DE882116C

DE882116C - Einrichtung fuer eine wasserstoffgekuehlte elektrische Maschine mit einer Stopfbuechse

Info

Publication number: DE882116C
Application number: DENDAT882116D
Authority: DE
Inventors: Malcolm D Ross; Charles C Sterrett
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1938-05-26
Publication date: 1953-05-21
Also published as: US2159057A; DE741791C

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBENAM 6. JULI 1953

S 426p VIIId/2i &

mit einer Stopfbüchse

ist in Anspruch genommen

Die Erfindung bezieht sich auf wasserstoffgekühlte elektrische Maschinen mit einer durch das Gehäuse hindurchgeführten, außen gelagerten Welle und einer Stopfbuchse, die die Welle dort umgibt, wo sie aus dem Gehäuse herauskommt. Gedichtet wird die Durchtrittsstelle durch den Film einer Flüssigkeit, die aus einem Behälter zu dieser Stelle gefördert wird und von beiden Seiten der Stopfbuchse zum Behälter zurückfließt.

Nach der Erfindung sind Vorrichtungen vorgesehen, durch die der Wasserstoffgehalt im Flüssigkeitsbehälter sehr gering gehalten wird, um das Entstehen eines explosiven Gemisches in diesem Behälter zu verhindern. Das wird z. B. dadurch erreicht, daiß! man Gase aus dem Behälter absaugt und Frischluft zuführt, oder dadurch, daß man verhindert, daß' größere Mengen Wasserstoff in den Behälter eindringen. Man kann aber auch mehrere Mittel zugleich anwenden.

In Fig. ι der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Die Turbine 2 treibt den Generator i, der von einem explosionssicheren wasserstoffgefüllten Gehäuse 3 umgeben ist. Die Welle 4 läuft zwischen

Generator ι und Turbine 2 im Lager 6 und ist dort, wo sie das Gehäuse 3 durchdringt, von einer Stopfbüchse 5 umgeben. Als Dichtungsflüssigkeit für die Stopfbuchse 5 ist hier öl verwendet. Das Öl wird auch für den Turbinenregler und die Lager verwendet. Es wird in dem Behälter 8 aufgespeichert, der mit dem 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 die im Hauptteil des Ölbehälters 8 befindliche Pumpe 13, die das Öl über das Rückschlagventil 14 durch das 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 einen Elektromotor 20 betrieben werden. Sie treiben das öl -durch die Rückschlagventile 21 durch das Rohr 23 in die mittlere Kammer 24 der Stopfbüchse 5. Die Kammer 24 hat am Boden eine Öffnung 25, um den Fluß' des Dichtungsöls zur Stopfbüchse zu regeln. Das Öl strömt durch den Durchlaß 25 in die Kammer 27 im Unterteil des Hauptlagers 6. Zu beiden Seiten der Mittelkammer 24 sind in der Stopfbüchse Ringe 26 vorgesehen, um den Ölfluß nach beiden Richtungen entlang der Welle 4 einzuschränken. Auf der Laufseite der Stopfbüchse 5 sammelt sich das öl, das die Welle entlang strömt, in der Kammer 27, während es auf der Wasserstoffseite in die Kammer 29 strömt, aus der es durch ein Abflußrohr 31 in eine Ölfangvorrichtung 32 geleitet wird. Diese hat die Gestalt eines U-Rohres. Das darin gesammelte Öl überwindet als Flüssigkeitsverschluißi den Druckunterschied, der zwischen dem Maschineninnern und der Außenluft besteht, durch eine Differenz in der Ölhöhe 33-34 im U-Rohr 32. Gleichzeitig wird der Wasserstoff vom Öl abgeschieden. Die Verbindung mit dem Behälter 8 und dem Hilfsbehälter 12 ist durch das Rohr 35 über den Filter 36 hergestellt. Der Oberteil des Rohres 35 steht durch das Rohr 37 über das normalerweise geöffnete Rückschlagventil 38 mit der Außenluft in Verbindung. Das Ventil schließt sich nur bei den hohen Explosionsdrücken. Es können auch noch andere Stopfbüchsen an den Rohren 23 und 31 angeschlossen sein, wie bei 39 und 39' angedeutet ist.

Nach der Erfindung ist eine zuverlässige Einrichtung vorgesehen, durch die bei einer Explosion im Generator 1 auch beim Steckenbleiben der Ventile verhindert wird, daß; das Öl aus dem U-Rohr 32 gebläsen wird und Wasserstoff austreten kann. Diese Einrichtung besteht aus einem ölbehälter 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 die Ölfangvorrichtung 32 über.

Das Rohr 31 mündet an der Oberseite des Behälters 40 in diesen ein. Am U-förmig gebogenen Ansatzstück 42 ist oben eine enge öffnung 44 vorgesehen. Bei Explosionsdruck kann der Wasserstoff nicht schnell genug durch die Öffnung 44 entweichen, wie es dem Überdruck entsprechen würde, so daß das öl aus dem Behälter 40 durch das Rohr 42 in die Ölfangvorrichtung 32 gedrückt wird, um Öl innerhalb des U-Rohres 32 zu erhalten. Die Öffnung 44 kann entweder ein kleines Loch sein, wie in Fig. 1 gezeigt, oder es kann z. B. ein Kegelventil nach Fig. 2 sein. Die Ventilkugel 46 ist von ihrem Sitz 47 normalerweise durch eine Feder 48 abgehoben. Bei Explosionsdruck wird die Ventilkugel 46 dicht auf ihren Sitz 47 gedrückt, so daß der Wasserstoffdurchgang durch die Öffnung 44 wesentlich herabgesetzt wird. Im Rohr 41 ist eine kleine Öffnung 50 vorgesehen, um die ölmenge, die bei Explosionsdruck ausströmt, einzuschränken. Die Ölmenge im Behälter 40 ist genügend groß¹ und der Abfluß unter Explosionsdruck sehr gering, so daß' unter Berücksichtigung der größtmöglichen Dauer des Explosionsdruckes immer Öl im Rohr 32 ist. Damit das Rohr 31 nicht durch eine Anhäufung von Blasen oder öl verlegt werden kann, ist ein Ausgleichsrohr 51 zwischen dem oberen Teil des Behälters 40 und dem oberen Teil der Kammer 29 angeordnet.

Neben der beschriebenen Vorrichtung, die den Eintritt von Wasserstoff in den Behälter hindert, sind Anordnungen getroffen, um Luft durch die Schmiereinrichtung in solchen Mengen einzusaugen, daß der Wasserstoff, der sich in den Rohren in den Lagergehäusen und in den Behältern 8 und 12 befindet, vollständig verdünnt wird. Der Hauptbehälter 8 und der Hilfsbehälter 12 sind miteinander durch Öffnungen 52 und 53 verbunden. Nach der Erfindung wird durch die Lüfter 55 und 56, die auf denselben Wellen wie die Pumpen 17 und 18 sitzen, Gas aus dem oberen Teil des Hilfsbehälter r2 und des Behälters 8 angesaugt und durch das Rohr 57 nach außen geblasen. Die ölturbine 19 wird durch Drucköl getrieben, wenn die Turbine 2 in Gang ist. Um auch bei Stillstand der Turbine den Gang der Lüfter 55 und 56 zu ermöglichen, ist der Elektromotor 20 vorgesehen, der automatisch in Betrieb gesetzt wird, wenn der Öldruck in der Ölturbine 19 fällt. Der Elektromotor kann auch als zusätzlicher Antrieb während des Ganges der Ölturbine laufen. Damit jede Ansammlung von Wasserstoff im Oberteil des Behälters 8 verhindert wird, ist z. B. das Loch 58 oder es sind kleine öffnungen am Rande des Deckels vorgesehen. ,

Durch die Öffnung 60 im Lagergehäuse wird Frischluft von außen eingesaugt, strömt durch die Kammer 27 und zugleich mit öl durch das breite Rohr 61 und das Filter 62 in den Behälter 8. Luft kann auch durch das Rohr 61 angesaugt werden, weil das Rohr 61 wegen seiner Breite nicht immer mit Öl gefüllt ist. Am Horizontalteil 61' des Rohres 61, durch das das Öl wegen seines Eigengewichts fließt, wird über ein Anschlußrohr 64 und kleine öffnungen 65 öl abgezapft. Dieses fließt durch das Filter 36 in den Hilfsbehälter 12, in dem das öl z.B. die Höhe 66 hat. Vom Behälter 12 besteht eine Verbindung 6y zum Behälter 8, so daß ein ölstand 68 in diesem aufrechterhalten wird.

An den Rohren 15 und 61 können auch andere Lager angeschlossen sein, wie bei 70 und 71

angedeutet ist. Durch das Ansaugen der Luft wird verhindert, daß Öldampf bei 72 aus dem Lagergehäuse tritt.

Durch die Anordnung von Labyrinthdichtungen 74 und eines Rohres 75, das mit dem Hochdruckraum des Generatorgehäuses in Verbindung steht, wird der Öleintritt von der Stopfbüchse 5 in den Generator 1 verhindert.

Claims

Patentansprüche·

1. Einrichtung für eine wasserstoffgekühlte elektrische Maschine mit einer Stopfbüchse für eine durch das Gehäuse durchgeführte und außen gelagerte Welle, wobei als Dichtung der Film einer Flüssigkeit dient, die aus einem Behälter zur Dichtungsstelle gefördert wird und von beiden Seiten der Stopfbüchse zum Behälter zurückfließt, dadurch gekennzeichnet, daß¹ die Wasserstoffseite der Stopfbüchse (5) mit dem Flüssigkeitsbehälter (8) über einen Zwischenbehälter (40) in Verbindung steht, der zur Drosselung des Abflusses der Flüssigkeit derart kleine öffnungen besitzt, daß die Menge der normalerweise darin aufgespeicherten Flüssigkeit stets so groß ist, daß ihr Abfluß bei einer Explosion langer dauert als im äußersten Fall die von einer Explosion in der wasserstoffgekühlten Maschine herrührenden außergewöhnliehen Drücke vorherrschen können.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß das Abflußrohr (41) im Zwischenbehälter (40) ein U-förmig gebogenes, nach unten offenes Ansatzstück (42) hat.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am U-förmigen Ansatzstück (42) oben eine sehr kleine Öffnung (44) vorhanden ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am U-förmigen Ansatzstück (42) oben ein Rohransatz mit einem Ventil (46-48) vorgesehen ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abflußrohr (41) im Innern des Zwischenbehälters (40) in der Nähe des Behälterbodens eine Öffnung (50) hat.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch auch bei Stillstand der wasserstoffgekühlten Maschine arbeitende Einrichtungen, z. B. Lüfter (55, 56), durch die das im Behälter (12) angesammelte Gas-Luft-Gemisch an einen sicheren Ort befördert wird.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Öffnungen (58) im Behälter (S), durch die Frischluft eintreten kann.

8. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Öffnung (60) im Lagerkörper, durch die Luft ins Lagergehäuse eintritt.

9. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein weites Ölrückflußrohr (61), durch das auch Luft aus dem Lagergehäuse in den Ölbehälter (8) strömt.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen

5240 6.53