DE2249661A1 - HYDRAULIC MACHINE - Google Patents

Description

Hydraulische Maschine Hydraulische Maschine, insbesondere für einen Speicherkraftwerkmaschinensatz, welche einen Stator und einen Rotor aufweist, wobei als Dichtungen an Spalten zwischen dem Stator und dem Rotor Labyrinthringe je paarweise an Stator und Rotor angeordnet sind.Hydraulic machine Hydraulic machine, especially for one Storage power plant machine set, which has a stator and a rotor, wherein as seals on gaps between the stator and the rotor labyrinth rings in pairs are arranged on the stator and rotor.

An denjenigen Maschinensätzen für Speicherkraftwerke, bei welchen sämtliche hydraulische Maschinen des Satzes mit dem Motorgenerator starr gekoppelt sind, muss eine der hydraulischen Maschinen des Satzes während des Turbinenbetriebs arbeitsmittelseitig abgeschaltet werden und läuft in Luft.On those machine sets for storage power plants where all hydraulic machines in the set are rigidly coupled to the motor generator one of the hydraulic machines of the set must be during turbine operation be switched off on the working medium side and runs in the air.

Dabei ist es üblich die Labyrinthe der leerlaufenden Maschine mit Wasser zu kühlen. Das Wasser wird in die Spalte zwischen den umlaufenden und feststehenden -Labyrinthringen eingeführt.It is common to use the labyrinths of the idling machine Water to cool. The water is in the crevices between the rotating and stationary - Labyrinth rings introduced.

Bei der Rotation gelangt das Kühlwasser in den Laufradraum und verursacht dadurch einen Verlust, der zwischen 0,5 bis 1% der maximalen Leistung der hydraulischen Maschine liegen kann.During the rotation, the cooling water gets into the impeller space and causes this results in a loss of between 0.5 and 1% of the maximum hydraulic power Machine can lie.

Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, diesen Verlust an der eingangs beschriebenen hydraulischen Maschine zu vermeiden.The inventor set himself the task of remedying this loss of to avoid the hydraulic machine described at the beginning.

Das wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass mindestens die radial innen liegenden Labyrinthringe je mit zeigen über der Arbeitsmittelseite der Maschine dichten Kanälen versehen sind, welche Kanäle mittels einer vom Arbeitsmittel getrennten Leitung mit einem Wärmeaustauschmedium beschickbar sind, und vorteilhafterweise noch dadurch, dass auch die radial aussen liegenden Labyrinthringe je mit gegenüber der Arbeitsmittelseite der Maschine dichten Kaiiäleii ve-,seheil sind, welche Kanäle mittels Liner vom Arbeitsmittel getrennten Leitung mit einem Wärmeaustauschmedium beschickbar sind.This is achieved according to the invention in that at least the radial show inner labyrinth rings over the work equipment side the machine tight channels are provided, which channels by means of one of the work equipment separate line can be charged with a heat exchange medium, and advantageously because the labyrinth rings located radially on the outside are also opposite each other the working equipment side of the machine tight kaiiäleii ve-, seheil are which channels Line with a heat exchange medium separated from the working fluid by means of a liner are loadable.

Dabei ist es zweckmässig, wenn die mit den Kanälen für das Wärmeaustauschmedium versehene Labyrinthringe in radialer Richtung nachgiebig gelagert sind und wenn Mittel vorhanden sind, um die Temperatur des Wärmeaustauschmedium an den radial innen liegenden Labyrinthringen niedriger zu halten als an den radial aussen liegenden Labyrinthringen.It is useful if the with the channels for the heat exchange medium provided labyrinth rings are supported resiliently in the radial direction and if Means are provided to adjust the temperature of the heat exchange medium to the radially to keep inner labyrinth rings lower than on the radially outer ones Labyrinth rings.

Im weiteren wird die Erfindung anhand der anliegenden Zeichnung näher beschrieben und erklärt.The invention is further illustrated by the attached drawing described and explained.

Es zeigen: Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im axialen Längsschnitt Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie I-I in Fig. 1 Die hydraulische Maschine weist einen mit 1 bezeichneten Stator und einen Rotor 2 auf. Die Spalten 3 und 4 zwischen dem Stator 1 und dem Rotor 2 sind mit Labyrinthringen 5, 6, 7, 8 versehen, welche je paarweise, d-.h. 5 mit 6 und 7 mit 8, am Stator 1 und Rotor 2 angeordnet sind. Während des Arbeitseinsatzes der hydraulischen Maschine werden die Labyrinthringe 5, 6, 7, 8 von der Arbeitsmittelseite her vom Arbeitsmittel, d.h. vom Wasser gekühlt bzw. geschmiert.1 shows an exemplary embodiment of the invention in the axial direction Longitudinal section Fig. 2 shows a section along the line I-I in Fig. 1 The hydraulic The machine has a stator denoted by 1 and a rotor 2. The columns 3 and 4 between the stator 1 and the rotor 2 are provided with labyrinth rings 5, 6, 7, 8 provided, which are each paired, d-.h. 5 with 6 and 7 with 8, on the stator 1 and rotor 2 are arranged. During the work use of the hydraulic machine the labyrinth rings 5, 6, 7, 8 from the work equipment side from the work equipment, i.e. cooled or lubricated by water.

Um den Verschleiss der Labyrinthringe 5, 6, 7, 8,während die Maschine von dem Arbeitsmittel abgeschaltet ist und der Rotor 2 in Luft gedreht wird, zu vermeiden, sind die Labyrinthringe 5, 6, 7, 8 mit Kanälen 9 bzw. 10 bzw. 11 bzw. 12 versehen, welche mit einem Wärmeaustauschmittel beschickbar sind. Die Kanäle 9, 10, 11, 12 sind dicht gegenüber der Arbeitsmittelseite der Maschine ausgeführt, d.h. das Wärmeaustauschmittel dringt nicht aus den Kanälen 9, 10, 11, 12 in den Arbeitsmittelbereich der Maschine. Die Kanäle 9, 10, 11, 12 sind mittels Leitungsverbindungen für das Wärmeaustauschmittel beschickbar,-welche Leitungsverbindungen von dem Arbeitsmittel getrennt sind. So wird in den Kanal 11 am Labyrinthring 7 durch eine Leitungsverbindung 13 das Wärmeaustauschmittel eingeführt und auf der anderen Seite durch eine Leitungsverbindung 14 abgeführt.To the wear of the labyrinth rings 5, 6, 7, 8 while the machine is switched off by the working medium and the rotor 2 is rotated in air, too avoid the labyrinth rings 5, 6, 7, 8 with channels 9 or 10 or 11 or 12 provided, which can be charged with a heat exchange medium. The channels 9, 10, 11, 12 are designed close to the working medium side of the machine, i.e. the heat exchange medium does not penetrate from the channels 9, 10, 11, 12 in the Work equipment area of the machine. The channels 9, 10, 11, 12 are by means of line connections Can be charged for the heat exchange medium, -which line connections from the working medium are separated. So is in the channel 11 on the labyrinth ring 7 by a line connection 13 introduced the heat exchange medium and on the other side by a pipe connection 14 discharged.

Für den Kanal 10 am Labyrinthring 5 sind Leitungsverbindungen 15 und 16 angeordnet. Die radial innen liegenden, mit den Kanälen 9 bzw. 12 versehene Labyrinthringe 6 und 8 rotierens mit dem Rotor 2. Das Wärmeaustauschmedium wird in die Kanäle 9 und 12 durch eine Leitungsverbindung 17 geführt.For the channel 10 on the labyrinth ring 5 are line connections 15 and 16 arranged. The radially inner labyrinth rings provided with the channels 9 and 12, respectively 6 and 8 rotate with the rotor 2. The heat exchange medium is in the channels 9 and 12 passed through a line connection 17.

Die Leitungsverbindung 17 geht durch eine Büchse 19 und eine Schonbüchse 20 einer Welle 21,weiter durch den Rotor 2, wo sie sich verzweigt zum Kanal 9 und zum Kanal 12, wobei die Leitungsverbindung 17 durch eine Schaufel 22 des Rotors 2 geführt ist. Auf der anderen Seite wird das Wärmeaustauschmedium aus dem Kanal 12 und 9 auf eine ähnliche Weise durch die Leitungsverbindung 18 weggeführt.The line connection 17 goes through a sleeve 19 and a protective sleeve 20 of a shaft 21, further through the rotor 2, where it branches off to the channel 9 and to the channel 12, the line connection 17 through a blade 22 of the rotor 2 is performed. On the other hand, the heat exchange medium comes out of the duct 12 and 9 led away through the line connection 18 in a similar manner.

Der Weg des Wärmeaustauschmediums durch die Kanäle 9, 10, 11, 12 ist besonders in der Fig. 2 zu sehen. Hier ist die Ausführung der Kanäle 11 und 12 gezeigt, die derjenigen der Kanäle 10 und 9 ähnlich ist. Die Kanäle ii und 12 sind mittels Wände 27 und 24, bzw. 25 und 26 je in zwei Halbringräume geteilt. Das Wärmeaustauschmedium wird an einer Verteilstelle 27 der Leitungsverbindung 13 in die beiden Halbringräume des Kanals 11 geteilt eingeführt und an der anderen Seite ähnlich an einer Sammelstelle 28 der Leitungsverbindung 14 abgeführt.The path of the heat exchange medium through the channels 9, 10, 11, 12 is can be seen particularly in FIG. The execution of channels 11 and 12 is shown here, that of channels 10 and 9 is similar. Channels ii and 12 are by means of Walls 27 and 24, or 25 and 26, each divided into two half-ring spaces. The heat exchange medium is at a distribution point 27 of the line connection 13 in the two half-ring spaces of the channel 11 divided and introduced on the other side similar to a collection point 28 of the line connection 14 discharged.

Es wäre denkbar, durch Vermehren der Teilräume (vier oder sechs Teilräume in jedem Kanal) eine bessere Verteilung des Wärmeaustauschs zu erzielen. Die Teilräume wUrden zu diesem Zweck je separat gespeist. Die Labyrinthringe 5, 6, 7, 8 sind im Stator 1 bzw. im Rotor 2 in Radialrichtung nachgiebig gelagert. Die Temperatur des Wärmeaustauschmediums in den radial innen liegenden Labyrinthringen 6 und 8 wird durch geeignete Mittel niedriger gehalten als in den radial aussen liegenden Labyrinthringen 5 und 7. Die radial aussen liegenden Labyrinthringe 5 und 7 dehnen sich dann aus und die radial innen liegenden Labyrinthringe 6 und 8 schrumpfen zusammen, wodurch sie sich voneinander entfernen.It would be conceivable by increasing the number of partial spaces (four or six partial spaces in each channel) to achieve a better distribution of the heat exchange. The subspaces were each fed separately for this purpose. The labyrinth rings 5, 6, 7, 8 are in Stator 1 or mounted resiliently in the rotor 2 in the radial direction. The temperature of the Heat exchange medium in the radially inner labyrinth rings 6 and 8 is kept lower by suitable means than in the radially outer labyrinth rings 5 and 7. The radially outer labyrinth rings 5 and 7 then expand and the radially inner labyrinth rings 6 and 8 shrink together, whereby they move away from each other.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung wäre es möglich, die Labyrinthringe 5, 6, 7, 8 anders, als bisher gezeigt, anzuordnen. Beispielsweise so, dass die am Stator 1 angeordneten Labyrinthringe auf die mit 29 in.In another embodiment of the invention it would be possible to arrange the labyrinth rings 5, 6, 7, 8 differently than previously shown. For example so that the labyrinth rings arranged on the stator 1 on the 29 in.

Fig. 1 bezeichnete Stelle angebracht würden, wodurch sie radial innen liegen würden. Eine ähnliche Massnahme wäre auch bei dem anderen Paar der Labyrinthringe durchzuführen.Fig. 1 designated location would be attached, making them radially inward would lie. A similar measure would also be used for the other pair of labyrinth rings perform.

Die am Rotor 2 angeordneten Labyrinthringe 6, 8 würden so radial aussen liegen. Es wäre dann möglich durch ein intensives Kühlen und dadurch entsprechendes Zusammenschrumpfen nur der am Stator 1 radial innen liegenden Labyrinthringe einen genügenden Abstand zwischen diesen und am Rotor 2 angebrachten radial aussen liegenden Labyrinthringen 6, 8 herzustellen. Die notwendigen Leitungsverbindungen wären dabei nur im Stator 1 auszuführen.The labyrinth rings 6, 8 arranged on the rotor 2 would thus be radially outward lie. It would then be possible through intensive cooling and thus corresponding Only the labyrinth rings lying radially on the inside on the stator 1 shrink together a sufficient distance between these and attached to the rotor 2 radially outer Labyrinth rings 6, 8 to produce. The necessary line connections would be included only to be carried out in stator 1.

Claims (5)

PatentansprücheClaims z 9 Hydraulische Maschine, insbesondere für einen Speicherkraftwerkmaschinensatz, welche einen Stator und einen Rotor aufeist, wobei als Dichtungen an den Spalten zwischen dem Stator und dem Rotor Labyrinthringe je paarweise an Stator und Rotor angeordnet sind, d ad u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass mindestens die radial innen liegenden Labyrinthringe (6, 8) je mit gegenüber der Arbeitsmittelseite der Maschine dichten Kanälen (9 bzw. 12) versehen sind, welche Kanäle (9, 12) mittels einer vom Arbeitsmittel getrennten Leitungsverbindung (17, 18) mit einem Wärmeaustauschmedium beschickbar sind. z 9 hydraulic machine, especially for a storage power plant machine set, which ice up a stator and a rotor, acting as seals on the gaps between the stator and the rotor labyrinth rings in pairs on the stator and rotor are arranged so that at least the radial inner labyrinth rings (6, 8) each with opposite the working equipment side of the Machine tight channels (9 or 12) are provided, which channels (9, 12) by means of a line connection (17, 18) separated from the working medium with a heat exchange medium are loadable. 2. Maschine nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, dass auch die radial aussen liegenden Labyrinthringe (5, 7) je mit gegenüber der Arbeitsmittelseite der Maschine dichten Kanälen ( 10 bzw. li) versehen sind, welche Kanäle (10, 11) mittels einer vom Arbeitsmittel getrennten Leitungsverbindung (13, 14, bzw. 15, 16) mit einem Wärmeaustauschmedium beschickbar sind.2. Machine according to claim 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t that also the radially outer labyrinth rings (5, 7) each with opposite tight channels (10 or left) are provided on the work equipment side of the machine, which channels (10, 11) by means of a line connection separated from the working medium (13, 14, or 15, 16) can be charged with a heat exchange medium. 3. Maschine nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, dass die mit den Kanälen (9 bzw. 10 bzw. 11 bzw. 12) für das Wärmeaustauschmedium versehenen Labyrinthringe (5, 6, 7, 8) in radialer Richtung nachgiebig gelagert sind.3. Machine according to claim 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t that with the channels (9 or 10 or 11 or 12) for the heat exchange medium provided labyrinth rings (5, 6, 7, 8) resiliently mounted in the radial direction are. 4. Maschine nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, dass Mittel vorhanden sind, um. die Temperatur des Wärmeaustauschmediums an den radial innen liegenden Labyrinthringen (6, 8) niedriger zu halten als an den radial aussen liegenden Labyrinthringen (5, 7).4. Machine according to claim 2, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t that funds are in place to. the temperature of the heat exchange medium to keep the radially inner labyrinth rings (6, 8) lower than on the radially outer labyrinth rings (5, 7). 5. Maschine nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, dass die radial innen liegenden Labyrinthringe am Stator 1 und die radial aussen liegenden Labyrinthringe am Rotor 2 angeordnet sind.5. Machine according to claim 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t that the radially inner labyrinth rings on the stator 1 and the radially outer lying labyrinth rings are arranged on the rotor 2.