Innengekühhe dynamodektrische Maschine Die Erfindunc betrifft. d#namoelektrisehe Maschinen, zum Beispiel wasserstoffinneng(1- kühlte TLirbogeneratoren, in denen die in der Ständer- und Läuferwieklung erzeugte Wärme direkt von den Wicklungsleitern durch Innenkühlkanäle abgeführt. wird, die in einem jeuten Wärmeübertrag-gungsverhältnis mit den Wieklungsleitern stehen.
Bisher wurden solche innengekühlte -31a- -"ehinen mit der gleichen Ständerkühlung konstruiert, wie sie mehrere Jahrzehnte lang, das heisst lanre vor der Einführun- der Innenkühlung, in Turbogeneratoren verwen det wurde.
Die üb#liche Methode der Kühlung <B>'C</B> der Ständerkerne von Miasehinen, in denen das Verhältnis von Länge zu Durchmesser so gross ist, wie züm Beispiel in Turbogenera toren, besteht darin, den Ständerkern mit einer grossen Zahl radialer Kühlsehlitze zu versehen., die zwischen kleinen Ständerbleeh- paketen angeordnet und von mehreren rin- förinicen Umfangskühlzonen, umgeben sind,
<I>n</I> die abwechselnd zur Zu- und Abfuhr des Kühlinediams dienen. Als Kühlgas wurde zu nächst Luft, seit etwa<B>1930</B> Wasserstoff ver wendet; es wurde durch die radialen Kühl schlitze in einem Ziekzackweg geführt, indem das Gas zunächst radial #einwärts bis zum Luftspalt, dann radial auswärts in der näeh- sten Kernsehlitzgruppe zu der benachbarten, den Ständerkern umgebenden Austrittszone,
dann in die nächste den Ständerkern umgebende Einlasszone und dann radial einwärts durch die Ständerkernschlitze bis zum Luftspalt geführt wurde undso- weit.er. Dabei wurde der Luftspalt für die Kühlung des Ständerkerns nur zur Weiter leitung des Kühlmediums von einer Gruppe rad,ialer Einlasssehl-itze zur benachbarten Gruppe, radialer Austrittssehlitze des Stiln- derkerns verwendet.
In der bekannten Anord nung wurde ausserdem das von dem Läufer in den Luftspalt aibgegebene Heissgas mit dem Kühlgas für den'Ständerkern vermischt, so dass die Temperatur an der heissesten'Stülle des Ständerkerns beträchtlich erhöht wurde.
Die Erfindung beruht auf der Erkennt nis, dass die vorstehend beschriebene alte bzw. übliche Methode zur Kühlung des Ständer- kerns in innengekühllten Turbogeneratoren völlig unzweckmässig ist.
Die Innenkühl- kanäle für die Stünder- und Läuferwicklung führen die. gesamten Kupferverluste b--w. die gesamte Leiterwärme wirkungsvoll in das Kühlmedlum. ab, das diese Innenkühlkanäle durehströmt. Daher braucht von dein Ständer und Läuferkern nur die verhältnismässig kleine Wärmemenge abgeführt zu werden, die durch die Hysterese und Wirbelströme in diesen Teilen erzeugt wird.
Von dem Läu ferkern wird die Wärme durch das zur Innenkühlung der Uuferwieklung verwendete Kühlmedium genüaend abceführt. Es bleibt n<B>Zn</B> also nur die in dem Ständerkern infolge der Ilvsterese und von 'N,#'irbe--Iströmen erzeugte Verlustwärme übrig; diese kann mit Hilfe verhäftnismässig geringer -.#len,-,en des Kühl mediums abgeführt werden.
Versuche haben auisserdem gezeigt, dass die gesamte Gasmenge, die für innengekühlte Generatoren gebraucht %vird, wesentlich kleiner ist als bei den übli chen nicht innengekühlten Generatoren. In einem Fall betrug die gesamte für einen innengekühlten Generator erforderliche Kühl- gasmenge weniger als die Hälfte der für einen nicht innengekühlten Generator der selben Leistung erforderlichen Menge.
Erfindungsgemäss ist eine dynamoelek- trisehe Maschine, die eine Hoehspannungs- Ständerwieklung, eine Niederspannungs-Läu- ferwieklung und ein gasdichtes Gehäuse auf weist, in dem ein Kühlgas umgewälzt wird, und in der wenigstens die Läuferwieklung mit Hilfe von Küh-lkanälen innengekühlt wird,
die in gut wärmeleitender Berührung mit den Läuferleitern angeordnet sind und an beiden Enden Einlassöffnungen für das Kühl.- gas und an zwischen den Läuferenden gele genen Stellen in den den Läufer und den Ständer trennenden Luftspalt mündende Aus- trittsöffnungen aufweisen, dadurch gekenn zeichnet, erstens, dass das Gehäuse Durch- lässe aufweist, die- sieh in einem den Ständer- kern umgebenden.
Raum axial vom einen Ende der Hasehine zum andern erstrecken, zweitens, dass der Luftspalt zwischen Ständer und Läufer gross genug ist, um- als Heissgas- sammelraurn Lind als Axialkanat für einen wesentlichen Teil des Kühlgases.
dienen zu können, drittens, dass der Läufer wenigstens an einem Ende ein Gebläse trägt, das so an- 1-geord-net ist, dass es von dem benachbarten Ende des Luftspalts Heissgas abzieht und viertens, däss Um-#vä17gäs-Führungsorgane vorm gesehen sind, umfassend:
Mittel zur Führun-- des von dem Gebläse abgegebenen Heissgases über im 31asehinengehäuse angeordnete Gas- kühlorgane, eine am einen Ende der Maschine vorgesehene.
Gasverbindung, die wenigstens einen Teil des gekühlten Gases dem benaeli- harten Ende der Durchlässe zuführt, und an beiden Enden der Maschine vorgesehene Gasverbindungen zwischen dem benachbarten Ende der Durehlässe und den an dem be- naehbarten Ende der Maschine befindliehen Einlassöffnungen der Kühlkanäle für die Läu- ferwieklung.
In der Zelehnuing sind verschiedene Aus führungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Fig. <B>1</B> ist eine in der obern Hälfte _l-e- sehnitten,e Seitenansicht eines erfindungos'ge- mässen wasserstoffgekühlten Turbogenerators in einer Ausführun-sform, in der mir an einem Ende der Maschine zwei Vertikalkühler angeordnet sind, Diese Ausführungsform ist für alle Maschinen verwendbar, vielleicht mit Ausnahme von Maschinen, die höhere Leistim- gen haben, als die bisher gebauten,
die aber in der Zukunft vielleicht gebaut werden mögen.
Fig. 2,<B>3,</B> 4 und <B>5</B> sind Schnitte entlang den Linien II-II, III-III, IV-IV bzw. V-V der Fig. 1.
Fig. <B>6</B> ist ein horizontaler Teilsehnitt ent lang der Ebene VI-VI der Fig. <B>1.</B>
Fig. <B>7</B> und<B>8</B> zeigen in einem vertikalen bzw. horizontalen Längsschnitt eine andere Ausführungsform der Masehine, in der an beiden Enden der -Maschine Vertikalkühler verwendet werden.
Fig. <B>9</B> und<B>10</B> zeigen in einem vertikalen bzw. horizontalen Längsschnitt einen Genera tor mit einem System von hintereinander- geschalteten Gebläsen zum Unterschied von dem System mit parallel geschalteten Ge bläsen, gemäss Fig. <B>7</B> und<B>8.</B>
Fig. 12 und 14 zeigen in einem vertikalen bzw. horizontalen Längsschnitt eine Maschine, in der der Ständerkern nicht durch radial, sondern durch axial angeordnete Kühlkanäle gekühlt wird und eine andere Kühleranor(-l- nung vorgesehen ist.
Fig. <B>111</B> und<B>13</B> sind Sehnitte entlang den Ebenen XI-XI bzw. XIII-XIII der Fig. <I>l2.</I> Fig. <B>1</B> zeigt einen Turbogenerator als Bei spiel einer dynamoelektrisehen 'Maschine mit einem Ständer<B>15</B> und einem Läufer<B>16,</B> die durch einen Laftspalt <B>17</B> voneinander ge trennt sind.
Der Ständer<B>15</B> besitzt ein die Maschine im wesentlichen gasdieht unisehliessendes GehUuse, das einen zylindrisehen Aussen mantel<B>18</B> und zwei Lagersehilder <B>19</B> und<B>9-0</B> aufweist, die an den Enden des Aussenmantels vor--esehen sind. Das Gehäuse enthält eine (lasfüllung., vorzugsweise Wasserstoff, unter- einem CT'asdruek, der wenigstens 2,1 atü be trägt, vorzugsweise jedoch etwas höher ist.
Vorzugsweise wird Wasserstoff verwendet, doch kann man auch andere Gase mit einem niedrigeren Molekulargewieht als )Stickstoff anwenden. Das Molekular-ewieht soll niedric sein, damit die durch die Umdrehung des Läu fers<B>16</B> in dem Gas entstehenden Verluste niedrig bleiben.
Der Ständer<B>15</B> weist ferner einen zy-lin- drisehen Ständerkern 21 auf, in dem mehrere Nuten 22 für die Ständerwieklung vorgesehen sind (Fig. <B>5).</B> Ferner ist in dem Ständer eine inneiigA-ühlte Ständerwieklung <B>23</B> vorgesehen, die mit ihren Spulenseiten in den Nuten 22 lieut und mit ihren Spulenenden über die f,',nclen des Ständerkerns 21 hinausragt.
Diese S'tänderwieklung #23 ist. innengekühlt. Diesem Zweck dienen Kühlkanäle 294, die mit den K' <B>,</B> tänderleitern <B>,</B> in,einem guten Wärmeübertra- gUngsverhültnis stehen, so dass diese Ständer- leiter praktisch direkt gekühlt werden.
Die Kühlkanüle 24 für die Ständerwieklung haben ain einen Ende der Wieklung Einlassöffnun- gen 24a am andern Ende Austrittsöffnun- gen 24b.
Das Kühlmedium für die Ständerwiek- Jung wird durch deren Innenkühlkanäle mit Hilfe eines Umwälzsystems umgewälzt, das Mittel zur Kühlung des Kühlmediums für die Stiinderwieklung aufweist. Es ist zwar nicht notwendio-, aber zweckmässig, das Gehäuse- fülh,as als Kühlinedium für die Ständerwick- hing zu verwenden.
In diesem Fall münden die Kanaleinlässe #2,4a, in einen am einen Ende in der Maschine angeordneten Endraum -')4', die Kanalaustritte 24b in einen am andern Ende in der -Maschine angeordneten Endratun 24", so dass die #Ständerwicklung mit dem in dem Gehäuse enthaltenen Gas gekühlt wird. Dieses Cras wird seinerseits durch die naeli- stehend beschriebenen Kühler gekühlt.
Die 'C Ständerwieklung <B>23</B> ist gewöhnlich eine Mehr- phasen.wieklung. In den grossen Maschinen, in denen die Erfindung besonders vorteilhaft an wendbar ist, ist die'Ständerwieklung <B>23</B> gegen Ende mit einer Isolierung #25 (Fig. <B>5)</B> ver sehen, die für Spannungen von 1.0 <B>000</B> Volt oder mehr geeignet ist.
Ausserdem sind in dem Ständerkern 21 mehrere, Ständerkernkühlkanäle vorgesehen, die Radialsehlitze <B>26</B> bilden (Fig. <B>1</B> bis<B>10).</B>
Der Läufer<B>16</B> besitzt einen zylindrisehen Läuferkern<B>28</B> mit mehreren Axialnuten 2#9 für die Wicklung sowie eine innengekühlte Läuferwicklung 30, mit deren Leitern Kühl kanäle<B>3,1</B> in einem guten Wärmeübertra- gungsverhältnis stehen, so dass die Läuf erleiter im wesentlichen direkt gekühlt werden.
Vor zugsweise bzw. praktisch in jedem Anwen dungsfall der Erfindung haben die Kühl kanäle<B>'31</B> für die Läuferwicklung Einlassöff- nungen <B>32</B> an beiden Enden der Läuferwick lung und Austrittsöffnungen 3ss an mehreren Austrittsstellen, die zwischen den beiden En den des Läufers in den Wichlungsnuten ange ordnet sind. Diese Austrittsstellen sind ge wöhnlich im Bereich der Mitte des Läufer kerns gruppiert und stehen mit dem Luftspalt <B>17</B> über mehrere radiale Läuferschlitze 34 in Verbindung, die das Läuferkühlgas am Lkiferumfang abgeben.
Die Läuferwicklun gen<B>30</B> sind für eine viel niedrigere Spannung isoliert als die Ständerwicklungen <B>2,3,</B> so dass die Läuferisolierung viel dünner sein kann, manchmal so dünn, dass sie im Massstab der Zeichnungen nicht darstellbar ist.
Der Läuferkern<B>28</B> wird von der Läufer welle<B>3,5</B> getragen, die in zwei Lagergehäusen <B>36</B> gelagert ist, die ihrerseits in der Nähe der Lagerschilder<B>19</B> und'20 angeordnet sind. Den Lagergehäusen 316 sind geeignete Dichtungs ringe<B>37</B> zugeordnet, die die entsprechenden #Vellenenden gasdicht abschliessen. Die Welle ist am einen Ende an eine Kupplung<B>38</B> an geschlossen, über die die Maschine mit einer 'Turbine oder einer andern Kraftmaschine. in Verbindung steht.
Am andern Ende trägt die Welle zwei -Sehleifringe <B>39</B> für die Erregung der als Feldwieklung der Maschine dienenden Läuferwieklung 3#0. Der Luftspalt<B>17</B> hat eine Ein7elspaltlänge in der Grössenordnung von etwa<B>89</B> bis<B>1297</B> min und ist daher gross genug, um als Heissgas- sammelraum und als Axialkanal für einen wesentlichen Teil des Kühlgases der 211asehine dienen zu können, wie aus den naehstehenden Erläuterungen hervorgeht.
Es müssen -Mittel zum Umwälzen des Gases in dem Masehinengehäuse, <B>18, 1,9,</B> '20 vorge- .sehen sein. In der in Fig. <B>1</B> bis<B>6</B> dargestellten Ausführungsform der Erfindung bestehen diese Gasumwälzmittel aus einem einzigen Sauggebläse 41, das am einen Ende so auf dem Läuferkern an-eordnet ist, dass es von dem benachbarten Ende des Luftspaltes<B>17</B> und von dem Ständerendraum '-)4", in den die Aus trittsöffnungen 24b der Ständerwieklungs- kanäle münden, Gas abzieht.
Das Gebläse<B>-11</B> ist so gelagert, dass unterhalb des Gebläses ein oder mehrere axiale Umführungskanäle vorgesehen sind. Das Gebläse 41 ist vorzugs weise niehrstufig ausgebildet und kann zur raschen Bewegung des Gases in der Axialrieli- tung einen beträchtlichen Gebläsedr-Liek erzeu gen.
Ausserdem ist zur Kühlung des Umwälz- gases eine Wärmetauseheinriehtung erforder- liehl die innerhalb des Masehinengehäuses is, <B>19, 20</B> angeordnet ist. Die Wärmetausehein- riehtung bzw. die Kühler können beliebig kon struiert bzw. angeordnet sein. Vorzugsweise werden jedoch vertikal angeordnete Kühler verwendet, wie sie in Fig. <B>1</B> bis<B>10</B> dargestellt sind.
G ,emäss Fig. <B>1</B> bis <B>6</B> besteht die Wärme- taLiseheinriehtung aLis zwei Vertikalkühlern 44 und 45, die gemäss Fig. <B>1</B> zwischen den Aus,- C trittsöffnun-en 2-1b der 'Ständerwieklungs- kanäle und dem Lagersehild 20 angeordnet sind.
Das Gebläse 41 ist unterhalb oder inner halb der axialen Begrenzung jener End- windungen der Ständerwicklung angeordnet, denen die Austrittsöffnungen 24b benachbart sind, und gibt das Heissgas daher an jenen Teil des Gehäuses ab, in dem die beiden Kühler 44 und 45 vorgesehen sind.
Die beiden Verti kalkühler 44 und 45 sind zwischen dem Lager- gehäLise <B>36</B> und dem Aussenmantel<B>18</B> des Ge- häuses vorcesehen (Fi-. <B>6),</B> so dass das von dem Gebläse 41 axial abgegebene Heissgas sieh in zwei Ströme teilt, von denen der eine nach rechts durch den Vertikalkühler 44, der andere nach links durch den Vertikalkühler 45 strömt, wie aus dem Horizontalsehnitt in Fig. <B>6</B> ersichtlich ist.
.Jeder der Kühler 44 und 45 besitzt meh rere, im wesentlichen gerade, vertikal angeord nete, flüssigkeitsgekühlte Rippenrohre und ist an beiden Enden mit je einem Endstüek 47 abgeschlossen. Der (-'#elläuisema.ntel <B>18</B> ist mit Ausnehmungen 48 zur Aufnahme der Kühler ausgebildet. Diese Ausnehmungen haben driiekfeste Verstärkungen<B>51,</B> die um<B>je</B> eine Ansnehmung 48 herum am GehäLisemantel be festigt. sind.
Das obere und das untere End- stüek 47 jedes der beiden Kühler 44 und 45 ist hermetisch dicht, jedoch abnehrnbar an der dazugehörigen Verstärkung<B>51</B> befestigt, so dass nach Lösen der beiden-Endstücke 47 jeder Kühler vertikal aus der Maschine herausge hoben werden kann. Die Wasseransehlüsse <B>f</B>ür den Umlauf des Wassers oder eines andern Kühlmittels durch die Kühlerrohre sind vor zugsweise, am untern Endstück 47 vorgesehen (Fig. 2 und 3).
Zur Zuführung des Heissgases zum Gre- bläse 41 und den Kühlern 44 und 45 sind entsprechende Heissgasführungsorgane vorge sehen. Zu diesem Zweck ist der Endraum 24", in den die Anstrittsöffnungen 24b der Stän- derwieklungskanäle münden, dureh,eine zylin- drisehe oder bogenförmige äussere Zwisehen- wand <B>53,</B> eine flache Querseheibe 54,
die zwi- sehen den beiden Kühlern 44 und 45 auf den den Endwindungen des Ständers benaeh- barten Seiten derselben vertikal angeordnet ist, und durch das Gehäuse<B>55</B> desGebläses <B>11</B> begrenzt. Die Querscheibe 54 hat eine Mittel öffnung 5-1a, die mehr oder weniger hermetisch an die äussere Umfangsfläehe des C-Tebläse- gehäuse; <B>55</B> angeschlossen ist.
In dem Raum zwischen den beiden vertikal angeordneten Kühlern 44 und 45 ist ein Trieb- ter <B>56</B> vorgesehen, der das innere Ende des Lagers umgibt und mit seinem innern Ende die Stirnseite des umlanfenden Gebläses 41 fast berührt, so (lass an dieser Stelle nur wenig Gas austritt.
Auf diese Weise werden die vom (M)hise abgegebenen heissen Gase an der Stelie, an der sie sieh in zwei Ströme teilen, die nach rechts und links in die Kühler 44 und 45 fliessen, von dem innern Ende des 1,agers fernoehalten.
,An den dem Lagersehild '20 benachbarten Seiten der Kühler 44 und 45 erstreckt sieh zwischen den letzteren eine gewölbte Quer- selieibe <B>57,</B> die nach innen zur Scheibe 54 hin und von dem Lagerschild<B>'20</B> weg aLisge- bauelit oder .#),e-#völbt ist.
Diese gewölbte Quer- seheibe <B>57</B> hat eine Mittelöffn-ang 57a" die iiii wesentlichen hermetisch dicht an das wei tere Ende des Trichters<B>5.6</B> angeschlossen ist,
so da1 das zwischen den beiden Vertikal kühlern 44 und 45 na.eh rechts und links strö- iiiende Heissgas und das in dem flachen End- raum 57b zwischen der gewölbten Scheibe<B>57</B> und dem La.-ersehild 20 radial einwärts und dann durch den Trichter<B>56</B> axial einwärts in die unterhalb des Gebläses vorgesehenen l'iiifülii-uii,),
skänäle 42 strömende und zur l#Üblung der Läuferwicklungen an diesem Ende dienende Kaltgas voneinander getrennt werden.
Das von den Kühlern 44 und 45 abgege bene Kaltgas wird zur Innenkühlung der Läu- ferwieklung <B>30,</B> zur Innenküblung der Stän- derwieklung'23 und zur Kühlung des Ständer- kerns <B>21</B> verwendet.
In der Ausführunasform Oleilläss Fig. <B>1</B> bis<B>6</B> wird ein Teil des Kalt- den beiden Enden der Läuferwieklung <B>30</B> ein weitererTeil den Einlassöffnungen 24a der Ständerwieklung <B>23</B> und,ein weiterer Teil dein Aussenumfang der radialen Kühlseblitze <B><U>96</U></B> des Ständerkerns zugeführt.
Ein wesent- lielles Merkmal dieser Konstruktion ist ein am Umfang angeordneter axialer Durehgangs- kanal, zum Beispiel der Kanal<B>58</B> (Fig. <B>1),</B> der in dein Raum zwischen dem Aussenumfan- des Ständerkerns <B>21</B> und deniGrehäusemantel <B>1.8</B> eine axiale Verbindung zwischen den beiden Emden der Maschine herstellt.
Gemäss Fio-. <B>1</B> ist derStänder in bekannter Weise in der von dem Ständerkern 21 einge- nominenen i#xialläiio,e mit mehreren in Axial- t' abständen stehenden Spanten<B>6,1</B> bis 64 ver sehen, die sich von dem Gehäusemantel<B>18</B> nach innen erstrecken.
Der Spant<B>6,1</B> ist am einen Ende der zylindrischen oder bogenför migen Zwisehenwand #5,3 befestigt, die den Heissgasaustritts-Endraum 24" der Ständer- wieklungskühlung umgibt. Der an der Aussen seite dieser zylindrisehen oder bogenförmigen Zwisehenwand <B>53</B> angeordnete Raum 53a ist mit gekühltem Gas gefüllt, das von den zwei Kühlern 44 und 45 geliefert wird.
Gemäss Fig. <B>1</B> erstreckt sich der Durchgangskanal<B>58</B> von diesem ausserhalb der zylindrischen oder bogenfdrmigen Zwischenwand<B>53</B> gelegenen Kaltgasraum 513a, durch die ganze Maschine und mündet jenseits des Spants 64 in den Endraum 24', durch den das Kaltgas den Ein-, lassöffnungen 24a der Ständerwicklungs- kanäle und den an diesem Ende der Maschine liegenden Einlassöffnungen <B>32</B> zur Läufer wicklung zugeführt wird.
Der Horizontalschnitt in Fig. <B>6</B> zeigt, dass der ausserhalb der zylindrischen oder bogen- Törmigen Zwischenwand<B>53</B> gelegene Kaltgas- raum 53a auch mit dem Radialraum <B>57b</B> zwi schen der gewölbten Querscheibe<B>57</B> und dem Lagerschild 20 in Verbindung steht. Ein Teil des gekühlten Gases wird daher den an diesein Ende der Maschine befindlichen Einlassöff- nungen <B>32</B> zur Läuferwieklung zugeführt.
Am andern Ende der Maschine ist der Kaltgas-Endraum 24' von dem benachbarten Ende des Luftspalts<B>17</B> fast oder ganz abge schlossen, und zwar mit Hi#lfe eines ortsfesten zylindrisehen Leitbleehes <B>69</B> (Fig. <B>1),</B> das mit dem Läufer<B>16</B> an diesem Ende nur einen kleinen Spalt bildet und den Austritt von Kaltgas von dem Endraum 24,' direkt in den Luftspalt<B>17</B> an diesem Ende begrenzt bzw. praktisch unterbindet.
Der Durehgangskanal <B>58</B> hat seitliche<B>Öff-</B> nungen<B>70</B> zur Abgabe von Kaltgas in die Ringräume<B>70'</B> zwischen einander benachbar ten Spanten<B>61</B> bis 64. Diese Ringräume<B>70'</B> liegen zwischen dem Aussenumfang des Stän- derkerns 21 und dem zylindrischen Gehäuse mantel<B>18.</B> Da die radialen Kühlsehlitze <B>26</B> des Ständerkerns mit diesen ringförmigen Spanträumen <B>70'</B> in Verbindung stehen,
wird das Gas durch alle radialen Kühlschlitze<B>236</B> des Ständerkerns geführt und tritt nach Küh- lun- des letzteren als Reissgas in den Luft spalt<B>17</B> ein. Durch eine entsprechend kleine Bemessung der Öffnungen<B>70</B> des Durchgangs kanals<B>518</B> wird'dieser zur Kühlung des Stän- derkerns dienende Gasstrom so gedrosselt, dass die Gasströmung entsprechend aufgeteilt wird und jeder Teil die zu seiner Kühlung erfor derliche #Gasmenge erhält.
Der ausserhalb der zylindrisehen oder bogenförmigen Zwisehenwand 5#3 gelegene Kaltgasraum 53a kann einen fünften Spant <B>71</B> enthalten, den mehrere Ausnehmungen <B>72</B> durchsetzen (Fig. 4), so dass der ganze ausser halb dieser zylindrisehen oder bogenförmigen Zwischenwand<B>5,3</B> gelegene Raum effektiv einen einzigen Raum 53a darstellt, dessen Teile sämtlich miteinander in Verbindung stehen.
Die Wirkungsweise der Ausführungsforin gemäss Fig. <B>1</B> bis<B>6</B> sei nun kurz beschrieben. Das (T 'ebläse 41 gibt das von dem Luftspalt <B>17</B> und von dem an der Austrittsseite der Ständerwieklungskauäle gelegenen EndraLim -)
4" kommende Heissgas in den Raum inner halb der zylindrischen oder bogenförmigen Zwisehenwand <B>53</B> in zwei fStrömen ab<B>'</B> so dass es sieh nach rechts und links verteilt und seitlich durch die beiden Vertikalkühler 44 bzw. 45 strömt.
Die Kühler 44 und 45 geben gekühltes bzw. Kaltgas in den ausserhalb der zylindri- sehen oder bogenförmigen Zwisehenwand <B>53</B> gelegenen RaLim,5,3#a ab. Ein Teil dieses Gases strömt in den flachen Endraum <B>57b</B> zwischen der gewölbten Querseheibe <B>57</B> und dem Lager- sehild 20 an den Seitenräudern hinein und radial durch diesen Raum hindurch.
Wie im Höhenschnitt in Fig. <B>1</B> gezeigt, strömt dieses Gas axial weiter durch den 'Trichter<B>56</B> und die unterhalb des Gebläses liegenden Umfüh- rungskanäle 42 in die an diesem Ende der Hasehine befindliehen Einlassöffnungen <B>32</B> zui: Läuferwieklung.
Die übrige, Kaltluft in dem ausserhalb der zylindrischen oder bogenförmigen Zwischen wand<B>53</B> gelegenen Raum 53-a verlässt diesen n durch den Durehga-ngskanal <B>58.</B> Ein Teil des durch den Durchgangskanal strömenden Gases trift durch die Üffnungen <B>70</B> in die am Um fang des Ständerkerns angeordneten,
zwi- sehen den Spanten fi1 bis 64 liegenden ringför migen Kühlräume<B>70!</B> für den Ständerkern und strömt dann radial einwärts durch alle Ständerkühlsehlitze OS in den als H,eisso#as- sammelraum dienenden Luftspalt. <B>17.</B>
Der durch den ganzen Durehgangskanal <B>58</B> strömende Teil des Kaltgases gelangt in den Kaltluft-Endraum 24', in dem er sieh züm grössten Teil auf die Einlassöffnungen 24a der Ständerwicklungskanäle und die an die sem E, nde der Maschine befindliehen Einlass- öffnungen 202 für die Läuferwicklung aufteilt.
Ein sehr kleiner Teil des in diesen Endraum <U>94'</U> gelangenden Kaltgases tritt an dem Leit- bleeh <B>69</B> vorbei in das benachbarte Ende des Luftspaltes<B>17.</B> In manchen Maschinen kann das Leitbleeh 6#9 den Gaseintritt in das be- naehbarte Ende des Luftspalts sogar prak- tiseh vollständig unterbinden.
Das Innenkühlgas für die Ständerwieklan- gen <B>9-3</B> tritt gemäss Fig. <B>1</B> aus dem Endraum ')4' in die Einlassöffnungen 24a ein und durehst.römt die Kühlkanäle 24 für die Stän- derwieklung bis zum andern Ende der Ala- sehine,
an dem es als Heissgas durch die Austrittsöffnungen *24b in den Raum 24" innerhalb der zylindrisehen oder bogenförmi gen Zwisehenwand <B>53</B> tritt. Dort mischt es sieh mit dem aus dem Luftspalt<B>17</B> austreten den Heissgas. Dieses Heiss,-asgemiseh wird vom Gebläse 41 aufgenommen und erneut umgewälzt.
In der Ausführun,--sform gemäss Fig. <B>1</B> tritt das Innenkühlgas für die Läuferwiek- lung;30 in die Einlassöffnungen <B>322</B> all beiden Enden der Läuferwieklung <B>300</B> ein.
Ein kleiner Teil dieses Kühl,#,ases für die Läuferwicklang kann, nachdem es die Endteile der Läufer- wieklung <B>30</B> gekühlt hat, zum Beispiel durch die kleinen Offnungen <B>73</B> in Fig. <B>1</B> direkt dem Luftspalt<B>17</B> zugeführt werden.
Der ,grössere Teil des Kühlgases für die Läufer- wieklung strömt von beiden Enden axial durch die Innenkühlkanäle <B>31</B> für die Läuferwieklung zur Mitte des Läuferkerns 28, wo das heisse Gas durch die Austritts öffnungen<B>33</B> der Innenkühlkanäle <B>31</B> und die radialen Läufersehlitze 34 in den Luftspalt <B>17</B> tritt.
Gemäss Fig. <B>1</B> bis<B>6</B> wird ein grosser Luft spalt<B>17</B> verwendet, der den grössten Teil des Kühlmediums von den Kühlkanälen24 <B>für</B> den Ständerkern und den von der Läufer- wieklunc herführenden Austrittssehlitzen 34 aufnimmt und axial einem mehrstufigen Hoeh- cii-iiek--ebläse 41 zuführt, das am einen Ende des Läufers anceordnet ist.
Das Hochdruck <B>(</B> gas wird dann durch geeignete Kühler geblasen und das gekühlte Hoehdriieko,as <B>M</B> n den verschiedenen Einlassöffnun-,en zur Küh <B>e</B> lung- der innengekühlten Läuferwieklungen <B>30,</B> der innengekühlten Ständerwicklungen <B>23</B> und des 'Ständerkerns 221 zugeführt.
Diese Anordnung ermöglicht, eine beträchtliche Ver- einfaehung der zur Führung und Verteilung des Kühlmediums erforderlichen Leitorgane und die Verwendun- eines mit höherem Wir kungsgrad arbeitenden Gebläsesystems, das das Kühlmeditim unter höherem Gebläse- druck und mit höheren Kühlmedium,-,esehwiii- digkeiten umwälzen kann, weil an Stelle von zwei kleineren,
an jeeinem. Ende des Läufers angeordneten Gebläsen ein einziges mehrsta- figes Gebläse verwendet wird. Bei Anord- nuno, von nur einem Gebläse tritt nur ein eiii7i",er Gesehwindigkeitsdruckverlust auf und ist der Crebläsedruek grösser als die Summe der Drücke von zwei getrennten Gebläsen.
Die Verwendung eines einzigen mehrstufi gen Axialgebläses oder Kompressors 41 wird dadurch ermöglicht, dass nur ein kleines Gas volumen ",efördert zu werden braucht. Dieses kleine Gasvolumen wird seinerseits durch die Verwendung eines dichteren Gases (oder von höheren Gasdrüeken) und von höheren Gas- gesehwindigkeiten ermöglicht.
Da das Ge bläse ein kleineres Gasvolumen mit höheren Geschwindigkeiten fördert, arbeitet es mit höherem Wirkungsgrad Die Verwendun- eines Sau-,ebläses 41 <B>C</B> L, L, zum Abzug des 171eissgases aus den Kühlteilen der Maschine und zur direkten Abgabe des Heissgases an einen oder mehrere Kühler und anschliessender erneuter Umwälzung durch die Kühlkanäle der Maschine ist auch. des wegen vorteilhaft, weil ein Hochdruckventüa- tor infolge der Verdichtung eine beträchtliche Erwärmung bedingt, wenn das Gas eine Dichte hat, die der der Luft annähernd gleichkommt.
Bei der Prüfung der Maschine im Werk ist es zweckmässig, die Maschine für die normalen elektrischen und Isolations prüfungen und zum Auswuchten zunächst in Luft laufen zu lassen. Die Verwendung eines Sauggebläses an Stelle eines Gebläses, das das Gas von dem Kühler in die Kühlkanäle der Maschine bläst, hat daher den Vorteil, dass während dieser mit Lultkühlung durch geführten Werksprüfungen in die Maschine keine Luft geblasen wird, die infolge ihrer Verdichtung in dem mehrstufigen Gebläse auf eine Temperatur erwärmt wurde, die für die Wicklungen der Maschine zu hoch ist.
Wenn die Luft dann aus der Maschine abgesaugt oder abgeblasen und durch Wasserstoff er setzt wird, vermeidet das Hochdruck-Saug- gebläse die E, inführung auch nur der geringen Erwärmang, die, durch die Verdichtung des Wasserstoffes im Gebläse erzeugt wird, weil dieser verdichtete Wasserstoff vor seiner Einführung in die Kühlkanäle der Maschine zunächst durch den oder die Kühler strömt.
In den bekannten Kühlsystemen, in denen der Luftspalt nicht als Heissgassammelraum verwendet wurde, war es üblich, einen Teil des erwärmten Gases mit andern, nicht er wärmten Gasmengen zu mischen. Da dies er findungsgemäss vermieden wird, kann für das Heissgas eine höhere 'Temperatur verwendet werden, so dass das Temperaturgefälle zwi- sehen Gas und Wasser im Kühler und damit aLieh der Wirkungsgrad des Kühlers erhöht wird.
Bei Verwendung der vertikal angeordneten Kühle-r gemäss Fig. <B>1</B> bis,6 werden die heissen Gase gekühlt, ehe sie den Gehä-Luemantel <B>18</B> berühren. Dagegen kamen in früheren Syste men die heissen Gase mit'Teilen desGehäuse- mantels in Berührung, ehe sie durch den Kühler geleitet und dann in die Kühlkanäle der Masehine eingeführt wurden.
Die vorlie gende Konstruktion vermeidet also fast völlig die Dehnungs- und Sehwindungsspannungen im Gehäusemautel und andern Gehäuseteilen. In den sehr grossen Maschinen, in denen die Erfinduno, besonders vorteilhaft anwendbar ist, ist dies von besonderer Wichtigkeit.
Die Anordnun- der Vertikalkühler an einer Stelle, an der ihre Unterbringung keine zusätzlichen seitlichen A-Lisba-tiehungen des Gehäuses erfordert, ergibt eine für hohe Gas drücke besser geeignete Gehäusekonstruktion und ausserdem eine beträchtliche Verein fachung der im Innern der Kühler angeord neten Leitorgane für das Gas sowie eine Ver kleinerung der Baumasse, was für den Ver sand der Crrossmasehinen wichtig ist, für die die Erfindung mit besonderem Vorteil an gewendet werden kann.
Andere Vorteile, die durch die Verwen dung von vertikalen an Stelle von horizontalen Kühlern erzielt werden, bestehen in der Ver besserung des Aussehens, der Erleichterung der Reinigung Lind des Aus- Lind Einbaus der Kühler Lind in der besseren Zugängliehkeit der Gebläse und Wieklungen durch die Aus- nehmungen für die Kühler. Ausserdem ermög licht die Beseitigung der früher verwendeten Horizontalkühler aus den Spanträumen <B>70'</B> zwischen dem Aussenumfang desStänderkerns und dem Gehäusemantel die Verwendung von weniger tiefen Spanten.
Fig. <B>7</B> und<B>8</B> zeigen eine Kühlanordnung), mit parallel angeordneten Gebläsen. Dieses System ist zweckmässig, wenn in Anbetracht der geforderten Kühlleistung an beiden En den der Maschine Kühler vorgesehen sein müssen, entweder weil die Kühler Besehrän- kungen unterliegen oder in Anbetracht der Kühlbedingangen oder damit zwei versehie- dene Gebläsedräeke verwendet werden kön- neu,
der eine für die innengekühlten Wiek- lungen'23 und<B>30,</B> der andere für den Ständer- kern 21.
In der Maschine gemäss Fig. <B>7</B> und<B>8</B> sind ausser den beiden Vertikalkühlern 44, die an dem von dem La,-,ersehild,2#O begrenzten Ende der 'Maschine angeordnet sind, zwei weitere Vertikalkühler 74 an dem von dem Lager- sehild <B>19</B> begrenzten Ende der 31asehine vor gesehen. Das zweite Kühlerpaar 74 kann die gleiche Konstruktion aufweisen wie das erste Paar 44, kann jedoch manchmal etwas kleinere Kühler besitzen. Für das zweite Kühlerpaar 74 werden die gleichen Leit- oder Trenn organe 54",<B>55' 56'</B> und<B>57</B> verwendet wie fÜr das erste Kühlerpaar 4.4.
Die 'Teile 54', <B>5,5',</B> #56' und<B>57'</B> entsprechen den am an dern Ende der Maschine angeordneten Teilen 54,<B>55, 5,6</B> bzw. <B>57.</B>
In Fig. <B>7</B> und<B>8</B> entfällt das in Fig. <B>1</B> bis<B>6</B> gezeigte Luftspaltleitbleeh <B>69.</B> Anstatt- dessen ist ein zweites Sauggebläse<B>76</B> vorge sehen, das so angeordnet ist, dass es einen Teil des Heissgases aus dem benachbarten Ende des Luftspalts<B>17</B> absa-Ligt. Dieses zweite <B><I>kn</I></B> Gebläse<B>76</B> erzeugt einen viel kleineren Ge- bläsedrLiek als das zuerst beschriebene mehr- stufikn -e Gebläse 41.
In dem Ausführungs beispiel gemäss Fig. <B>7</B> -und<B>8</B> ist das zweite Crebläse <B>76</B> einstufig dargestellt. Im übrigen ist das zweite Gebläse<B>76</B> ebenso konstruiert wie das erste Gebläse 41 und mit den glei chen unter dem Gebläse angeordneten Um- führun-.skanälen 4,2 versehen.
Zur Tren nung der Sauggseite des zweiten Gebläses<B>76</B> von dem 1-loehdruel#-Kaltgas-Endraiim 24', von dem aus die innengekühlten )XVieklungen <B>23</B> und<B>3:
0</B> versorgt werden, ist ein z-vlindri- sehes Leitbleeh <B>77</B> vorgesehen, das an'diesein Ende der Maschine an dem Umfan- des Stän- derkerns 21 befestigt ist und sieh dicht an das das Gebläse<B>76</B> -um( gebende GebläseölehäLise <B>55'</B> heran erstreckt.
Im Horizontalsehnitt der Fig. <B>8</B> ist ge zeigt, dass die Kaltgas abgebenden Druck seiten der Vertikalkühler 74 des zweiten Paars von dein Hoelidriiel,#-K-altgas-Eildratini 24' durch quer angeordnete vertikale Scheide platten<B>78</B> getrennt sind.
Infolge der zusätz- liehen Anordnung dieser Sebeideplatten <B>78</B> gemäss Fig. <B>8</B> muss zwischen dem Hochdruck- Kaltgas-E, iidrauin 24' und dem Gebläseumfüh- rungskanal 42 an dem benachbarten Ende der Masehine eine Verbindung vorgesehen wer den.- Diese ist im Vertikalsehnitt der Fig. <B>7</B> dargestellt.
Zwischen den Scheiben 54' lind <B>57'</B> sind mehrere Kanäle<B>79</B> vorgesehen, durch die ein Teil des Hoehdruek-Kaltgases voll dem die Einlassöffnungen 24a der 'Ständer- wieklungskanäle versorgenden Endraum 24' abgezogen und an den tlachen Endraum 57b' zwischen der gewölbten Querseheibe <B>57</B> und dein Lagersehild <B>19</B> abgegeben wird.
Von dort wird das Gas dem weiteren Ende des Trieliters <B>56'</B> und von diesem den unter dem Gebläse<B>76</B> angeordneten Uinführungskanälen #n 42 zu,-eführt und versorgt das benachbarte Ende der iiinen,--ekühlt en Uhiferwicklun- geil <B>30.</B>
In der in Fi-. <B>7</B> und<B>8</B> gezeigten Gross- masebine hat das St5,ndergehäuse an Stelle der vier qpanten <B>61</B> bis 64 der Fig. <B>1</B> bis<B>- 6</B> sechs Spanten<B>81</B> bis<B>SG,</B> die innerhalb der von deni Ständerkern eingenommenen Axiallänge in axialen Abständen stehen.
Die .3panten <B>81</B> und<B>86</B> sind mehr oder weniger hermetisell dielit an die entsprechenden Enden des Stän- derkerns angeschlossen.
Wie in Fig. <B>1</B> bis<B>6</B> werden diese sechs Spanten<B>81</B> bis<B>816</B> wieder voll einem Durchgangskanal<B>88</B> durchsetzt (Fig. <B>7),</B> der das H.oehdruekkaltgas von dem ausserhalb der zylindrisehen oder gebogenen Zwisehen-evand <B>53</B> gelegenen Raum 5,3a dem Endraum 24' zuführt, der die Einlassöffnun- gen 24a des Ständerwicklungskanals -um gibt.
Züm Unterschied von dem Durchgangs kanal<B>58</B> der Fig. <B>1</B> sind die Seitenwände des Dureh-am,skanals <B>88</B> der Fig. <B>7</B> nicht durch- broehen, so dass der Kanal 818 kein Gas #in die Ringräume <B>70"</B> zwischen den aufeinander- C folgenden Spanten<B>81</B> bis 8#6 liefert.
Diese Ringräume 7,0" zwischen den aufeinander- folgenden Spanten<B>81</B> bis<B>86</B> sind -wie dies in Fig. <B>8</B> gezeigt ist<B>-</B> miteinander durch in den mittleren Spanten 82 bis<B>8,5</B> vorgesehene Ausnehmungen <B>82'</B> bis<B>85'</B> in Verbindung.
Die ganze Ringraumgruppe 70#' steht mit den Ausgangsseiten der Niederdruekkühler <B>C</B> 74 über Kanäle 8#9 (Fig. <B>8)</B> in Verbindung, die von den Seheideplatten <B>78</B> zu dem Spant <B>86</B> führen.
Nachstehend sei die Wirkungsweise der in Fig. <B>7</B> und<B>8</B> dargestellten Maschine besehrie- ben. Das aus dem Austrittsendra-Lun '-y4" der Ständerwieklungen <B>2-3</B> und dem benachbarten Ende des Luftspalts.<B>17</B> kommende Heissgas wird von dem mehrstufigen Sauggebläse 41 auf einen hohen Gebläsedruck verdichtet und durch die zwei Kühler 44 dem -Hochdruck- Kalt-asraum 53a, zugeführt,
der ausserhalb der zvlindrischen oder gebogenen Zwischen wand<B>53</B> an diesem Ende der Maschine liegt. Dieser 1-Ioeh(Triiek-Kaltgasraum 53a steht mit den an diesem Ende der Maschine befindliehen Einlassöffnungen <B>32'</B> zur Läuferwieklung über den einwärts gewölbten 'Teil der Querscheibe <B>57</B> in Verbindung- (Fig. <B>7</B> und 8,). Diese Luft strömt zwischen der gewölbten Scheibe<B>57</B> und dein Lagersehild 20 radial einwärts zum Trichter<B>5,6.</B>
Der Hoehd-ruek-Kaltgas-Endraum 5,3a, der von der Austrittsseite der Kühler 44 versorgt wird, steht mit dem Kartgas-Endraum 24' am andern Ende der Maschine über den Durehgangskallal <B>88</B> (Fig. <B>7)</B> in Verbindung. Dieser Hochdruek-Kaltgas-Endraum 24' um schliesst die Einlassöffnungen 24a der Stän- derwieklungskanäle und führt ihnen Gas zu.
Ausserdem steht der Raum 24# mit den an diesem Ende der Maschine befindlichen Ein- lassöffnungen <B>32</B> zu der Läi--tferwieklung über die Kanäle<B>79</B> und den flachen Endraum, 57b' zwischen der gewölbten Scheibe<B>57</B> und dem Lagerschild<B>1,9</B> in Verbindung.
Dieses kalte Druek-as zür Kühlung der Ständerwicklung <B>Zn</B> 13 <B>23</B> und der Läuferwieklung <B>30</B> wird von dem den Ständerkern 21 kühlenden Kaltgas ge- ZD trennt gehalten.
Die Kühlung des Ständerkerns wird ge mäss Fig. <B>7</B> und<B>8</B> mit Hilfe- des einstufigen Sauggebläses<B>76</B> bewirkt, das die erforder- liehe Heissgasmenge aus dem benachbarten Ende des Luftspalts<B>17</B> abzieht und auf einen viel niedrigeren Gebläsedr-Liek verdichtet, als er in dem mehrstufigen Gebläse 41 erhalten wird.
Dieses verdichtete Heissgas wird von dem einstufigen fGebläse <B>76</B> durch das zweite Vertikalkühlerpaar 74 und von der Austritts seite dieser Kühler durch die Kanäle<B>89</B> ('Fig. <B>8)</B> an die Ringräume<B>70"</B> zwischen den Spanten<B>81</B> bis<B>816</B> abgegeben. Diese Rin.'g- räume <B>M'</B> stehen in Verbindung mit dein Aussenumfang aller radialen Ständerkern- Kühl#sehlitze <B>26,</B> die das Gas nach der Küh lung des Ständerkerns21 alsHeissgas in den Luftspalt abgeben.
Dadurch wird das relativ kleine Druekgefälle, das für die in relativ mir geringem Ausmass erforderliche Ständer- kernkühlung benötigt wird, von einem Nieder- druekgebläse,76 erzeugt. Infolgedessenbraueht man diese Gasmenge nicht auf das gleiche hohe Druckgefälle zu verdichten, das für die Innei-A,:
ühlung der Wieklungen erforderlich ist, und es dann auf das Dniekgefälle züi drosseln, das für die Kühlschlitze<B>26</B> des Stän- derkerns benötigt wird.
In der in Fig. <B>7</B> und<B>8</B> gezeigten Aus führungsform hat die Anordnung von Verti kalkühlern ebenfalls die an Hand der Fi.-. <B>1</B> bis<B>6</B> aufgezeigten Vorteile und ermöglicht ausserdem eine einfache Anordnung von vier an Stelle von nur zwei Vertikalkühlern. Auf diese Weise wird die Kühlkapazität entspre chend den Anforderungen sehr grosser Ma- sehinen erhöht oder der Platzbeda.rf der ein zelnen Kühler verringert.
Das in Fig. <B>9</B> und<B>10</B> dargestellte System mit hintereinand'ergesehalteten Gebläsen ist fÜr Turbogeneratoren geeignet, in denen ein Gasaustritt nur am einen Ende des Luft spalts möglich ist, oder in Fällen, in denen die Einsparung an Gebläseleistung den durch die Verwendung von zwei hintereinanderge- sehalteten Gebläsen bedingten konstruktiven Mehraufwand rechtfertigt.
In Fio,. <B>9</B> und<B>10</B> sind zwei an gegenüber liegenden Enden des Läuferkerns angeordnete Gebläse<B>91</B> und<B>91'</B> dargestellt. Beide Gebläse <B>91</B> und<B>91'</B> sind in F'ig. <B>9</B> und<B>10</B> einstufig dargestellt, da., wie nachstehend erläutert wird, die beiden Gebläse hintereinandergesehaltet sind-, um das für die Innenkühlung der Ständerwieklung <B>2,3</B> und der Läuferwieklung <B>30</B> erforderliche Dr-Liekgefälle zu erzeugen, während die Ständerkernkühlung mit Hilfe des Dr-Liek,
-efälles bewirkt. wird, das nur von dem Gebläse<B>91</B> allein erzeugt wird. Dies wird nachstehend erläutert. Das Gebläse 91 (Figl. <B>9</B> und<B>10)</B> ist ein Sauggebläse, das Gas von dein benachbarten <B>E,</B> nde des Luftspalts und von der Kammer 24" abzieht, die das Gas von den Austrittsöff nungen 94b der Ständerwieklungskanäle er hält. Dies entspricht der Funktion des mehr stufigen Gebläses 41 der Fig. <B>1</B> bis<B>8.</B> Das Gebläse<B>91</B> ist mit den notwendigen Umfüh- rungskanälen 42 versehen und gibt das Heiss gas an zwei Vertikalkühler 44 und 45 ab.
Dabei ist die Anordnum, von Leitbleehen bzw. Zwisehenwänden die gleiche wie sie an Hand von Fig. <B>1</B> bis<B>8</B> für das von dem Lager- sehild 120 begrenzte Ende der Maschine be schrieben wurde.
Gemäss Fie. <B>9</B> und<B>10</B> hat der Ständer vier Spanten<B>92</B> bis 91ä, die den sechs Spanten<B>81</B> bis<B>R6</B> der Fig. <B>7</B> und<B>8</B> entsprechen. Jeder dieser Spanten hat eine Ausnehmung <B>92'</B> bis <B>95',</B> so dass die die zviindrisehe oder bogen förmige Zwischenwand umgebende Kaltgas- zone 53a mit der entsprechenden Zone<B>96</B> in Verbindung steht, die eine zylindrisehe oder bogenförmige Zwisehenwand <B>97</B> am andern, von dem Lagerschild<B>19</B> begrenzten Ende der Maschine umgibt.
Die Ausnehmungell <B>92',</B> -9'a' und 94' verbinden die Kaltgaszone 53a ausserdem mit den ringförmigen Spant- räumen <B>70",</B> die ihrerseits mit den am Aussen. umfang liegenden Enden aller radialen Kühl schlitze<B>26</B> des Ständerkerns 211 in Verbin dung stehen.
Gemäss Fig. <B>9</B> und <B>10</B> bläst das zweite Gebläse<B>91'</B> das Gas axial einwärts zu dem Ständerkern 21 und dem Läuferkern<B>28.</B> Die ses Gebläse<B>911'</B> erhält Gas auf seiner<U>Saug-</U> seite über einen Kanal<B>98,</B> der mit der die zylindrisehe oder bogenförmige Zwischenwand <B>97</B> umgebenden Kaltgaszone 96 in Verbindung steht.
Das Gebläse<B>91'</B> fü-,t seinen Gebläse- druck dem des Gebläses<B>91</B> hinzu, so dass ein Gesamtdruek-efälle erzeugt wird, -unter dem das Kühlgas in eine Hoehdruek-Innen- kühlgaszone <B>99</B> geblasen wird, die mit den Einlassöffnungen 24a, des 'Ständer- wicklungskanals und mit den an diesem Ende der Maschine befindliehen Einlass-, Öffnungen 3,
29 zu der Läuferwieklung in <B>k3</B> Verbindung steht. An diesem der Innen- kühlgaszone <B>99</B> benachbarten Ende der Ma- sehine ist der Luftspalt durch ein geeignetes rin-förmi,res oder zvlindrisehes Leitbleeh <B>100</B> fast oder -anz blockiert.
n Gemäss Fig. <B>9</B> ist die zylindrische oder gebogene Zwischenwand <B>97,</B> die die äussere Begrenzung der 1-loehd-ruel#:-Kühlgaszone <B>99</B> darstellt, mit einer Atistrittsöffnung <B>101</B> ver sehen, die über einen Durchgangskanal 102 mit der gewölbten Querseheibe <B>5,7</B> in Verbin- dun- steht und daher das Hochdruck-Kühl-as dem flachen Endraum. <B>57b</B> zwischen der Scheibe<B>57</B> und dem Lagersehild 20 an jenem Ende der -Maschine zuführt, an dem die Kühler 44 und 45 angeordnet sind.
Das Gas wird also über den Trichter<B>56</B> und die Ge- bläse--Umführungskanäle 42 den an diesem Ende der -.Nlasehine befindliehen Einlassöff- nungen <B>32</B> zur Läuferwieldung zugeführt.
1)er Dureh--,ranoskanal 1012 ist in dem zwischen dein Aussenumfang des Ständerkerns 21 und dein zylindrisehen Gehäusemantel<B>18</B> gele- (Yenen Ringra-um angeordnet und durchsetzt entsprechende Löcher, die in den Spanten92 bis<B>95</B> Tig. <B>9)</B> speziell für diesen Kanal vor- ,(Ze.sehen sind.
Im Betrieb der Ausführungsform der Er findung gemäss Fig. <B>9</B> und<B>10</B> erhält das Ge- 1)1Hse <B>91</B> natürlieh das aesamte Heissgas und <B>m</B> fördert es über die beiden Vertikalkühler 44 und 45 an die erste Kalt-aszone 53,a unter <B>C</B> einem Druck, der geeignet ist, die erforderliche Kühlgasmenge, durch die radialen Kühlsehlitze <B>'26</B> des Ständerkerns 21 zu drücken.
Diese 1-Itändersehlitze geben die darin erwärmten G'ase in den Luftspalt<B>17</B> a!b. Der nicht durch die Ständerkernsehlitze <B>26</B> geführte Rest des teilverdiehteten Kühlgases strömt dareh die Spantansnehmun- 9#5' in die Aussenzone<B>96,</B> aus der er zum zweiten Gebläse<B>91'</B> gelangt,
das seinen Gebläsedruek dem des ersten Ge bläses<B>91</B> hinzidtigt und somit ein Hoch- (Ii-iiek-Külil,-#as erzeugt, das an diesem Ende der 31asehine in die Innenkühlkanäle 24 der '-',tänderwieklun- und an beiden Enden der --Hasehine in die Einlassöffnunwen <B>3,2</B> zur Läu- ferwieklun,r eintritt.
Die Ständerwieklungs- C <B>k2</B> kanäle 24 geben das darin erwärmte Gas in die Heissgaszone 24" ab, die mit der Saugseite des ersten Gebläses<B>9,1</B> in Verbindung steht. Das erwärmte Kühlgas für die Läuferwick lung tritt durch die Austrittsöffnungen 34 des Läuferkerns in den Luftspalt<B>17,</B> aus dem es zur Saugseite des Gebläses<B>911</B> abgezogen wird.
In weiteren Ausführungsformen der Er findung können in dem Ringraum zwischen dem Aussenumfang des Ständerkerns 21 und dem zylindrischen Gehäusemantel<B>18</B> hori zontal- angeordnete Kühler verwendüt wer den. Ausserdem kann eine Ständerkernküh- lung mit axial angeo'rdneten Kernkühlkanälen vorgesehen werden, die das Gas nicht an den Luftspalt<B>17</B> abgeben. Diese Möglieli- keiten sind in Fig. <B>11</B> bis 14 dargestellt.
Gemäss Fig. <B>11</B> bis 14 wird in der Maschine das gleiche Gebläse 41 und die gleiche Läufer kühlung verwendet wie in Fig. <B>1</B> bis<B>6.</B> Da gegen sind die- Kühler, die Kühlung des, Stän- derkerns und die Leitorgane, Zwischenwände und sonstigen Gasführungsorgane anders aus gebildet.
Gemäss Fig. <B>1,1</B> bis 14 hat das Ma schinengehäuse einen zylindrisehen Innen mantel<B>10,3,</B> der im Abstand innerhalb des zylindrisehen Aussenmantels<B>18</B> angeordnet ist, Die Druckseite des Gebläses 41 fördert in einen Kanal 104, der in geringem Abstand von dem Lagerschild, 20 in den zylindrischen Innenmantel<B>103</B> mündet.
Jener Teil, des Innenmantels<B>10,3,</B> in den der von dem Gebläse kommende Kanal 104 mündet, ist an geeigneten Stellen, zum Bei spiel oben und -unten, mit mehreren Öffnun gen<B>105</B> (Fig. 12 und 1,3,) versehen, die das verdichtete Heissga#s in den benachbarten Teil des Ringraums zwischen den beiden Mänteln <B>103</B> und<B>18</B> abgeben.
An in Winkelabständen von<B>90</B> Grad um den Umfang dieses zwischen den Mänteln<B>10,3</B> i und <B>18</B> befindlichen Ringraums verteilten Stellen sind vier in der Längsrichtung an geordnete Kühler<B>107</B> vorgesehen, die sich von dem einen Lagerschild<B>19</B> zum andern Lager- sehild '20 über die ganze Länge der Maschine! erstrecken.
Quer durch den Ringraum zwi- sehen den beiden -Mänteln<B>103</B> und<B>18</B> er strecken sieh eine beliebige Anzahl von Span ten, zum Beispiel sieben #Spanten <B>111</B> bis<B>117.</B> Die Spanten 112 bis<B>117</B> sind in jener Länge untergebracht, die der Ständerkern 21 ein nimmt b7w. umgeben den Ständerkern 21. Dagegen ist der Spant<B>111</B> an einer Stelle an geordnet, die zwischen den Heissgasöffnungen <B>1,05</B> und dem ihnen benachbarten Ende des Ständerkerns 21 bzw. dem Spant 112 liegt.
ZD Das aus den Öffnungen<B>105</B> austretende Heissgas verteilt sieh über die ganze Länge der Räume lüf; Lind<B>1061,</B> die von dein Innenmantel<B>103</B> und dem Aussenmantel <B>18</B> radial und von den beiden obern Kühlern<B>107</B> (Raum 10#6) oder den beiden untern Kühlern<B>107</B> (Raum 106') seitlich be grenzt sind. Um diese Längsverteilung des Heissgases in den Räumen<B>106</B> und<B>106'</B> zu ermöglichen, sind zwisehen den Spanten<B>111</B> bis<B>117</B> oben und unten Durchlässe vorge sehen, die durch Öffnungen<B>10V</B> in den sie ben Spanten<B>111</B> 'bis<B>117</B> gebildet werden Wig. <B>1,1</B> bis<B>13).</B>
Gemäss Fi-. <B>11</B> und<B>13</B> verlassen die heissen Gase die Heiss-asräume 1.0,6 und lW an der Ober- bzw. Unterseite der Maschine und strömen in der Umfangsriehtung durch die benachbarten Kühler<B>1.0,7,</B> die sie als Kalt- oder Kühlgas verlassen, das in den Kalt- gasräumen <B>118</B> und<B>118'</B> gesammelt wird, die in dem gleichen Niveau angeordnet sind wie der Läufer<B>16</B> der Maschine und von dem Innenmantel,
<B>103</B> und dein Aussenmantel<B>18</B> radial und von dem rechten Kühlerpaar<B>106</B> (Raum<B>118)</B> oder von dem nicht gezeigten linken Kühlerpaar (Raum seitlich be grenzt werden.
In den Räumen<B>11,8</B> und<B>118'</B> verteilt sieh das Kalt-as durch Öffnungen<B>118"</B> in den sieben Spanten<B>111</B> bis<B>117</B> über die ganze Länge der Maschine. Die Öffnungen 11,8" sind knapp ober- bzw. unterhalb der Horizontal- aehse an-eordnet:
Tig. <B>1,1</B> und 13#). Aus den Kaltgasräumen <B>118</B> und 118f wird das ver dichtete Kaltgas an mehreren über die Länge dieser Räume verteilten Stellen radial ein- wärt,s abgegeben, wie nachstehend erläutert wird.
Zunächst sei das in Fig. 12 und 14 ge zeigte Ständerkühlsvstem beschrieben. Wie in diesen Figuren gezeigt, wird der Ständer- kern 21 mit Hilfe von mehreren axial bzw. in der Längsriehtun g angeordneten Kernkühl kanälen l'20 gekühlt, die sieh vom einen Ende des Ständerkerns zum andern über die ganze Länge desselben erstrecken.
Das Kühlgas kann jeden dieser axialen Kernkanäle 1:20 ohne Unterbrechung in seiner ganzen Länge durch strömen. Bei sehr langen Maschinen kann es jedoch zweel#mässi--- sein, diese axialen Kern kanäle gemäss Fig. 12 und 14 an zwei oder mehreren Stellen zu unterteilen, zum Beispiel durch die radialen Kühlsehlitze 121 und 122, die in Abständen voneinander zwischen den Enden des Stinderkerns 21 vorgesehen sind. Diese radialen Kühlsehlitze sind an ihren dem Luftspalt zugekehrten innern Enden bei <B>123</B> geschlossen, während sie an ihrem Aussen- umfana offen sind.
Der Radialsehlitz 121 steht mit einem ringförmigen Umfangsrauni, 121' in Verbindung, der knapp unter dem zwischen den beiden Spanten<B>113</B> Lind 114 ge legenen Raum angeordnet ist. Der radiale Kernkühlsehlitz steht mit einem ring- förmigen der knapp Umfangsraum unter dem zwischen 122' in Verbind-Lin,
#" den beiden <B>'</B> Spanten 11.5 und<B>116</B> gelegenen Raum ange- Zn 21 ordnet ist. Der Zweck dieser Räume wird nachstehend erläutert.
Wenn. wir -uns nun wieder den in Fig. <B>1.1</B> und 14 gezeigten Kaltgasräumen <B>118</B> und<B>118'</B> zuwenden, so ist erkennbar, dass der Innen mantel<B>103</B> mit gewissen Öffnungen versehen ist, die etwa auf dem gleichen Niveau ange ordnet sind wie der Läufer<B>16.</B> An dem dein Lagersehild <B>'-)0</B> benachbarten äussersten Ende des Innenmantels<B>103</B> und zwischen diesem Lagersehild 20 und dem Druekkanal 104 des Gebläses 41 ist der Innenmantel<B>103</B> mit einer oder mehreren Öffnungen 124 Vera sehen,
die einen Teil des Kaltgases radial einwärts in den flachen Endraum 124' in der Nähe des Lao,ersehildes 20 abgeben. In diesem Endraum strömt das Gas axial ein- wärts durch die Umführungskanäle 42 zu den an diesem Ende, der Masehine befind- liehen Einlassöffnungen 32 zur Läuferwiek- lun-. Am andern Ende, der Maschine ist der Innenmantel.<B>1013</B> mit einer oder meh reren Öffnunaen 125 (Fig. 14) versehen,
die Kaltgas in den Kaltgas-jEndraum 12ss an dem. von dem Lagersehild <B>19</B> begrenzten E'nde der Maschine abgeben. Der Endraum <B>126</B> steht mit den Einlassöffnungen 24a der Kühlkanäle für die Ständerwieklung,
den an diesem Ende der Maschine befindlichen Einlassöffniingen 32 zur Läuferwicklung und den an diesem Ende der Maschine an- .geordneten -Mündungen der Axialkanäle <B><U>120</U></B> des Ständerkerns frei in Verbindung.
Wie in Fi". <B>1</B> ist der Luftspalt<B>17</B> an diesem Ende fast oder ganz durch ein Luftspaltleitbleeh geselilossen, so dass aus dem Kaltgas-End- raum <B>12,6</B> in das benachbarte Ende des Luft spalts<B>17</B> mir wenig oder gar keine Luft ein tritt.
Ausser den vorstehend beschriebenen öff- nungen 124 und 125, die Kaltgas von den Räumen<B>118</B> und<B>118'</B> abgeben, ist der Innen mantel<B>103</B> mit drei weiteren Öffnungen<B>127,</B> .128 und<B>129</B> versehen, die etwa auf dem Niveau des Läufers<B>16</B> angeordnet sind (Fi-. 14).
Die Öffnung 12,7 des Innenmantels lW steht mit dem vorstehend beschriebenen rin##-förnii-en Umfangsraum 12-l' in Verbin der Kaltgas radial einwärts in den radialen Kühlsehlitz IM des Ständerkerns ab,--ibt. Von dieser Stelle strömt das Kaltgas in zwei entgegengesetzten Richtungen in die beiden benachbarten Teile, der axialen Kühl kanäle 120.
Die Öffnung 1218 des Innenman tels<B>103</B> steht mit dem andern vorstehend be- sehriebenen ringförinigen Umfangsraum 122 in Verbindung, ist jedoch von.
dem Ringraum zwischen den beiden Spanten<B>115</B> und<B>116</B> init Hilfe eines kurzen Radialkanals <B>128'</B> ge trennt, der sich von der Öffnung 128 za dein ,.,esehlossenen Ende eines Axialkanals <B>130</B> er- streekt, der seinerseits die Spanten<B>115,</B> 114, <B>113</B> und 112 durchsetzt und vor Erreichen des Spants <B>111</B> endet.
Dieses Ende des Axial- kanals, <B>130</B> ist ebenfalls geschlossen und steht mit einem kurzen Radialkanal <B>EH'</B> in Ver bindung, der seinerseits mit der Öffnung<B>129</B> des Innenmantels 1020 in Verbindung steht, die in den Heissgasraum 2,4" mündet, der mit der Saugseite des Gebläses, 41 in Verbindung steht.
Die Wirkungsweise der in Fig. <B>11</B> bis 1.4 geze <B>-</B> igten Einrichtung sei wie folgt zusammen- gefasst: Aus den Kaltgasräumen <B>118</B> und<B>118'</B> wird Kaltgas durch die horizontal angeord neten Öffnungen 124,<B>125</B> und<B>12,7</B> in drei verschiedene- Leitwege abgegeben. Die<B>Öff-</B> nung 12,4 gibt Kaltgas an das linke Ende der Läuferwicklungen<B>30</B> ab. Die Öffnung<B>127</B> gibt Kaltgas an die zwischen den Enden der axial angeordneten Kühlkanäle 120 des Stän- derkerns liegende Stelle 121 ab.
Von diesem Raum werden drei Kaltgasströme abgegeben, und zwar in die Einlassöffnungen 24a der Ständerwicklungskanäle, die an diesem Ende der Maschine befindlichen Einla.ssöffnungen <B>3L9</B> zur Läuferwieklung und die an diesem Ende der Maschine gelegenen Axialkanäle 120. Die Innenkühlkanäle 24 für die Ständerwiel,- lung münden in den Heissgasraurn 241' am linken Ende der Maschine.
Die Innenkühl- kanäle für die Läuferwicklung münden über die zentral angeordneten Austrittsöffnungen 34 in den Luftspalt<B>17,</B> der seinerseits mit dem Heissgasraum 24" am linken Ende der Maschine in Verbindung steht. Die Axial- kanäle 120 des Ständerkerns erhalten Kaltaas an zwei Stellen, wie vorstehend aufgezeigt, und geben das in ihnen erwähnte Gas in den Hüissga-sraum 2#4" am linken Ende der Ma- sehine, ab.
Die axialen Kühlkanäle 120, des Ständer- kerns können gemäss F'ig. <B>11</B> bis 14 aus ver- sehiedenen Gründen klein und nur in gerin ger Anzahl vorgesehen sein, weil von dem Ständerkern nur eine geringe Wärmeinenge abgeführt zu werden braucht, nachdem die Verlustwärme der Ständerwicklung durch Innenkühlung abgeführt wurde,
ferner weil in die Kühlkanäle des Ständerkerns keine heissen Gase von dem Luftspalt eingeführt werden und weil mit einem hohen Wasser stoff- bzw. Gebläsedruek gearbeitet wird, wie es für die Innenkühlung der Ständer- und Läuferwiekluii",en erforderlich ist.
Die spe zielle Kombination eines innengekühlten Turbogenerators mit einem Luftspalt, der zür Sammlung und Führung von heissen Gasen dient, kann auch eine beträchtliche Herab setzung des Volumens des Ständerkerns er möglichen, wenn man an Stelle der gewöhn- liehen Radialsehlitze den Kern mit axialen Kanälen ausbildet.
In allen Ausführungsformen der Erfind dung wird eine Vermisehung von heissen und kalten Gasen in dem Luftspalt<B>17</B> vermieden, der in jedem Fall nur als Heissgas-Sammel- rauni dient.