DE764219C

DE764219C - Antrieb fuer die Leitschaufeln bei Turbinen oder Pumpen

Info

Publication number: DE764219C
Application number: DEF90653D
Authority: DE
Inventors: Arno Fischer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1941-10-12
Filing date: 1941-10-12
Publication date: 1953-05-04

Description

Antrieb für die Leitschaufeln bei Turbinen oder Pumpen Es sind Kreiselmaschinen bekannt, bei denen das Laufrad innerhalb eines Kapselgehäuses in dem Führungsrohr für das antreibende oder zu fördernde Medium gelagert ist. Solche Kreiselmaschinen haben als Turbinenaggregate besonders beim Bau von Unterwasserkraftwerken Anwendung gefunden. Dabei ist es gleichgültig, ob die von dem Turbinenfaufrad angetriebene elektrische Maschine mit der Laufradwelle gekuppelt in dem Lagerkapselgehäuse, d. h. vom Triebwasser umflossen, angeordnet ist, oder ob sie außerhalb des Triebwasserführungsrohres liegt und z. B. ihre umlaufenden Pole von einem einen Teil des Triebwasserführungsrohres bildenden Außenkranz des Turbinenlaufrades mitgetragen werden. Für die erwähnten Kreiselmaschinen ist es auch schon bekanntgeworden, Leitapparate mit verstellbaren. Leitschaufeln vorzusehen. Die Leitschaufeln sind dabei bevorzugt in Drehzapfen an dem Lagergehäuse des Laufrades und an dem Führungsrohr für das Triebwasser od. dgl. gelagert. Vorhandene Vorschläge gehen dahin, bei den an dem Lagergehäuse des Laufrades in Drehzapfen geführten Leitschaufeln den Antrieb der Schaufeln für ihre Verstellung vom Inneren des Laufradlagergehäuses aus vorzunehmen. Bei Aggregaten mit Lagergehäusen y erhiUtnismäßig kleiner Abmessungen bereitet die -Unterbringung der für die Verstellung der Leitschaufeln erforderlichen Antriebsmittel Schwierigkeiten.
Die Erfindung ergibt die besonders vorteilhafte Ausnutzung des Laufradlagergehäuses für die Unterbringung des Schaufelt-: rstellniotor s und der L`bertragungsmittel zwischen den Schaufeldrelizapf°n und dem Motor. Erfindungsgemäß bildet die Abschlußkappe des Laufradlagergehäuse: den Zylinder für den livdraulisclieti Leitschaufelversteihnotor. Zur Erzielung eines inögliclist großen, wirksamen Kolbendurchmessers sind die Lbertragungsmittel zwischen dem Kolben des Verstellmotors und dem Leitschaufeldrehzapfen in eine ausspartnig dos Kolbens verlegt, und es sind diese Mittel von an die Leitschaufeldrehzapfen angesetzten Verstelie@zentern gebildet, die für ihre Mitnahme bei der Verschiebung des Kolbens mit Mitnehmerbolzen in eine Ringnut, die innerhalb der Ringaussparung liegt. eingreifen. Es wird für die L nterbringung der L:bertr agungsinittel kein Raum innerhalb des Lagergehäuses beansprucht, der eine Verkleinerung der wirksamen Kolbenfläche bedingt, der Kolben kann vielmehr einen Durchmesser erhalten, der gleich dem inneren Durchmesser des zur Bildung des Verstellzvlinders benutzten Laufradlagergehäuseteiles ist. Der Gesamtaufbau des Verstel_lantriebes ist ein sehr einfacher. wodurch eine erhöhte Betriebsbereitschaft gegenüber anderen bekanntc-n Leitschaufelverstellantrieben gigeben ist.
Der Versteliantrieb nach der Erfindung eignet sich besonders auch für die Ausnutzung des Druckgefälles des Triebwassers einer Turbine oder des Förder:,.-assers einer Pumpe als Antriebskraft für den Schaufelverstelltnotor. weil finit den vorhandenen großen Kolbenflächen eine geniigende Verstell_kraft erzielbar ist. Dabei wird die Verstellbewegung des Kolbens, wie bekannt, in Abhängiglzeit von dem Turbinenregler gesteuert, indem dieser die Verschlußorgane, z. B. Ventile, in den Zuführungsleitungen zwischen dein Wasserführungsrohr und dem Zylinderraum betätigt. Diese Zuführungsleitungen können bei der direkten Verwendung des Kapselgehäuses als Zylinder für den licdratzlisclienAntrieb auch nur von in der Kapselgehäusewand vorgesehenen Ein- und Auslaßättnungen gebildet sein. Die an den Zylinderraum ang:schlossenen Druckentlastungsleitungen wird man, z. B. bei der Verwendung der er findungsge mäßen Anordnung in Unterwasserki-aftv-erl@en mit innerhalb des Wehrkärperbauwerks angeordneten Maschinenaggregaten. in den bei solchen Werken vorhandenen Pumpensumpf münden lassen. Bei einem solchen Betrieb des Leitschaufelverstellmotors ist bevorzugt an Wasserkraftwerke -edacht. die mit einem entsprechend hohen Gefällsdruck betrieben «-erden. Durch die Speisung des Drtlckzvlinderantriebes fürdieSchaufelverstellung mit dem Triebwasser der Turbine steht für diese Verstellung ein dem Antriebsgefälle entsprechender Druck zur Verfügung, der in den meisten Fäl_en, bei Beachtung der Verwendungsinäglichkeit von Kolben mit einem verliiiltnismä ßig großen Durchmesser, für die SchauielverstelIung ausreicht. Bei entsprechender Bemessung und Anordnung des Kapselgehäuses für die Laufradlagerung kann auch die unterwasserseitige Absclilußkappe des Gehäuses als Zylinderraum ausgebildet und als socher an die Stauwasserseite des Triebwasserführungsrohres über Leitungen angeschlossen sein. Der so gewonnene Druckzylinderantriel> kann für die Verstellung der \ achleitschaufeln oder der Laufradschaufeln neben der getrennt vorgesehenen Verstellung der Vorleitschaufeln dienen.
Ein Ausiiihrungsbeispiel des Erfindungsgedankens ist in der Zeichnung dargestellt. Die --1#bschltißlcappe a des Kapselgehäuses b für die nicht dargestellte Laufradlagerung ist durch die Streben c gegenüber dem Wasserführungsrolir d . abgestützt gehalten. Diese Kappe a. dient als Lagerung für die Drehzapfen e der Leitschaufeln f, und sie bildet auch den Zylinderraum g für den Leitschaufelverstellmotor. Der aus montagetechnischen Gründcn aus den Teilen la und i zusammengesetzte Kolben ist, gegen -Verdrehung gesichert, an den Ansätzen k und I der Zvlinderraumdeckel m und a geführt, und die Bohrung o bildet den Zu- und Abströinkanal zu bzw. von dem laufradseitigen Zylinderraum. 'Mit der Bohrung p ist der oberwasserseitige Zylinderraum und mit der Bohrung o der lauiradseitige Zylinderrattm an die Zu- und Ableitungen v und w für das Antriebsmedium in bekannter Weise umsteuerbar angeschlossen. Die Verstellhebel q der Leitschaufeln fliegen in der Ringaussparung r des Kolbens lt, i. und sie greifen mit ihren EZzenterboIzen s, in Gleitsteinen t geführt, in die Zylindernut tt ein. Durch diese Verbindung zwischen den Schaufeln f und dem Kolben lt. i führen die Schaufeln f bei einer Hubbewegung des Kolbens die gewünschte Verstellbewegung aus. Der Vorteil der Erzielung verhältnismäßig großer wirksamer Kolbenflächen bei der Benutzung des Kapselgehäuses als Zylinderrauen ist, wie aus dem gezeigten Ausführungsbeispiel erkennbar, auch bei solchen Kreiselmaschinen zti verwirklichen, bei denen der Antrieb für die LeitoderLaufradverstellung uuterBenutzungeiner besondren Druckerzeugungsanlage, z. B. mittels Drucköl, erfolgt. Es ])rauchen nur die Zylinderriiuine mit ihren Bohrungen o und p iiher die Leitungen v und «, die in bekannter Weise durch die hohlen Stützstreben c geführt sind, an die Speiseleitung der außerhalb des Kapselgehäuses aufgestellten Druckanlage angeschlossen sein.

Claims

PATENTANSPRUCI3: Antrieb für die Leitschaufeln bei Turbinen oder Pumpen mit in einem Kapselgehäuse innerhalb des Führungsrohres für das antreibende oder zu fördernde Medium gelagertem Laufrad und von dem Kapselgehäuse aus angetriebenen Leitschaufeln, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußkappe (a) des Laufradlagergehäuses (b) den Zylinder des Leitschaufelverstellmotors bildet, die Verstellexzenter (q) der Leitschaufeldrehzapfen (e) in einer Ringaus= sparung (y) des Kolbens (h, i) liegen und die Bolzen (s) der Verstellexzenter (q) zur Mitnahme der Exzenter (q) bei der Verschiebung des Kolbens ('h, i) in eine Ringnut (u) des Kolbens (h, i) eingreifen. ZurAbgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschrift Nr. 141 21d..