CS233261B1 - Zařízeni k intenzivnímu chlazení čelních části rotorového vinutí rychloběžných turbostrojů velkých výkonů - Google Patents

Abstract

Zařízení sestává ze dvou stejných ventilačních systémů, z nichž každý na jednom konci rotoru umožňuje dvoustranný rozvod ohřátého chladivá. Podstatou řešeni je umístění alespoň jedné rozvodné vložky (8) v prostoru mezi vnější stranou čelní části rotorového vinutí (2) a vnitřní stěnou bandážové obruče (1). Rozvodná vložka (8) je na jedné straně opatřena soustavou podélných drážek (9), případně i tangenciálních drážek (11) a průchozími spojovacími otvory (10). Touto soustavou jsou vytvořeny rozváděči kanály ohřátého chladivá, jimiž jsou propojeny radiální kanály (7) čelní části vinutí (2) s výstupními kanály, tvořenými jednak Výstupními otvory (18) při čelním okraji bandážové obruče (9) a jednak různě tvarovanými kanály s výstupními otvory (12, 14) do vzduchové mezery stroje.

Description

(54) Zařízeni k intenzivnímu chlazení čelních části rotorového vinutí rychloběžných turbostrojů velkých výkonů

Zařízení sestává ze dvou stejných ventilačních systémů, z nichž každý na jednom konci rotoru umožňuje dvoustranný rozvod ohřátého chladivá.

Podstatou řešeni je umístění alespoň jedné rozvodné vložky (8) v prostoru mezi vnější stranou čelní části rotorového vinutí (2) a vnitřní stěnou bandážové obruče (1). Rozvodná vložka (8) je na jedné straně opatřena soustavou podélných drážek (9), případně i tangenciálních drážek (11) a průchozími spojovacími otvory (10). Touto soustavou jsou vytvořeny rozváděči kanály ohřátého chladivá, jimiž jsou propojeny radiální kanály (7) čelní části vinutí (2) s výstupními kanály, tvořenými jednak Výstupními otvory (18) při čelním okraji bandážové obruče (9) a jednak různě tvarovanými kanály s výstupními otvory (12, 14) do vzduchové mezery stroje.

I tt I I 1 '2 « ftc

233 281

Vynález se týká zařízeni k intenzivnímu chlazení čelních částí rotorového vinutí rychloběžných turbostrojú velkých výkonu.

Dosud známá zařízení jsou tvořena dvěma stejnými ventilačními systémy na obou koncích rotoru, z nichž každý sestává ze vstupních kanálů chladivá, vytvořených mezi hřídelem a vnitřní stranou čelní části rotorového vinutí, z nichž jsou vyústěny radiální kanály, procházející mezi sousedními cívkami a jejich distančními vložkami a ústící příkladně do axiálních nebo tangenciálně - axiálních kanálů, vytvořených v této čelní části vinutí, jak je uvedeno v polských OP 64025 a OP' 64906. Na tyto kanály navazují výstupní kanály .v zubech či klínech rotoru s výstupními otvory do vzduchové mezery, nebo jsou výstupní kanály směřovány opačně a tvoří je výstupní otvory při čelním okraji bandážové obruče. U jiných konstrukcí jsou radiální kanály čelní části vinutí vyústěny do axiálních kanálů, vytvořených pomocí podélných drážek na vnitřní stěně bandážové obruče, které ústí do výše uvedených výstupních kanálů. Nedostatkem těchto řešení je, že nutnost dodržení potřebné pevnosti vede k zvětšování rozměrů čelních částí rotoru. V současné době je pomocí frekvenč— 1 nich měničů umožněno zvýšit otáčky turbostrojú nad 3000 ms Cílem vyřešení, jejich konstrukce je dosáhnout co nejmenšího rozměru rotoru^bez omezení pevnosti jeho částí, příkladně bandážových obručí a nepřesáhnout dovolených teplot rotorového vinutí a k němu přilehlých částí·, zejména izolace. Dosud známá řešení již těmto náročnějším podmínkám pevnostně nevyhovují, nebo jejich ventilační systémy nejsou dostatečně účinné.

233 281

Uvedené nedostatky odstraňuje zařízení k intenzivnímu chlazení čelních částí rotorového vinutí rychloběžných turbostrojú velkých výkonů podle vynálezu, sestávající ze dvou stejných ventilačních systémů, z nichž vždy jeden je umístěn na jednom konci rotoru a umožňuje dvoustranný rozvod ohřátého chladivá do výstupních kanálů. Na každém konci rotoru je čelní část vystupujícího rotorového vinutí z drážek vytvarována prohyby rovných částí cívek do válcovitého nebo kuželovitého tvaru, případně do tvaru symetricky zploštělého válce a proti odstředivým silám je zajištěna bandážovou obručí. Jednotlivý ventilační systém sestává ze vstupních axiálních kanálů chladivá, vytvořených mezi hřídelem a vnitřní stranou čelní části rotorového vinut'í, z nichž jsou vyústěny radiální kanály čelní části vinutí, procházející mezi sousedními cívkami a jejich distančními vložkami , z rozváděčích kanálů ohřátého chladivá a výstupních kanálů. Výstupní kanály jsou příkladně tvořeny nezaplněným prostorem' drážek rotoru s radiálními výstupními otvory, jakož i různě tvarovanými výstupními otvory při okraji handážové obruče v zubech nebo klínech rotoru, vyústěnými do vzduchové mezery stroje, případně jsou výstupní kanály jeětě tvořeny výstupními otvory při vnějším’čelního okraji bandážové obruče. Podstatou vynálezu je, že v prostoru mezi povrchem čelní části rotorového vinutí a vnitřní stěnou bandážové obruče je umístěna alespoň jedna rozvodná vložka z izolačního materiálu, opatřená na jedné straně soustavou podélných, případně ještě tangenciálních drážek. Jsou-li tyto drážky na přilehlé straně k bandážové obruči, jsou do nich vyústěny spojovací otvory, procházející rozvodnou vložkou nad radiálními kanály čelní části rotorového vinutí. Soustavou uvedených drážek jsou vytvořeny rozváděči kanály ohřátého chladivá, jimž jsou včetně potřebných spojovacích otvorů propojeny radiální kanály čelní části vinutí s výstupními kanály. Rozvodná vložka je případně kovová a na přilehlé straně k rotorovému vinutí opatřena izolací.

Zařízením podle vynálezu je dosaženo intenzivní ventilace, —1 kterou je umožněno zvýšit otáčky turbostroje nad 3000 ms , při stejné mechanické pevnosti. Konstrukce ventilačního systému snižuje mechanické namáhání bandážové obruče, nebož je zachována její celistvost, a tím zvýšena, provozní bezpečnost stroje.

233 2S1

Na připojeném výkresu jsou uvedeny příklady zařízení podle vynálezu, představující čelní části rotoru čtyřpólového turbomotoru, kde obr.1,2 a 4 objasňuje” jeden z příkladu uspořádání rozváděčích kanálu ohřátého chladivá na vnější straně každé ze čtyř rozvodných vložek 8 a obr.3 jiný příklad, kde jsou tyto rozváděči kanály vytvořeny na vnitřní straně jediné rozvodné vložky 8.

Zařízení podle vynálezu je tvořeno dvěma stejnými ventilačními systémy, z nichž každým je umožněn dvoustranný- rozvod ohřátého chladivá na jedné ze stejně uspořádaných stran rotoru.

Čelní část rotorového vinutí g vystupujícího z drážek 13 je tvarovými prohyby rovných části svých cívek směrem ke konci hřídele 4 zúžena do válcovitého tvaru s menším průměrem a je překryta bandážovou obruči j_ tvaru dutého válce, jejíž jeden okraj je upevněn na těle rotoru a druhý čelně opatřen závěrným kruhem 5» umožňujícím přívod chladivá do prostoru kolem hřídele 4·

V prostoru vymezeném .vnitřní stěnou bandážové obruče j_ ⁸ přilehlým závěrným kruhem 5. a válcovitým povrchem zúžené čelní části rotorového vinutí 2^ jsou umístěny dle obr.1, 2 a 4 čtyři rozvodné vložky 8 stejného provedeni, z nichž každá je jedním kusem podélně děleného dutého válce a kterými je tento prostor vyplněn. Jednotlivá rozvodná vložka 8 je opatřena na vnějěí straně, přilehlé k bandážové obruči j_, soustavou podélných a tangenciálních drážek 9, 11 , do kterých jsou vyústěny spojovací otvory 10, procházející radiálně touto vložkou 8. Ventilační systém každé z obou stran rotoru sestává ze vstupních axiálních kanálů 6^, vytvořených mezi stěnami podélných výřezů 16 hřídele 4 rotoru a vnitřní stranou čelní části rotorového vinuti 2!, z nichž jsou vyústěny radiální kanály 1_ čelní části vinuti g, procházející mezi sousedními cívkami a jejich distančními vložkami 3. do spojovacích otvorů 10 rozvodné vložky 8, ústících do rozváděčích kanálů ohřátého chladivá, jež jsou vytvořeny na její vnějěí straně. Tyto rozváděči kanály jsou vyústěny na obou koncích rozvodné vložky 8 do výstupních kanálů. Směrem k čelu rotoru jsou výstupní kanály tvořeny výstupními otvory 18 závěrného kruhu 5. při jeho vnějším okraji a směrem k příčné ose rotoru jsou tvořeny jednak šikmými výstupními otvory 12 v zubech a klínech 15 rotoru a jednak kanály v nezaplněných drážkách 13 ⁸ radiálními výstupními otvory 14> vyústěnými stejně tak jako šikmé výstupní otvory 12 do vzduchové mezery stroje.

233 2B1

Druhý příklad venxilacního systému^uvedený na obr.3/je odlišen od prvního pouze tim, že rozváděči kanály ohřátého chladívá jsou tvořeny jen podélnými drážkami 9 na vnitřní straně jediné rozvodné vložky 8 tvaru celistvého dutého válce. Rozvodné vložky 8 u všech příkladu provedení lze vytvořit jak z izolačního materiálu, tak i z nemagnetického kovu. V druhém případě musí být jejich přilehlé plochy k rotorovému vinutí 2 opatřeny izolací 17. Tvar a velikost rozvodných vložek 8 je dána prostorem, jež je vymezen vnitřní stranou bandážové obruče a vnějším povrchem čelní části rotorového vinutí 2, kterou lze zúžit nejen válcovitě, ale i jinak, například kuželovité, symetrickým zploštěním jeho původního válcovitého tvaru apod. Rovněž počet rozvodných vložek 8 a jejich rozmístění v uvedeném prostoru je určeno vlastní konstrukcí stroje, případně i technologií jeho výroby.

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

Claims (3)

1. 233 2B1

   1 . Zařízeni k intenzivnímu chlazeni čelních části rotorového vinuti rychloběžných turboStrojú velkých výkonu, sestávající ze dvou stejných ventilačních systému, z nichž vždy každým je umožněn dvoustranný rozvod ohřátého chladivá do výstupních kanálu na jedné straně rotoru, kde čelní část rotorového vinuti vystupujícího z drážek rotoru je vytvarována prohyby rovných části cívek do válcovitého nebo kuželovitého tvaru, připadne do tvaru symetricky zploštělého válce a proti odstředivým silám je zajištěna bandážovou obruči, přičemž jednotlivý ventilační systém sestává ze vstupních axiálních kanálů, vytvořených mezi hřídelem a vnitřní stranou čelní části rotorového vinuti, z nichž jsou vyústěny radiální kanály čelní části vinuti, procházející mezi sousedními cívkami a jejich distančními vložkami, z rozváděčích kanálů ohřátého chladivá a výstupních kanálů, tvořených příkladné nezaplněným prostorem drážek rotoru s radiálními výstupními otvory v klínech, různě tvarovanými výstupními otvory v zubech či koncích klínů při okraji bandážové obruče, vyústěnými do vzduchové mezery stroje, případně i výstupními otvory při čelním okraji bandážové obruče, vyznačené tím, že v prostoru mezi povrchem čelní části rotorového vinutí (2) a vnitřní stěnou bandážové obruče (1) je umístěna alespoň jedna rozvodná vložka (8) z izolačního materiálu, opatřená na přilehlé straně k povrchu čelní části rotorového vinutí (2) podélnými drážkami (9), jimiž jsou vytvořeny rozváděči kanály ohřátého chladivá, propojující radiální kanály (7) čelní části vinutí s výstupními kanály.
2. 2. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že rozvodná vložka (8) je kovová a její přilehlé plochy k rotorovému vinutí (2) jsou opatřeny izolací (17)·
3. 3. Zařízení podle bodů 1 a 2, vyznačené tím, že rozváděči kanály ohřátého chladivá jsou tvořeny podélnými drážkami (9) na přilehlé straně rozvodné vložky (8) k vnitřní stěně bandážové obruče (1), do kterých jsou vyústěny spojovací otvory (10), procházející rozvodnou vložkou (8) nad radiálními kanály (7) čelní Části vinutí (2).