DE743672C

DE743672C - Stromerzeuger, insbesondere mit Windantrieb sowie mit Innen- und Aussenlaeufern

Info

Publication number: DE743672C
Application number: DEF88084D
Authority: DE
Inventors: Arno Fischer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1940-03-12
Filing date: 1940-03-12
Publication date: 1943-12-30

Description

Stromerzeuger, insbesondere mit Windantrieb sowie mit Innen- und Außenläufern Beim Bau von elektrischen Stron3erzeu:gern, die durch Windflügelräder angetrieben werden, ist es bekannt, den Stromerzeuger als Innen- und Auflenläufermaschine auszubilden und j eden der Läufer durch ein Flügelrad zu betreiben. Die Läufer laufen dabei in entgegengesetzter Drehrichtung zueinander um. Bei diesen bekannten Ausführungen sind die Flügelräder axial hintereinander angeordnet. Der geringe axiale Abstand zwischen den beiden Rädern bringt es bei der Gegenläufigkeit derselben mit sich, daß eine nachteilige Ablenkung des Windes oder eine nachteilige Wirbelbildung zwischen den Rädern in ihrem Überdeckungsbereich eintritt. Solche Ablenkungen und. Wirbel beeinflussen die Betriebsweise der Stromerzeuger in weiten Grenzen ungünstig, ünd -es ist durch die axiale Hintereinanderanordnung der Flügelräder nicht möglich, mit jedem der Räder im Ü.berdeckungsbereich die Windenergie voll auszunutzen. Die Erfindung hat einen elektrischen Stromerzeuger mit Innen- und Außenläufern, die in zueinander entgegengesetzter Drehrichtung umlaufen, zum Gegenstand, und sie besteht darin, daß die Läufer von ineinander drehbar angeordneten Schäufelkränzen :gebildet werden. Dabei ist es gleichgültig, ob die Läufer durch ein flüssiges oder gasförmiges Treibmittel angetrieben werden. Durch die Ineinanderanordnung der die Läufer der elektrischen Maschine antreibenden Schaufelkränze ist ein Überdeckungsbereich zwischen beiden Schaufelkränzen vermieden und es werden die Schaufeln der Kränze von dem Treibmittel voll beaufschlagt.
Der Innenläufer wird bei der erfindungsgemäßen Anordnung von einem mit Außenkranz als Träger es Magnetsystems oder der Leistungswicklung versehenen Schaufelkranz gebildet, dessen Lager in einem gleichmittig im inneren Führungsrohr des Treibmittels liegenden Kapselgehäuse angeordnet ist, wähsend das Magnetsystem oder die Leistungswicklung des Außenläufers innerhalb eines Ringkörpers liegt, der die zu diesem Läufer gehörenden Schaufeln trägt und auf Rollen o. dgl. an dem feststehenden Führungskanal für das Treibmittel gelagert ist. Den das innere Führungsrohr von dem äußeren Führungskanal trennenden Ringkörper wird man,,;: alsKapselgehäuse ausbilden, innerhalb desseg;. gegen das Treibmittel abgedichtet, die vci@ . :beiden Läufern gebildete elektrische Maschine' liegt. Als Stützstreben zwischen den feststehenden Begrenzungsringen der gleichznittig einander zugeordneten Führungskanäle für das Treibmittel dienen die den Schaufelkränzen vor- und gegebenenfalls nachgeordneten Leitschaufeln beider Schaufelkränze. Diese Stützstreben oder Leitschaufeln nehmen die Stromzuführungsleitungen für die elektrische Maschine auf. Die Zu- oder Abführung des Stromes zu oder von den umlaufenden Wicklungen erfolgt mittels Schleifringen, von denen die für den Innenläufer innerhalb des Lagerkapselgehäuses angeordnet sein können, und die für den Außenläufer in dem die elektrische Maschine abschließenden Kapselgehäuse zwischen dem inneren und äußeren Treibmittelführungskanal liegen. Zwischen den beiden Läufern können Rollenführungen vorgesehen sein, die die Läufer gegeneinander abstützen und führen und damit den Luftspalt zwischen beiden gewährleisten. Das äußere Führungsrohr für das Treibmittel wird man zweckmäßigerweise als Gehäuse ausbilden.
Zwischen den beiden Läufern kann eine Kupplung, z. B. eine Zahnradfbersetzung, vorhanden sein, die die Drehzahlabhängigkeit der beiden Läufer während des Betriebes gewährleistet.
Die :beispielsweise Anwendung des Erfindungsgedankens in Verbindung mit einer Windturbine ist in der Zeichnung dargestellt.
Der Innenläufer wird von dem Schaufelkranz a, dem Außenkranz b und den umlaufenden Polen c eines Synchrongenerators gebildet. Das Kapselgehäuse d, das innerhalb des Führungskanales e für das Treibmittel liegt, wird durch die Leitschaufeln f abgestützt gehalten und nimmt die Lager für das Schaufelrad a auf. Es sei angenommen, daß die Beaufschlagung dieses Laufrades cz so erfolgt, daß es sich im Uhrzeigersinn dreht. DerAußenläufer ist auf Rolleng gegenüber dem Innenläufer abgestützt gelagert, und an seinem Ringkörper da. sind die Schaufeln i angesetzt, deren Beaufschlagung so erfolgt, daß der Außenläufer entgegen dein Uhrzeigersinn umläuft. Der elektrische Teil t, dieses Läufers liegt innerhalb des Ringkörpers h. Das den inneren v oin äußeren Windführungskanal trennende Ringgehäuse Z schließt sich an den Außenringkörper b des Innenläufers und den Ringkörper h des Außenläufers an und kapselt die elektrische Maschine gegenüber dem Treibmittel. Das äußere Führungsrohr na bildet das Gehäuse und es ist mit Steuerflächen n versehen, mittels deren sich der aus Stromerzeu-`@.`ger und Windturbine bestehende Maschinensatz:auf die jeweilige Windrichtung einstellt. D 1 #eVerbindun., - zwischen dem innerenKapselgehäuse d, dem die elektrische Maschine enthaltenden Kapse:lgeliä:use l und dem äußeren Führungsrohr nu erfolgt :mittels der Streben f , die gleichzeitig als Leitschaufeln für den inneren und äußeren Schaufelkranz dienen. Das Gehäuse m ist an seiner Stützstrebe o drehbar angeordnet, und zwar derart, daß es sich immer :mit der Einströmöffnung der Führungskanäle der Windrichtung entgegenstellt. Die Schleifringe für die Abnahme des erzeugtenStromes liegen indeznKapselgehäuse! und die Schleifringe für die Zuführung des Erregerstromes in dem Kapselgehäuse d. Selbstverständlich können auch alle Schleifringe in dem Kapselgehäusel angeordnet sein. Die Führung der elektrischen Leitung erfolgt durch die hohl ausgebildeten Streben f und die Tragstütze o.
Die Stromerzeuger .können auch für den Einbau in Unterwasserkraftwerke Verwendung finden. Durch die Ausnutzung der Relativdrehzahl ergeben sich Abmessungen, die bei vorbestimmterDrehzahl undLeistung wesentlich geringer sind als bei Stromerzeugern der bisher bekannten Art mit feststehendem Ständerteil. Die Triebwasserführungsrohre beider Laufschaufelkränze wird man gleichmitti.g ineinander angeordnet an die Schaufelkränze anschließen and in bekannter Weise von dem die Maschinensätze aufnehmenden Bauwerk des Unterwasserkraftwerkes mitbilden. Dadurch, daß der äußereLaufschaufelkranz in einem feststehenden Teil des Trieb= wasserführungsrohres umläuft, ist es lediglich erforderlich, Dichtungs- oder Spaltverringerun.gsmaßnahinenan den Verbindungsstellen zwischen den gegeneinander umlaufenden Schaufelkranzringkörpern und dem die elektrische Maschine gegenüber dem Treibmittel abschließenden Kapselgehäuse zu treffen.
In gleicher Weise wie bei Turbinensätzen kann dieAnordnung der elektrischen Maschine auch bei Pumpensätzen vorgesehen, sein.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Stromerzeuger, insbesondere mit Windantrieb, sowie mit Innen- undAußenläufern, die in zueinander entgegengesetzter Drehrichtung umlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Läufer von ineinander drehbar angeordneten Schaufelkränzen (a, a@ gebildet werden. a. Stromerzeuger nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenläufer von einem mit Außenkranz (Ringkörper b) als Träger des Magnetsystems (c) oder der Leistungswicklung versehenen Schaufelkranz (a) gebildet ist, dessen Lager in einem gleichmitti;g im inneren Führungsrohr (e) des Treibmittels liegenden Kapselgehäuse (d) angeordnet ist, während das Magnetsystem oder die Leistungswicklung (k) des Außenläufers innerhalb eines Ringkörpers (h) liegt, der die zu diesem Läufer gehörenden Schaufeln (i) trägt und auf Rollen o. dgl. an dem feststehenden Führungskanal für das Treibmittel gelagert ist. 3. Stromerzeuger nach den Ansprüchen i und z, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die die Magnetsysteme oder Leistungswicklungen tragenden Ringkörper (b, h) des Innen- und Außenläufers ein gegen das Treibmittel abgedichtetes Kapselgehäuse (Z) anschließt, das die :gleichmittig zueinander angeordneten Führungskanäle für -das Treibmittel voneinander trennt. Stromerzeuger nach ;den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifringe für die- Stromzuführung bzw. -abnahme in dem sich an die Ringkörper (b, h) des Innen- und Außenläufers anschließenden Kapselgehäuse (Z) angeordnet sind. 5. Stromerzeuger nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifringe des Innenläufers in dessen Kapselgehäuse (d) und die Schleifringe des Außenläufers in dem zwischen Innen-und Außenläufer liegenden Kapselgehäuse (Z) angeordnet sind. 6. Stromerzeuger nach den Ansprüchen i ;bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Stützstreben zwischen den feststehenden Begrenzungsringen der gleichmittig einander zugeordneten Führungskanäle die. den Schaufelkränzen (a, i) vor- und gegebenenfalls nachgeordneten Leitschaufeln (f) ..dienen, durch diebeihohlerAusbildung die Zuleitungen zu den Schleifringen geführt sind. 7. Stromerzeuger nach den Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Führungsrohr (m) das Gehäuse bildet und dieses mit seinem Träger (o) verbindet. B. Stromerzeuger nach den Ansprüchen i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenläufer an dem Innenläufer auf Rollen (g) abgestützt ist. 9. Stromerzeuger nach den Ansprüchen i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß beide Läufer drehzahlabhängig, z. B. durch eine Zahnradübersetzung, miteinander gekuppelt sind. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand derTechnik sind imErteilun:gsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschrift ...... Nr. 688 11q.; französische Patentschriften . Nr. 590 878- 933 1o3; USA.-Patentschriften ..... Nr. i go8 627, 2-137738.