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Elektrische Maschine mit doppelseitie belüftetem Statoreisen.
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damit die Leistung der Maschine zu verdoppeln.
Zur weiteren Steigerung der Maschinenleistung sind hohle Statorleitungen vorgeschlagen worden, durch welche Kühlluft hindurchgeblasen wird. Hierbei ist aber eine doppelseitige Belüftung mit grossen Schwierigkeiten verknüpft, da die notwendigen seitlichen Austrittsöffnungen für die Luft in den Leitern eine Unterbrechung der Isolierhülle erfordern. Diese Schwächung der Isolation und Erhöhung der Überschlagsgefahr an unzugänglichen Teilen der Wicklung ist aber unzulässig.
Erfindungsgemäss werden deshalb bei sonst doppelseitiger Belüftung der Maschine die Hohlleiter des Stators grundsätzlich einseitig belüftet. Es entfällt jede Durchbrechung der Isolation längs des Leiters.
Um durch die einseitige Belüftung der Leiter nicht die Kühlung der ganzen Maschine zu verschlechtern, können die Leiter zweckmässig in zwei Gruppen getrennt werden, die im Gegenstrom belüftet werden. Dabei können die Leiter beider Gruppen einzeln miteinander abwechseln oder in einer bestimmten Gruppierung angeordnet sein, die etwa die mechanisch gleichartig ausgebildeten Leiter, z. B. jeder Wicklungsphase, zu sammenfasst.
Fig. I zeigt als Beispiel der Erfindung einen Turbogenerator. Neben den Druckkammern 2, die von den beiden Achsventilatoren 1 mit Kühlluft versehen werden und in bekannter Weise, wie die Pfeile in den axialen und radialen Kanälen angeben, den Stator beiderseitig belüften, befinden sich besondere Entlüftungskammern 3. Die Trennung auf beiden Seiten bewirkt Wand 4, beispielsweise aus Isoliermaterial, durch welche die Statorleitungen hindurchgeführt sind. Der vordere Hohlleiter 5 liegt so, dass er den linken Druckraum mit dem rechten Entlüftungsraum verbindet, während der nächstfolgende Leiter 6 nach links verschoben ist, so dass durch ihn der rechte Druckraum und der linke Entlüftungsraum 3 miteinander verbunden sind. Beide Leiter werden deshalb von Luftströmungen entgegengesetzter Richtung gekühlt.
Die Entlüftungsräume 3 sind als ringförmige Kanäle am Seitenschild der Maschine gezeichnet und können mit irgendwelchen Entlüftungskanälen, z. B. im Fundament oder im Gehäuse der Maschine in Verbindung stehen. Sie können auch nach dem Maschinenraum selbst geöffnet sein, oder gänzlich fehlen, falls die Austrittsöffnungen der Statorleitungen unbedenklich freigelegt werden können.
Wichtig ist die gute Isolation der Leitungen an den Trennungswänden 4, die in mannigfaltiger Weise ausgeführt werden kann. Die Wand kann selbst aus Isolierstoff bestehen oder der Leiter isoliert hindurchgeführt oder durch ein isolierendes Verbindungsrohr bis zur Wand
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Metall-oder Isolierrohr 8 bis zur Trennwand 4 verlängert wird, Fig. 3 wie ein Rohrstutzen 9 an der Trennwand bis auf einen schmalen Spalt 10 an das Leitungsrohr 6 heranreicht. Die
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erreichen.
Während nach Fig. i die Wicklungsköpfe 11 gänzlich in den Druckkammern 2 liegen und hier von der Kühlluft umspült werden, liegen sie nach Fig. 4 zum Teil im Druckraum, zum Teil im Entlüftungsraum. Durch die Trennwand 4 müssen also auch die Mittelstücke 12 der Wicklungsköpfe hindurchgeführt werden.
In den Fig. 5 und 6 ist die Lage der Statorleitungen für eine Wicklung gezeichnet, bei der die Leiter hinsichtlich der Belüftung in Gruppen von drei oder zwei Stäben unterteilt sind. Erstere eignen sich für eine Drei-, letztere für eine Zweilochwicklung. Die Anordnung der Luftkammern entspricht im ersten Fall den Fig. 1 oder 4. Im zweiten Fall sind die einzelnen Gruppen 6 und 7 der Statorleitungen zu besonderen Entlüftungsrohren 13 geführt, welche die erwärmte Kühlluft durch den Druckraum 2 hindurch nach aussen führen. Die Kappen 14, die zweckmässig
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Ist der Luftkanal in der Wicklung statt vom Material des Leiters auch zum Teil oder ganz von de Isolierhülle umgrenzt, so ist die Erfindung in entsprechender Weise gleichfalls anwendbar.
'ig. 7 zeigt einen derartigen Leiter 15, doppel-T-förmigen Querschnittes, mit der Isolier- hülle-s, die die beiden seitlichen Luftkanäle 17 abgrenzt, so dass eine hohle Wicklung entsteht.
,-I Eine weitere Verbesserung der Erfindung besteht darin, dass die von der einen Maschinenseite durch die Hohlstäbe kommende Kühlluft mit dem auf der anderen Maschinenseite eintretenden Frischluftstrom vereinigt wird. Es entfallen hierdurch für sie besondere und von den übr gen getrennte Entlüftungskammern und-leitungen. Die Bauart wird einfacher und billiger.
'In der Fig. 8 ist schematisch im Schnitt ein Turbogenerator mit einer derartigen Einri tung als Beispiel dargestellt. Von links und rechts treten in Richtung der Pfeile auf beiden Steten der Maschine die Hauptluftströme in die Kammern 3 ein. Die beiden Ventilatoren 1 am Rotor drücken die Luft in die beiderseitigen Druckkammern 2, von wo, wie gleichfalls die Pfeile angeben, die Luftströme die Kühlkanäle im Stator durchströmen. In die Luftkanäle des Rotors wird die Kühlluft aus den Kammern 3 durch die Eigenventilation des Rotors hineingesaugt.
Auch ihre Bewegungsrichtung ist durch Pfeile angedeutet. Von den Ansaugekammern 3 sind die Druckkammern 2 durch die Wände 4 getrennt. Diese Wände dienen zur Durchführung der Hohlstäbe oder Hohlwicklungen 5 und 6. Beide Stäbe sind von gleicher Länge, aber gegeneinander verschoben, so dass der Stab 5 mit dem linken Druckraum und dem rechten Ansaugraume in Verbindung steht, während der Stab 6 mit dem rechten Druckraum und dem linken Ansaugeraum verbunden ist. Beide Stäbe werden also in entgegengesetzter Richtung von der Luft durchströmt. An den Austrittsöffnungen beider Stäbe mischt sich ihre Kühlluft mit dem dort eintretenden Frischluftstrom für die Maschine.
Diese Vermischung und die dadurch hervorgebrachte geringe Temperaturzunahme des Frischluftstromes ist für die Gesamtkühlung der Maschine ohne jeden Nachteil, da nur ein geringer Bruchteil der gesamten Kühlluftmenge die Hohlstäbe durchfliesst.
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kanäle zwischen ihnen entstehen. In der Figur ist beispielsweise eine Wicklung 7 dargestellt, die aus drei Stäben oder Litzen 8, 9, 10 besteht. Diese Litzen sind in der Nut auseinandergezogen, um die Luftkanäle zu bilden. In den Wicklungsköpfen können sie zur Erhöhung der Steifigkeit ohne Zwischenraum zusammenliegen. Auf der linken Seite befindet sich der Wicklungskopf in dem Druckraum 2. Die Luft tritt also ohne weiteres zwischen den einzelnen Litzen in die Luftkanäle der Nut ein.
Auf der rechten Seite muss die aus der Wicklung ausströmende Kühlluft durch den Druckraum 2 und durch die Wand 4 hindurch bis zu dem Ansaugeraum 3 für die Frischluft geführt werden. Zu diesem Zwecke ist an die aus dem Statoreisen austretende. Wicklung ein Verlängerungsrohr 11, beispielsweise aus Isoliermaterial, angeschlossen, das die zum Wicklungskopf umgebogenen Teilleiter 8, 9, 10 mit einer Ausbauchung umschliesst. Die Teilleiter sind luftdicht durch die Rohrwandung hindurchgeführt. Die durch die Nut strömende Kühlluft strömt also in diesem Verlängerungsrohr bis zu dem Ansaugeraum 3 für die Frischluft.
Je nach der Form des Wicklungskopfes und der Lage und Form der Luftkanäle in der Nut wird das Verlängerungsrohr so auszubilden sein, dass es bei gutem luftdichten Abschluss gegen Wicklung und Wicklungsköpfen ein möglichst leichtes Abströmen der Kühlluft gestattet.
PATENT-ANSPRÜCHE : i. Elektrische Maschine mit'doppelseitig belüftetem Statoreisen und hohlen Statorleitern oder Leitergruppen, die abwechselnd von Luftströmen verschiedener Richtung gekühlt sind, dadurch gekennzeichnet, dass zu beiden Seiten des Stators voneinander getrennte Druck-und Entlüftungskammern (2 bzw. 3) angeordnet sind, die durch die hohlen Statorleiter miteinander in Verbindung stehen, wobei die Trennwände (4) " zwischen den Druck-und Entlüftungskammern aus isolierendem Material bestehen können (Fig. i).