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Die Erfindung betrifft ein Innengehäuse von Rohrturbinen mit radial zur Turbinenachse angeordneten Stützarmen, die die Verbindung zwischen Stollenwandung und Gehäuse bilden, wobei einerseits die Abstützung in der Stollenwand als feste Einspannstelle ausgebildet ist, oder durch bewegliche Glieder erfolgt und anderseits die Stützarme sowohl mit dem generatorseitigen als auch mit dem turbinenseitigen Spantring in Verbindung stehen.
Diese Ausbildung des Innengehäuses hat den Zweck, die Rohrturbine in ihrer Lage festzuhalten und die auftretenden Kräfte aufzunehmen.
Es ist bekannt, wenigstens zwei Arme am Innengehäuse einer Rohrturbine zu befestigen, wobei besonders die im Strömungsfeld liegenden Arme möglichst schmal oder zumindest strömungsgünstig ausgebildet sind, um Verluste zu vermeiden. Hiebei sei erwähnt, dass die Rohrturbine eine Ver-
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stehenden Axialschub aufnehmen muss. So ist eine Lösung nach der AT-PS Nr. 326582 bekanntgeworden, die im besonderen eine elastische Lagerung vorsieht, um die vorhin genannten Krafteinwirkungen auf einfache Weise aufnehmen zu können.
Die für die Turbinenlagerung genannten Stützarme werden meist als Hohlkörper ausgebildet, wobei zur Erzielung eines günstigen hydrodynamischen Wertes auf einen exakten Übergang am Beginn und am Ende der Stützarme Wert gelegt wird. Dies bedeutet, dass z. B. an der Generatorseite der Querschnitt der Stützarme breiter ausgebildet ist als auf der Turbinenseite, da der Schacht für das Strömungsmedium ähnlich einem Hohlkegel ausgebildet ist. Durch diese konstruktive Gegebenheit ist praktisch die trapezartige Querschnittsform des Stützarmes festgelegt. Es treten an der Generatorseite Druckkräfte auf, während auf der Turbinenseite starke Zugkräfte in die Verankerung abgeleitet werden müssen.
Da aber an der Turbinenseite die Querschnittsbreite des Stützarmes wesentlich kleiner ist, gegenüber seiner generatorseitigen Ausbildung, verbleibt wenig Material, um die enormen Zugkräfte aufzunehmen und in die Verankerung ableiten zu können.
Es wurde auch schon vorgeschlagen, die Stützarme mit Hilfe zusätzlicher Holme an der Übergangsstelle zu den Spantringen zu unterstützen. Der Nachteil dieser Ausbildung besteht darin, dass die Stützarme, obwohl ein guter Kraftverlauf von den Spantringen zu diesen erfolgt, nicht stark genug dimensioniert werden können, um mit genügender Sicherheit die Kraftübertragung zu gewährleisten. Es wäre denkbar, die Stützarme in Turbinenlängsachse zu vergrössern, dagegen spricht aber, dass die turbinenseitige Stirnseite zu sehr abnehmen würde.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Innengehäuse von Rohrturbinen zu schaffen, das sehr wohl kräftige Stützarme enthält, ohne dass zusätzliche Einrichtungen, wie Holme u. dgl. Verstärkungselemente zwischen den Spantringen nötig sind und trotzdem der Querschnitt der Arme möglichst schmal gehalten werden kann. Zusätzlich auftretende Kräfte - und das gilt als weitere Forderung - sollen von der Zugseite der Stützarme aufgenommen werden können. Erfindungsgemäss wird das Ziel dadurch erreicht, dass die Stirnwände der Stützarme und der Spantringe je in einer Ebene liegen und Versteifungselemente wenigstens im Bereich der turbinenseitigen Stirnwände der Stützarme angeordnet sind, die zum Teil um die Stützarmseitenwände geführt sind.
Um die Art der Dimensionierung aufzuzeigen, werden nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung die Versteifungselemente, die an der Stützarmseitenwand angeordnet sind, der Breite der Stirnwände entsprechend dimensioniert. Dadurch wird erreicht, dass die Stützarme die geforderte Festigkeit erhalten.
An Hand eines Ausführungsbeispieles sei die Erfindung näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 schematisch einen Längsschnitt durch eine Rohrturbinenanlage, Fig. 2 Innengehäuse mit Stützarmen, Fig. 3 Querschnitt der Stützarme und Versteifung.
In der Fig. 1 ist schematisch eine Rohrturbinenanlage dargestellt. Der Generator --9- ist in dem birnenförmigen Gehäuse untergebracht, woran das Innengehäuse --8-- anschliesst. In Weiterführung der Rohrturbine ist der Leitapparat --12-- angedeutet. Als Abschluss ist die Turbine --10-aufgeführt, die mit ihren Laufschaufeln --11-- gekennzeichnet ist. Das Innengehäuse --8-- wird
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dass Strömungswirbel möglichst unterbunden werden. Der Erfindungsgedanke ist in der besonderen Ausbildung der Stützarme --5-- festgehalten, der in den nächsten Figuren genauer erläutert wird.
Die Fig. 2 zeigt nun herausgestellt das Innengehäuse --8--, an dem die Stützarme --5-- oben und unten befestigt sind und in der Stollenwandung --14-- fest verankert sind. Das Innengehäuse - besteht im wesentlichen aus einem kegelförmigen Hohlkörper, wobei an seiner Vorderseite der Spantring --1-- und an seiner Rückseite der Spantring --2-- als Abschluss dient. Der Spant- ring-l-hat die Aufgabe, ein Lager der Turbinenwelle aufzunehmen. Dies ist jedoch in der Figur nicht angegeben, da die Lagerung nicht zum Erfindungsgegenstand gehört.
Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Stützarme --5-- nicht nur fest in der Stollenwandung einzufügen, sondern mit Hilfe von elastischen Elementen eine geeignete Aufhängung zu bewirken. Bekanntlich weist an der Stelle der Rohrturbine, an der die Stützarme angeordnet sind, zwar der Durchflussquerschnitt ein etwa konstantes Mass auf, jedoch wird sowohl der Durchmesser der Stollenwandung, als auch das Innengehäuse allmählich verringert, die Gründe sind dem Fachmann bekannt und bedürfen keiner weiteren Erläuterung. Die Tatsache, dass an der turbinenseitigen Stelle die Stützarme --5-- schmäler ausgebildet werden müssen, als an der Generatorseite, bringt bei der Dimensionierung Probleme mit sich, da die Querschnittsform der Stützarme bereits gegeben ist.
Durch eine Versteifung --4-- kann die Forderung der starken Ausbildung der Stützarme erfüllt werden.
Die Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch den Stützarm-5-, wobei darunter das Innengehäuse
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ab, wobei als Verbindung die beiden Seitenwände --3-- den Stützarm --5-- als geschlossenen Formkörper bilden. Um nun dem Stützarm --5--, der im Querschnitt eine trapezartige Form aufweist,
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die Versteifung --4-- hinzugefügt. Diese erstreckt sich in ihrer horizontalen Ausdehnung über die gesamte Breite der Stirnwände --7-- und setzt sich in gleichem Mass auch über die Stirnwände - hin fort.
Wesentlich ist jedoch, dass die Stützarme --5-- das gleiche Mass aufweisen wie das Innengehäuse --8-- sich in seiner Längsrichtung erstreckt, wobei besonders die Stirnwände --6 und 7-- mit den Spantringen --1 und 2-- etwa in einer Ebene zu liegen kommen und mit diesen fest verbunden sind. Dadurch wird erreicht, dass zusätzliche Einrichtungen, die eine Wirkverbindung zwischen den Spantringen und den Stützarmen darstellen, nicht mehr benötigt werden.
Da naturgemäss die turbinenseitige Stirnwand --7-- sehr schmal ist, kann mit Hilfe der Versteifung - die nötige Festigkeit der Turbinenverankerung gewährleistet werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Innengehäuse von Rohrturbinen, insbesondere Kaplan-Rohrturbinen, mit radial zur Turbinenachse angeordneten Stützarmen, die die Verbindung zwischen Stollenwandung und Gehäuse bilden, wobei einerseits die Abstützung in der Stollenwand als feste Einspannstelle ausgebildet ist, oder durch bewegliche Glieder erfolgt und anderseits die Stützarme sowohl mit dem generator- seitigen, als auch mit dem turbinenseitigen Spantring in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnwände (6,7) der Stützarme (5) und der Spantringe (1, 2) je in einer Ebene liegen und Versteifungselemente (4) wenigstens im Bereich der turbinenseitigen Stirnwände (7) der Stützarme (5) angeordnet sind, die zum Teil um die Stützarmseitenwand (3) geführt sind.
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The invention relates to an inner casing of tubular turbines with support arms arranged radially to the turbine axis, which form the connection between the tunnel wall and the housing, the support in the tunnel wall being designed as a fixed clamping point, on the one hand, or by means of movable members and, on the other hand, the support arms both with the generator side and are also connected to the turbine-side chip ring.
This design of the inner housing has the purpose of holding the tubular turbine in place and absorbing the forces that occur.
It is known to fasten at least two arms to the inner casing of a tubular turbine, the arms lying in the flow field in particular being designed to be as narrow as possible or at least streamlined to avoid losses. It should be mentioned that the tubular turbine is a
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must absorb standing axial thrust. A solution according to AT-PS No. 326582 has become known, which in particular provides an elastic mounting in order to be able to absorb the aforementioned forces in a simple manner.
The support arms mentioned for the turbine mounting are usually designed as hollow bodies, with value being placed on an exact transition at the beginning and end of the support arms in order to achieve a favorable hydrodynamic value. This means that e.g. B. on the generator side, the cross section of the support arms is wider than on the turbine side, since the shaft for the flow medium is designed similar to a hollow cone. Due to this design, the trapezoidal cross-sectional shape of the support arm is practically defined. Compressive forces occur on the generator side, while strong tensile forces on the turbine side have to be dissipated into the anchoring.
However, since the cross-sectional width of the support arm on the turbine side is considerably smaller than that of its generator-side design, little material remains in order to be able to absorb the enormous tensile forces and to divert them into the anchoring.
It has also been proposed to support the support arms with the help of additional spars at the transition point to the chip rings. The disadvantage of this design is that the support arms, although there is a good force profile from the chip rings to these, cannot be dimensioned strong enough to ensure power transmission with sufficient certainty. It would be conceivable to enlarge the support arms in the longitudinal axis of the turbine, but there is an argument against the fact that the end face on the turbine side would decrease too much.
The invention had for its object to provide an inner casing of tubular turbines, which very well contains strong support arms without additional devices such as spars and. Reinforcing elements between the chip rings are necessary and the cross section of the arms can still be kept as narrow as possible. Additional forces - and this is considered a further requirement - should be able to be absorbed by the pulling side of the support arms. According to the invention, the aim is achieved in that the end walls of the support arms and the chip rings each lie in one plane and stiffening elements are arranged at least in the region of the turbine-side end walls of the support arms, some of which are guided around the support arm side walls.
In order to demonstrate the type of dimensioning, according to a further embodiment of the invention, the stiffening elements, which are arranged on the support arm side wall, are dimensioned according to the width of the end walls. This ensures that the support arms receive the required strength.
The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment. 1 schematically shows a longitudinal section through a tubular turbine system, FIG. 2 inner housing with support arms, FIG. 3 cross section of the support arms and stiffening.
A tubular turbine system is shown schematically in FIG. 1. The generator --9- is housed in the pear-shaped housing, which is followed by the inner housing --8--. In continuation of the tubular turbine, the guide device --12-- is indicated. Finally, the turbine --10-is listed, which is marked with its blades --11--. The inner case --8-- will
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that flow eddies are prevented as far as possible. The idea of the invention is recorded in the special design of the support arms -5, which is explained in more detail in the next figures.
Fig. 2 shows now highlighted the inner housing --8--, on which the support arms --5-- are attached above and below and are firmly anchored in the stud wall --14--. The inner housing - essentially consists of a conical hollow body, with the chip ring --1-- on its front and the chip ring --2-- on its back serving as the end. The frame ring-l-has the task of accommodating a bearing of the turbine shaft. However, this is not indicated in the figure, since storage is not part of the subject matter of the invention.
However, there is also the option of not only inserting the support arms --5-- firmly into the stud wall, but also of using suitable elements to effect a suitable suspension. As is known, at the location of the tubular turbine at which the support arms are arranged, the flow cross-section has an approximately constant dimension, but both the diameter of the gallery wall and the inner housing are gradually reduced, the reasons are known to the person skilled in the art and require no further explanation . The fact that the support arms at the turbine side have to be made --5-- narrower than on the generator side poses problems when dimensioning, since the cross-sectional shape of the support arms already exists.
A stiffening --4-- can meet the requirement for a strong support arm.
Fig. 3 shows a cross section through the support arm-5, with the inner housing below
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from, whereby the two side walls --3-- form the support arm --5-- as a closed molded body as a connection. Around the support arm --5--, which has a trapezoidal shape in cross section,
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added stiffener --4--. This extends horizontally across the entire width of the end walls --7-- and continues to the same extent over the end walls.
It is essential, however, that the support arms --5-- have the same dimensions as the inner housing --8-- extend in their longitudinal direction, the end walls --6 and 7-- with the chip rings --1 and 2- in particular - come to lie on one level and are firmly connected to it. It is thereby achieved that additional devices which represent an operative connection between the chip rings and the support arms are no longer required.
Since the front wall on the turbine side --7-- is naturally very narrow, the stiffening - can be used to ensure the necessary strength of the turbine anchorage.
PATENT CLAIMS:
1. Inner casing of tubular turbines, in particular Kaplan tubular turbines, with support arms arranged radially to the turbine axis, which form the connection between the tunnel wall and the housing, whereby the support in the gallery wall is designed as a fixed clamping point, or by movable links, and on the other hand the supporting arms both are connected to the generator-side as well as the turbine-side chip ring, characterized in that the end walls (6, 7) of the support arms (5) and the chip rings (1, 2) each lie in one plane and stiffening elements (4) are arranged at least in the region of the turbine-side end walls (7) of the support arms (5), some of which are guided around the support arm side wall (3).