NO151981B - Hydrodynamisk bremse - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en hydrodynamisk bremse med rotor og stator anordnet i et faststående bremsehus med trykkmiddeltilknytninger, idet rotorens og statorens innbyrdes stilling kan endres.

Det er kjent å benytte slike hydrodynamiske bremser som energiomdannere i forbindelse med varmevekslere ved utnyt-telse av vindkraftanlegg. Det er da nødvendig å tilpasse den hydrodynamiske bremses dreiemoment-karakteristikk til kraftmaskinens, eksempelvis vindkraftanleggets dreiemoment-karakteristikk. En slik tilpasning kan som kjent eksempelvis skje ved å endre fyllingsgraden. En slik fyllingsgrads-endring har imidlertid ved de nevnte anvendelsesmuligheter i lukkede systemer, den ulempe at den er vanskelig å regulere. Ved de vanlige, i slike systemer herskeride overtrykk, kan bremsen ikke reguleres.

Det er kjent å endre dreiemoment-karakteristikken ved hjelp av struping, /. idet man skyver blender inn mellom rotor og stator. Slike blender har den ulempe at de trykkes mot statoren under påvirkning av de krefter som oppstår i strøm-ningsbremsen. Disse presskrefter er vanskelige å beherske. Dessuten blir konstruksjonen relativt komplisert. En annen kjent mulighet for påvirkning av dreiemoment-karakteristikken er å endre aksialavstanden mellom stator og rotor inne i et felles hus. Det er da nødvendig med en relativ lang for-stillings-strekning for å kunne tilpasse den såkalte hydrodynamiske bremses K-verdi til K-verdien for kraftmaskinen (vindhjulet).

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en hydrodynamisk bremse av den innledningsvis nevnte type, hvilke bremse med enkle midler og med små byggedimensjoner muliggjør en vidtgående endring av dreiemoment-karakteristikken. Det foreliggende problem løses ved en innretning som er utformet slik at det muliggjøres en radiell eksentrisk forstilling av statoren i forhold til rotoren. En slik forstilling kan muliggjøres med enkle midler. En meget fordelaktig forstillingsmulighet er eksempelvis å la statoren være fast eksentrisk montert på en akse, og la denne akse være dreibart opplagret eksentrisk i forhold til rotoren i huset, idet stator og rotor flukter med hverandre i én stilling. Ved da å dreie statoraksen vil denne forskyves radielt i forhold til rotoren. Fortrinnsvis, svarer den maksimale radielle forstillingsstrekning i hovedsaken til den radielle skovlhøyde. I en foretrukken utførelsesform av oppfinnelsen er derfor statoraksen festet eksentrisk til statoren svarende til en halv radiell skovlhøyde, samtidig som statoraksen er opplagret eksentrisk i huset med samme verdi. Ved en dreiing av statoraksen 180° vil man da få en radiell forskyvning av statoren tilsvarende en skovlhøyde.

Det kan i mange tilfeller være ønskelig, eksempelvis av fremstillingstekniske grunner, å benytte de samme skovler i stator som i rotor, med sentrisk befestigelsesmulighet på aksen, og i så tilfelle kan man montere statoren fast på veivtappen til en i forhold til"rotoraksen eksentrisk lagret veiv.

Ved den foretrukne anvendelse av den nye strømningsbremse for et vindhjul med faststående vinger, behøver man bare tilpasse strømningsbremsen én gang til det anvendte vindhjul. I så tilfelle kan fordelaktig statoren være forskyvbar radielt på lineær måte i langsgående føringer, idet fastsettingen skjer ved hjelp av skruer. Etter foretatt innstilling trekker man til skruene og statoren vil da forbli i den innstilte stilling. Dess foruten er den nye strømningsbremse regnet for andre stasjonære anvendelsestilfeller og for kjøretøyer. I det sistnevnte tilfellet foretas en forstilling av statoren til den eksentriske stilling for unngåelse av ventilasjonstap når bremsen er ute av drift og er tømt.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvisning til tegningene som viser noen utførelseseksempler.

På tegningene viser

fig. 1 et skjematisk snitt gjennom en hydrodynamisk bremse ifølge oppfinnelsen med optimal innbyrdes innstilling av rotor og stator,

fig. 2 viser bremsen i fig. 1 med en innstilling svarende til

det flateste dreiemomentforløp,

fig. 3 viser overlapping av stator og rotor i stillingen i

fig. 2,

fig. 4 viser dreiemomentforløpet mellom de to ekstreme inn-stillingsaruligheter for stator og rotor,

fig. 5 viser et skjematisk lengdesnitt gjennom en alternativ

bremseutførelse,

fig. 6 viser et skjematisk snitt gjennom en ytterligere alternativ utforming av bremsen ifølge oppfinnelsen, med en stator som kan forskyves radielt på en lineær måte og innstilles last i ønsket stilling, og

fig. 7 viser et snitt etter linjen VII-VII i fig. 6.

I et hus 6 er en stator 7 og en rotor 8 med rotoraksel 9 anordnet. Statorens 7 akse 10 er anordnet eksentrisk i forhold til statorens midtakse 11. Eksentrisiteten er beteg-net med E^. Trykkmiddeltilførsel skjer gjennom ledningen 12 i aksen 10 og ledningen 13. Trykkmiddel føres'bort gjennom ledningen 14. I det viste utførelseseksempel er statoraksen 10 anordnet forskjøvet med en verdi E^=H/2 i forhold til rotoraksen, hvor H er skovlhøyden. I huset 6 er statoraksen 10 opplagret forskjøvet i forhold til rotoraksen med samme verdi E2=E1=H/2. Dreies nå statoraksen 180°, så vil man få den i fig. 2 viste stilling, hvor rotor og stator er forskjøvet maksimalt i forhold til hverandre. Denne, stilling er i fig. 3 vist sett i aksialretningen. Sdm følge av de to eksentrisiteter E^ og E2, vil man få en forskyvning H=EJL+E2.

I diagrammet i fig. 4 er dreiemomentet inntegnet i avhengig-het av turtallet. Ved den stilling av stator og rotor som er vist i fig. 1 vil det optimale dreiemomentforløp følge kurven 0-1, og ved den stilling som er vist i fig. 2 vil dreiemomentforløpet holde den flate kurve 0-3. I mellom-stillingene vil man få en kurve som ligger mellom disse to kurver. Oventil vil kurvefeltet være begrenset av linjen 1-2 som følge av det maksimalt tillatte innertrykk i den hydrodynamiske bremse. Linjen 2-3 utledes av det maksimalt tillatte turtall.

Ved den i fig. 5 viste alternative utforming er statoren 7 festet til en veiv 15 som er slik dreibart opplagret i huset 6 at det foreligger en eksentrisitet E2 i forhold til rotorakselens akse 9. Statoren 7 er festet sentralt på veivtappen 16. Eksentrisiteten mellom veivakselens akse og veivtappens akse vil være E^=E2, idet summen av E^ og E2 også her er lik skovlhøyden H. Trykkmiddeltilførsel og -bortførsel er her ikke vist, men kan være utformet på samme måte som vist i fig. 1.

I utførelsene i fig. 6 og 7 er statoren 7 lengdeforskyvbart opplagret i føringer 17 i huset 6. En i et øye 18 i huset 6 innskrubar stillskrue 19 er med sin ende dreibart, men aksialt uforskyvbart opplagret i statoren 7. Ved å dreie vingemutteren 20 kan man således forstille statoren fra den med fullt opptrukne linjer viste stilling og til den med strekpunkterte linjer viste stilling 7', og statoren kan så fastholdes i den innstilte stilling ved hjelp av motmutteren 21. En slik utforming egner seg særlig for vindhjul med faststående vinger, hvor man ikke behøver å stille inn statoren etter at den først er stilt inn i riktig stilling.

Ved utførelsene ifølge fig. 1-3 og 5 har man naturligvis også mulighet for å kunne fiksere statoren i en innstilt stilling.

Claims (6)

1. Hydrodynamisk bremse med rotor og stator anordnet i et faststående bremsehus med trykkmiddeltilknytninger, idet rotorens og statorens innbyrdes stilling kan endres, karakterisert ved at statoren (7) kan forstilles radielt til en i forhold til rotoren (8) eksentrisk stilling.

2. Bremse ifølge krav 1, karakterisert ved at statoren (7) er fast eksentrisk festet på en akse (10) og at aksen er dreibart opplagret i huset (6) eksentrisk i forhold til rotoren (8), idet stator (7) og rotor (8) flukter med hverandre i én stilling.

3. Bremse ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den maksimale, radielle forstillingsstrekning (E1+ E2) i hovedsaken svarer til den radielle skovlhøyde (H).

4. Bremse ifølge krav 3, karakterisert ved at statoraksen (10) er festet eksentrisk på statoren (7) tilsvarende den halve radielle skovlhøyde (H) og er eksenteropp-lagret i huset (6) med samme verdi.

5. Bremse ifølge krav 1, karakterisert ved at statoren (7) er festet på veivtappen (16) til en veiv (15).

6. Bremse ifølge krav 1, karakterisert ved at statoren (7) har føring i en lengdeføring (17) som mulig-gjør en radialforstilling.