SE442764B - Propelleraggregat med reglerbara blad - Google Patents

Description

8501816-6 2 *Med föreliggande uppfinning förenklas omstallningsmekanismen avsevärt samtidigt som skovelbelastningar kan tas upp med mycket liten f:1kt1nnsinverkan. Ett särdrag för uppfinningen är att skovelbladets lagring sker dels i ett nav dels genom kontakt mellan loniska kroppar. Vid skovelomställning sker då en _rul1n1ng mellan de koniska kropparna. Det för slovelomstâllningen nödvändiga omställningsmomentet kan överföras till en utefter navets centrumlinje placerad regleranel med en konisk kuggväxel. Vid omställning sker då en vridning av regleraxeln. Genom att utforma regleraxeln som en torsionsaxel kan dennas fjädrande moment få motverka moment från skovelbelastningar på sådant sätt att maskinen inom vissa gränser blir självreglerande.

Speciellt iör vattenturbiner gäller att omställningsmekanismen maste dimensioneras för rusningsvarvtal det vill säga det varvtal turbinen erhåller när bromsmoment från exempelvis en generator bortfaller. För vattenturbiner av propellertyp har rusningsvarvtalet storleksordningen dubbla driftvarvtalet. Dimensionerande centrifugalkrafter är då cirka fyra gånger större än vid driftli11stândetL Med kraftöverföring genom de nämnda konkropparna är då skovelomställning möjlig utan att Friktionsinverkan blir besvärande hög.

Uppfinningen skall i det_följande närmare beskrivas med hänvisning till bilagda figurer.

Figur 1 visar ett snitt genom ett propellernav och en propelleraxel med omställningsmekanism enligt uppfinningen.

Figur 2 visar ena änden av propelleraxeln med fastsätfning av en torsionsaxel.

Figur 3 visar ett snitt genom propellernavet och en löphjulsaxel med en kombinerad torsions~ och regleraxel.

Figur 4 utgör en komplettering till figur 1 och 2.

Figur 5 visar ett snitt genom propellernavet med torsionsaxeln placerad i navets kona.

Figur 6 visar strömningskraiter på skovelbladet.

Figur 7 visar krafter i ett kuggingrepp. 8501816-6 I figurerna betecknas en propellerskovel med 10, en stoveltapp med 20, en làsbricka 52 med en väsentligen konisk kontaktyta, ett koniskt kugghjul med 55. Dessa delar är sammanfogade med en eller flera skruvar 53 och är vridbart lagrade med en lagerbussning Bl i ett nav BO. Pâ en regleraxel 40 är fäst ett annat koniskt kugghjul 50, en fläns 56 eller 57 med en väsentligen konisk kontaktyta. De på propellerskoveln verkande belastningarna upptas genom 'kontartkrafter vid de koniska kontaktytorna. Moment på propellerbladet överförs till regleraxeln med den koniska vaxeln 55 och 50. Vid skovelomställnig sker en rullningsrörelse mellan lâsbrickan och flänsen 56.

Vasentligt för funktionen är därvid att rullningskonerna ungefärligen sammanfaller med de koniska kugghjulens rullningshoner. Genom vridning av regleraxeln ändras slovelbladens lutningsvinkel.

Regleraxeln 40 är i sin mot flänsen 56 motsatta ande utförd med ett spiralformat spår 42 i vilket en tapp 41 ar vridbart lagrad. En hylsa 43 är förenad med tappen 41.

Regleraneln är på känt sätt roterbart med ett lager 94 förbunden med ett yttre ställdon exempelvis utgörande en domkraft 100 och en hävstàng 101.

Vid propellernavets rotation alstras strömningskrafter enligt figur 6, varvid en resulterande Fraft Fr har hävarmen a. Momentet på propellerbladet utgörs av Fr*a. Reglerakeln 40 kan utförs med förhållandevis liten diameter sa att den bildar en torsionsaxel 46 det vill säga den får motsvarande egenskaper som en vridfjäder.

Torsionsaxeln kan fästas i en med navet medroterbar hylsa 45 placerad endera enligt figur 4 eller i en navkona 85 enligt figur 5. Torsionsaxelns fjädermoment utförs att motsvara propellerbladets moment Fr*a. Vid drift medför detta att propellerbladet blir självinstållande inom de gränser som bestäms av momentkarakteristiken för torsionsaxeln och bladmomentet. Maskinens yttre prestanda är sedan på känt sätt beroende av propellerbladets lutningsvinkel.

I en praktisk utföringsform väljs propellerbladets neutrallxnje det vill säga hävarmen a i figur 6 så att 8501816--6 bladmomentet Fr*a alltid har samma riktning vid olika bladlutning för att eliminera inverkan av kuggspel i den komiska kuggväxeln. huggkraft enligt figur 7 kan vidare utnyttjas för att minska friktionsmomentet i glidlagret vid skoveltappen.

Sum framgår av de olika figurerna kan de koniska rullkonorna arrangeras på olika sätt i förhållande till de komiska kugghjulen. Sum ytterligare variation kan rullknnorna placeras utanför de knniska kugghjulen det vill säga att i figur 5 placeras kugghjul 55 till vänster om låsbricka 52 och fläns 57 över det koniska hju1et50.

För att förbättra rullkonornas rullningsegenskaper kan de utföras svagt sfåriska inom den koniska grundformen.

Claims (7)

8501816-6 Eatsntkcay

1. Strömningsmaskin av propellertyp, som är företrädesvis avsedd för vätska, försedd med åtminstone en under drift vridbart omställbar skovel (10), som är vridbart lagrad i ett nav (BO) med en skoveltapp (20) k ä n n e t e c k n a d av att skoveltappen är försedd med en lâsbricka (52) med en väsentligen konisk kontaktyta, vars konspets är riktad ut från navets centrum, i rullningsbar kontakt med en fläns (56 eller 57) med en väsentligen konisk Pontahtyta, vars konspets är placerad pâ navets centrumlinje, varvid vid drift uppträdande strömningskrafter och centri+ugalkrafter överförs via kontaktytan och vid skovelns omställning en rullningsrörelse sker mellan lâsbrickan och flänsen.

2. Strömningsmaskin enligt krav 1 k ä n n e t e c k n a d av att skoveltappen är försedd med ett komiskt kugghjul (55) i kontakt med ett utefter navets centrumlinje placerat annat koniskt kugghjul (50) varvid de komiska kugghjulens rullkonor väsentligen överstämmer med rullkonorna iör låsbrickan och flänsen.

3. Strümningsmaskin enligt krav 2 k ä n n e t e c k n a d av att skovelbelastningar vid drift på de koniska kugghjulen vid olika skovelomställningar ger ett moment i samma riktning så att eventuellt kuggspel ej ina/erlzar på skovelns omställning.

4. Strömningsmaskin enl något tidigare krav k ä n n e t e c k n a d av att flänsen är försedd med en utefter navets centrumlinje placerad regleraxel (40).

5. Strömningsmaskin enligt krav 4 k a n n e t e c k n a d av att regleraneln åtminstone i en ände är utformad med ett spiralvridet spår (42) i vilket en tapp (41) är vridbart lagrad, varvid vid tappens axiella förskjutning regleraxeln ges en vridrörelse.

6. Strömningsmaskin enligt krav 4 k ä n n e t e c k n a d av att regleraxeln är utförd som en torsionsaxel inspänd i motsatt ände mot flänsen i något med 8501816-6 navet roterbart element, varvid torsionsaxelns momentkarakteristik valts att motsvara de för skovelns omställning uppträdande momenten på sådant sätt att maskinen inom åtminstone ett visst arbetsområde blir självreglerande.

7. Strömningsmaskin enligt krav 6 k a n n e t e c k n a d av att torsionsaxelns momentkarakteristik är inställbar relativt skovelns omställningsomrâde.