RU36586U1

RU36586U1 - Closed Circular Gas-cooled Rotary Electric Machine

Info

Publication number: RU36586U1
Application number: RU2003129388/20U
Authority: RU
Inventors: А.В. Андреев; Г.М. Хуторецкий; Т.А. Шиловская
Original assignee: Открытое акционерное общество "Энергомашкорпорация"
Priority date: 2003-10-07
Filing date: 2003-10-07
Publication date: 2004-03-10

Description

МПКН02К9/18MPKN02K9 / 18

Вращающаяся электрическая машина с замкнутым газовым охлаждениемClosed Circular Gas-cooled Rotary Electric Machine

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована при создании вращающихся электрических машин, например, турбогенераторов с газовым или воздушным охлаждением, имеющим замкнутый цикл вентиляции. Вентиляторы в такой электрической машине установлены на основном валу, а охладители расположены внутри корпуса.The invention relates to the field of mechanical engineering and can be used to create rotating electric machines, for example, gas or air cooled turbogenerators with a closed ventilation cycle. Fans in such an electric machine are mounted on the main shaft, and coolers are located inside the case.

Известна электрическая машина с замкнутым газовым охлаждением, имеющая вентиляторы на валу и встроенные в корпус охладители (А.Е.Алексеев. Конструкция электрических машин. Госэнергоиздат, г.Москва, г.Ленинград, 1959 г. стр. 69, рис. 2-52)Known electric machine with closed gas cooling, with fans on the shaft and coolers built into the body (A.E. Alekseev. The design of electric machines. Gosenergoizdat, Moscow, Leningrad, 1959, p. 69, Fig. 2-52 )

Недостатком такой конструкции является удалённость охладителей от зоны наибольшего нагрева активных частей, то есть от середины машины и, следовательно, низкая эффективность её охлаждения и, как результат, ограничение её мощности.The disadvantage of this design is the remoteness of the coolers from the zone of greatest heating of the active parts, that is, from the middle of the machine and, therefore, the low efficiency of its cooling and, as a result, the limitation of its power.

Более близким к заявляемому решению является электрическая машина с замкнутым газовым охлаждением, имеющая вентиляторы на валу и встроенные в корпус охладители (Патент ЕР1005139, опубл. 2000-05-31, полное описание, формула, фиг. 2 и 3). Первичные охладители размещены по торцам электрической машины и, по крайней мере, один вторичный охладитель размещен в машине для дополнительного охлаждения газа в зоне наибольшего нагрева активных частей.Closer to the claimed solution is an electric machine with closed gas cooling, having fans on the shaft and coolers built into the case (Patent EP1005139, publ. 2000-05-31, full description, formula, Figs. 2 and 3). Primary coolers are placed at the ends of the electric machine and at least one secondary cooler is placed in the machine for additional cooling of the gas in the zone of the highest heating of the active parts.

20031293882003129388

200312 200312

11)06/1911) 06/19

Первичные охладители предназначены для охлаждения общего потока газа (хладагента), а вторичные - для дополнительного охлаждения газа, поступающего от зоны наибольшего нагрева, то есть от средней зоны электрической машины, или к зоне наибольшего нагрева, т.е. к средней зоне электрической машины. Общим с заявляемым техническим решением является то, что вращающаяся электрическая машина с замкнутым газовым охлаждением содержит корпус, статор с сердечником, ротор с установленными на нем вентиляторами и размещенные в корпусе по крайней мере три охладителя для охлаждения хладагента, установленные в вентиляционном тракте таким образом, что движение хладагента направлено от активных частей к охладителям, далее к вентиляторам, или от вентиляторов к охладителям, далее к активным частям машины и то, что в среднюю, наиболее нагретую зону активных частей электрической машины, поступает более охлаждённый газ или от средней, наиболее нагретой зоны активных частей электрической машины, газ более эффективно охлаждается.Primary chillers are designed to cool the total gas (refrigerant) flow, and secondary chillers are designed to further cool the gas coming from the zone of highest heating, i.e. from the middle zone of the electric machine, or to the zone of highest heating, i.e. to the middle zone of the electric machine. In common with the claimed technical solution is that a rotating electric machine with closed gas cooling comprises a housing, a stator with a core, a rotor with fans installed on it and at least three coolers for cooling the refrigerant placed in the housing, installed in the ventilation duct so that the movement of the refrigerant is directed from the active parts to the coolers, then to the fans, or from the fans to the coolers, then to the active parts of the machine and to the middle, most heated zone a active parts of the electric machine, more chilled gas comes from the middle, most heated zone of the active parts of the electric machine, the gas is more efficiently cooled.

Недостатком такой конструкции является необходимость установки, помимо основных, первичных, охладителей, дополнительных, вторичных охладителей для дополнительного охлаждения хладагента (газа или воздуха) в зоне наибольшего нафева активных частей, то есть в середине машины. Помимо вспомогательных охладителей требуется раслоложение внутри корпуса и вспомогательных вентиляционных каналов для подвода и отвода газа от дополнительных охладителей.The disadvantage of this design is the need to install, in addition to the main, primary, coolers, additional, secondary coolers for additional cooling of the refrigerant (gas or air) in the zone of the largest nafev active parts, that is, in the middle of the machine. In addition to auxiliary coolers, location inside the housing and auxiliary ventilation ducts is required for supplying and discharging gas from additional coolers.

Техническим результатом в заявляемой полезной модели является достижение более эффективного охлаждения наиболее нагретой средней части электрической машины не за счёт использования дополнительных охладителей, а за счёт перераспределения объёмов штатных охладителей.The technical result in the claimed utility model is to achieve more efficient cooling of the warmest middle part of the electric machine, not due to the use of additional coolers, but due to the redistribution of the volumes of standard coolers.

Технический результат достигается тем, что во вращающейся электрической машине с замкнутым газовым охлаждением, содержащей корпус, статор с сердечником, ротор с установленными на нем вентиляторами и размещенные в корпусе по крайней мере три охладителя для охлаждения хладагента, установленные в вентиляционном тракте таким образом, что движение хладагента направлено от активных частей к охладителям, далее к вентиляторам, или от вентиляторов к охладителям, далее к активным частям машины, согласно изобретению, по крайней мере, один охладитель выполнен большим по объему по сравнению с остальными охладителями и расположен в вентиляционном тракте таким образом, что хладагент поступает в этот охладитель либо непосредственно от наиболее нагретых активных частей к охладителю, далее к вентиляторам, либо от вентиляторов к охладителю большего объема далее непосредственно к наиболее нагретым активным частям.The technical result is achieved in that in a rotating electric machine with closed gas cooling, comprising a housing, a stator with a core, a rotor with fans installed on it and at least three coolers for cooling the refrigerant placed in the housing, installed in the ventilation duct so that the movement the refrigerant is directed from the active parts to the coolers, then to the fans, or from the fans to the coolers, then to the active parts of the machine, according to the invention, at least one will cool the spruce is made large in volume compared to other chillers and is located in the ventilation duct so that the refrigerant enters this chiller either directly from the most heated active parts to the chiller, then to the fans, or from fans to a larger chiller and then directly to the most heated active parts.

Новым в заявляемом решении, благодаря чему достигается указанный технический результат, является то обстоятельство, что наиболее нагретый газ от зоны наибольшего нагрева активных частей непосредственно поступает в штатные охладители большего объёма по сравнению с остальными охладителями и за счёт этого более эффективно охлаждается без использования дополнительных охладителей. Движение хладагента может быть обратным, при этом газ поступает от вентиляторов как охладителям меньшего объема, так и к охладителю большего объема, далее непосредственно к наиболее нагретым активным частям.A new one in the claimed solution, due to which the indicated technical result is achieved, is the fact that the most heated gas from the zone of the highest heating of the active parts directly enters the regular coolers of a larger volume compared to other coolers and due to this it cools more efficiently without the use of additional coolers. The movement of the refrigerant can be reversed, while the gas flows from the fans both to smaller coolers and to a larger cooler, then directly to the most heated active parts.

Сущность заявляемой полезной модели поясняется примерами конкретного выполнения, проиллюстрированными фиг. 1 и 2. На этих фигурах показан продольный разрез электрической машины, турбогенератора, сThe essence of the claimed utility model is illustrated by examples of specific performance, illustrated in FIG. 1 and 2. In these figures shows a longitudinal section of an electric machine, a turbogenerator, with

замкнутым воздушным охлаждением. Турбогенератор содержит корпус 1, статор 2, ротор 3 с установленными на нём вентиляторами 4. Статор и ротор являются активными частями турбогенератора. В корпусе, ближе к середине машины 5, напротив зоны наибольшего нагрева 6 размещены охладители большего объёма 7, а охладители меньшего объёма 8 размещены вне зоны наибольшего нагрева, дальше, чем охладители большего объёма, от середины машины.closed air cooling. The turbogenerator comprises a housing 1, a stator 2, a rotor 3 with fans 4 mounted on it. The stator and rotor are active parts of the turbogenerator. In the case, closer to the middle of the machine 5, opposite to the zone of greatest heating 6, coolers of a larger volume 7 are placed, and coolers of a smaller volume 8 are placed outside the zone of greatest heating, further than coolers of a larger volume, from the middle of the machine.

При работе вращающейся электрической машины фиг.1 (движение нагретого воздуха показано сплошными стрелками) наиболее нагретый воздух из зоны наибольшего нафева - 6 проходит через охладители большего объёма -7 и, следовательно, охлаждается больше. Через крайние охладители 8 проходит менее нагретый воздух от крайних зон активных частей, поэтому уменьшенного объёма крайних охладителей 8 достаточно для охлаждения этого воздуха. В итоге, к активным частям машины поступает равномерно охлаждённый воздух, движение охлаждённого воздуха показано пунктирными стрелками.During operation of the rotating electric machine of FIG. 1 (the movement of the heated air is shown by solid arrows), the most heated air from the zone of the largest nafev - 6 passes through coolers of a larger volume -7 and, therefore, is cooled more. Less extreme air passes through the extreme coolers 8 from the extreme zones of the active parts, so the reduced volume of the extreme coolers 8 is enough to cool this air. As a result, evenly chilled air enters the active parts of the machine, the movement of chilled air is shown by dotted arrows.

При работе вращающейся электрической машины фиг.2 (движение нагретого воздуха показано сплошными стрелками) нафетый воздух от активных частей после вентиляторов поступает к охладителям 7 и8. Воздух, проходящий через охладители большего объёма, будет охлаждаться больше, но поступать к зоне наибольшего нагрева 6, а воздух, проходящий через охладители меньшего объёма будет охлаждаться меньше, но и поступать он будет в крайние зоны активных частей, которые при работе нагреты меньше, охлаждённый воздух показан на фиг2 прерывистыми стрелками. В итоге, охлаждение электрической машины будет сбалансированным.During operation of the rotating electric machine of FIG. 2 (the movement of heated air is shown by solid arrows), the charged air from the active parts after the fans enters the coolers 7 and 8. The air passing through the coolers of a larger volume will be cooled more, but will go to the zone of highest heating 6, and the air passing through the coolers of a smaller volume will be cooled less, but it will also go to the extreme zones of the active parts, which are less heated during operation, cooled air is shown in FIG. 2 by dashed arrows. As a result, the cooling of the electric machine will be balanced.

Положительным результатом заявляемой полезной модели фиг.1 и 2 является достижение наилучшего охлаждения наиболее нагретой средней части машины без дополнительных охладителей. Это обеспечивается тем, что против наиболее нагретой средней части машины располагается больший по объёму охладитель. В крайних зонах нагрев активных частей машины меньше, следовательно, и объём охладителей может быть уменьшен.A positive result of the claimed utility model of figures 1 and 2 is to achieve the best cooling of the warmest middle part of the machine without additional coolers. This is ensured by the fact that against the most heated middle part of the machine there is a larger cooler in volume. In extreme areas, the heating of the active parts of the machine is less, therefore, the volume of coolers can be reduced.

Ещё больший эффект достигается при циркуляции газа не от охладителей к вентиляторам, фиг. 1, а в обратном направлении, то есть от вентиляторов к охладителям - фиг. 2. В этом случае к активным частям будет поступать более охлаждённый газ сразу после охладителей, минуя частичный подогрев на лопатках вентилятора.An even greater effect is achieved when the gas is circulated not from coolers to fans, FIG. 1, and in the opposite direction, that is, from fans to coolers - FIG. 2. In this case, more active gas will flow to the active parts immediately after the coolers, bypassing the partial heating on the fan blades.

Claims

A rotating gas-cooled electric machine comprising a casing, a stator with a core, a rotor with fans installed on it and placed in the casing, at least three chillers for cooling the refrigerant, installed in the ventilation duct so that the movement of the refrigerant is directed away from the active parts to coolers, further to fans, or from fans to coolers, further to active parts of the machine, characterized in that at least one cooler is made larger in volume compared to the rest of the coolers and is located in the ventilation duct so that the refrigerant enters this cooler either directly from the most heated active parts to the cooler, then to the fans, or from the fans to the larger cooler, then directly to the most heated active parts.