WO2016023882A1 - Vorrichtung zum verstellen des leitapparates einer wasserturbine oder wasserpumpe - Google Patents

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WO2016023882A1
WO2016023882A1 PCT/EP2015/068413 EP2015068413W WO2016023882A1 WO 2016023882 A1 WO2016023882 A1 WO 2016023882A1 EP 2015068413 W EP2015068413 W EP 2015068413W WO 2016023882 A1 WO2016023882 A1 WO 2016023882A1
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adjusting
gear
control ring
ring
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Peter Richter
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Voith Patent Gmbh
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    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B3/00—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
    • F03B3/16—Stators
    • F03B3/18—Stator blades; Guide conduits or vanes, e.g. adjustable
    • F03B3/183—Adjustable vanes, e.g. wicket gates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F05B2260/40—Transmission of power
    • F05B2260/403—Transmission of power through the shape of the drive components
    • F05B2260/4031—Transmission of power through the shape of the drive components as in toothed gearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy

Definitions

  • the invention relates to a turbomachine for incompressible media, in particular a water turbine or pump, consisting of an impeller, a controllable nozzle having numerous blades, which is upstream or downstream of the impeller.
  • the vanes surround the impeller concentrically, so that the impeller axis represents the central axis of symmetry of the distributor.
  • the oil used represents a major environmental risk in the event of a fault, ie a possible leak, so that the requirements of environmental protection are such as to avoid the use of mineral oil in hydropower plants as much as possible.
  • the operation of the servomotors hydraulic equipment such as pumps, pressure vessels, pressure lines and the like is needed, which also contribute significantly to the cost price.
  • the inventor has set itself the task of avoiding the disadvantages described.
  • Figure 1 diffuser and control ring in plan view with a
  • Figure 1 shows a nozzle with a control ring in plan view.
  • the Leitschaufelzapfen are visible, one of which is designated 1.
  • the vanes are connected by means of levers and links to the control ring, designated 2, so that rotation of the control ring 2 about its axis results in rotation of the vanes and thus in rotation of the vanes.
  • the device according to the invention consists of at least one electric geared motor, which transmits its rotary motion to a gear segment by means of a toothed wheel.
  • the geared motor itself is not shown. It is the gear with 3 and the gear segment designated 4, wherein the gear segment 4 is attached to the control ring 2.
  • the gear motor is coaxially connected to the gear 3 and is located either above or below the plane of Figure 1.
  • control ring 2 can be rotated by the geared motor.
  • the gear is needed to apply the necessary force to adjust the control ring 2 by a suitable electric motor can.
  • a suitable electric motor can be used.
  • this is a planetary gear.

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Abstract

Vorrichtung zum Verstellen des Leitapparates einer Wasserturbine oder Wasserpumpe mit einem Laufrad und einem Kranz von beweglichen Leitschaufeln, der dem Laufrad vor oder nachgeschaltet ist, dessen Leitschaufeln (1) durch einen Regelring (2) über Hebel und/oder Lenker bewegt werden können, wobei der Regelring (2) mittels wenigstens eines elektrischen Getriebemotors gedreht wird, und wobei der Getriebemotor mittels eines Zahnrades (3) und eines am Regelring befestigten Zahnradsegments (4) am Regelring angreift.

Description

Vorrichtung zum Verstellen des Leitapparates einer Wasserturbine oder
Wasserpumpe
Die Erfindung betrifft eine Strömungsmaschine für inkompressible Medien, insbesondere eine Wasserturbine oder Pumpe, bestehend aus einem Laufrad, einem regulierbaren Leitapparat, der zahlreiche Schaufeln aufweist, der dem Laufrad vor-oder nachgeschaltet ist. Dabei umgeben die Leitschaufeln das Laufrad konzentrisch, so dass die Laufradachse die zentrale Symmetrieachse des Leitapparats darstellt.
Vorrichtungen zum Verstellen eines solchen Leitapparates sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt. Die Verstellung der Leitschaufeln erfolgt dabei durch Verdrehung eines als Regulierorgan dienenden Regelrings, an welchem die individuellen Lenker gelenkig befestigt sind und über Hebel ein Drehmoment auf die Zapfen der Leitschaufeln ausüben, so dass der Leitapparat geschlossen und geöffnet werden kann. Die Verdrehung des Regelrings wird hierbei durch wenigstens einen hydraulischen Servomotor bewerkstelligt. Eine solche Vorrichtung findet sich beispielsweise in der DE 3827743 A1 . Ein gravierender Nachteil des beschriebenen Standes der Technik besteht darin, dass zum Betrieb der hydraulischen Servomotoren eine nicht unerhebliche Menge an Hydraulikflüssigkeit benötigt wird, bei welcher es sich gewöhnlich um Mineralöl handelt. Das verwendete Öl stellt im Fehlerfall, d.h. bei einer möglicherweise auftretenden Undichtigkeit, ein großes ökologisches Risiko dar, so dass die Anforderungen, die durch den Umweltschutz gegeben sind, dahin gehen, die Verwendung von Mineralöl in Wasserkraftwerken möglichst zu vermeiden. Außerdem werden für den Betrieb der Servomotoren hydraulische Einrichtungen wie Pumpen, Druckbehälter, Druckleitungen und ähnliches benötigt, die auch erheblich zu den Gestehungskosten beitragen. Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, die beschriebenen Nachteile zu vermeiden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Verstellen eines Leitapparates mit den kennzeichnenden Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den abhängigen Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von einer Figur erläutert. Darin ist im Einzelnen folgendes dargestellt:
Figur 1 Leitapparat und Regelring in Draufsicht mit einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung
Figur 1 zeigt einen Leitapparat mit einem Regelring in Draufsicht. Dabei sind die Leitschaufelzapfen erkennbar, von denen einer mit 1 bezeichnet ist. Die Leitschaufelzapfen sind mittels Hebeln und Lenkern mit dem Regelring, welcher mit 2 bezeichnet ist verbunden, so dass eine Drehung des Regelringes 2 um seine Achse zu einer Drehung der Leitschaufelzapfen und damit zu einer Drehung der Leitschaufeln führt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus wenigstens einem elektrischen Getriebemotor, welcher mittels eines Zahnrades seine Drehbewegung auf ein Zahnradsegment überträgt. In Figur 1 ist der Getriebemotor selbst nicht dargestellt. Es ist das Zahnrad mit 3 und das Zahnradsegment mit 4 bezeichnet, wobei das Zahnradsegment 4 am Regelring 2 befestigt ist. Der Getriebemotor ist mit dem Zahnrad 3 koaxial verbunden und befindet sich entweder oberhalb oder unterhalb der Zeichenebene von Figur 1. Auf diese Weise kann der Regelring 2 durch den Getriebemotor gedreht werden. Das Getriebe wird benötigt, um die notwendig Kraft zum Verstellen des Regelringes 2 durch einen geeigneten elektrischen Motor aufbringen zu können. Vorzugsweise handelt es sich dabei um ein Planetengetriebe. Selbstverständlich können auch mehrere Getriebemotoren vorgesehen sein, die dann den Regelring synchron gemeinsam drehen.
Es ist offensichtlich, dass mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung die gestellte Aufgabe gelöst wird, da nunmehr kein Hydrauliköl zum Verstellen des Leitapparates benötigt wird. Ferner ist die erfindungsgemäße Lösung einfach und kostengünstig im Aufbau.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Verstellen des Leitapparates einer Wasserturbine oder Wasserpumpe mit einem Laufrad und einem Kranz von beweglichen Leitschaufeln, der dem Laufrad vor oder nachgeschaltet ist, dessen Leitschaufeln (1 ) durch einen Regelring (2) über Hebel und/oder Lenker bewegt werden können, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelring mittels wenigstens eines elektrischen Getriebemotors gedreht wird, wobei der Getriebemotor mittels eines Zahnrades (3) und eines am Regelring befestigten Zahnradsegments (4) am Regelring angreift.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebe des wenigstens einen elektrischen Getriebemotors als Planetengetriebe ausgebildet sind.
PCT/EP2015/068413 2014-08-12 2015-08-11 Vorrichtung zum verstellen des leitapparates einer wasserturbine oder wasserpumpe WO2016023882A1 (de)

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