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Schalldämmende Luftführungshaube für eine elektrische Maschine großer
Leistung, insbesondere für einen Wasserkraftgenerator, horizontaler Anordnung Die
Erfindung befaßt sich mit der Ausbildung einer schalldämmenden Luftführungshaube
für elektrische Maschinen großer Leistung, wie sie häufig insbesondere für Wasserkraftgeneratoren
eingesetzt wird. Bei Maschinen dieser Art ist man bestrebt, das abgestrahlte Betriebsgeräusch
möglichst herabzusetzen und überdies die bei der Installierung der Maschine erforderlichen
Fundamentierungsarbeiten möglichst gering zu halten. Außerdem ist es erwünscht,
daß sich die Maschine am Aufstellungsort möglichst einfach montieren läßt.
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Es ist bekannt, daß die Gehäuseschilde einer elektrischen Maschine
infolge ihrer verhältnismäßig großen Flächen sehr wirksame akustische Strahler darstellen.
Man hat daher bei elektrischen Maschinen großer Leistung bereits vorgesehen, die
Gehäuseschilde federnd und vom Ständer der Maschine getrennt unter Zwischenschaltung
einer Körperschallisolation aufzustellen.
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Auch hat man bereits zur Minderung des nach außen abgestrahlten Geräusches
elektrischer Maschinen den das Kühlmittel führenden Außenmantel der Maschine gegenüber
dem Ständer und dem Läufer bzw. gegenüber dem die Maschine tragenden Fundament über
Zwischenlagen aus Gummi od. dgl. körperschallisoliert. Aus dem gleichen Grunde ist
es auch bekannt, die Verschalungsteile elektrischer Maschinen auf dem Fundament
oder auf den Grundplatten frei schwingend zu lagern.
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Durch die Erfindung wird eine weitere Verbesserung für elektrische
Maschinen großer Leistung in horizontaler Anordnung geschaffen, deren Luftführungshaube
den ohne Mantelblech ausgeführten offenen Ständer der Maschine umgibt und vom Ständer
getrennt aufgestellt ist. Gemäß der Erfindung wird der von der Luftführungshaube
eingeschlossene Raum mit Hilfe von die Höhe des Ständerblechpaketes überragenden
Ringscheiben, auf die sich die Luftführungshaube über körperschallisolierendeDichtungen
abstützt, in einen Zuluft- und einen Abluftraum unterteilt.
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Dadurch, daß die Luftführungshaube, die infolge ihrer verhältnismäßig
großen Fläche einen sehr wirksamen akustischen Strahler darstellt, vom Ständer getrennt
aufgestellt ist, wird das von der Maschine nach außen abgestrahlte Betriebsgeräusch
erheblich vermindert, und die Unterteilung des von der Luftführungshaube umschlossenen
Raumes in einen Zuluft- und einen Abluftraum bedingt eine wesentlich vereinfachte
Luftführung im Innern der Haube. Die Kühlluft strömt hierbei aus dem Zuluftraum
in den Läufer der Maschine, zwischen die Ständerwickelköpfe und in das Ständerblechpaket,
das mit Kühlkanälen durchsetzt ist. Von dort tritt die erwärmte Luft als Abluft
in den zwischen den Ringscheiben eingeschlossenen Abluftraum aus und wird anschließend
nach unten in die Fundamentgrube abgeleitet. Diese vereinfachte Luftführung hat
den Vorteil, daß die Rückkühler außerhalb des von der Luftführungshaube umschlossenen
Raumes, z. B. in der Fundamentgrube der Maschine, untergebracht werden können. Ein
weiterer Vorteil ist bei eitler gemäß der Erfindung ausgebildeten Maschine die erheblich
vereinfachte Montage am Aufstellungsort. Das ergibt sich daraus, daß die Ringscheiben
mit der Luftführungshaube über körperschallisolierende Dichtungen verbunden sind,
die etwaige Paßungenauigkeiten bei der Montage aufnehmen. Das bedeutet auch, daß
bei der Herstellung der Luftführungshaube auf die Einhaltung von Außenmaßtoleranzen
weitgehend verzichtet werden kann. Hierdurch gestaltet sich die Haube fertigungstechnisch
erheblich einfacher und damit billiger. Neben einer wirksamen Unterdrückung des
nach außen abgestrahlten Betriebsgeräusches bringt demnach eine gemäß der Erfindung
ausgebildete elektrische Maschine hinsichtlich der Luftführung sowie der Fertigung
und Montage der Luftführungshaube wesentliche Vorteile mit sich.
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Zur Erläuterung der Erfindung ist in den F i g. 1 bis 3 ein gemäß
der Erfindung ausgebildeter Wasserkraftgenerator als Ausführungsbeispiel dargestellt.
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Die Welle 1 der Maschine wird mittels der Stehlager 2 und
3 vom Fundament 4 getragen. Das Ständerblechpaket 5 wird von den in
ihrem radial inneren Teil als Druckplatten wirkenden Ringscheiben 6 und 7 zusammengehalten,
die über das
Ständerblechpaket 5 hinausragen. Zur Vergrößerung der
mechanischen Steifigkeit sind die weiteren Ringscheiben 8 vorgesehen, die mit den
Ringscheiben 6 und 7 durch die stromlinienförmig ausgebildeten Profilrohre 9 versteift
sind. Läufer und Ständer der Maschine werden von der Luftführungshaube 10 umgeben,
die vom Ständer getrennt aufgestellt ist und sich auf dem Fundament 4 abstützt.
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In Durchführung des Erfindungsgedankens ist der Raum zwischen den
beiden Ringscheiben 6 und 7 durch die Dichtringe 11 und 12, die aus körperschallisolierendem
Material bestehen, gegenüber dem übrigen von der Luftführungshaube abgeschlossenen
Raum abgedichtet. Der zwischen den Ringscheiben 6 und 7 eingeschlossene Raum dient
als Abluftraum für die Ständerabluft, die nach unten in die Fundamentgrube austritt
und dort die Rückkühler 20 durchströmt.
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Wie durch Pfeile angedeutet, strömt die Zuluft aus den Zulufträumen
13 und 14 in den Läufer der Maschine sowie zwischen die Ständerwickelköpfe 15. Vom
Läufer strömt die Kühlluft in das Ständerblechpaket 5, das in bekannter Weise mit
Kühlkanälen durchsetzt ist. Von dort tritt die Luft als Abluft dann in den zwischen
den Ringscheiben 6 und 7 eingeschlossenen Abluftraum aus. Infolge der stromlinienförmigen
Ausbildung der Profilrohre 9 wird die aus dem Ständerblechpaket abströmende Luft
praktisch kaum behindert. Neben der Trennung des Abluftraumes vom Zuluftraum durch
die Dichtringe 11 und 12 wird außerdem erreicht, daß die Toleranz, mit der die Luftführungshaube
10 auf den Ständer aufgesetzt wird, größer als bei den bekannten Maschinen sein
kann, da etwaige Paßungenauigkeiten von den Dichtringen aufgenommen werden. Dies
bedeutet eine erhebliche Vereinfachung der Montage der Maschine am Aufstellungsort.
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Das für die Dichtringe 11 und 12 verwendete Material wird man zweckmäßigerweise
in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur, von der geforderten Federkennlinie und
auch von den auszugleichenden Toleranzungenauigkeiten auswählen und hierbei auch
den Druckunterschied zwischen Zuluftraum und Abluftraum berücksichtigen.
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In der F i g. 3 ist eine Abänderung des in den F i g. 1 und 2 dargestellten
Wasserkraftgenerators wiedergegeben. Während bei dem Ausführungsbeispiel der F i
g. 1 und 2 die Ringscheiben 6 und 7 in ihrem unteren Teil als Druckplatten wirken,
ist beim Ausführungsbeispiel der F i g. 3 der über die Höhe des Blechpaketes hinausragende
Teil dieser Ringscheiben nach innen versetzt. Die Ringscheiben bestehen hierbei
aus den über die Höhe des Blechpaketes hinausragenden Teilen 16 und
17 sowie aus den als Druckringe wirkenden Teilen 18 und 19. Die Teile 16
und 18 sowie 17 und 19 sind miteinander verschweißt. Die Höhe
der Teile 16 und 17 ist so gewählt, daß der wirksame Querschnitt des zwischen diesen
beiden Teilen befindlichen Abluftraumes gleich dem wirksamen Querschnitt des Abluftraumes
der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Maschine ist. Der Vorteil des an Hand der
F i g. 3 erläuterten Versetzens der oberen Teile 16 und 17 nach innen besteht in
einer erheblichen Materialeinsparung. Das ergibt sich dadurch, daß die Ringscheiben
6 und 7 in F i g. 1 über ihre gesamte Höhe als Druckplatten ausgebildet sind, während
bei dem in F i g. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel nur die Teile 18 und 19 als
Druckplatten mit entsprechender Steifigkeit ausgebildet werden müssen, nicht aber
die über das Blechpaket hinausragenden Teile 16 und 17.
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Zur weiteren Geräuschverminderung ist es empfehlenswert, die Luftführungshaube
in an sich bekannter Weise mit einer geräuschdämmenden Auskleidung zu versehen.
In den Ausführungsbeispielen der F i g. 1 und 3 sind daher die Innenwandungen der
Luftführungshaube 10 geräuschdämmend verkleidet. Diese geräuschdämmende Auskleidung
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besteht aus luftschallschluckenden Stoffen geringer Dichte, die durch eine
flexible, temperaturbeständige dünne Folie mit einer Stärke von etwa 20 bis 100
w abgedeckt sind. Auf dieser Folie liegt ein engmaschiges Drahtnetz bzw. Lochblech
mit einem Lochanteil von mindestens 30 Klo unmittelbar auf. An den Seiten ist die
die luftschallschluckenden Stoffe abdeckende Folie um die luftschallschluckenden
Stoffe herumgezogen und mit der Innenwandung der Luftführungshaube 10 verklebt.
Auf diese Weise wird die Bildung eines eine federnde Elastizität aufweisenden Luftpolster
erreicht, das in Verbindung mit der Masse des unmittelbar auf der Folie liegenden
Drahtnetzes bzw. Lochbleches eine Resonanzabsorption aufweist, durch die auch Schallwellen
tieferer Frequenz, also mit Frequenzen von 100 Hz, absorbiert werden.