DE1488433B2 - Turbogenerator mit direkt gekühlten Wicklungen - Google Patents

Description

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Turbogenera- , zylinder 3 eingesetzt, der den Läuferraum vom Stäntor mit direkt gekühlten Wicklungen und einem durch derraum gasdicht trennt. Auf dsr Innenseite des Zyeinen Isolations-Luftspaltzylinder vom Ständerraum linders 3 sind Kühlrohre 4 angeordnet, die schraubengetrennten Läuferraum, der unter Unterdruck steht. förmig entlang der Zylinderfläche verlaufen. Es kön-

Bei dieser Art Maschinen, wo der Läufer in Luft 5 nen beispielsweise mehrere Rohre parallel eine mehr-

oder Gas stark verminderten Drucks läuft, werden gängige Schraube bilden. Um die Wirbelstromverluste

die Oberflächenreibungsverluste vermindert und der möglichst klein zu halten, werden die Kühlrohre aus

Wirkungsgrad dadurch verbessert. Andererseits er- einem Metall kleiner elektrischer Leitfähigkeit, z. B.

gibt sich aber der Nachteil, daß praktisch keine unmagnetischem Stahl, hergestellt.

Wärme über den Luftspalt zwischen Läufer und Stan- ίο Für die Zufuhr des Kühlwassers zu den Kühlroh-

der abgeführt wird. Infolgedessen bewirken die auf ren 4 ist an einem Ende des Luftspaltzylinders 3 eine

der Laufoberfläche entstehenden Wirbelstromver- ringförmige Verteilkammer 5 und am anderen Ende

luste eine unzulässige Zunahme der Temperatur eine ringförmige Sammelkammer 6 für die Abfuhr

innerhalb des Luftspaltzylinders. des Kühlwassers vorgesehen. Eine Ausführungsform

Bei Turbogeneratoren mit direkt gekühlten Wick- 15 der Verteilkammer 5 ist in F i g. 2 im Querschnitt in lungen ist es bekannt, die Wärme in der Nähe der vergrößertem Maßstab veranschaulicht. Die Kühl-Oberfläche des Läufereisens über in den Läuferzäh- rohre 4 können beispielsweise einen rechteckigen nen untergebrachten Kühlröhren abzuführen, die von oder runden Querschnitt aufweisen, wie die F i g. 3 einer Kühlflüssigkeit durchflossen werden. Diese bzw. 4 zeigt, oder auch sonst eine andere, geeignete Maßnahme ist jedoch ungünstig, weil diese Kühl- 20 Form, wie der F i g. 5 zu entnehmen ist.
kanäle zusätzlichen Platz beanspruchen und eine Die Ständerwicklung 7, die aus Hohlleitern geVerminderung des Läuferzahneisens sowie eine me- bildet ist, wird mit Wasser gekühlt, das in an sich chanische Schwächung des Läufers zur Folge haben, bekannter Weise über die Leitung 8 bzw. 9 zu- und abgesehen davon, daß die Wärmeabfuhr nicht wirk- abgeführt wird. Für die Kühlung der nicht dargesam genug ist. 25 stellten Läuferwicklung erfolgt die Zufuhr des Was-

In Zusammenhang mit tauchfähigen elektrischen sers über eine zentrale Bohrung in der Läuferwelle Motoren (deutschePatentschrift 939 339), bei welchen 10, während der Abfluß des Wassers am gleichen der Ständer vom Läuferraum mittels eines Spaltroh- Wellenende über einen zur zentralen Bohrung konres hermetisch abgeschlossen wird, ist es bekannt, zentrisch liegenden Ringkanal erfolgt,
nur im mittleren Teil des das Spaltrohr stützenden, 30 Der Läuferraum 11 innerhalb des Luftspaltzylinaus geschichteten Ringblechen gebildeten Zylinders ders 3 ist an einer nicht dargestellten Vakuumpumpe axial verlaufende Kühlkanälevorzusehen, die über Ein- angeschlossen, die dort den erforderlichen Unterschnitte in an den Stützzylinder angrenzenden Hülsen druck bzw. ein Vakuum erzeugt,
mit dem Luftspalt in Verbindung stehen. Diese * Mit der beschriebenen Anordnung werden in ein-Kühlkanäle sind aber nur dann wasserdurchflossen, 35 fächer Weise die Reibungsverluste des Läufers sowie wenn der Läuferraum ebenfalls vom Wasser durch- ein Teil der auf der Läuferoberfläche entstehenden strömt wird, so daß es sich hier nur um eine Teil- Wirbelstromverluste durch die Kühlrohre im festkühlung des Spaltrohres bei tauchfähigen Motoren stehenden Isolations-Luftspaltzylinder abgeführt, handelt. Gleichzeitig ergibt sich noch der Vorteil, daß die so

Die Aufgabe der Erfindung liegt nunmehr darin, 40 angeordneten Kühlrohre sowohl den Luftspaltzylin-

bei einem Turbogenerator mit direkt gekühlten Wick- der, der aus Kunststoff besteht, gegen zu hohe Tem-

lungen und einem durch einen Isolations-Luftspaltzy- peraturen schützen als auch gegen den höheren

linder vom Ständerraum getrennten Läuferraum, der Außendruck mechanisch verfestigen bzw. eine bes-

unter Unterdruck steht, die im Luftspaltraum ent- sere Formstabilität geben. Ferner wird durch die

stehende Verlustwärme auf einfache und sehr wirk- 45 schraubenförmige Anordnung der Kühlrohre, bei

same Weise so abzuführen, daß die Temperatur dort einer Wendel von 360° C oder einem Vielfachen da-

keinen unzulässigen Wert erreicht. Gemäß der Erfin- von, in allen Rohren die Spannung Null induziert,

dung wird dies dadurch erreicht, daß auf der Innen- so daß sie am Anfang und Ende metallisch an je eine

seite des Isolations-Luftspaltzylinders mehrere wen- gemeinsame Wasserkammer angeschlossen werden

delartig angeordnete, wasserdurchflossene Kühlrohre 50 können,
aus einem unmagnetischen Metall kleiner elektrischer

Leitfähigkeit angebracht werden, die sich über die Patentanspruch:
ganze Länge des Isolations-Luftspaltzylinders erstrecken und so verlegt werden, daß die in ihnen Turbogenerator mit direkt gekühlten Wickluninduzierten Spannungen sich aufheben. 55 gen und einem durch einen Isolations-Luftspalt-

An Hand der Zeichnung sei ein Ausführungsbei- zylinder vom Ständerraum getrennten Läuferspiel der Erfindung näher erläutert, wobei die Fig. 1 raum, der unter Unterdruck steht, dadurch einen Turbogenerator schematisch im Längsschnitt gekennzeichnet, daß auf der Innenseite zeigt. Die F i g. 2 bis 5 veranschaulichen verschiedene des Isolations-Luftspaltzylinders (3) mehrere Ausführungsformen der Kühlrohre, und zwar in 60 wendelartig angeordnete, wasserdurchflossene größerem Maßstab. Kühlrohre (4) aus einem unmagnetischen Metall

In der F i g. 1, wo der Einfachheit halber nur die kleiner elektrischer Leitfähigkeit angebracht sind, für das Verständnis der Erfindung erforderlichen die sich über die ganze Länge des Isolations-Teile gezeigt werden, bedeutet 1 der Ständer und 2 Luftspaltzylinders (3) erstrecken und so verlegt der Läufer des Turbogenerators. Zwischen dem Stan- 65 sind, daß die in ihnen induzierten Spannungen der 1 und dem Läufer 2 ist ein Isolations-Luftspalt- sich aufheben.