CH351665A - Turbogenerator - Google Patents

Description

      Turbogenerator       Die vorliegende Erfindung betrifft einen elek  trischen Turbogenerator und findet eine wichtige An  wendung in Maschinen, bei denen für den Rotor  Gaskühlung vorgesehen ist.  



  Die Forderungen hinsichtlich der Turbogenerato  ren gehen neuerdings in Richtung grösserer Aus  gangsleistungen. Da aber die räumlichen Dimensio  nen dieser Generatoren in vielen Fällen nicht nach  Wunsch vergrössert werden können, wurde es not  wendig, die Strombelastung der elektrischen Leiter  zu erhöhen.  



  Bei den Rotoren bedeutet die Erhöhung der  Strombelastung der elektrischen Leiter erhöhten  Strom der     Schleifringe    und gleichzeitig erhöhten  Strom in den Leitungen, die     Rotorwicklung    und  Schleifringe verbinden. Da die Schleifringe ausserhalb  des     Generatorgehäuses    untergebracht sind, so stellt  das     Stromleitvermögen    dieser Ringe kein allzu     schwie-          rieges    Problem.

   Da aber die Leitungen zwischen den  Schleifringen und der     Rotorwicklung    mit dem Rotor  umlaufen, müssen sie hinsichtlich ihrer Ausdehnung  in radialer Richtung eingeengt werden und sich zwi  schen den ausserhalb des Gehäuses liegenden Schleif  ringen und innerhalb des Gehäuses liegenden Rotor  wicklungen erstrecken, wobei sie im Falle wasserstoff  gekühlter Generatoren mit der Welle eine gassichere  Abdichtung bilden. Mit Rücksicht darauf hat man  die Leitungen normalerweise in Bohrungen innerhalb  der vorhandenen Welle geführt. Doch ergibt sich, dass  bei derartigen Konstruktionen die Stromdichte in ge  wissem Umfange durch den Temperaturanstieg     in     den Leitungen begrenzt ist.  



  Der Turbogenerator nach dieser Erfindung besitzt  ein gasdicht abgedichtetes Gehäuse, einen Rotor und  Schleifringe, die auf der     Rotorwelle    ausserhalb des    Gehäuses untergebracht sind, und elektrische Leitun  gen, die     Rotorwirklung    und Schleifringe miteinander  verbinden. Der Turbogenerator nach der Erfindung  ist dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungen einen  Hohlleiter     umfassen,    der einen inneren Längsdurch  gang für Kühlgas zwischen     einer    Stelle nahe bei dem  aussen liegenden Schleifring und dem     Rotorumfang     bildet.  



  Vorzugsweise erstrecken sich um     @    die Welle bei  jedem Schleifring ringförmige Kammern und führen  Kühlgas zu, das durch die Kanäle in den Leitungen  strömt und beim     Rotorumfang        austritt.     



  Vorzugsweise werden     die    ringförmigen Zufüh  rungskammern durch     axiale    Leitungen in der Welle  vom Ende der Welle her gespeist.  



  Wenn, wie das üblicherweise der Fall ist, mehr  als nur ein     Schleifring    vorhanden ist, können die Lei  tungen zwischen     Rotorwicklung    und Schleifringen in  einem bestimmten Winkel um die Achse des Rotors  angeordnet sein, und die     Einlasskanäle    zu den Zufüh  rungskammern können ebenfalls in gleicher Weise in  Abständen angeordnet sein. Die elektrischen Leitun  gen können aus     übereinandergelegten,    elektrisch lei  tenden Streifen gebildet sein, wobei die oberen und  unteren Streifen die     ganze    Breite der Leitungen ein  nehmen, aber zumindest einige der mittleren Streifen  in der Breite unterbrochen sind, so dass sich innere  Durchlässe bilden.  



  Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes  sind in der beigefügten Zeichnung veranschaulicht.  Es zeigen:       Fig.    1 einen     Längsschnitt    durch das eine Ende  eines Rotors entlang der Linie     1-I    in     Fig.    3,       Fig.    2     eine    ähnliche Ansicht wie     Fig.    1 mit nur       teilweisem    Schnitt entlang der Linie     II        II    in     Fig.    3,           Fig.    3 einen Schnitt entlang der Linie     III-III    in       Fig.    1,

         Fig.    4 einen Schnitt entlang der     Linie        IV-IV    in       Fig.    1 und       Fig.    5 in grösserem Massstab einen Schnitt durch  eine elektrische Leitung.  



  In der Zeichnung bedeuten 1 den Rotor, 2 das  Wellenende, 3 und 3' zwei Schleifringe. Die Schleif  ringe     sind    gegenüber der Welle mittels Buchsen 4, 4'  isoliert.     Hüllringe    5, 5' bilden gasdichte, ringförmige       Gaseinlasskammern    6, 6'. Die elektrische Leitung zum  Schleifring verbindet den Schleifring 3' elektrisch mit  der ersten Windung 8 der     Rotorwicklung    9. Bei der  in der Zeichnung dargestellten Anordnung     ist    die  elektrische Leitung in einer axial in dem Wellenende  angeordneten Bohrung 10 untergebracht. Das ist eine  bevorzugte Anordnung im Bereich des Lagerzapfens,  wobei mit dem Gehäuse 11 eine gasdichte Abdich  tung geschaffen ist.

   Ausserhalb dieser Zone kann die  elektrische Leitung, statt wie beschrieben, in einer  gefrästen Nut untergebracht und mittels Keilen be  festigt werden.  



  Die elektrischen Leistungen 7 sind hohl und bil  den einen Innenkanal 12, dessen     Einlassende    mit der  ringförmigen     Einlasskammer    6' in Verbindung steht.  



  Gas gelangt zu den Kammern 6 und 6', die die  Leitungen 7 und 15     beliefern,    aus     Axialbohrungen    17  und 18, die aus dem Innern des Maschinengehäuses  durch Bohrungen 19 beliefert werden, die vorzugs  weise auf der Druckseite der Flügelventilatoren be  ginnen. Die Zuführungsbohrungen 17 und 18 sind  durch Öffnungen 21, 21' mit den ringförmigen Kam  mern 6, 6' verbunden.  



  Das eine oder innere Ende der elektrischen Lei  tung 7 ist durch eine Klemme 13 elektrisch und me  chanisch mit dem Ring 3' verbunden, während das  andere oder äussere Ende 18 an der Isolierbuchse 22  befestigt ist, wie oben erwähnt, elektrisch mit einer  Windung 8 der     Rotorwicklung    9 verbunden ist. Kühl  gas, das durch den Kanal 12 in der Leitung 7 fliesst,  tritt in die     Ausnehmung    23 aus, die mit dem ring  förmigen Luftspalt zwischen Rotor und     Stator    in  offener Verbindung steht.  



  Der Schleifring 3 ist in ähnlicher Weise mit einer  Windung 14 am anderen Ende der Wicklung 9 über  einen ähnlichen Hohlleiter 15 verbunden, der sich  durch einen Kanal 16 in den Rotor 2 erstreckt, wobei  der Kanal 16, wie in den     Fig.    3 und 4 gezeigt ist,  diametral gegenüber dem Kanal 10 angeordnet ist.  Der elektrische Leiter 15 besitzt einen inneren Durch  gang 24 und ein     Auslassende    25, das an einer Buchse  26 sitzt und in eine     Ausnehmung    27 mündet.  



  Statt der Öffnungen 19 kann auch Raum in den  axial sich auswärts erstreckenden Teilen der Bohrun  gen 10 und 16 vorgesehen sein, um das Kühlgas den  Kammern 6 und 6' zuzuleiten, wobei der Raum durch  radiale Öffnungen ähnlich den Öffnungen 19 beliefert  wird.    Natürlich müssen die     Axialbohrungen    13, 10 und  16 nicht notwendigerweise diametral einander gegen  überliegen, sondern sie können ebenso wie die Ein  lassbohrungen 17 und 18 irgendeine brauchbare Lage  am Umfang einnehmen. Auch brauchen die Bohrun  gen 10, 12, 17 und 18 nicht nahe beim     Umfang    der  Welle zu liegen und können durch eine grosse zentrale  Bohrung im Wellenende ersetzt werden.  



  Der grosse Unterschied im Radius zwischen Ein  lassöffnungen 19 und 19' und     Auslassöffnungen    18,  25 genügt bei umlaufender Maschine, um einen gro  ssen Druckunterschied zu erzeugen und das Gas durch  die Kanäle 17 und 24 zu pressen.  



       Fig.    5 ist ein Schnitt quer durch die elektrische  Leitung und zeigt, wie dieser aus breiten Streifen 28  hergestellt sein kann, die durch zwei Sätze schmaler  Streifen 29 so voneinander in Abstand gehalten wer  den, dass sich ein Kanal bildet.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Turbogenerator mit einem gasdicht abgedichteten Gehäuse, einem Rotor, Schleifringen, die auf der Rotorwelle ausserhalb des Gehäuses untergebracht sind, und mit elektrischen Leitungen, die Rotorwick- lung und Schleifringe miteinander verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungen einen Hohlleiter umfassen, der einen inneren Längsdurchgang für Kühlgas zwischen einer Stelle nahe bei dem aussen liegenden Schleifring und dem Rotorumfang bildet. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Turbogenerator nach Patentanspruch, gekenn zeichnet durch eine ringförmige Kammer, die sich bei jedem Schleifring um die Welle erstreckt und mit dem zugehörigen Hohlleiter in Verbindung steht, so dass für das Gas Durchgänge von den Kammern durch den Hohlleiter zu Austrittsöffnungen am Um fange des Rotors gebildet werden, und durch Mittel, um Kühlgas den ringförmigen Kammern zuzuführen. 2. Turbogenerator nach Unteranspruch 1, mit zwei Schleifringen, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden zugehörigen ringförmigen Kammern auf der Seite der Schleifringe liegen, die voneinander abge wandt sind. 3.

   Turbogenerator nach Unteranspruch 1, gekenn zeichnet durch axiale Kanäle, die die ringförmigen Kammern mit dem Kühlgas innerhalb des Gehäuses verbinden, so dass ein Durchgang für das Gas durch die axialen Kanäle und dann durch die Hohlleiter zu Austrittsöffnungen am Umfang des Rotors ermöglicht wird. 4. Turbogenerator nach Unteranspruch 1, gekenn zeichnet durch Durchgänge, die die ringförmigen Kammern mit den axialen Kanälen verbinden, die die Hohlleiter enthalten, und durch Durchgänge, die die axialen Kanäle mit dem Kühlgas ausserhalb des Ge häuses verbinden, so dass für das Kühlgas ein Durch gang in die ringförmigen Kammern und von hier durch die Hohlleiter zu Auslassöffnungen am Um fang des Rotors gebildet werden. 5.

   Turbogenerator nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Hohlleiter eine Anzahl fla cher Leitstreifen besitzt, die sich in Längsrichtung des Leiters erstrecken, wobei einige der Streifen einen mittleren breiten Spalt aufweisen, so dass sich im elektrischen Leiter ein. zentraler Kanal ausbildet.