DE1638230C3

DE1638230C3 - Connection of a coolant tube to a transverse conductor of a coil winding of an electric machine, in particular a turbo generator, rotor

Info

Publication number: DE1638230C3
Application number: DE19681638230
Authority: DE
Inventors: Dietrich Lambrecht; Erich Weghaupt
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1968-02-29
Filing date: 1968-02-29
Publication date: 1975-10-23
Also published as: DE1638230A1; GB1253122A; DE1638230B2

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf den Anschluß eines Verbindungsröhrchens für Kühlflüssigkeit an einem Querleiter einer Spulenwindung eines flüssigkeitsgekühlten Elektromaschinen-, insbesondere Turbogeneratorläufers, bei der die Halbwindungen je einen Kühlflüssigkeitskanal aufweisen und diese beiden Kanäle parallel über ein am Querleiter angeordnetes, axial vorragendes Nasenstück, dessen axiale Erstreckung und radiale Stärke jeweils größer ist als die radiale Stärke des Querleiters, am Verbindungsröhrchen angeschlossen sind, wobei dieses in dem Raum zwischen derrt Querleiter kurz vor dem Anschlußgebiet etwa in Umfangsrichtung verläuft und im Gebiet derjenigen Umfangsseite des Nasenstücks, die dem so ankommenden Verbindungsröhrchen zugewendet ist, am Nasenstijck angeschlossen ist, nach Hauptpatent P 16 13 212.0. Dabei besteht das Problem, trotz der unterschiedlichen Werkstoffe von Verbindungsröhrchen und elektrischem Leiter eine auch über lange Betriebszeiträume von etlichen lahren absolut flüssigkeits- dichte Verbindung zwischen den verschiedenen Teilen herzustellen, denn im allgemeinen bestehen die Leiter aus Kupfer und die Verbindungsröhrchen aus rostfreiem Chrom-Nickel-Stahl, welche Materialien nur bei sehr hohen Temperaturen zu einer hochwertigen Mischmetallöt- oder Schweißverbindung verbindbar sind.The invention relates to the connection of a connecting tube for cooling liquid to a Transverse conductor of a coil turn of a liquid-cooled electric machine, in particular turbo-generator rotor, in which the half-turns each have a cooling fluid channel and these two channels parallel via an axially protruding nose piece arranged on the transverse conductor, its axial extent and radial strength is greater than the radial strength of the transverse conductor connected to the connecting tube are, this in the space between the transverse conductor shortly before the connection area approximately in the circumferential direction runs and in the area of that circumferential side of the nosepiece, the so arriving Connecting tube is facing, is connected to the nose piece, according to main patent P 16 13 212.0. The problem exists, despite the different materials used for connecting tubes and electrical conductor that is absolutely liquid-proof even over long operating periods of several years to establish a tight connection between the different parts, because in general the Conductors made of copper and the connecting tubes made of stainless chrome-nickel steel, which materials only Can be connected to a high-quality mixed metal soldered or welded joint at very high temperatures are.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen einwandfreien auch im Dauerbetrieb dichten Anschluß der Verbindungsröhrchen an die Querleiter zu ermöglichen sowie die Leckagegefahr durch eine Ausbildung des Anschlusses mit möglichst wenigen leckagegefährdeten Stellen zu verringern.The object of the invention is therefore to provide a perfect to enable tight connection of the connecting tubes to the transverse conductors even in continuous operation the risk of leakage by designing the connection with as few as possible at risk of leakage Decrease bodies.

Diese Aufgabe wird bei einem Anschluß der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Nasenstück als gesondertes Teil ausgebildet und im wesentlichen mit einer axialen Stirnfläche des Querleiters verlötet ist und daß die im Nasenstück befindlichen Teile der direkt &n die Kühlflüssigkeitskanäle der Spulenhalbwindungen angeschlossenen Querkanäle von der Lötfläche des Nasenstückes her als Sacklöcher gebohrt sind.With a connection of the type mentioned at the outset, this object is achieved in that the nosepiece designed as a separate part and essentially soldered to an axial end face of the transverse conductor and that the parts of the nosepiece located directly & n the coolant channels of the coil half-turns connected transverse channels are drilled as blind holes from the soldering surface of the nosepiece are.

Es ist dabei günstig, wenn das Nasenstück in eine Radialnut des Querleiters eingepaßt ist Somit kann zwischen dem Verbindungsröhrchen, das insbesondere aus korrosionsfestem Stahl besteht, leicht eine hochwertige Mischmetallverbindung durch Hochtemperaturlötung oder eine Mischmetallschweißverbindung außerhalb der Montagestelle, also des Wickelkopfes, hergestellt werden. Im Falle des Lötens geschieht diese Herstellung in einem Ofen. Diese Lot- oder Schweißverbindung ist äußerst dicht Bei ihrer Herstellung ist das Röhrchen insbesondere gerade. Die Hochtemperaturlötung erfolgt insbesondere bei etwa 1000⁰C. Nach der Lötung bzw. Schweißung kann das Röhrchen gebogen und in den Läufer eingebaut werden, worauf das Nasenstück und der Querleiter, der ebenfalls insbesondere aus Kupfer besteht, miteinander verlötet werden können.It is advantageous if the nosepiece is fitted into a radial groove in the transverse conductor.This means that a high-quality mixed metal connection can easily be made between the connection tube, which is made in particular of corrosion-resistant steel, by high-temperature soldering or a mixed metal welded connection outside the assembly point, i.e. the end winding. In the case of soldering, this production takes place in an oven. This soldered or welded connection is extremely tight. When it is made, the tube is particularly straight. The high-temperature soldering takes place in particular at around 1000 ^° C. After the soldering or welding, the tube can be bent and built into the runner, whereupon the nose piece and the cross conductor, which is also made of copper, can be soldered to one another.

Nach der Montage weist das Nasenstück keine weiteren leckagegefährdeten Stellen mehr auf. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Anschlusses bei einem Turbogeneratorläufer perspektivisch dargestelltAfter assembly, the nosepiece no longer has any other areas at risk of leakage. In the The drawing is an exemplary embodiment of the connection according to the invention in a turbo generator rotor shown in perspective

Ein Querleiter 10 einer Spulenwindung und ein an ihm axial vorragendes Nasenstück 49 sind miteinander verlötet, wobei das Nasenstück 49 in eine Radialnut 50 des Querleiters 10 eingepaßt ist. Durch die Radialnut 50 kann also das Nasenstück 49 relativ zum Querleiter 10 zum Verlöten genau festgelegt werden. Diese Lötstelle ist eine normale Montagelötstelle; das Verlöten hat bei etwa 750°C stattgefunden. Der Querleiter 10 und das Nasenstück 49 bestehen aus Kupfer. Der Querleiter 10 hat nur eine einzige weitere Lötstelle, nämlich eine zur Verbindung der beiden Halbwindungen der Spulenwindungen. Diese Lötstelle ist mit 53 bezeichnet. Ein Verbindungsröhrchen 13 ist mit seinem Ende in das Nasenstück 49 eingelötet. Es handelt sich um eine vor dem Verlöten des Querleiters 10 mit dem Nasenstück 49 außerhalb des Wickelkopfes in einem Ofen bei etwa 1000^cC durchgeführte Mischmetall-Hochtemperaturlötung, denn das Röhrchen 13 besteht aus Chrom-Nickel-Stahl und das Nasenstück 49 aus Kupfer. Der außerhalb der Radialnut 50 befindliche Teil des Nasenstücks 49 hat eine axiale Erstreckung 48 und eine radiale Stärke 28, die jeweils größer ist als die radiale Stärke 45 des Querleiters 10. Somit ist Platz für die Einlötung des Röhrchens 13 in das Nasenstück 49 vorhanden, denn der Durchströmquerschnitt des Innenkanals 51 des rtöhrchens 13 ist etwa doppelt so groß wie der Querschnitt des Kanals 25 bzw. 35 im Innern des QuerleitersA transverse conductor 10 of a coil winding and a nose piece 49 projecting axially thereon are soldered to one another, the nose piece 49 being fitted into a radial groove 50 of the transverse conductor 10. The nose piece 49 can therefore be precisely fixed relative to the transverse conductor 10 for soldering by means of the radial groove 50. This soldering point is a normal assembly soldering point; the soldering took place at around 750 ° C. The transverse conductor 10 and the nose piece 49 are made of copper. The transverse conductor 10 has only a single further soldering point, namely one for connecting the two half-turns of the coil turns. This soldering point is denoted by 53. A connecting tube 13 is soldered with its end into the nose piece 49. It is a mixed metal high-temperature soldering carried out before the cross-conductor 10 is soldered to the nose piece 49 outside the end winding in a furnace at about 1000 ^° C., because the tube 13 is made of chromium-nickel steel and the nose piece 49 is made of copper. The part of the nosepiece 49 located outside the radial groove 50 has an axial extension 48 and a radial thickness 28 which is greater than the radial thickness 45 of the transverse conductor 10 the flow cross-section of the inner channel 51 of the tube 13 is approximately twice as large as the cross-section of the channel 25 or 35 in the interior of the transverse conductor

tO. Somit ist auch im Nasenstück 49 Platz für eine sich an der Einlötstelle des Röhrchens 13 an den Innenkanal 51 anschließende, etwa tangentiale Sackbohrung 23. Der Innenkanal 51 versorgt parallel die beiden Kanäle 25 und 35, über die Sackbohrung 13 und zwei von ihr ausgehende, axiale Querbohrungen 54 und 55, von denen jede sich teils im Nasenstück 49, teils im Querleiter 10 befindet Die im Nasenstück 49 befindlichen Teile der Querbohrungen 54 und 55 enden, vor der Verlötung des Querleiters 10 mit dem Nasenstück 49 von der axialen Lötfläche des Nasenstücks 49 her gebohrt, in der Sackbohrung 23. Würde bei Eirtstückigkeit des Nasenstücks mit eiern zugehörigen Teil des Querleiters von der Seite 56 her durch die Sackbohrung 23 hindurch gebohrt, bestünde an den Verschlußstopfen die Gefahr möglicher Leckagen, die nun entfällttO. Thus, there is also space for yourself in the nosepiece 49 An approximately tangential blind bore 23 adjoining the inner channel 51 at the soldering point of the tube 13. The inner channel 51 supplies the two channels 25 and 35 in parallel, via the blind hole 13 and two of it outgoing, axial transverse bores 54 and 55, each of which is partly in the nose piece 49, partly in the transverse conductor The parts of the transverse bores 54 and 55 located in the nose piece 49 end before the soldering of the transverse conductor 10 with the nose piece 49 drilled from the axial soldering surface of the nose piece 49, in of the blind hole 23. If the nosepiece was in one piece with an associated part of the transverse conductor drilled through the blind hole 23 from the side 56, the plug would be the Risk of possible leakage, which is now eliminated

Die Radialnut 50 kann gut zum Ansetzen einer Bohrvorrichtung zum Bohren der im Querster 10 herzustellenden Teile der Querbohrungen 54 und 55 dienen, denn diese Teile und die im Nasenstück 49 herzustellenden Teile dieser Querbohrungen müssen fluchten. Die letztgenannten Bohrungsteile werden mit derselben Bohrvorrichtung hergestellt.The radial groove 50 can be used well for attaching a drilling device for drilling the one to be produced in the transverse frame 10 Parts of the transverse bores 54 and 55 are used because these parts and the parts to be produced in the nosepiece 49 Parts of these cross bores must be aligned. The latter bore parts are with the same Drilling device manufactured.

Die beiden im Querleiter 10 befindlichen Teile der Querbohrungen können auch, vom Nasenstück 49 her gesehen, divergierend angeodnet sein.The two parts of the transverse bores located in the transverse conductor 10 can also start from the nose piece 49 seen to be divergent.

Mitunter können auch der Querlciter 10 mit dem Nasentück 49 und dieses mit dem Verbindungsröhrchen 13 an der Montagestelle in ein und derselben Hitze, also gleichzeitig bei etwa 750⁰C miteinander verlötet werden. Die Röhrchen-Nasenstück-Mischmetallötverbindung ist dann zwar nicht so hochwertig, jedoch ist weiterhin der Vorteil der stark verminderten Anzahl der sonstigen Lot- und möglichen Leckstellen vorhanden.Sometimes the Querlciter 10 with the Nasentück 49 and this is connected to the connecting tube 13 at the mounting point in one and the same heat, so simultaneously soldered together at about 750 ⁰ C can. The tube-nosepiece-mixed metal solder connection is then not of such high quality, but the advantage of the greatly reduced number of other solder points and possible leaks is still present.

Durch den Wegfall des besonderen Querleiterteils wird auch die Fertigung der Spule vereinfacht. Es entfällt auch zusätzliches Ziehwerkzeug zur Herstellung dieses Querleiterteils.By eliminating the special transverse conductor part, the manufacture of the coil is also simplified. It is not applicable also an additional drawing tool for the production of this cross-conductor part.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Connection of a connecting tube for cooling liquid to a transverse conductor of a coil turn of a liquid-cooled electric machine, in particular turbo generator rotor, in which the half-turns each have a cooling liquid channel and these two channels parallel via an axially protruding nose piece arranged on the transverse conductor, whose axial extension and radial thickness each is greater than the radial thickness of the transverse conductor, "are connected to the connecting tube, whereby this runs in the space between the transverse conductor and an axia ¹ adjacent transverse conductor shortly before the connection area approximately in the circumferential direction and in the area of that circumferential side of the nose piece that the connecting tube arriving in this way is facing, is connected to the nose piece, according to patent P 16 13 212.0, characterized in that the nose piece (49) is designed as a separate part and is essentially soldered to an axial end face of the transverse conductor (10) and that the im Nose piece (49) located parts of the transverse channels (54, 55) connected directly to the cooling liquid channels (25, 35) of the coil half-turns are drilled as blind holes from the soldering surface of the nose piece.

2. Connection according to claim 1, characterized in that the nose piece (49) in a radial groove (50) of the transverse conductor (10) is fitted.

3. Connection according to claim 1 or 2, characterized in that in the nose piece (49) and / or Transverse conductors (10) located parts of the transverse bores (54, 55) extend axially.

4. Connection according to claim 3, characterized in that the transverse bores (54, 55) of one approximately tangentially extending blind hole (23) of the nose piece (49), which is connected to the inner tube channel (51) follows.