NO140354B

NO140354B - HYDRAULIC MACHINE.

Info

Publication number: NO140354B
Application number: NO4755/73A
Authority: NO
Inventors: Michel Fauconnet
Original assignee: Charmilles Sa Ateliers
Priority date: 1972-12-14
Filing date: 1973-12-13
Publication date: 1979-05-07
Also published as: JPS4987933A; SE402328B; IT999910B; DE2363166C3; FR2330277A5; RO64407A; NL7317149A; CS189621B2; DD109713A5; NO140354C; AT328997B; PL85749B1; IN139593B; US3897167A; BR7309747D0; ATA1041673A; CH560323A5; BE808560A; AU469511B2; FI54734C

Description

Oppfinnelsen angår en hydraulisk maskin innrettet for energi-overføring ved samvirke mellom pumpe og turbin. En sådan maskin, kjent under navnet "Isogyre" (varemerke) omfatter en hydraulisk turbin og en pumpe sammenbygget til en kompakt enhet forsynt med et særegent spiralformet hydraulisk kammer eller såkalt spiralhus. Løpehjulene for henhv. turbinen og pumpen er montert på en felles akse med pumpens innløp og turbinens utløp orientert i innbyrdes motsatt retning. Skovel-føringen for nevnte løpehjul er utført for samme rotasjonsretning ved turbindrift og pumping. Den ensartede rotasjonsretning for en sådan maskin er gjort mulig, på tross av bare et eneste spiralhus, ved hjelp av strømningsavbøyning i retning av tangensialkomponenten for vannstrømningen i spiralhuset, idet nevnte strømningsavbøyning frembringes enten mellom huset og turbinhjulet, eller mellom pumpehjulet og spiralhuset. The invention relates to a hydraulic machine designed for energy transfer through cooperation between pump and turbine. Such a machine, known under the name "Isogyre" (trademark) comprises a hydraulic turbine and a pump combined into a compact unit provided with a distinctive spiral-shaped hydraulic chamber or so-called spiral housing. The running wheels for the respective the turbine and the pump are mounted on a common axis with the pump's inlet and the turbine's outlet oriented in mutually opposite directions. The vane guide for said impeller is designed for the same direction of rotation during turbine operation and pumping. The uniform direction of rotation for such a machine is made possible, despite only a single spiral housing, by means of flow deflection in the direction of the tangential component of the water flow in the spiral housing, said flow deflection being produced either between the housing and the turbine wheel, or between the pump wheel and the spiral housing.

Denne kjente maskin omfatter videre anordninger (f.eks. forede sluser) som muliggjør adskillelse av spiralhusets indre rom fra rotasjonsrommet for pumpehjulet, henhv. turbinhjulet. Det vil således være mulig å koble ut pumpen under turbindrift og turbinen under pumping, med det formål å unngå energitap ved parasittstrømninger. This known machine further comprises devices (e.g. lined sluices) which enable separation of the inner space of the spiral housing from the rotation space for the impeller, respectively. the turbine wheel. It will thus be possible to switch off the pump during turbine operation and the turbine during pumping, with the aim of avoiding energy loss due to parasitic currents.

I de maskiner av denne art som er hittil foreslått eller til-virket, er pumpehjulet og turbinhjulet anordnet hovedsakelig symmetrisk i forhold til medianplanet for spiralhuset samt plassert så nær dette plan som mulig. De hydrauliske strømningskanaler som forbinder spiralhuset med turbinhjulet på den ene side og pumpehjulet med huset på den annen side, In the machines of this type that have been proposed or manufactured so far, the pump wheel and the turbine wheel are arranged essentially symmetrically in relation to the median plane of the spiral housing and placed as close to this plane as possible. The hydraulic flow channels that connect the volute housing to the turbine wheel on the one hand and the impeller to the housing on the other hand,

er anordnet i det ringformede området som avgrenses av hjulenes omkrets og den indre sylindervegg av spiralhuset. Strømnings-avbøyningen i retning av tangensialkomponenten for vann-strømningen i spiralhuset, frembringes i dette sterkt begrensede ringformede området, enten ved avbøyning av innløpet til turbinens ledeskovler, eller ved krumning av utløpskanalene fra pumpens diffusor. is arranged in the annular area bounded by the circumference of the wheels and the inner cylinder wall of the spiral housing. The flow deflection in the direction of the tangential component of the water flow in the spiral housing is produced in this highly restricted annular area, either by deflection of the inlet to the turbine guide vanes, or by curvature of the outlet channels from the pump's diffuser.

På grunn av at nevnte strømningsavbøyninger skjer over for-holdsvis korte strekninger nedsettes maskinens samlede virkningsgrad, som er sammensatt av henholdsvis turbinens og pumpens virkningsgrad. Due to the fact that said flow deflections occur over relatively short distances, the overall efficiency of the machine is reduced, which is composed of the efficiency of the turbine and the pump, respectively.

På denne bakgrunn av kjent teknikk er det et formål for foreliggende oppfinnelse å fremskaffe en hydraulisk maskin av ovenfor angitt art, men hvori de påkrevede strømningsavbøyninger i retning av tangensialkomponenten for vannstrømningen i spiralhuset kan finne sted over betraktelig lengere strekninger enn det som tidligere har vært mulig, således at vesentlig høyere samlet virkningsgrad for maskinen kan oppnås. On this background of known technology, it is an object of the present invention to provide a hydraulic machine of the type indicated above, but in which the required flow deflections in the direction of the tangential component of the water flow in the spiral housing can take place over considerably longer stretches than has previously been possible , so that a significantly higher overall efficiency for the machine can be achieved.

Oppfinnelsen gjelder således en hydraulisk maskin som omfatter en turbin og en pumpe med pumpens innløp og turbinens utløp innbyrdes motsatt rettet, og hvori turbinéns og pumpens løpe-hjul sitter på samme aksel og er anordnet for, hver for seg og med samme rotasjonsretning, å samarbeide med et spiral- The invention thus relates to a hydraulic machine comprising a turbine and a pump with the pump's inlet and the turbine's outlet directed oppositely to each other, and in which the impeller of the turbine and the pump sits on the same axle and is arranged to, separately and with the same direction of rotation, cooperate with a spiral

hus, som både står i forbindelse med turbinens ledeskovler og pumpens utløp, samt organer er anordnet for å avstenge husets indre rom fra rotasjonsrommet for henholdsvis turbinens og pumpens løpehjul. housing, which is both in connection with the turbine's guide vanes and the pump's outlet, and organs are arranged to seal off the housing's inner space from the rotation space for the turbine's and the pump's impellers respectively.

Maskinens særtrekk i henhold til oppfinnelsen består herunder i at ett av nevnte lø<p>ehjul er anordnet hovedsakelig i spiralhusets medianplan, mens det annet hjul er anordnet i vesentlig avstand fra nevnte medianplan og står i forbindelse med spiralhuset gjennom rørkanaler som er utformet for å forandre retningen av tangensialkomponenten av strømningen i nevnte kanaler. The special feature of the machine according to the invention consists in the fact that one of said idler wheels is arranged mainly in the median plane of the spiral housing, while the other wheel is arranged at a significant distance from said median plane and is connected to the spiral housing through pipe channels designed to change the direction of the tangential component of the flow in said channels.

Oppfinnelsen vil nå bli nærmere forklart ved hjelp av utførelseseksempler og under henvisning til de vedføyde tegninger, hvorpå: Fig. 1 viser et aksialsnitt gjennom en hydraulisk maskin i The invention will now be explained in more detail with the help of design examples and with reference to the attached drawings, on which: Fig. 1 shows an axial section through a hydraulic machine in

henhold til oppfinnelsen. according to the invention.

Fig. 2 viser tverrsnitt langs linjene II-II, III-III og IV-IV Fig. 2 shows a cross-section along the lines II-II, III-III and IV-IV

i fig. 1; in fig. 1;

Fig. 3 viser et aksialsnitt gjennom en første utførelses-variant av maskinen i fig. 1; Fig. 4 viser et aksialsnitt gjennom en ytterligere utførelses-variant; Fig. 5 viser et tverrsnitt gjennom linjen V-V i fig. 4, og Fig. 6 viser en del av et liknende snitt som i fig. 5, gjennom Fig. 3 shows an axial section through a first variant of the machine in fig. 1; Fig. 4 shows an axial section through a further embodiment variant; Fig. 5 shows a cross-section through the line V-V in fig. 4, and Fig. 6 shows part of a similar section as in fig. 5, through

en tredje utførelsesvariant av maskinen i fig. 1. a third embodiment of the machine in fig. 1.

Den maskin som er vist i fig. 1, omfatter et eneste spiralhus 12, en turbin i ett trinn og en pumpe i ett trinn. Turbin-løpehjulet 15 og pumpeløpehjulet 23 er montert på en felles vertikal aksel 13, med pumpens innløpsåpning 24 vendt motsatt turbinens utløpsåpning 14. Skovlene på de nevnte løpehjul er anordnet for rotasjon i samme retning. The machine shown in fig. 1, comprises a single spiral casing 12, a turbine in one stage and a pump in one stage. The turbine impeller 15 and the pump impeller 23 are mounted on a common vertical shaft 13, with the pump's inlet opening 24 facing opposite the turbine's outlet opening 14. The vanes on the mentioned impellers are arranged for rotation in the same direction.

Turbinhjulet 15 er plassert hovedsakelig i medianplanet for spiralhuset 12. Tilførselskanalen for vanntilførsel til turbinhjulet 15 er helt og holdent anordnet i det ringformede området som avgrenses av omkretsen av dette hjul og spiralhusets sylinderformede innervegg. Den tangensielle strømnings-retning for vannet i spiralhuset bibeholdes uten forandring langs hele lengden av denne kanal (se fig. 2, snitt II-II). The turbine wheel 15 is located mainly in the median plane of the spiral housing 12. The supply channel for water supply to the turbine wheel 15 is entirely arranged in the annular area delimited by the circumference of this wheel and the cylindrical inner wall of the spiral housing. The tangential flow direction for the water in the spiral housing is maintained without change along the entire length of this channel (see fig. 2, section II-II).

Det faste ledeapparat 4 for turbinen er utformet i samsvar med konstruksjonskriteriene for Francisturbiner. Det samme er tilfellet for ledeskovlene 5 som tilsammen utgjør turbinens innstillbare ledeapparat. Denne fordeler styres av en vanlig mekanisme, som utgjøres av en skyvering 11 som over en driv-stanganordning 1 påvirker dreietapper 2 for skovlene 5. The fixed guide device 4 for the turbine is designed in accordance with the design criteria for Francis turbines. The same is the case for the guide vanes 5, which together make up the turbine's adjustable guide apparatus. This distributor is controlled by a common mechanism, which consists of a push ring 11 which, via a drive rod device 1, affects pivots 2 for the vanes 5.

En sperreanordning, som f.eks. skyveventilen 3, muliggjør adskillelse av det indre rom i spiralhuset 12 fra rotasjonsrommet for turbinhjulet 15. De innstillbare ledeskovler 5 A locking device, such as the slide valve 3, enables separation of the inner space in the spiral housing 12 from the rotation space for the turbine wheel 15. The adjustable guide vanes 5

i ledeapparatet kan imidlertid også anvendes for samme formål. Skyveventilen 3 er anordnet mellom det faste ledeapparat 4 og ledeskovlene 5, men kan også være plassert mellom skovlene 5 og turbinhjulet 15. in the control apparatus can, however, also be used for the same purpose. The slide valve 3 is arranged between the fixed guide device 4 and the guide vanes 5, but can also be located between the vanes 5 and the turbine wheel 15.

Pumpehjulet 23 er anordnet i en vesentlig avstand fra medianplanet for spiralhuset 12. The impeller 23 is arranged at a significant distance from the median plane of the spiral housing 12.

Et faststående konstruksjonselement 16, som bærer et lager 19 for akselen 13, er anbragt mellctai nevnte løpehjul 15 og 23. Avbøyningskanaler 7 som oppretter hydraulisk forbindelse mellom pumpehjulet 23 og spiralhuset 12, er anordnet langs omkretsen av det faste konstruksjonselement 16. Utstikkende tverr-ribber 8 på nevnte element 16 utgjør sidevegger for avbøynings-kanalene 7 (fig. 2). A fixed structural element 16, which carries a bearing 19 for the shaft 13, is placed between said impellers 15 and 23. Deflection channels 7 which establish a hydraulic connection between the impeller 23 and the spiral housing 12 are arranged along the circumference of the fixed structural element 16. Protruding transverse ribs 8 on said element 16 constitute side walls for the deflection channels 7 (fig. 2).

Forskjellige ringformede kammere 17, 20 som omgir akselen, er anordnet i elementet 16 på begge sider av lageret, og står i forbindelse med den ytre atmosfære gjennom kanalpassasjer 18, 21 i ribbene 8 på det faststående konstruksjonselement 16. Different annular chambers 17, 20 which surround the axle are arranged in the element 16 on both sides of the bearing, and are connected to the external atmosphere through channel passages 18, 21 in the ribs 8 of the fixed structural element 16.

Disse ringformede kammere 17, 20 sørger for forskjellige arbeidsfunksjoner, som f.eks. oljesirkulasjon i lageret, avløp for vannlekkasjer, ventilasjon, kjøling eller drenering. Pumpehjulet 23 er montert frittbærende ved enden av den felles aksel 13; idet hjulets helt frie innløpsåpning 24 da kan motta vann under de gunstigste hydrauliske forhold. These annular chambers 17, 20 provide for various work functions, such as e.g. oil circulation in the bearing, drainage for water leaks, ventilation, cooling or drainage. The impeller 23 is mounted free-supporting at the end of the common shaft 13; since the wheel's completely free inlet opening 24 can then receive water under the most favorable hydraulic conditions.

Pumpens faststående diffusor 9 med ledevinger anordnet på vanlig måte (se fig. 2, snitt III-III) er plassert langs omkretsen av pumpehjulet. Disse vinger påvirker ikke retningen av den tangensiale strømningskomponent ut fra pumpehjulet 23. Vingenes anordning og deres tilpasning til de avbøyde strømnings-kanaler bygger på den teknikk som anvendes for returkanalene i flertrinnspumper. The pump's fixed diffuser 9 with guide vanes arranged in the usual way (see fig. 2, section III-III) is located along the circumference of the impeller. These vanes do not affect the direction of the tangential flow component from the impeller 23. The arrangement of the vanes and their adaptation to the deflected flow channels is based on the technique used for the return channels in multistage pumps.

Avbøyningskanalene 7 som pumpens diffusor 9 munner ut i, sikrer hydraulisk tilpasning og gradvis avbøyning i retning av tangensialkomponenten for vannstrømningen mellom omkretsen av pumpehjulet 23 og spiralhuset 12. Disse kanaler munner ut i spiralhuset ved 6 i en vinkel som gir vannstrømningen fra kanalene 7 en strømningsretning nær den naturlige strømnings-retning for vannet i spiralhuset (se fig. 2, snitt IV-IV). The deflection channels 7 into which the pump's diffuser 9 opens ensure hydraulic adaptation and gradual deflection in the direction of the tangential component of the water flow between the circumference of the pump impeller 23 and the spiral housing 12. These channels open into the spiral housing at 6 at an angle which gives the water flow from the channels 7 a direction of flow close to the natural flow direction of the water in the spiral housing (see fig. 2, section IV-IV).

En sperreanordning utført som skyveventil er plassert mellom omkretsen av pumpehjulet 23 og dets diffusor 9 for å muliggjøre avsperring av det indre rom i spiralhuset 12 fra rotasjonsrommet for pumpehjulet 23. A blocking device designed as a slide valve is placed between the circumference of the impeller 23 and its diffuser 9 to enable the internal space in the spiral housing 12 to be shut off from the rotation space for the impeller 23.

Det vil innses at det kan angis tallrike utførelsevarianter It will be appreciated that numerous embodiments can be specified

av den konstruksjon som er vist i fig. 1 og 2. of the construction shown in fig. 1 and 2.

Med hensyn til den utførelsesvariant som er vist i fig. 3, munner avbøyningskanalene ut i et annet parti av ytterveggen av spiralhuset 12. Disse avbøyningskanaler kan utgjøres av et antall innbyrdes adskilte rørkanaler 22. I dette tilfelle er kanalpassasjene 18, 21 ført på mest mulig hensiktsmessig måte gjennom elementet 16, hvis tverribber ikke lenger." nødvendigvis behøver å utgjøre sidevegger for avbøyningskanalene. With regard to the embodiment variant shown in fig. 3, the deflection channels open into another part of the outer wall of the spiral housing 12. These deflection channels can be made up of a number of mutually separated pipe channels 22. In this case, the channel passages 18, 21 are led in the most appropriate way through the element 16, whose transverse ribs are no longer there. " necessarily need to constitute side walls for the deflection channels.

I den utførelsesvariant som er vist i fig. 4, utgjøres av-bøyningskanalene av flere innbyrdes adskilte rørkanaler 22, In the embodiment shown in fig. 4, the deflection channels are made up of several mutually separated pipe channels 22,

som er ført på utsiden av elementet 16, uten direkte forbindelse which is carried on the outside of element 16, without direct connection

med dette element. with this element.

Disse rørkanaler 22 munner ut ved 6 på omkretsen av spiralhuset 12, i en vinkel som gir vannstrømningen en retning nær den naturlige strømningsretning i spiralhuset. Rørkanalene kan ellers også munne ut i en annen yttervegg av spiralhuset. Tverrsnitt gjennom denne utførelsesvariant viser i fig. 5 den hydrauliske anordning av henholdsvis pumpen og og turbinen. These pipe channels 22 open out at 6 on the circumference of the spiral housing 12, at an angle which gives the water flow a direction close to the natural direction of flow in the spiral housing. The pipe channels can otherwise also open into another outer wall of the spiral housing. A cross-section through this embodiment is shown in fig. 5 the hydraulic arrangement of the pump and the turbine respectively.

Venstre side av denne figur viser de delvis spiralformede avbøyninger 25, som er anordnet langs periferien av pumpehjulet 23, og som hver går over i et divergerende røravsnitt 26 som danner diffusor og innløp til en avbøyningskanal 22. The left side of this figure shows the partially spiral-shaped deflections 25, which are arranged along the periphery of the impeller 23, and each of which transitions into a diverging pipe section 26 which forms a diffuser and inlet to a deflection channel 22.

I den utførelsesvariant som er vist i fig. 6, er de delvis spiralformede avsnitt 25 anordnet ved periferien av en diffusor med faste blader 9. Rørstussene 26 kan også ha konstant tverrsnitt. In the embodiment shown in fig. 6, the partially helical sections 25 are arranged at the periphery of a diffuser with fixed blades 9. The pipe ends 26 can also have a constant cross-section.

Skyveventilen 10 kan erstattes av innbyrdes adskilte avstengningsorganer, som etter ønske kan anbringes i hver av de adskilte rørkanaler som er omtalt under henvisning til de to sistnevnte utførelsevarianter. The slide valve 10 can be replaced by mutually separate shut-off means, which can be placed, if desired, in each of the separate pipe channels which are discussed with reference to the latter two design variants.

Maskinens aksel kan være vertikal, horisontal eller skråstilt. Turbinhjulet 15 og/eller pumpehjulet 23 kan være radialhjul, diagonalhjul eller aksialhjul. The machine's shaft can be vertical, horizontal or inclined. The turbine wheel 15 and/or the pump wheel 23 can be radial wheels, diagonal wheels or axial wheels.

Pumpen med sin fritt opphengte rotor på akselenden kan være anordnet i to pumpetrinn, mens turbinen kan omfatte ett eller to trinn. Akslen kan være av gjennomløpende type (f.eks. som ved en Francis-dublett) enten turbinen og pumpen omfatter ett eller flere trinn. The pump with its freely suspended rotor on the shaft end can be arranged in two pump stages, while the turbine can comprise one or two stages. The shaft can be of the continuous type (e.g. as in a Francis doublet) whether the turbine and pump comprise one or more stages.

Pumpen kan være utstyrt med retningsinnstillbare diffusorer. De respektive plasseringer av turbinhjulet og pumpehjulet i forhold til spiralhusets medianplan kan være som beskrevet The pump can be equipped with directional diffusers. The respective positions of the turbine wheel and pump wheel in relation to the spiral housing's median plane can be as described

ovenfor eller vise versa. above or vice versa.

Blant de oppnådde tekniske og økonomiske fordeler ved de ovenfor beskrevede sammenstillinger av turbin og pumpe i henhold til oppfinnelsen, skal det spesiélt fremheves følgende: Retningsforandringen av vannstrømningens tangensialkomponent finner sted gradvis og gir små tap i avbøyningskanalene. Among the technical and economic advantages achieved by the above-described combinations of turbine and pump according to the invention, the following must be particularly highlighted: The change in direction of the tangential component of the water flow takes place gradually and produces small losses in the deflection channels.

Denne prosess finner sted mellom utgangen fra pumpens This process takes place between the output of the pump

diffusor og spiralhuset. Dette er utelukket ved maskiner av "Isogyre"-typen som er bygd på grunnlag av kjent teknikk. Hvilken form de krumme diffusorer en antar, i dette tilfelle, vil de sekundære strømninger som fremkalles av strømlinjens sterke krumning forstyrre strømningsmønstret i den avdempede strømning i diffusoren, hvilket vil bevirke betydelige energitap. Alle elementer i den turbin som er inkludert i den beskrevede hydrauliske maskin, er utformet og fungerer som i en tilsvarende turbin av klassisk utførelse. De tilleggstap som fremkom ved de tidligere konstruksjoner på grunn av de krumme tverr-ribber i turbinen, kan nå hensiktsmessig unngås, samtidig som virkningsgraden under turbindrift øker, uten at dette skjer på bekostning av ydelsen under pumping. diffuser and the coil housing. This is excluded with machines of the "Isogyre" type which are built on the basis of known technology. Whichever shape the curved diffusers take, in this case, the secondary flows induced by the strong curvature of the streamline will disturb the flow pattern in the damped flow in the diffuser, which will cause significant energy losses. All elements of the turbine included in the described hydraulic machine are designed and function as in a corresponding turbine of classic design. The additional losses that occurred in the previous constructions due to the curved transverse ribs in the turbine can now be appropriately avoided, while the efficiency during turbine operation increases, without this happening at the expense of the performance during pumping.

Ved maskiner av "Isogyre"-typen i henhold til kjent teknikk holdes tilleggstapene frembragt, ved sekundærstrømmene i forbindelse med de krumme tverr-ribber i turbinen, innenfor rimelige grenser ved å frembringe en aksellerasjon ved passasje av ribbene, hvilket bare kan oppnås ved en vesentlig overdimensjonering av spiralhuset. I motsetning til dette kan i foreliggende maskin i henhold til oppfinnelsen tilsvarende ribber utformes i overensstemmelse med vanlige konstruksjons-kriterier for Francis-turbiner, således at tidligere er-faringer utnyttes for å oppnå minimalt energitap, samtidig som et langt mindre spiralhus kan anvendes. Optimal virkningsgrad er således sikret, samtidig som det oppnås et økomisk materialbruk og en omfangsreduksjon for den foreliggende maskin, hvilket har fordelaktig virkning på anleggsdimensjoner og produksjonsomkostninger. In the case of machines of the "Isogyre" type according to the prior art, the additional losses produced, by the secondary currents in connection with the curved transverse ribs in the turbine, are kept within reasonable limits by producing an acceleration upon passage of the ribs, which can only be achieved by a substantial oversizing of the coil housing. In contrast to this, in the present machine, according to the invention, corresponding ribs can be designed in accordance with normal construction criteria for Francis turbines, so that previous experiences are utilized to achieve minimal energy loss, while at the same time a much smaller spiral housing can be used. Optimum efficiency is thus ensured, while at the same time achieving an economical use of materials and a reduction in scope for the present machine, which has a beneficial effect on plant dimensions and production costs.

I det ekstraordinære tilfelle hvor økonomisk pumpedrift In the extraordinary case where economical pump operation

er viktigere enn økonomisk turbindrift, er det mulig å favorisere pumpens virkningsgrad på bekostning av en svak senkning av turbinens virkningsgrad, ved å bytte om pumpehjulets og turbinhjulets respektive plasseringer i forhold til spiralhusets medianplan. Pumpens diffusorer munner da direkte ut i spiralhuset, og disse diffusorer kan utformes på grunnlag av ervervet erfarting for å oppnå optimal arbeids-funksjon. Den gradvise retningsforandring av vannstrømningens tangensiale komponent er likevel sikret ved de avbøyningskanaler som forbinder spiralhuset med turbinens ledeapparat. is more important than economic turbine operation, it is possible to favor the pump's efficiency at the expense of a slight lowering of the turbine's efficiency, by changing the respective positions of the impeller and the turbine impeller in relation to the median plane of the volute housing. The pump's diffusers then open directly into the spiral housing, and these diffusers can be designed on the basis of acquired experience to achieve optimal working function. The gradual change in direction of the tangential component of the water flow is nevertheless ensured by the deflection channels that connect the spiral housing with the turbine's guide apparatus.

Plassering av et føringslager mellom turbinhjulet og pumpehjulet medfører åpenbare konstruktive fordeler og frem- Placing a guide bearing between the turbine wheel and the pump wheel entails obvious constructive advantages and

bringer også gunstige hydrauliske forhold. Akslens kritiske omdreiningstall unngås lett, uten at det vil være nødvendig å øke dens diameter utover de verdier som er nødvendig av hensyn til det overførte dreiemoment. Akslen vil således bli billigere. Klaringene i hjulenes vanntilførseler kan nedsettes, da en konsentrisitetsfeil ikke behøver å fryktes, således at vann-lekkasjen kan reduseres til fordel for virkningsgraden. Den frie opphengning av pumpens rotor frigjør fullstendig pumpens inn-sugningsåpning til fordel for pumpehjulets kavitasjonsfasthet. Ved samme trykkforhold nedsettes således erosjonen på grunn av kavitasjon, og med samme erosjonsrisiko kan maskinen utnytte lavere trykkforhold. En nedsetning av bygge- og drifts-omkostningene kan derved oppnås. also brings favorable hydraulic conditions. The shaft's critical number of revolutions is easily avoided, without it being necessary to increase its diameter beyond the values that are necessary in view of the transmitted torque. The axle will thus be cheaper. The clearances in the wheels' water supplies can be reduced, as a concentricity error need not be feared, so that the water leakage can be reduced to the benefit of the efficiency. The free suspension of the pump's rotor completely frees the pump's intake opening in favor of the impeller's cavitation resistance. At the same pressure ratio, erosion is thus reduced due to cavitation, and with the same erosion risk, the machine can utilize lower pressure ratios. A reduction in construction and operating costs can thereby be achieved.

I maskiner av typen "Isogyre" i henhold til kjent teknikk, tillater ikke den innkoblede felles vannavtetning mellom turbinhjulet og pumpehjulet noen optimal utlikning av aksial-trykkene under alle driftsforhold. I den beskrevede maskin i henhold til■oppfinnelsen kan de tilsvarende forbindelser dimensjoneres individuelt for hvert av hjulene og aksial-trykkene holdes på meget lavere verdier. In machines of the "Isogyre" type according to the known technique, the connected common water seal between the turbine wheel and the pump wheel does not allow an optimal equalization of the axial pressures under all operating conditions. In the described machine according to the invention, the corresponding connections can be dimensioned individually for each of the wheels and the axial pressures are kept at much lower values.

Evakueringen av lekkasjevann fra hjulenes vannavtetninger har hittil funnet sted gjennom kanaler ført gjennom en sentral såle anbragt mellom pumpehjulet og det nærliggende turbinhjul. Disse kanaler er da ført gjennom spiralhusets tverr-ribber. Den praktiske utførelse av disse kanaler medfører vanskelige og dyre arbeidsprosesser. Ved den foreliggende maskin i henhold til oppfinnelsen evakueres lekkasjevann ved hjelp av de viste kammere i føringslagret og de angitte dreneringskanaler gjennom dette, hvilket er en langt mer økonomisk utførelse. The evacuation of leakage water from the water seals of the wheels has so far taken place through channels led through a central sole placed between the impeller and the nearby turbine wheel. These channels are then led through the spiral housing's transverse ribs. The practical implementation of these channels entails difficult and expensive work processes. In the present machine according to the invention, leakage water is evacuated by means of the shown chambers in the guide bearing and the specified drainage channels through this, which is a far more economical design.

Videre er dreneringskanalene meget korte og rettlinjede, hvilket også letter evakueringen av lekkasjevann. Furthermore, the drainage channels are very short and straight, which also facilitates the evacuation of leakage water.

Claims

1. Hydraulic machine comprising a turbine and a pump

with the pump's inlet (24) and the turbine's outlet (14) mutually oppositely directed, and in which the turbine's and the pump's impellers (15, 23) sit on the same shaft and are arranged to, separately and with the same direction of rotation, cooperate with a spiral housing ( 12), which are both in connection with the turbine's guide vanes (5) and the pump's outlet (9), and organs are arranged to seal off the housing's inner space from the rotation space for the turbine's and the pump's impellers respectively; characterized in that one of said impellers (15) is arranged mainly in the median plane of the spiral housing, while the other wheel (23) is arranged at a significant distance from said median plane and is connected to the spiral housing (12) through pipe channels (7, 22) which are designed to change the direction of the tangential component of the flow in mentioned channels.

2. Machine as set forth in claim 1, characterized in that a fixed structural element (16) of the spiral housing is arranged between said impeller (15, 23), and which carries a guide bearing (19) for the shaft (13).

3. Machine as stated in claim 1 or 2, characterized in that different annular chambers (17, 20) which surround the shaft, are formed in the fixed structural element (16) and are connected to the external atmosphere through channel passages (18, 21) .

4. Machine as stated in claims 1-3, characterized in that said direction-changing pipe channels (7) are formed between partitions in an annular chamber which is built into the fixed structural element (16) and connected to the flow chamber (12).

5. Machine as specified in claims 1-3, characterized in that said direction-changing pipe channels (22) at least partially consist of pipe ends, which are connected to the spiral housing (12).

6. Machine as specified in claim 5, characterized in that shut-off means are arranged in connection with the pipe sockets.

7. Machine as stated in claims 1-6, characterized in that the turbine wheel (15) is mainly arranged in the median plane of the spiral housing (12), while the pump wheel (23) is positioned axially offset in relation to this plane, and said direction-changing pipe channels (7 , 22) connects the outlet of the pump's diffuser (9, 26) with the spiral housing (12).

8. Machine as stated in claims 1-6, characterized in that the impeller (23) is mainly arranged in the median plane of the spiral housing (12), while the turbine impeller (15) is positioned axially offset in relation to this plane, and the direction-changing pipe channels (7 , 22) connects the spiral housing (12) with the turbine guide vanes (5).

9. Machine as specified in claims 1-8, characterized in that the common shaft (13) for said impeller (15, 23) consists of a projecting axle pin, and the pump impeller (23) is so stored on the free end of the axle pin that the pump's suction opening ( 24) is completely free.

10. Machine as stated in claims 1-8, characterized in that the pump and/or the turbine is made in several stages.