NO781812L

NO781812L - HYDROELECTRIC MACHINE INSERT.

Info

Publication number: NO781812L
Application number: NO78781812A
Authority: NO
Inventors: Helmut Miller
Original assignee: Escher Wyss Ag
Priority date: 1977-05-25
Filing date: 1978-05-24
Publication date: 1978-11-28
Also published as: CA1109361A; AU3641678A; BR7803209A; FI781646A; FI60596B; PT68064B; IN148923B; AR215057A1; GB1603995A; FR2392246A1; DE2821458C2; FR2392246B1; IT1094732B; FI60596C; IT7822758A0; SE7805952L; YU123478A; BE867317A; DE2821458A1; AT359004B

Description

Oppfinnelsen vedrører en hydroelektrisk maskinsats med en elektrisk maskin og en francismaskin, en roterende enhet som innbefatter rotoren i den elektriske maskin og løpehjulet i francismaskinen, og en opplagring av den roterende enhet i maskinsatsens fundament. The invention relates to a hydroelectric machine set with an electric machine and a French machine, a rotating unit that includes the rotor in the electric machine and the impeller in the French machine, and a storage of the rotating unit in the foundation of the machine set.

Ved slike kjente maskinsatser er francismaskinens løpehjul forbundet med den elektriske maskins rotor ved hjelp av en aksel som er opplagret i fundamentet ved hjelp av hydro-dynamiske lagre. In such known machine sets, the French machine's impeller is connected to the electric machine's rotor by means of a shaft which is stored in the foundation by means of hydro-dynamic bearings.

Jo større maskinsatsen utføres, desto mer ettergiv-ende blir maskinsatsen, slik at de bøyekritiske turtall blir lavere eller samtlige materialdimensjoner må økes vesentlig. Derved når man hurtig en teknisk og økonomisk grense for maskinsatsen størrelse. The larger the machining speed, the more yielding the machining speed becomes, so that the bending critical speeds are lower or all material dimensions must be increased significantly. Thereby, a technical and economic limit for the size of the machine batch is quickly reached.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er å tilveie-bringe en hydroelektrisk maskinsats som er vesentlig mer stabilt bygget, slik at man kan oppnå større enhetsyteiser. The purpose of the present invention is to provide a hydroelectric machine set which is significantly more stable in construction, so that larger unit surfaces can be achieved.

Oppfinnelsen tar utgangspunkt i den erkjennelse at når maskinsatsens størrelse øker blir også særlig de krefter såvel som den strekning som kreftene skal overføres mellom rotor-kransen i den elektriske maskin, den opplagrede aksel og francismaskinens løpeskovelkrans større, og at kreftene og krefteover-føringsstrekningen mellom lagerne og fundamentet også blir større. The invention is based on the recognition that when the size of the machine set increases, the forces as well as the distance over which the forces are to be transmitted between the rotor ring in the electric machine, the supported shaft and the vane ring of the French machine become larger, and that the forces and the power transmission distance between the bearings and the foundation also gets bigger.

Den nevnte hensikt oppnår man ved den innledningsvis beskrevne hydroelektriske maskinsats ifølge oppfinnelsen ved at den roterende enhet i omkretsområdet til rotorens bærering og i omkretsområdet til løpehjulet er opplagret ved hjelp av en resp. krans av hydrostatiske radiallagre. The aforementioned purpose is achieved by the initially described hydroelectric machine set according to the invention in that the rotating unit in the circumferential area of the rotor bearing ring and in the circumferential area of the impeller is stored by means of a resp. ring of hydrostatic radial bearings.

Særlig fordelaktig er det dersom rotorbæreringens omkretsområde er direkte forbundet med løpehjulets omkretsområde ved hjelp av en hulaksel. It is particularly advantageous if the circumferential area of the rotor bearing is directly connected to the circumferential area of the impeller by means of a hollow shaft.

For at man ved maskinsatser med vertikal akse skal In order for machine sets with a vertical axis to

kunne oppta vektkreftene over en kortest mulig strekning kan fordelaktig den roterende enhet opplagres i rotorbæreringens omkretsområde og/eller i løpehjulets omkretsområde ved hjelp av en krans av hydrostatisk aksiallagre. able to absorb the weight forces over the shortest possible distance, the rotating unit can advantageously be stored in the circumferential area of the rotor bearing and/or in the circumferential area of the impeller by means of a ring of hydrostatic axial bearings.

Fordelaktig kan den elektriske maskins rotor utformes som en ring. Advantageously, the electric machine's rotor can be designed as a ring.

Videre er det for den hydroelektriske maskinsats fordelaktig å overdekke overgangsstedene mellom de driftsvannrombegrensende løpehjulvegger og de driftsvannrombegrensende vegger i den stasjonære overvanndel og/eller undervanndel i francismaskinen ved hjelp av en hydrostatisk tetningsanordning. Furthermore, it is advantageous for the hydroelectric machine set to cover the transition points between the operating water space-limiting impeller walls and the operating water space-limiting walls in the stationary upstream part and/or underwater part of the French machine by means of a hydrostatic sealing device.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til tegningene som viser et forenklet snitt gjennom en maskinsats ifølge oppfinnelsen. The invention shall be explained in more detail with reference to the drawings which show a simplified section through a machine set according to the invention.

Den viste hydroelektriske maskinsats innbefatter en elektrisk maskin med en stator 1 og en rotor 2 med en bærering 2' for polene eller viklingen, samt en francismaskin med en stasjon-ær ledehjulkrans 3 og et løpehjul 4. Rotoren 2 i den elektriske maskin og løpehjulet 4 i francismaskinen hører til maskinsatsens roterende enhet som er opplagret i et fundament 5. The shown hydroelectric machine set includes an electric machine with a stator 1 and a rotor 2 with a support ring 2' for the poles or winding, as well as a French machine with a stationary guide wheel ring 3 and an impeller 4. The rotor 2 of the electric machine and the impeller 4 in the franchising machine belongs to the rotating unit of the machine set which is stored in a foundation 5.

Den roterende enhet 2, 4 er i omkretsområdet til rotorens bærering 2' og i omkretsområdet til løpehjulet 4 opplagret ved hjelp av en respektiv krans av hydrostatiske radiallagre 6 henholdsvis 7. The rotating unit 2, 4 is supported in the circumferential area of the rotor bearing ring 2' and in the circumferential area of the impeller 4 by means of a respective ring of hydrostatic radial bearings 6 and 7, respectively.

Videre omkretsområdet til rotorens bærering 2' direkte forbundet med løpehjulets 4 omkretsområde ved hjelp av en hulaksel 8. Furthermore, the circumferential area of the rotor bearing ring 2' is directly connected to the circumferential area of the impeller 4 by means of a hollow shaft 8.

På denne måten er de deler av den roterende enhet hvor driftskreftene oppstår, innbyrdes forbundne på en kortest mulig måte og uten omveger opplagret i fundamentet. Derved blir maskinsatsen meget stabil og likevel lett, hvilket muliggjør bygging av større enheter. Som følge av at lagerne for den roterende enhet er utformet som hydrostatiske lagre vil også friksjonskreftene bli små, til tross for den større lagerdia-meter. In this way, the parts of the rotating unit where the operating forces occur are interconnected in the shortest possible way and without detours stored in the foundation. This makes the machine set very stable and yet light, which enables the construction of larger units. As a result of the bearings for the rotating unit being designed as hydrostatic bearings, the frictional forces will also be small, despite the larger bearing diameter.

I utførelseseksemplet er også aksiallagringen tilIn the design example, the axial bearing is also included

den roterende enhet 2, 4 tilveiebragt ved hjelp av en krans av hydrostatiske aksiallagre 9 i omkretsområdet, d.v.s. i omkrets- the rotating unit 2, 4 provided by means of a wreath of hydrostatic axial bearings 9 in the peripheral area, i.e. in circumference

området til rotorens bærering 2'.the area of the rotor bearing ring 2'.

Rotoren 2 i den elektriske maskin har en stor sen-tral åpning, d.v.s. at den er ringformet, slik at bare løpehjuls-veggen 10 som begrenser driftsvannrommet oppad, trekker seg inn i den roterende enhets sentrale område.. The rotor 2 in the electric machine has a large central opening, i.e. that it is annular, so that only the impeller wall 10, which limits the working water space upwards, retracts into the central area of the rotating unit..

Overgangsstedet mellom veggen 10 i løpehjulet 4 og den driftsvannrommet oventil begrensende vegg 11 i den stasjonære overvanndel, d.v.s. ledeskovelkransen 3, er overdekket ved hjelp av en hydrostatisk tetningsanordning 12. Om så ønskes kan eventuelt slike hydrostatiske tetningsanordninger også an-ordnes i overgangsstedene 13 og 14 mellom løpehjulets 4 ytter-vegg 15 og de driftsvannrombegrensende vegger i den stasjonære overvanndel henholdsvis undervanndel i francismaskinen. The transition point between the wall 10 in the impeller 4 and the wall 11 limiting the operating water space above in the stationary headwater part, i.e. the guide vane rim 3, is covered by means of a hydrostatic sealing device 12. If desired, such hydrostatic sealing devices can also be arranged in the transition points 13 and 14 between the outer wall 15 of the impeller 4 and the walls limiting the operating water space in the stationary upper water part and underwater part of the franchising machine.

Francismaskinen kan drives som turbin, som pumpe eller som pumpeturbin. The Francis machine can be operated as a turbine, as a pump or as a pump turbine.

Løpehjulets 4 omkretsområde innbefatter også ring-skiven 15, og bæreringens 2' omkretsområde innbefatter også bæreringens endeflanke og det dertil sluttede endeparti av hulakselen 8. The peripheral area of the impeller 4 also includes the ring disk 15, and the peripheral area of the carrier ring 2' also includes the end flank of the carrier ring and the connected end part of the hollow shaft 8.

Veggen som danner hulakselen 8 kan være sylinder-mantelformet eller ha kjeglestumpmantelform eller kan være sammen-'satt av en sylindermantel og en kjeglestumpmantel. The wall which forms the hollow shaft 8 can be cylinder-mantle shaped or have a frustoconical mantel or can be composed of a cylindrical mantel and a frustoconical mantel.

Claims

1. Hydroelektrisk maskinsats med en elektrisk maskin og en francismaskin, en roterende enhet som innbefatter rotoren i den elektriske maskin og løpehjulet i francismaskinen, og en opplagring av den roterende enhet i maskinsatsens fundament, karakterisert ved at den roterende enhet (2,4) er opplagret i omkretsområdet til rotorens (2) bærering (2 <1> ) og i omkretsområdet til løpehjulet (4) ved hjelp av en respektiv krans av hydrostatiske radiallagre (6,7) . 2. Hydroelektrisk maskinsats. ifølge krav 1, karakterisert ved at omkretsområdet til rotorens (2) bærering (2') er direkte forbundet med løpehjulets (4) omkrets-1. Hydroelectric machine set with an electric machine and a French machine, a rotating unit that includes the rotor in the electric machine and the impeller in the French machine, and a storage of the rotating unit in the foundation of the machine set, characterized in that the rotating unit (2,4) is stored in the circumferential area of the rotor (2) bearing ring (2 <1> ) and in the circumferential area of the impeller (4) by means of a respective ring of hydrostatic radial bearings (6,7) . 2. Hydroelectric machine set. according to claim 1, characterized in that the circumferential area of the rotor (2) support ring (2') is directly connected to the impeller (4) circumferential

område ved hjelp av en hulaksel (8) .area using a hollow shaft (8) .

3. Hydroelektrisk maskinsats ifølge krav 1, karakterisert , ved at den roterende enhet (2,4) i rotorens (2) bærerings (2') omkretsområde og/eller i løpehjulets (4) omkretsområde er opplagret ved hjelp av en krans av hydrostatiske aksiallagre (9) . 3. Hydroelectric machine set according to claim 1, characterized in that the rotating unit (2,4) in the circumferential area of the rotor (2) carrier (2') and/or in the circumferential area of the impeller (4) is supported by means of a ring of hydrostatic axial bearings (9) .

4. Hydroelektrisk maskinsats ifølge krav 1, karakterisert ved at rotoren (2) har ringform. 4. Hydroelectric machine set according to claim 1, characterized in that the rotor (2) is ring-shaped.

5. Hydroelektrisk maskinsats ifølge krav 1, karakterisert ved at overgangsstedene (11) mellom de i driftsvannrommet begrensende vegger i løpehjulet (4) og de i driftsvannrommet begrensende vegger i den stasjonære overvanndel og/eller undervanndel i francismaskinen (3,4) er overdekket ved hjelp av en hydrostatisk tetningsanordning (12).5. Hydroelectric machine set according to claim 1, characterized in that the transition points (11) between the limiting walls in the operating water space in the impeller (4) and the limiting walls in the operating water space in the stationary upper water part and/or underwater part of the francis machine (3,4) are covered by using a hydrostatic sealing device (12).