DE2524818A1

DE2524818A1 - Fluessigkeitsgekuehlte dynamoelektrische maschine

Info

Publication number: DE2524818A1
Application number: DE19752524818
Authority: DE
Inventors: Jacques E Albaric; Charles W Burkhart; Warren W Jones
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1974-06-17
Filing date: 1975-06-04
Publication date: 1976-01-02
Also published as: FR2275052A1; JPS5112603A; BE830328A; SU619128A3; GB1457485A; SE7506971L; JPS5833780B2; CA1019378A; US3916230A; CH595714A5; ES438657A1; FR2275052B1; IT1041685B

Description

PATENTANWÄLTE DIPL.-ING. LEO FLEUCHAUS DR.-ING. HANS LEYH

8 MÖNCHEN 71, 4. 6. 75

MeichlorttraS· 42 MMnZMd....: UJS12P-1289

Westinghouse Electric Corporatio Gateway Center, Pittsburgh, Pennsylvania 15222, USA

Flüssigkeitsgekühlte dynamoelektrische Maschine

Die Erfindung betrifft eine große dynamoelektrische naschine, beispielsweise einen Turbogenerator mit einem flüssigkeitsgekühlten Läufer.

Große Turbogeneratoren sind gewöhnlich innengekühlt oder direkt gekühlt, d.h., dass ein Kühlmittel durch Kanäle umgewälzt wird, die in den Ständer-und Läufernuten in der zum Schutz gegen Körperschluß dienenden Isolierung angeordnet sind und in direkter wärmeübertragender Beziehung mit den stromführenden Leitern stehen. Man erhält auf diese Weise ein sehr wirksames Kühlsystem, welches die Schaffung von großen Generatoren mit sehr hoher Belastbarkeit ermöglicht. In diesen Maschinen uiird bisher als Kühlmittel Wasserstoff verwendet, mit dem das gasdichte Gehäuse gefüllt wird und der durch die den Ständerund den Läuferwicklungen zugeordneten Kanäle und durch radiale oder axiale Leitungen in dem Ständerkern umgewälzt wird. Die Forderung

Fe/wa nach

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nach großen Generatoren mit einer noch höheren Belastbarkeit erfordert jedoch eine noch bessere Kühlung. Zu diesem Zwack werden wirksamere Kühlmittel verwendet, beispielsweise Flüssigkeiten. Dabei ist eine sehr beträchtliche Verbesserung der Kühlung dadurch erzielt worden, dass durch die der Ständerwicklung zugeordneten Kanäle eine Kühlflüssigkeit» beispielsweise blasser, umgewälzt wird. Eine beträchtliche u/eitere Verbesserung kann erzielt werden, wenn man in ähnlicher Weise eine Kühlflüssigkeit durch die der Läuferwindung zugeordneten Kanäle umwälzt.

Eine Kühlflüssigkeit,beispielsweise üJaseer, wird dem Läufer eines grossen Generators vorzugsweise durch die üJellenbohrung zugeführt und auch wieder abgeführt. Damit wird die Abdichtung erleichtert, weil das Wasser an Stellen mit minimalere Radius zu- und abgeführt wird, an denen die Flüssigkeit nur minimalen Fliehkräften ausgesetzt ist. Bei dieser Art der Zuführung der Flüssigkeit durch die Walle fließt die Flüssigkeit durch radiale Kanäle in eine ringförmige Verteilerkammer, die am Umfang der Läuferwelle angeordnet ist. Von dieser Verteilerkammer kann die Flüssigkeit über geeignete Rohr oder Kupplungen auf die Leiter der Läuferwicklung verteilt werden. Nach dem Durchströmen der Läuferleiter kann die erhitzte Kühlflüssigkeit durch ähnliche Rohre und Kupplungen am entgegengesetzten Ende des Läufers und eins an diesem Ende vorgesehene, zentrale Bohrung austreten oder zu dem Eintrittsende zurückgeführt werden und an diesem austreten. Anordnungen dieesr allgemeinen Art sind beispielsweise in den US-PS 3 733 502 und 3 131 321 angegeben.

In derartigen wassergekühlten Läufern werden die elektrischen Anschlüsse an die Läuferwicklung im wesentlichen in der üblichen Weise hergestellt. Daher erstrecken sich axiale Leiter durch die Wellenbohrung zum Ende der Welle und sind mit entsprechenden Leitern einer Erregeruelle oder mit anderen Erregergleichstromquellen verbunden. Axiale Anschlußleiter erstrecken sich im Innern der Maschine von der Läuferwicklung längs der Läuferwelle und sind mit den in der Wellenbohrung angeordneten, axialen Leitern durch radiale Leiter verbunden, welche die Welle durchsetzen. Eine derartige Anordnung eignet sich sehr gut für die flüssigkeitsgekühlten Läufer, in denen die Kühlflüssigkeit durch die Wellenbohrung in

- 2 - die

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die Maschine eingeleitet wird und vorzugeueise auch durch die Wellenbohrung aue der Maschine austritt, so dass die Kühlflüssigkeit in der Wellenbohrung eine gewisse Kühlwirkung auf die axialen Leiter hat.

Um aber die durch die Flüssigkeitskühlung der Läuferuindungsleiter gegebene Verbesserung voll ausnutzen zu können, müssten durch die umgewälzte Kühlflüssigkeit auch die axialen Anschlußleiter gekühlt werden, welche die Wicklungen mit den radialen Leitern verbinden. Durch diese Kühlung soll ermöglicht werden, dass diese axialen AnschluQleiter den stärksten Feldstrom führen, der durch die Flüssigkeitskühlung der Ulicklungeleiter ermöglicht wird. Vorzugsweise soll auch der radiale Leiter eine gewisse zusätzliche Kühlung erfahren, doch ist diese Forderung u. U. weniger kritisch, weil der radiale Leiter relativ groß ist. In der Anordnung gemäß den angegebenen Patentschriften ist der radiale Leiter in nächster Nähe der Läuferwicklungen zwischen diesen und der Verteilerkammer für die Kühlflüssigkeit angeordnet. Infolgedessen ist in dieser Anordnung der axialen Anschlußleiter relativ kurz und endet er an einer Stelle, an der Flüssigkeit direkt v/on der Verteilerkammer durch ein Kühlmittelrohr abgezogen und dem axiale Leiter zugeführt werden kann, und zwar in derselben Weise, in der Kühlmittel den Uicklungsleitern zugeführt wird. Es sind dabei Anordnungen möglich, in denen der radiale Leiter weiter von den Wicklungen entfernt und auf der entgegengesetzten Seite der Verteilerkammer angeordnet ist. In diesem Fall ist der axiale AnschluQleiter relativ länger und muss sich über die Verteilerkammer hinauB erstrecken, so dass die relativ einfache, direkte Kühlanordnung gemäß der Vorveröffentlichungen nicht angewendet werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Systems zur wirksamen Kühlung der elektrischen Zuleitung für eine flüssigkeitsgekühlte Läuferwicklung, und zwar mindestens der axialen Anschlußleiter und gegebenenfalls auch der radialen Leiter, welche die axialen Anschlußleiter mit einem aussen angeordneten Stromkreis verbinden.

Für eine dynamoelektrische Maschine mit einem Läufer, der eine Welle und einen mit der Welle einstückigen Läuferkörper sowie von diesem ge-

- 3 - traqene

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tragene Wicklungen mit Leitern aufweist, denen Kanäle zum Umwälzen einer durch den Läuferkörper geführten Kühlflüssigkeit zugeordnet sind, ist diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Lauferuelle von einer ringförmigen Verteilerkammer für die Kühlflüssigkeit umgeben ist, daß eine Einrichtung zum Zuführen von Kühlflüssigkeit zu der Verteilerkammer vorgesehen ist, dass eine Einrichtung zum Umwälzen der Kühlflüssigkeit von der dem Läuferkörper zugekehrten Seite der Verteilerkammer durch die den Wicklungaleitern zugeordneten Kanäle vorhanden ist, wobei die genannte Seite der Verteilerkammer den Wicklungen axial benachbart liegt, daß mit den Wicklungen ein axialer elektrischer Anschlußleiter verbunden ist, der eine langgestreckte Leiterstrecke besitzt, die mit einem Kanal für das Umwälzen von Flüssigkeit versehen ist, dass sich der axiale Anschlußleiter in der Längsrichtung der Läuferuelle von der Wicklung zu der anderen Seite der Verteilerkammer erstreckt, dass die Welle auf der genannten anderen Seite der Verteilerkammer mit einer Anschlußeinrichtung zum elektrischen Verbinden des axialen Anschlußleiters mit einem aussen angeordneten Stromkreis versehen ist, dass ein Kühlflüssigkeitsrohr vorgesehen ist, das sich allgemein parallel zu dem axialen Anschlußleiter erstreckt und mit ihm an seinem der Anschlußeinrichtung benachbarten Ende derart verbunden ist, dass Flüssigkeit aus dem Kühlflüssigkeitsrohr in den Kanal des axialen Anschlußleiters eintreten kann, dass sich das Kühlflüssigkeitsrohr längs der Läuferuelle an der Verteilerkammer vorbei erstreckt und dass auf der erstgenannten Seite der Verteilerkammer eine isolierende Verbindung zur Abgabe von Flüssigkeit in das Rohr vorgesehen ist.

Zueckmässig erstreckt sich jeder der beiden axialen Anschlußleiter von der Lauferuicklung durch eine Nut am Umfang der Läuferuelle und unter der ringförmigen Verteilerkammer zu dem radialen Leiter, der auf der den Wicklungen entgegengesetzten Seite der Verteilerkammer angeordnet ist. Aus der Verteilerkammer wird die Kühlflüssigkeit auf die Läuferuicklungen durch isolierende Verbindungen verteilt, die zu Kühlf lüssig-r keitsrohren führen, die mit der Verteilerkammer auf deren den Wicklungen zugekehrten Seite verbunden sind. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird jeder axiale Anschlußleiter mit Kühlflüssigkeit über ein

- 4 - Kühlflüssiqkeitsrohr

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Kühlflüssigkeitsrohr gespeist, das sich von der Verteilerkammer in der den anderen Rohren entgegengesetzten Richtung unter der Verteilerkammer durch einen Nut am Umfang der Läuferwelle erstreckt, und zwar allgemein parallel zu dem axialen Anschlußleiter, und mit einem Kanal des axialen AnschluQleiters an dessen dem radialen Leiter benachbarten Ende derart verbunden ist, dass die Kühlflüssigkeit durch diesen Kanal umgewälzt werden kann. Clan kann das Kühlflüssigkeitsrohr auch derart anordnen, dass die Flüssigkeit vor oder nach dem Durchströmen des axialen AnschluQleiters durch den radialen Leiter umgewälzt wird. Auf diese Weise erhält man eine relativ einfache und wirksame Anordnung zum Kühlen der Leiter, welche die Läuferwicklungen elektrisch mit dem aussen angeordneten Stromkreis verbinden, so dass diese Leiter die starken Erregerströme führen können, die durch die Flüssigkeitskühlung der Uicklungsleiter selbst ermöglicht werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt:

Fig. 1 in Ansicht, teilweise im Längsschnitt, einen erfindungsgsmäQ ausgebildeten Turbogenerator;

Fig. 2 in grösserem Maßstab im Länggschnitt ein Ende des Läufers;

Fig. 3 eine Teildarstellung im Querschnitt längs der Linie IH-III in Fig.2 ;

Fig. 4 einen Querschnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 2 und 5;

Fig. 5 als Teildarstellung eine Draufsicht auf den Umfang des Läufers im Bereich des radialen Leiters;

Fig. 6 einen Längsschnitt längs der Linie VI-VI in Fig. 4;

Fig. 7 in einer der Fig. 5 ähnlichen Darstellung eine weitere Ausführungsform der Erfindung;

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Fig. B einen Querechnitt länge der Linie UIII-UIII in Fig. 7.

In den Zeichnungen iet die Anwendung der Erfindung auf einen flüssigkeitsgekühlten Läufer eines großen Turbogenerators üblicher Art dargestellt. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung auf dynamoelektrieche Maschinen jeder gewünschten Art angewendet werden kann.

Der Ständerkern 12 des in Fig. 1 gezeigten, großen Generators 10 ist in einem im wesentlichen gasdichten Gehäuse 14 angeordnet. Der Kern 12 ist ein üblicher Blechkern und von einer zylindrischen Bohrung durchsetzt. Die Kernbleche sind in der üblichen Weise zwischen Endplatten 15 eingespannt. Am Innenumfang des Ständerkerns 12 sind Längsnuten ausgebildet, die eine Ständerwicklung 16 aufnehmen, die von jeder geeigneten oder üblichen Art sein kann. Die Wicklung 16 ist als eine flüssigkaitsgekühlte Wicklung dargestellt. An entgegengesetzten Enden der Maschine sind ein kreisförmiger Uerteiler und Sammler 17 vorgesehen, die ein Umwälzen der Kühlflüssigkeit, beispielsweise Wasser, durch die Spulen der Ständerwicklung ermöglichen. Das Gehäuse 14 ist mit einem Kühlgas gefüllt, das beiepieslweise aus Wasserstoff besteht und durch das Innere des Gehäuses umgewälzt wird. Die Maschine besitzt ferner einen Läufer 16, der in der Bohrung des Ständerkerns 12 angeordnet und an beiden Enden des Gehäuses 14 in Lagerschilden 19 mit Hilfe von Lagern beliebiger Art gelagert ist, die mit Labyrinthdichtungen versehen sein können, um ein Entweichen von Gas aus dem Gehäuse zu verhindern.

Gemäß Fig. 2 besitzt der Läufer 18 einen Läuferkörper 20 und mit diesem einstückige Wellenstummel 21, die von je einem Ende des Läuferkörpers axial abstehen. Der Läuferkörper 20 ist an seinem Umfang in der üblichen Weise mit Nuten zur Aufnahme einer Läuferwicklung 22 versehen, weiche die Feldwicklung des Generators 10 bildet und in den Nuten des Läuferkörpers in jeder geeigneten Weise angeordnet sein kann. Gewöhnlich besteht die Läuferwicklung aus konzentrischen mehrwindigen Spulen, die zwei oder vier Magnetpole bilden. Die Wicklung 22 besteht aus Kupferleitungen, die sich in den Nuten des Läuferkörpers in der Längsrichtung erstrecken und jenseits der Enden des Läuferkörpers 20 Wickelköpfe 24 bilden, in denen

- 6 - ' eich

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eich die Windungen in der Umfangsrichtung erstrecken und die in der üblichen Weise durch schwere Haltringe 25 gegen Drehkräfte gesichert sind. An den in Fig. 2 dargestellten Wickelköpfen 24 erkennt man, daß die Wicklungsleiter hohl und von zentralen Kanälen durchsetzt sind, durch welche die Kühlflüssigkeit worn einen Ende zum anderen fließen kann. Plan könnte natürlich auch eigene Rohr oder andere atrömungaleitende Elemente verwenden, die mit den Leitern in gut wärmeübertragender Beziehung stehen. Die aus Wasser bestehende Kühlflüssigkeit wird durch die zentrale Bohrung der Welle 21 zugeführt und vorzugsweise an ein und demselben Ende der Maschine in diese eingeführt und von ihr abgezogen. Gemäß Fig. 2 sind in der Bohrung der Welle 21 auf deren Achse zuei konzentrische Rohre 26 und 28 aus nichtrostendem Stahl angeordnet. Das Rohr 26 bildet einen zentralen Kanal zum Zuführen des Wassers. Zwischen den Rohren 26 und 28 ist ein Ringkanal zum Abziehen des Wassers vorhanden. Das Kühlwasser kann auf beliebige Weise den Rohren 26 und 28 zugeführt und von ihnen abgezogen werden.

Das durch das Rohr 26 in die Maschine eingetretene Wasser strömt durch radiale Kanäle 30 in der Welle 21 in eine ringförmige Verteilerkammer 32, welche den Umfang der Welle umgibt. Die Kanäle 30 sind mit Auskleidungen aus nichtrostendem Stahl versehen. Die Kammer 32 besteht ebenfalls aus nichtrostendem Stahl. Clan kann aber auch jedes andere geeignete korrosionsbeständige Metall verwenden. In der Wand der Kammer 32 sind auf der dem Läuferkörper 20 zugekehrten Seite Anschlüsse 33 zum Fortleiten von Wasser vorgesehen. Diese Anschlüsse 33 bilden vorzugsweise Paare von im Radialabstand voneinander angeordneten Anschlüssen. Die Anschlußpaare sind in der Umfangsrichtung der Kammer 32 in Abständen voneinander angeordnet. Die Anschlüsse 32 sind durch isolierende Kupplungen 34, beispielsweise Schläuche, mit aus nichtrostendem Stahl bestehenden Kühlflüssigkeitsrohren 35 verbunden, welche das Wasser der Läuferwicklung zuführen. Die Anschlüsse 33 und die isolierenden Kupplungen 35 sind am Umfang der Läuferwelle 21 abgestützt und zwischen mit dieser einstückigen Flanschen 36 angeordnet, wobei geeignete Festlegeeinrichtungen vorgesehen sind, und sind ferner durch einen Ring festgelegt, der auf die Läuferwelle aufgeschrumpft oder auf andere Weise

- 7 - an.

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an Ihr befestigt ist und die Anschlüsse 33 gegen Fliehkräfte festlegt.

Das durch die Rohro 35 der Wicklung 22 zuströmende Wasser kann gegebenenfalls durch die Wicklungsleiter zu dem entgegengesetzten Ende des Läufers strömen und dort über eine ähnlich wie gemäß Fig. 2 ausgebildete Anordnung mit einer Ringkammer, radialen Kanälen und einer Wellenbohrung abgezogen werden. In der bevorzugten Ausführungsform kehrt das Wasser jedoch zu demselben Ende des Läufers zurück und tritt es über andere der Rohr 35 in die Ringkammer 32. Diese ist in dieser Ausführungeform durch Zwischenwände in Eintritts-und Austrittsteile geteilt. Die austretende Kühlflüssigkeit tritt durch den Kanälen 30 ähnliche, radiale Kanäle und den ringförmigen Austrittskanal zwischen den Rohren 26 und 28 aus der Naschine aus. Die Kühlflüssigkeitsrohre 35 sind in Nuten 38 angeordnet, die am Umfang der Läuferwelle 21 ausgebildet sind, und erstrecken sich in der Längsrichtung unter den Wickelkopfen 24. Die Rohre erstrecken sich von den Nuten 38 radial auswärts und sind auf beliebige Weise mit den einzelnen Windungsleitern verbunden.

Die Wicklung 22 ist mit einer aussen angeordneten Erregerstromquelle verbunden. Zu diesem Zweck sind in der Bohrung der Läuferwelle 21 axiale Leiter 40 angeordnet, die aus halbschalenförmigen, isolierten Kupferleitungen bestehen, welche das äussere Wasserrohr 28 umgeben und daher durch das in dem Rohr fließende Wasser etwas gekühlt werden. Die Leiter 40 erstrecken sich bis zum Ende der Welle 21 (dies ist nicht gezeigt) und können dort mit ähnlichen Leitern eines Erregers verbunden sein, oder sie können mit jeder geeigneten aussen angeordneten Erregerstrornquelle verbunden sein. Jeder Leiter 40 ist an seinem anderen Ende mit einem radialen Leiter 42 verbunden, der aus einer dicken Stiftschraube aus Kupfer besteht, die im Bereich des Endes des Leiters 40 in diesen eingeschraubt ist. Der radiale Leiter 42 durchsetzt eine öffnung der Welle 21 und ist gegen diese durch einen Isoliermantel 43 isoliert. Die radialen Leiter 42 sind mit der Läuferwicklung 22 durch axiale Anschlußleiter 44 verbunden. Von diesen ist zwar nur einer gezeigt, doch sind normalerweise zum Anschluß an die Wicklung zwei axiale Anschlußleiter 44 mit den ihnen zugeordneten radialen Leitern 42 und axialen

- 8 - Leitern

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Leitern 40 vorgesehen. Die beiden axialen Anschlußleiter 44 sind an einander diametral gegenüberliegenden Stellen an der Läuferwelle angeordnet. Jeder axiale Anschlußleiter 44 besteht aus einem im Querschnitt rechteckigen Kupferleiter, der won einem zentralen Kanal 45 zum Umwälzen des Kühlwassers durchsetzt und gemäß Fig. 4 mit einer Isolierung versehen ist. Gemäß den Figuren 2 und 5 ist der axiale Anschlußleiter 44 in einer Längsnut 47 angeordnet, die am Umfang der Läuferwelle 21 vorgesehen und durch einen Keil 48 verschlossen ist, der zum Festlegen des axialen Anschlußleiters 44 dient. Dieser erstreckt sich daher aus dem Bereich des radialen Leiters 42 axial unter der Verteilerkammer und unter den Wickelkopfen 24 zu dem Läuferkörper 20. Dort ist der axiale Anschlußleiter 44 radial auswärts abgewinkelt, er erstreckt sich dann radial in einer Vertiefung, die in der Stirnfläche des Läuferkörpers 20 ausgebildet ist. In dieser Vertiefung ist der Leiter 44 vorzugsweise durch einen Isolierklotz 49 festgelegt, der an dem Läufer befestigt, beispielsweise angeschraubt ü. An dem Wickelkopf 24 ist der axiale Anschlußleiter 44 durch einen Verbinder 50 mit einem Anschlußteil 51 der ersten oder innersten Spule der Wicklung verbunden. Der Verbinder 50 und der Anschlußteil 51 haben Innenkanäle, mit denen der Kanal 45 des axialen Anschlußleiters 44 in Verbindung steht, so dass Wasser aus dem axialen Anschlußleiter 44 in die Wicklungsleiter und daher durch einen Teil der Wicklung strömt und schließlich in die Verteilerkammer zurückkehrt. Es versteht sich, dass der Anschlußteil 51 oder der Verbinder 50 die übliche U-Form haben können, damit die Verbindungen mit dem axialen Anschlußleiter 44 durch eine temperaturbedingte Dehnung und Schrumpfung der tiJicklungsleiter nicht überbeansprucht werden.

An seinem anderen Ende tritt der axiale Anschlußleiter 44 aus der Nut 47 in einen Raum 52, der von einer durch spanende Bearbeitung hergestellten Abflachung der Welle 21 begrenzt ist (Fig. 4). In diesem Raum ist der axiale Anschlußleiter 44 mit dem radialen Leiter 42 durch eine dicke Verbindungslasche 53 verbunden, die durch eine Mutter 54 oder auf andere geeignete Weise mit dem Leiter 42 verbunden ist. In dem Raum wird dem axialen Anschlußleiter 44 Kühlwasser zugeführt. Zu diesem Zweck i*t gemäß Fig. 6 ein Kühlflüssigkeitsrohr 56 vorgesehen, das in einer

- 9 - Länqsnut

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Längsnut 57 angeordnet ist, die sich am Umfang der Läuferwelle 21 allgemein parallel zu der Nut 47 erstreckt. Um den Ein- und Ausbau des Rohrs 56 zu erleichtern, kann das Rohr mit einem Anschlußteil 58 v/ersehen sein, der ein eigenes Glied bildet, das mit dem Hauptteil des Rohrs 56 durch eine Kupplung 59 verbunden ist. Diese ist in einer Vertiefung 60 am Umfang der Welle angeordnet. Der AnschluOteil 5Θ erstreckt sich uon der Nut 57 radial auswärts und ist durch eine Kupplung 61 mit einer der isolierenden Kupplungen 34 verbunden, über die Wasser aus der Kammer 32 in den Anschlußteil eintritt.

Das andere Ende des Rohrs 56 tritt in dem-der Welle benachbarten Raum 52 aus der Nut 57 aus und ist um etwa 90° abgewinkelt und mit dem Ende des axialen Anschlußleiters 44 derart verbunden, dass das Rohr 56 Uasser an den Kanal 45 abgibt. In der Nut 57 ist das Rohr 56 mit Isolierklötzen 63 oder anderen Isolierstützen abgestützt. Die Nut 57 ist durch einen geeigneten Keil 64 geschlossen. Die Enden des axialen Anschlußleiters 44 und des Rohrs 56 sind durch eine isolierende Stützklemme 66 festgelegt, die an der Welle 21 befestigt, beispielsweise angeschraubt ist und die den axialen Anschlußleiter und das Rohr gegen den Einfluß von Drehkräften starr festlegt. Infolgedessen strömt die Kühlflüssigkeit aus der Verteilerkammer 32 allgemein parallel zu dem axialen Anschlußleiter 44 durch eine der isolierenden Kupplungen 34, um dann in den Kühlflüssigkeitskanal des axialen Anschlußleiters 44 an dessen dem radialen Leiter benachbarten Ende einzutreten. Danach strömt die Flüssigkeit durch den axialen Anschlußleiter 44 in den Kühlkanal der ülicklung 22. Es versteht sich, dass die Strömungsrichtung der vorstehend angegebenen entgegengesetzt sein kann, d.h. die Flüssigkeit könnte auch aus der Wicklung 22 durch den axialen Anschlußleiter 44 und das Rohr in den Austrittsteil der Kammer 32 strömen.

Der radiale Leiter 42 ist eine Stiftschrau.be aus Kupfer und hat einen relativ großen Querschnitt, damit der Kupferverlust pro Längeneinheit kleiner ist als der Verlust in dem axialen Anschlußleiter 44 und besondere Maßnahmen zum Kühlen des radialen Leiters nicht immer erforderlich sind. Bei hochbelasteten Maschinen kann eine derartige Kühlung

-TO - jedoch

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jedoch erforderlich sein. In diesem Fall kann man eine Anordnung der in den Figuren 7 und B gezeigten Art verwenden. In dieser Anordnung können der axiale Anschlußleiter 44 und das Kühlflüssigkeitsrohr 56 den vorstehend beschriebenen Teilen 44 und 56 ähneln und sind diese Teile in der vorstehend beschriebenen UJeise in Nuten der Läuferuelle angeordnet. Dabei ist jedoch das Rohr 56 auf der entgegengesetzten Seite des axialen Anschlußleiters 44 angeordnet und erstreckt es sich direkt zu dem radialen Leiter 42. Dieser ist mit einem zentralen Loch 70 ausgebildet, in dem ein Kühlrohr 72 angeordnet ist. Das Kühlrohr 72 kann gemäß Fig. 8 allgemein U-förmig sein und erstreckt sich zum unteren Ende des Loches 70. Das Rohr 72 ist mit Stützklötzen 74 festgelegt, die eo ausgebildet sind, dass sie das Loch 70 im wesentlichen ausfüllen und das Rohr 72 festhalten. Die Klötze 74 bestehen vorzugeuieise aus Aluminium, das ein guter üJärmeleiter ist und einen höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten hat als der Kupferleiter 42, so dass die Klötze 74 fest an dem Leiter 42 angreifen und zwischen diesem und der durch das Rohr 72 strömenden Kühlflüssigkeit ein guter Uärmeübertragungsweg vorhanden ist.

In dieser Ausführungsform ist das Kühlflüssigkeitsrohr 56 direkt mit dem einen Ende des U-förmigen Kühlrohrs 72 verbunden, um diesem Kühlflüssigkeit zuzuführen oder sie von dem Kühlrohr 72 abzuführen. Der axiale Anschlußleiter 44 ist mit einem Anschlußteil 76 versBhen.der sich in dem dargestellten Ausführungsbeispiel rechtwinklig von dem axialen Anschlußleiter 44 weg erstreckt und direkt mit dem radialen Leiter 42 verbunden ist. Das andere Ende des Rohrs 72 ist über den Anschlußteil 76 mit dem axialen Kühlkanal des axialen Anschlußleitera 44 verbunden. Infolgedessen kann d as Kühlmittel in der einen oder anderen Richtung zwischen dem Rohr 72 und dem axialen Anschlußleiter 44 strömen. Daher wird der radiale Leiter 42 einwandfrei gekühlt und stellt das Kühlflüssigkeitsrohr 56 einen Teil des vorstehend beschriebenen Systems zum Umwälzen der Kühlflüssigkeit dar.

Das vorstehend beschriebene System ermöglicht somit eine einwandfreie Kühlung der elektrischen Zuleitung für eine flüssigkeitsgekühlte Laufer-

- 11 - wicklung

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wicklung, und zwar sowohl der axialen Anschlußleiter als auch dar radialen Leiter, welche die axialen Anschlußleiter mit dem auesen angeordneten Stromkreis verbinden. Es wurde ein Ausführungsbeiepiel dargestellt, in dem die Kühlflüssigkeit für die Läuferwicklung an ein und demselben Ende des Läufers in diesen eintritt und von ihm abgezogen ujird. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung auch auf Systeme anwendbar ist, in denen die Flüssigkeit am einen Ende des Läufers in diesen eintritt und am anderen Ende aus ihm austritt, sowie allgemein auf jedes andere Kühlsystem, das dem dargestellten allgemein ähnelt. Beispielsweise kann die Flüssigkeit in der einen oder anderen Richtung durch den axialen Anschlußleiter 44 und das Rohr 56 strömen, die Teile eines Kühlsystems jeder beliebigen Art bilden können.

- 12 - Patentansprüche

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Claims

WS12P-12B9

Patentansprüche

Dynamoelektrische Maschine mit einem Läufer, der eine Welle und einen mit der Welle einstückigen Läuferkörper sowie von diesem getragene Wicklungen mit Leitern aufweist, denen Kanäle zum Umwälzen einer Kühlflüssigkeit zugeordnet sind, dadurch g β k e η η zeichnet, dass die Läuferwelle uon einer ringförmigen Verteilerkammer für die Kühlflüssigkeit umgeben ist, dass eine Einrichtung zum Zuführen von Kühlflüssigkeit zu der Verteilerkammer vorgesehen ist, dass eine Einrichtung zum Umwälzen der Kühlflüssigkeit von der dem Läuferkörper zugekehrten Seite der Verteilerkammer durch die Kanäle der Wicklungsleiter vorhanden ist, wobei die genannte Seite der Verteilerkammer den Wicklungen axial benachbart liegt, dass mit den Wicklungen ein axialer elektrischer Anschlußleiter verbunden ist, der eine langgestreckte Leiterstrecke besitzt, die mit einem Kanal für das Umwälzen von Flüssigkeit versehen ist, dass sich der axiale AnschluOleiter in der Längsrichtung der Läuferwelle von der Wicklung zu der anderen Seite der Verteilerkammer erstreckt, dass die Welle auf der genannten anderen Seite der Kammer mit einer Anschlußeinrichtung zum elektrischen Verbinden des axialen Anschlußleiters mit einem aussen angeordneten Stromkreis versehen ist, dass ein Kühlflüssigkeitsrohr vorgesehen ist, das sich allgemein parallel zu dem axialen Anschlußleiter erstreckt und mit ihm an ihrem der Anschlußeinrichtung benachbarten Ende derart verbunden ist, dass Flüssigkeit aus dem Kühlflüssigkeitsrohr in den Kanal des axialen Anschlußleiters eintreten kann, dass sich das Kühlflüssigkeitsrohr längs der Läuferwelle an der Verteilerkammer vorbei erstreckt und dass auf der erstgenannten Seite der Verteilerkammer eine isolierende Verbindung zur Abgabe von Flüssigkeit in das Kühlflüssigkeitsrohr vorgesehen ist.

- 13 -

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2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Anschlußleiter und das Kühlflüssigkeitsrohr in parallelen Nuten der Läuferuelle angeordnet sind und sich in der Längsrichtung unter der Verteilerkammer erstrecken.
3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass an der Welle an einander diametral gegenüberliegenden Stellen zwei axiale Anschlußleiter und je ein ihnen zugeordnetes Kühlflüseigkeitsrohr angeordnet sind.
Maschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlußeinrichtung einen radialen Leiter aufweist, der die Welle radial durchsetzt, ferner eine Einrichtung zum Verbinden des axialen Anschlußleiters mit dem radialen Leiter am Umfang der Welle, sowie einen Leiter, der elektrisch mit dem radialen Leiter verbunden ist und sich in einer zentralen Bohrung der Welle in der Längsrichtung erstreckt.
Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , dass der axiale Anachlußleiter im Bereich des radialen Leiters endet, dass dieser und der axiale AnschluQleiter auf entgegengesetzten Seiten des Kühlflüssigkeitsrohres angeordnet sind, dass mit dem radialen Leiter und dem axialen Anschlußlsiter ein Verbinder verbunden und dass eine Einrichtung zum Festlegen des Kühlflüseigkeitsrohres vorgesehen ist.
6. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , dass eine Einrichtung zum Umwälzen einer Flüssigkeit vorges ehen ist, die von dem Kühlflüssigkeitsrohr in Wärmeaustauschbeziehung mit dem radialen Leiter geführt ist.

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7. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , dass der radiale Leiter hohl und von dem Kühlflüssigksitsrohr durchsetzt ist und eine Einrichtung vorgesehen ist, die das Rohr in guter lilärmeauetauschbeziehung mit dem radialen Leiter in diesem festlegt.
8. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der sich in der zentralen Bohrung der Welle erstreckende Leiter mit der Einrichtung zum Zuführen von Kühlflüssigkeit zu der Verteilerkammer in tiiärmeauetauschbeziehung steht.

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