NO752446L - - Google Patents

Description

Vannkr af tmaslcin

Foreliggende oppfinnelse angår en vannkraftmasld.n for overforing av energi ved pumpeturbinvirkning.

Innenfor denne teknikk er det et stort behov for store maskiner

og for utnyttelse av stadig sterre fallhoyder.

Folgen er at utførelsen av pumpeturbiner av vanlig 'utfcirelse er drevet opp til grensen for det snm er okonomisk og mekanisk mulig.

Den nye maskinutforelse i henhold til foreliggende oppfinnelse tilfredstiller den oppgave å gjore det mulig å bruke enhetsmaskiner for ennå storre fallhoyder.

Oppfinnelsen angår en vannkraftmaskin s^m forbinder en pumpe og

en turbin hvis lopehjul er anordnet på en og samme aksel, raed innretninger for å skille ng tomme det rom hvor pumpenjulet, henhv. turbinhjulet-loper fra det mm s^m settes under vann gjennom et ledeapparat og undervannsledninger og det scregne består i at ledeapparatet, på i og for seg kjent måte er forbundet gjennom minst to delspiraler med pumpen og gjennoia minst to delspiraler med-turbinen og at krumningen av delspiralene for pumpen er snudd i forhold til krumningen av delspiralene. for turbinen, idet pumpehjulet og turbinhjulet er tegnet for samme ontdreiningsretning.

På vedfoyede tegninger er det skjeraatisk og som eksempel vist

en maskin i henhold til oppfinnelsen, i en utforelsesform og med fem varianter.

Fig 1 viser et sideriss, delvis i aksialsnitt.

Fig 2 viser et snitt etter linjene II-II og III-III i figur 1.

Fig 3 viser hele den Lia skin som er vist i figur 1 ng 2.

Fig<*>f viser hele maskinen i en utforelsesform.

Fig 5 viser hele maskinen i en anr/a utforelsesform.

Fig 6 viser hele maskinen i en tredje utforelsesform.

Fig 7 viser hele maskinen i en fjerde utforelsesform.

Fig 8 viser hele maskinen i en femte utforelsesform.

Den maskin som er vist i figur 1 omfatter , en ett-tr^-^q pumpe som har fire del-spiraler $ som virker i stedet for en vanlig spiralkasse, og en ett-trinns turbin som også har fire delspiraler h.

Fig 2 viser at-stigningsretivingen for delspiralene 5 for pumpen er omvendt i forhold til retningen for delspiralene h for turbinen. Centralvinklen for hver av dem svarer stort sett til 90°.

Akslen 2 for maskinen er loddrett. Den er tilkoblet en generatormotor 1, figur 3»anbrakt ved enden av akslen over gruppen. Den kan også vcsre anbrakt ved den annen ende av gruppen.

Pumpehjulet 8 og turbinhjulet 7 er kilet fast på akslen 2 med. sine respektive inngangsåpningor rettet mot'hvarandre. Folgelig er sugekneet 6 for pumpen og suger5ret 3 for turbinen^gså rettet mot hverandre. Skolvene i hjulene 0 og. 7 er tegnet for samme omdreiningsretning...

Et styrclager 11 er lagt inn mellom numpehjulet 8 og titrbinhjulet 7. Pumpehjulet 3 er anbrakt frittheijgonde.

Turbinen omfatter en ledering hvor ledeskolv.ene 9.kan være erstattet helt eller delvis med soyler 15 som mellom seg adskiller delspiralene h for turbinen.

På samme måte omfatter pumpen faste fordelingsskolver 12 som likeledes, lan vare erstattet helt eller delvis.med soyler 16 som me Hora seg adskiller delspiralene 5 for pumpen.

Turbinen omfatter ledeskolver 10 som kan instilles ved hjelp av en vanlig anordning. En innstilbar fordeler kan også vare lagt inn mellom pumpehjulet G og dets delspiraler.

En ventil av typen sleideventil iV.gjor det mulig å skille det indre mm hvor puEipehjulot 8 loper fra det indre rom i dets del-spiraler 5?som settes under vann gjennom det samleror som forbinder maskinen med overvannet.

En annnen ventil 13 av sarane art gj5r det mulig å skille det indre rom hvor turbinhjulet 7 loper fra det indre rom i delspiralene k . som likeledes er forbundet med overvannet i anlegget. Denne ventil 13 er lagt inn mellom hjulet 7 <">g ledeskolvene 10, men kan også

være anordnet mellom ledeskolvene

Ledeapparatet for turbinen, som utgjores av de dreibare ledeskolver 10 kan eventuelt erstatte sleideventilen 13 for turbinen»

Passende påvirkninger av de forskjellige stengsler som' er nevnt og av kjente tommme- og fylleinnretninger gjor det mulig å la maskinen arbeide som turbin mens pumpehjulet 0 er tomt, eller som pumpe mens turbiniijulet 7 er tomt. Tap på grunn av plasking blir således unngått.

Denne pumpeturbin settes alltid igang for turbindrift. Dens generatormotor 1, figur 3, blir deretter holdt koblet til det elektriske fordelingsnett uavhengig av driftstilstanden og likeledes under omkoblinger mellom driftstilstandene, noe som er blitt mulig ved utformingen av hjulene, som er fastlagt for en og samme omd r e ining sr e tning.

Det kan tenkes tallrike varianter av den utforelsesform sota er be-skrevet, og vist i figur 1,2 og 3. De skiller seg fra hverandre særlig ved beliggenheten av hjulene på akslen, retningen for deres inngangsåpninger og anbringelsen av generatormotoren 1 i forhold til til pumpe- og turbinhjulene 8 henhv. 7.

I den forste utforelsesform, som er vist skjematisk i figur ht

er pumpehjulet 8 og turbinhjulet 7 anbrakt på akslen 2 med sine inngangsåpninger rettet hver sin vei. Inngangskneet 6 for pumpen og ledeapparatet 3 for turbinen er folgelig også rettet hver sin vei, Generatormotoren 1 er lagt inn mellom pumpe- og turbin-' hjulene.

I den annen utforelsesform, som er skjematisk vist i figur 5»er pumpehjulet 8 og turbinhjulet 7 anbrakt på akslen 2 med sine respektive inngangsåpninger rettet mot hverandre. Det samme er tilfelle for inngangskneet 6 for pumpen og ledeapparatet 3 for tubinen. Generatormotoren er anbrakt ved enden av akslen 2, på turbin- eller pumpesiden.

I den tredje utforelsesform , som er skjematisk vist i figur 6,

er pumpehjulet 8 og turbinhjulet 7 anbrakt på akslen 2 med sine respektive inngangsåpninger rettet mot hverandre. Det samme er folgelig tilfelle for inngangskneet 6 for pumpen og ledesapparatet 3 for turbinen. Generatormotoren 1 er lagt inn mellom pumpe- og turbinhjulene.

I den fjerde utforelsesform som er vist skjematisk i figur 7, er pumpehjulet 8 og tubinhjulet 7 anbrakt på akslen 2 med sine inngangsåpninger begge i samme retning. Sugeroret 6 for pumpen og ledeapparatet 3 for turbinen er folgelig rettet i denne samme retning. Generatormotoren 1 er koblet til ved enden av akslen, på tubin- eller punpesiden.

I den femte utforelsesform, som er vist skjematisk i figur 8, er pumpehjulet 8 og tubinhjulet 7 anbrakt på akslen 2 med siné respektive sugeåpninger rettet begge i samme retning. Sugeroret 6 for pumpen og ledeapparatet 3 for turbinen er folgelig rettet i denne samme retning. Gener atomo tor en 1 er lagt inn mellom pumpe- og tubinhjulene.

I alle clisse utfdrelsesformer kan det gjores bruk av kjente kon-struksjoner, enten ved valget av beliggenheten av styrelagrene for akslen 2, eller for å sikre foringen av denne gjennom ledeapparatet 3 for turbinen eller sugekneet 6 for pumpen, eller også for å anbringe pumpehjulet 8 og/eller turbinhjulet 7 fritt-barende, når forholdene tilsier det.

Akslen 2 kan være loddrett, vannrett eller skrå.

Hjulene kan vare av radial-, diagonal eller askialtypen.

Maskinen kan omfatte flere pumpe- og/ eller turbintrinn.

Antallet av delspiraler 5yh for pumpen og turbinen kan være vilkårlig, og forskjellig for pumpen og turbinen.

Formen av spiralene kan vere vilkårlig. Deres tverrsnitt kan

vare symetrisk, slik som vist i figur 1 eller flatklemt 1 side-retningen. De kan vase fordelt langs omkretsen av hjulet under samme stigningsvinkel, slik som vist i figur 2, eller under inn-byrdes forskjellige vinkler.

Delspiralene 5j<1>* for pumpen og turbinen kan være delt opp i flere like eller forskjellige elementer, som er sveiset sammem under monteringen på stedet eller samlet ved hjelp av klinkede kraver eller på vilkårlig annen måte..

Delspiralene for pumpen og/eller for turbinen, samt deres forleng-elsesledninger kan vare forbundet på-vilkårlig måte med samlekammeret som forbinder maskinen ned overvannet.(

Spesielt kan alle delspiralene 5. for pumpen være anordnet omtrent

i midtplanet II-II, figur 2, gjennom omkretsen av pumpehjulet 8, idet forbindelsene mellnm disse elementer og en rorledning som er tilsluttet samlekaameret likeledes ligger i dette midtplan II-II.

Likeledes kan delspiralene k for turbinen også være anordnet i et annet plan som ligger over det f5rste, omtrent i midtplanet III-II, figur 2 gjennom omkretsen av turbinhjulet 7, idet forbindelsene mellom disse elementer og en rorledning som er tilsluttet samlekammeret likeledes ligger i dette midtplan III-III.'

Det er også mulig å forbinde- delspiralene 5 for pumpen og k for turbinen parvis ved hjelp av bukserSr,

Sleideventilen 1<*>+ for pumpen og sleideventilen 13 for turbinen kan erstattes med ventiler av vilkårlig type, lagt inn mellom delspiralene for pumpen og/eller for turbinen og samlekammeret som forbinder maskinen med overvannet.

Por utforelse av enheter ned meget stor effekt, eller for bruk ved meget store fallhøyder, bringer maskinen i henhold til oppfinnelsen folgende vesentlige fordelers

En nedsettelse av plassbehovet for delspiralene i forhold til en tilsvarende spiralkasse.

En nedsettelse av deQekaniske påkjenninger som skyldes det vann-trykk som virker i spiralene i forhold til dem som fremkalles av samme trykk i en tilsvarende spiralkasse.

En nedsettelse av vannmengden for tomming eller fylling under regulering, hvis de sperreanordninger som er omtalt er lagt inn i de rorledninger som forbinder delspiralene med den samlekasse som er anbrakt mellom maskinen og overvannet.

Disse tre fordeler blir ytterligere oket hvis antallet av delspiraler okes.

Nedsettelsen av de mekaniske påkjenninger gjor det mulig å bruke tynnere plater og letter sveisearbeidene.

Et omhyggelig valg av oppdelingen av delspiralene i like elementer gjor det mulig å rasjonalisere fremstillingen.

Vanskelighetene 1 forbindelse med transport og med montering på stedet blir lettere å lose enn de son foreligger i forbindelse med tilsvarende spiralkasser, som er meget tunge og omfangsrike.

Endolig vil bruken av denne vannkraftoaskin eliminere de vanskelig-heter snm henger sammen med igangsetting for puapedrift som setter grenser for de enhetseffekter som kan tillates for visse pumpe-turbintyper, enten på grunn av at hjelpemidlene er innviklede og kostbare, eller på grunn, av de forstyrrelser en slik omkobling for-årsaker i det elektriske fordelingsnett.

Claims (13)

1. Vannkraftmaskin, som forbinder en pumpe og en turbin hvis

lopehjul er anordnet på en og samme aksel (2), med innretninger C1391 Li-) for å skille og tomme det rom hvor pumpehjulet (8), henhv. turbinhjulet (7) loper fra det rom som settes under vann gjennom et ledeapparat ng undervannsledninger, karakterisert ved at ledeapparatet, på" i og for seg kjent måte er forbundet gjennom minst to delspiraler (5) aed pumpen og gjennom minst to delspiraler (h ) med turbinen og at k krumningen av delspiralene (5) for pumpen er snudd i forhold til krumningen av delspiralene for turbinen, id. et pumpehjulet (8) og turbinhjulet (7) er tegnet for samme omdreining-* 2.

Maskin som angitt i krav 1, karakterisert ved at pumpehjulet (8) og turbinhjulet (7) ligger nsr hverandre på samme aksel (2)-med respektive Inngangsåpninger rettet hver sin vei, idet generatormotoren (1) er tilkoblet ved enden av akslen (2) på turbinsiden eller pumpesiden. 3» Maskin soin angitt i krav 1, karakterisert ved at pumpehjulet (8) og turbinhjulet (7) er anbrakt på akslen (2) med sine respektive inngangsåpninger rettet hver sin'vei, idet generatormotoren (1) er anbrakt mellom de to hjul. <*> f.

Maskin som angitt i krav 1, karakterisert ved at pumpehjulet (8) og turbinhjulet (7) er anbrakt på akslen (2) med sine respektive inngangsåpninger rettet mot hvarandro, idet generatormotoren (1) er anbrakt ved enden av akslen (2), på tubin-. oller pumpesiden..

5. Maskin som angitt i krav 1, karakterisert ved at pumpehjulet (8) og turbinhjulet (7) er anbrakt på akslen(2) med sine respektive inngangsåpninger rettet mot hverandre, idet generatormotoren er anbrakt mellom de to hjul.

6. Maskin som angitt i krav 1 , karakterisert ved at pumpehjulet (8) og turbinhjulet (7) er anbrakt på akslen (2) med sine respektive inngangsåpninger rettet i; sarume retning, mens generatormotoren (1) er tilkoblet ved enden av akslen, på turbin- eller pumpesiden.

7. Maskin som angitt i krav 1, karakterisert ved at pumpehjulet (8) og tubln-hjulet (7) er anbrakt på- akslen (2) med sine respektive inngangsåpninger rettet 1 samme retning, mens generatormotoren.(1) er anbrakt mellom de to hjul.

8. Maskin som angitt i en eller flere av kravene 1-7, karakterisert ved at en sleideventil (13,1 <*> +) er lagt inn mellom pumpehjulet•(8) og/eller turbinhjulet (7) og delspiralene ( 5, h) for pumpen og/eller turbinen.

9. Maskin som angitt i. en eller flere av kravene 1-8, karakterisert ved at delspiralene (5^) er delt opp i elementer som er samlet ved sveising eller klinking.

10. Maskin som angitt i en eller flere av kravene 1-9?karakterisert ved at pumpen og turbinen omfatter et eneste trinn.

11. Maskin som angitt i en eller flere av kravene 1-9?karakterisert ved at pumpen ng/eller turbinen omfatter minst to trinn.

12. Maskin som angitt i en eller, flere av kravene 1-11j karakterisert ved at delspiralene (5) for pumpen og delspiralene ( h) for turbinen er forbundet parvis veå hjelp av bukseror

13. Maskin som angitt i en eller flere av kravene 1-11, karakterisert ved at forbindelsene av delspiralene (5) for pumpen og/eller delspiralene ( h) for-turbinen ned det midtre samleror eller med ledninger som er forbundet med dette, ligger i det midlere plan gjennom omkretsen av pumpehjulet (8) og/eller det midlere plan gjennom omkretsen av turbinhjulet (7).