch für den Turbinenregler und die Lagerschmierung verwendet. Es wird in einem Behälter 8 aufgespeichert, der mit einem Deckel 9 verschlossen ist. In dem Behälter ist ein System von Ablenkplatten 11 angeordnet, um einen Hilfsbehälter 12 abzuteilen, in dem das Dichtungsöl blasenfrei gesammelt wird.

Zur Schmiereinrichtung für die Lager gehört eine im Hauptteil des Ölbehälters 8 befindliche Pumpe 13, die das Öl durch ein Rückschlagventil 14 und ein Rohr 15 zu den verschiedenen Lagern bringt, wie z. B. bei 16 gezeigt ist. Im Hilfsbehälter 12 sind zwei Pumpen 17 und 18 angeordnet, die durch eine Ölturbine 19 und einem Elektromotor 20 betrieben werden. Sie treiben das Öl durch Rückschlagventile 21 und ein Rohr 23 in eine bekannte mittlere Kammer 24 der Flüssigkeitsdichtung 5. Die Kammer 24 hat am Boden eine Öffnung 25 als Abfluß. Das Öl strömt hauptsächlich durch die Öffnung 25 in eine Kammer 27 im Unterteil des Wellenlagers 6. Zu beiden Seiten der Mittelkammer 24 sind in der Flüssigkeitsdichtung Ringe 26 vorgesehen, um den Ölfluß nach beiden Richtungen längs der Welle 4 einzuschränken. Außerhalb der Flüssigkeitsdichtung S sammelt sich das Öl, das an der Welle entlang strömt, einerseits in der Kammer 27 und andererseits (am wasserstoffseitigen Ende der Dichtung) strömt es in die Kammer 29, aus der es durch ein Abflußrohr 31 in einen Flüssigkeitsverschluß 32 geleitet wird. Dieser hat die Gestalt eines U-Rohres. Das darin gesammelte Öl überwindet den Druckunterschied, der normalerweise zwischen dem Maschineninnern und der Außenluft besteht, durch eine Differenz in der Ölhöhe.33 bis 34. Gleichzeitig wird der Wasserstoff vom Öl abgeschieden. Die Verbindung mit dem Behälter 8 und dem Hilfsbehälter 12 ist durch ein Rohr 35 über ein Filter 36 hergestellt. Der Oberteil des Rohres 35 steht durch ein Rohr 37 über ein normalerweise geöffnetes Rückschlagventil 38 mit der Außenluft in Verbindung. Das Ventil schließt sich nur bei den hohen Explosionsdrücken. Es können auch noch Flüssigkeitsverschlüsse an den Rohren 23 und 31 ange- schlossen sein, wie bei 39 und 39' angedeutet ist.

Xach der Erfindung ist eine zuverlässige Einrichtung vorgesehen, durch die bei einer Explosion im Generator 1 auch bei einem I\ ichtschließen des Ventils 38 verhindert wird, daß das Öl aus dem Flüssigkeüsverschluß 32 herausgeblasen wird und Wasserstoff austreten kann. Diese Einrichtung besteht aus einem Öl speichernden Zwischenbehälter 40, in den ein Abflußrohr 41 mit einem U-förmig gebogenen Ansatzstück 42 hineinragt, das die Flüssigkeitshöhe 43 in dem Behälter 40 begrenzt. Das Abflußrohr 41 geht in den Flüssigkeitsverschluß 32 über. Das Rohr 31 mündet an der Oberseite des Behälters 40 in diesen ein. Am Knie des U-förmig gebogenen Ansatzstückes 42 ist eine enge öffnung 44 vorgesehen. Bei einer Explosion kann der Wasserstoff nicht so schnell durch die öffnung44 entweichen, wie es ihrem Überdruck entspricht, so daß das öl aus dem Behälter 40 durch das Ansatzstück 42 in den Flüssigkeitsverschluß 32 gedrückt wird und somit dort verbleibt. An Stelle der sehr kleinen öffnung 44 kann auch ein selbsttätiges Ventil 45 an dem Knie des Ansatzstückes 42 aufgesetzt sein, wie der Fig. 2 entnommen werden kann. Hierbei ist die Ventilkugel 46 von ihrem Sitz 47 gewöhnlich durch eine Feder 48 abgehoben. ¹Oo Bei Explosionsdruck wird die Ventilkugel 46 dicht auf ihren Sitz 47 gedrückt, so daß der Wasserstoffdurchgang durch die öffnung 49 wesentlich herabgesetzt wird. Im Rohr 41 ist eine Verengung 50 vorgesehen, um die öl- '«5 menge, die bei Explosionsdruck ausströmt, einzuschränken. Die ölmenge im Behälter 40 ist genügend groß und der Abfluß unter Explosionsdruck sehr gering, so daß unter Berücksichtigung der größtmöglichen Dauer des ^uo Explosionsdruckes immer Öl im Flüssigkeitsverschluß 32 bleibt. Außerdem ist ein Ausgleichsrohr 51 zwischen dem oberen Teil des Behälters 40 und dem oberen Teil der Kammer 29 angeordnet, damit das Rohr 31 nicht "5 durch eine Anhäufung von Blasen oder Öl verlegt werden kann.

Claims

Patentansprüche:

i. Wasserstoff gekühlte elektrische Maschine mit- einer Flüssigkeitsdichtung für die durch das Maschinengehäuse hindurch-

geführte und darin gelagerte Welle, wobei die Flüssigkeit vom wasserstoffseitigen Ende der Flüssigkeitsdichtung durch einen druckausgleichenden, in einem U-Rohr untergebrachten Flüssigkeitsverschluß fortlaufend zu einem Sammelbehälter abströmt, dadurch gekennzeichnet, daß dem Flüssigkeitsverschluß (32) ein Zwischenbehälter (40) vorgeschaltet ist, dessen Abfluß so ausgebildet ist, daß, selbst bei einer in der Maschine auftretenden Explosion, infolge Drosselung stets Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsverschluß (32) vorhanden bleibt.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit einer Verengung (50) versehene Abflußrohr (41) innerhalb des Zwischenbehälters (46) (J-förmig und nach unten offen ist und an seinem Knie (42)' entweder eine sehr kleine Öffnung (44) oder ein aufgesetztes selbsttätiges Ventil (45) aufweist.
3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu der von der Flüssigkeitsdichtung (5,26) zum Zwischenbehälter (40) führenden Leitung (29, 31) eine zusätzliche Leitung (51) angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen