CH236091A - Unterwasserturbinenaggregat. - Google Patents

Description

  Unter     wassertnr        binena        g,gr    eggt.         Unterwasserturbinenaggregate    zum Be  trieb im freien fliessenden Wasser dienen  meist als Laufwerke zum Parallelbetrieb in  einem vorhandenen elektrischen Kraftnetz.  In der Regel wählt man deshalb Asynchron  generatoren als Stromerzeuger. Da die Tur  bine bei den in Rede stehenden Anordnungen  vom frei fliessenden Wasser durchströmt wird,  so würde sie bei feststehenden Propeller  schaufeln eine der Strömungsgeschwindig  keit entsprechende Drehzahl annehmen.

   Nun  ist die Nenndrehzahl jedoch durch die Netz  frequenz     festgelegt,        und:    deshalb kann der  Fall eintreten, dass bei geringer Strömungs  geschwindigkeit ein Antrieb des Turbinen  propellers von der     Asynchronmaschine    her  erfolgt. Die     Unterwasserturbine    würde     dann     als     Pumpe    arbeiten. Bei sehr grossen Strö  mungsgeschwindigkeiten kann sich anderseits  eine zu flache, für den Wirkungsgrad bei  festliegender Drehzahl ungünstige Schaufel  stellung ergeben.

   Zur     Anpassung    der Tur  binencharakteristik an die flache     Drehzahl-          charak%eristik    des     Asynehrongenerators    ist    es daher notwendig, eine Schaufelverstellung  vorzusehen.  



  An sich sind Unterwasserturbinen mit  verstellbaren Turbinenschaufeln bekannt. Die  Anordnung ist dabei bisher aber     immer    so  getroffen worden, dass die Schaufelverstel  lung über     eine        zum    Beispiel     hydraulisch    aus  gebildete Fernsteuerung willkürlich vor  genommen wurde. Es ist auch eine Schaufel  ausbildung     bekanntgeworden,    bei der die  Verstellung     selbsttätig    in Abhängigkeit vom  Strömungsdruck vor sich geht. Die Schau  feln sind zu diesem Zweck     unsymmetrisch     gelagert, derart, dass ihre Achsen aussermittig  verlaufen.

   Es wird daher auf die Schaufeln  durch den Strömungsdruck ein Drehmoment  ausgeübt, das durch eine der Drehung der  Schaufeln     entgegenwirkende    Feder reguliert  wird. Bei dieser     Verstellungsart    ist aber nicht  immer mit einer für alle Schaufeln gleich  mässigen     Verstellkraft    zu rechnen, da die  Strömungsverhältnisse am Umfang des Tur  binengehäuses verschieden und die Schau  feln, bedingt durch Herstellungsgenauig-      ketten, ungleichmässig gelagert sein können.

    Da das Drehmoment sich aus der Differenz  des Strömungsdruckes auf die beiden Schau  felhälften zusammensetzt, kommt: nur eine  verhältnismässig geringe     Verstellkraft    zu  stande, die sich ausserdem bei Verstellung der  Schaufeln ändert, denn die Projektion der  Schaufelflächen, also die dem Strömungs  druck ausgesetzten Flächen,     verkleinert    oder  vergrössert sich je nach der     Verstellrichtung.     Diese Umstände erschweren eine einiger  massen genaue- Abstimmung der Turbinen  charakteristik auf die Drehzahlcharakteristik  des angetriebenen Generators.  



  Die Erfindung vermeidet diese Nachteile.  indem die Verstellung der Schaufeln durch  eine     ständig    dem     Strömungsdniek    ausgesetzte  Stauplatte herbeigeführt wird. Es ist nun  mehr eine für alle Schaufeln     gemeinsame          Verstellkraft    vorhanden, die zum Beispiel  über     entsprechende    Übertragungsglieder alle  Schaufeln gleichmässig um ihre Achsen  dreht.. Des weiteren hat die Anwendung  einer Stauplatte noch den Vorteil, dass eine  grössere     Verstellkraft    und damit auch eine  bessere Anpassung der Turbinencharak  teristik an die flache     Drehzahlcharakteristik     eines Wechselstromerzeugers sich erzielen  lässt.

   Innerhalb bestimmter, weit auseinander  liegender Grenzen kann nämlich die Stau  platte beliebige Grösse annehmen. Da die  Fläche der Stauplatte gleich bleibt, ist  < auch  die     Verstellkraft    konstant. gleiche Strö  mungsgeschwindigkeit     vorausgesetzt.     



  Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs  gegenstandes ist aus der Zeichnung ersicht  lich, deren     Fig.    1 die Gesamtanordnung eines       Unterwasserturbinenaggregates    mit am Kopf  des Generators vorgesehener Stauplatte und       Fig.    2 die wesentlichen Bestandteile der dreh  baren Turbinenschaufeln zeigen.  



  Das gesamte Aggregat befindet sich in  einem Gehäuse 1. Der     Ständerteil    o und der  Läuferteil p des Generators sind durch ge  strichelte Linien angedeutet. Die Propeller  schaufeln a sind in der Nabe b     (Fib.    2) dreh  bar gelagert.

   Da die Schaufeln symmetrisch    zu ihrer     Drehaelise    c angeordnet sind. wird  auf sie durch den Strömungsdruck unmittel  bar kein     Drehnionient        attlbeübt.    Die Verstel  lung der Schaufeln geht vielmehr von der  Stauplatte<I>i</I>     aus,    die     über    die Stange     lt    und  Gelenkglieder     g    an dem Hebel     d    der Schau  feln angreift.

   Zwischen den die Gelenkglie  der     g    tragenden Teil<B>f</B> und der Stange     la    ist  ein Kugellager     l,-        vorgesehen.    Der Verschie  bung der     Stauplatte    wirkt die Doppelfeder e       entgegen.    Die     Staublatte    i versucht daher die  Schaufeln     n        mittel,        der        Crestängeiibertragung     entgegen dem     clastisehen         Tidenager    e<I>zu</I>  verstellen.

   Bei geringer     Strömungsgeschwin-          digkeit:        werden    die     Schaufeln        a    durch die  Feder e     niiiglielilt    flach gestellt und so die  Drehzahl gesteigert. Bei sehr starker     Strö-          inung    dagegen     überwiegt    der     Strömi:ngs-          druelz    und lenkt:     die        Schaufeln    gegen die  Federwirkung     niüglicha    steil an. Die Dreh  zahl wird so entsprechend erniedrigt.

   Durch  geeignete     Beinessiuig    der     Stauplattenfläche     und der     Federlki-iifi    ist es möglich. eine dem       Asynchrongenei-,iitor        entsprechende    flache       Drehzahlcharakteristik        (Abhäncigkeit    der  Drehzahl von der     L(,istung)    zu erzielen. Die       gesamte        1"erltellun;l@anordnung;    ist innerhalb       desAggregatgehäuses    untergebracht und so  mit     gegen        da:Wasser        gekapselt.  

Claims (1)

1. PA T EN TA N SPR CICH U itterwasserturhinenaggregat mit verstell baren Turbinenschaufeln, deren Verstellung in Abhängigkeit voni Ströniungsdruel,:# ent- gegeneiner Feder erfolgt, dadurch gehenn- zeiehnel, dass die Verstellung der Schaufeln durch eine ständig dein Strömungsdruck aus gesetzte Stauplatte herbeigeführt wird.

   UNTERANSPRUCH: Unterwasserturbinenagl;regat nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, da,ss die Stauplatte ain Kopf des U nterwasser- generators vorgesehen ist.