DE2253687B2

DE2253687B2 - Direkt fluessigkeitsgekuehlter laeufer einer elektrischen maschine

Info

Publication number: DE2253687B2
Application number: DE19722253687
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Sippol, Nikolaj Karlowitsch; Salij, Alexandr Andrejewitsch; Leningrad (Sowjetunion)
Priority date: 1972-11-02
Filing date: 1972-11-02
Publication date: 1976-02-26
Also published as: DE2253687A1; DE2253687C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen direkt flüssigkeitsgekühlten Läufer einer elektrischen Maschine mit einer aus Hohlleitern aufgebauten Läuferwicklung mit innerhalb der Läuferwelle und des Läuferballens angeordneten Kühlflüssigkeitszufuhr- und -abführleitungen, die mit mindestens einer Verteilerkammer und mit mindestens einer Abführkammer eines Kühlflüssigkeitssammiers in Verbindung stehen, in die die Hohlleiter über in dem Kühlflüssigkeitssammler ausgebildete Axialkanäle münden, die bis an dessen axial außenliegende Stirnseite geführt sind und dort mittels jeweils eines Stopfens verschlossen sind, wobei auch die Verteiler- und Abführkammer von außen über Stopfen verschließbar sind. Ein derartig direkt flüssigkeitsgekühlter Läufer ist aus der DT-OS 20 64 692 bekannt.

Bei dieser bekannten Ausbildung sitzt der Kühlflüssigkeitssammler auf der Läuferwelle und er selbst sowie alle Verbindungsstellen der Flüssigkeitskanäle sind den Läuferschwingungen unterworfen, was die Gefahr des vorzeitigen Undichtwerdens mit sich bringt.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Ausbildung be- ^6s trifft die Zugänglichkeit der Abdichtungen, da die Stopfen nur den Zugang zu den Dichtelementen in den Axialkanälen eröffnen, während die Dichtelemente in den Kühlflüssigkeitszufuhr- und -abführleitungen der Läuferwelle unzugänglich bleiben bzw. nur unter Demontage des Läuferendes zugänglich werden.

Aus der DT-OS 14 88 708 ist ein mit freiliegenden Wickelkopfkappen versehener Läufer bekannt, bei dem der Kühifiüssigkeitssammler an dem freien Ende einer der Wickelkopfkappen befestigt ist. Auch bei dieser bekannten Ausbildung ist jedoch keine Befreiung des Flüssigkeitskühlsystems von Vibrationen erreicht. Hier ist ein durch eine Ausdrehung der Welle gebildeter Ringkanal sowohl mit den Verteiler-Ringleitungen des Kühlflüssigkeitssammiers über besondere Kanäle verbunden, als auch mit den elektrischen Hohlleitern über weitere Kanäle. Über diese Verbindungskanäle werden die Schwingungen der Läuferwelle auf den Ringkanal übertragen, wodurch wiederum deren Abdichtung j_n Frage gestellt ist.

Hinzu kommt, daß die Dichtungs- und Isolierelemente sowohl in den Kühlflüssigkeitszufuhr- und -abführleitungen des Läufers, als auch im Bereich innerhalb der Wickelkopfkappe gelegen sind, wodurch auch hier die Zugänglichkeit leidet und Inspektionen überhaupt nur nach erheblichen Demontagearbeiten möglich werden, welche wiederum die Abdichtung in Mitleidenschaft ziehen. Für diese bekannte Ausbildung ist auch eine große Anzahl von Verbindungsstellen zwischen stromleitenden und isolierenden Elementen charakteristisch, welche zum großen Teil an schwer zugänglicher Stelle gelegen sind.

Wenn man berücksichtigt, daß die bei Drehzahlen von bis zu 3000 U/min in der Kühlflüssigkeit wirkenden Fliehkräfte zu Drücken bis 200 at führen, so ist zu sehen, daß für die Zuverlässigkeit des Turbogenerators die Abdichtung des Kühlsystems von entscheidender Bedeutung ist, sowie für Inspektionen und Reparaturen eine leichte Zugänglichkeit der Dichtstellen erforderlich ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es mithin, einen Läufer der gattungsmäßig vorausgesetzten Bauart zu schaffen, bei dem sämtliche Dichtungsstellen zwischen den in dem Kühlflüssigkeitssammler mündenden Rohren und diesem auf einfache Weise zugänglich sind und wobei eine wirksame Schwingungsentkopplung des Kühlflüssigkeitssammiers von der Welle erreicht ist.

Diese Aufgabe wird bei einem direkt flüssigkeitsgekühlten Läufer der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem mit freiliegenden Wickelkopfkappen versehenen Läufer mit an dem freien Ende einer der Wickelkopfkappen befestigtem Kühlflüssigkeitssammler die Verteilerkammer und die Abführkammer an der der Läuferwelle zugewandten Innenumfangsfläche des Kühlflüssigkeitssammiers angeordnet sind, die einerseits über weitgehend radial innerhalb des Kühlflüssigkeitssammiers verlaufende Bohrungen mit dem die Hohlleiter verlängernden Axialkanälen und andererseits über axial weitgehend längs der gesamten Wickelkopfkappenlänge frei verlaufende Rohre mit den innerhalb der Läuferwelle und des Läuferballens angeordneten Kühlflüssigkeitszuführ- und -abführleitungen in Verbindung stehen, wobei die axial verlaufenden Rohre ebenfalls von der axial außenliegenden Stirnseite des Kühlflüssigkeitssammiers zugänglich sind.

Es ist zweckmäßig, wenn die axial verlaufenden Rohre in Nuten der Läuferweile untergebracht sind.

Bei der vorgeschlagenen Ausbildung sind keine Abdichtungen der Radialkanäle notwendig und vorhanden

und die Stopfen eröffnen den Zugang zu allen Dichtungsstellen und es können die einzelnen Dichtungselemente ausgewechselt werden, ohr? daß die Dichtheit der anderen Elemente leidet, die keiner Auswechslung bedürfen. Weiterhin können keine Biegungen und Vibrationen der Läuferwelle auf den Kühlflüssigkeitssammler übertragen werden und die Verbindungsstellen sind nicht der Gefahr des Undichtwerdens aufgesetzt. Damit ist die Zuverlässigkeit des Turbogenerators wesentlich erhöht.

Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beschreibung von Ausiührungsbeispielen weiter erläutert. Es zeigt

F i g. 1 den Längsschnitt durch ein Läuferende mit einem Kühlflüssigkeitssammler, dessen Verteiler- und Abführkammern in verschiedenen Querebenen liegen,

F i g. 2 den Längsschnitt durch einen Kühlflüssigkeitssammler, dessen Verteiler- und Abführkammer in der gleichen Querebene liegen,

F i g. 3 den Schnitt gemäß 111-111 aus F i g. 2.

Bei der in F i g. 1 gezeigten Ausbildung hat der Läufer 1 eine Wicklung aus voneinander durch Zwischenlagen 3 isolierten blanken Hohlleitern 2. Die Hohlleiter 2 der Wicklung sind in das aktive Eisen 4 des Läufers 1 eingebettet und ragen zum Teil daraus hervor. An je zwei Hohlleitern 2 des aus dem aktiven Eisen 4 hervorragenden Wicklur.gsteils sind mit dem Kühlflüssigkeitssammler 6 über die Axialkanäle 7 verbundene Stutzen 5 befestigt. Der Kühlflüssigkeitssammler 6 ist sn der freiliegenden Wickelkopfkappe 8 angeordnet, die mit ihrer Seite 9 am aktiven Eisen 4 des Läufers befestigt und gegen Längsbewegungen durch eine Mutter 10 und einen Keil 11 gesichert ist.

Der Kühlflüssigkeitssammler 6 weist den Axialkanälen 7 auch eine Verteilerkammer 12 und eine Abfuhrkammer 13 auf, die in Form von ringförmigen Hohlräumen ausgeführt sind. Die Verteilerkammer 12 und die Abführkammer 13 habe:n Verbindung mit den Axialkanälen 7 über in den Radialebenen des Kühlflüssigkeitssammlers 6 liegende Bohrungen 14.

Die Verteilerkammer 12 und die Abführkammer 13 haben mit den Kühlflüssigkeitszufuhr- und -abführleitungen 15 der Welle 16 des Läufers 1 über längs verlaufende Rohre 17 Verbindung, deren eine Enden 18 an die Leitungen 15 am Fuß 19 des Kernes aus aktivem Eisen 4 und deren andere Enden 20 an öffnungen 2! der Verteilerkammef 12 bzw. der Abführkammer 13 angeschlossen sind.

Die beiden Enden 18 und 20 jedes der Rohre 17 sind durch Einlagen 22 und 23 abgedichtet. Die Axialkanäle 7 reichen bis an die vom Läufer abgewandte Stirnfläche 24 des Kühlflüssigkeitssammlers und ihre Enden sind durch Verschlußschrauben 25 und 26 bzw. im Kühlfiüssigkeitssammler durch Stopfen 27 verschlossene öffnungen.

Der vorstehend beschriebene Kühlflüssigkeitssammler wird bei einer Läuferwicklung mit abwechselnden Druck- und Abfluß-Leitungsenden eingesetzt. Falls dia aus dem aktiven Eisen des Läuferkernes herausragenden Druck- und Abfluß-Leitungsenden zu Bündeln zusammengefaßt sind, von denen jedes ausschließlich Druck- oder Abfluß-Leitungsenden enthält, wird ein Kühlflüssigkeitssammler 6a gemäß F i g. 2 und 3 eingesetzt, der sich dadurch unterscheidet, daß die Verteilrrkammern 12a und die Abführkammern 13a in einem ringförmigen Hohlraum 28 des Kühlflüssigkeitssammlers 6a liegen, der durch radiale Zwischenwände 29 in die Kammern 12a und 13a bildende Abschnitte getrennt ist.

Die Kühlflüssigkeit gelangt aus den Kühlflüssigkeitszufuhr- und -abführleitungen 15 der Welle 16 in die Rohre 17 und von dort in die Verteilerkammer 12 oder 12a und strömt durch die Bohrungen 14 oder 14a in die Axialkanäle 7 oder 7a. Dann gelangt sie durch die Stutzen 5 in die Hohlleiter 2 der Wicklung des Läufers 1 und durchströmt diese. Der Rücklauf der Kühlflüssigkeit geschieht in entsprechender Weise.

Der Zugang zu den Isolier- und Dichtungsteilen des Kühlflüssigkeitssammlers erfolgt durch ein einfaches Abschrauben der Verschlußschrauben 25, 26 und der Stopfen 27.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Direkt flüssigkeitsgekühlter Läufer einer elektrischen Maschine mit einer aus Hohlleitern aufgebauten Läuferwickiung mit innerhalb der Läuferwelle und des Läuferballens angeordneten Kühlflüssigkeitszufuhr- und -abführleitungen, die mit mindestens einer Verteilerkammer und mit mindestens einer Abführkammer eines Kühlflüssigkeitssamm- ^!0 krs in Verbindung stehen, in die die Hohlleiter über

in dem Kühlflüssigkeitssammler ausgebildete Axialkanäle münden, die bis an dessen axial außenliegende Stirnseite geführt sind und dort mittels jeweils eines Stopfens verschlossen sind, wobei auch die '5 Verteiler- und Abführkammer von außen über Stopfen verschließbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem mit freiliegenden Wikkelkopfkappen (8) versehenen Läufer (1) mit an dem freien Ende einer der Wickelkopfkappen (8) befestigtem Kühlflüssigkeitssammler (6; 6a) die Verteilerkammer (12; 12a) und die Abführkammer (13; 13a) an der der Läuferwelle (16) zugewandten Innenumfangsfläche des Kühlflüssigkeitssammiers (6; 6a) angeordnet sind, die einerseits über weitgehend radial innerhalb des Kühlflüssigkeitssammiers verlaufende Bohrungen (14) mit dem die Hohlleiter (2) verlängernden Axialkanälen (7) und andererseits über axial weitgehend längs der gesamten Wickelkopfkappenlänge frei verlaufende Rohre (17) mit den innerhalb der Läuferwelle und des Läuferballens angeordneten Kühlflüssigkeitszufuhr- und -abführleitungen in Verbindung stehen, wobei die axial verlaufenden Rohre (17) ebenfalls von der axial außenliegenden Stirnseite des Kühlflüssigkeits-Sammlers (6; 6a) zugänglich sind.

2. Direkt flüssigkeitsgekühlte.· Läufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axial verlaufenden Rohre (17) in Nuten der Läuferwelle (16) untergebracht sind.