DE2724250A1

DE2724250A1 - Dynamoelektrische maschine mit fuehrungsschaufelanordnung fuer rueckwaertskuehlstroemung

Info

Publication number: DE2724250A1
Application number: DE19772724250
Authority: DE
Inventors: James Brownlee Archibald; Anthony Francis Armor; William Lee Darby
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1976-06-01
Filing date: 1977-05-28
Publication date: 1977-12-15
Also published as: IT1084047B; FR2353984B1; IN147976B; DE2724250C2; US4039872A; FR2353984A1; JPS52155303A; CH617545A5

Description

Dynamoelektrische Maschine mit Führungsschaufelanordnung für Rückwärtskühlströmung

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine mit Rückwärtsströmung gekühlte dynamoelektrische Maschine und insbesondere auf eine Befestigungsanordnung füreine Führungsschaufel, wie sie in einer dynamoelektrischen Maschine mit Rückwärtskühlströmung verwendet ist.

Große dynamoelektrische Maschinen, wie beispielsweise Turbinengeneratoren, werden von unter Druck stehenden!'Kühlgas, wie beispielsweise Wasserstoff, durchströmt, das durch einen auf dem Rotor befestigten Lüfter durch die Maschine gepumpt wird. Das Kühlgas wird durch den Lüfter durch Kühlkanäle in einem lameliierten bzw. geblechten Statorkern hindurch und in einen Gas-

709850/0968

spalt gepumpt, der durch das Innere des Statorkerns und die Rotoroberfläche gebildet wird. Das Kühlgas wird von dem Rotor an seiner äußeren Oberfläche aufgenommen, wie es in der US-PS 3 3Ί8 081 beschrieben ist, und durch Kühlkanäle hindurch gepumpt, die durch Feldspulen in dem Rotor gebildet sind. Ein derartiger Aufbau ist in der US-PS 2 986 664 beschrieben.

Ein besonderes Kühlsystem, das in dynamoelektrischen Maschinen verwendet wird, ist als Rückwärtsströmungs-Kühlung bekannt, die beispielsweise in der US-PS 3 739 208 beschrieben ist. Danach wird in einem Rückwärtsströmungs-Kühlaystem Kühlgas von dem Ende des Gasspaltes in den Lüfter gezogen und durch den Lüfter zu einem Gaskühler gepumpt, der üblicherweise im oberen Abschnitt der Maschine angeordnet ist. Von dem Gaskühler wird die Strömung des Kühlgases geteilt, wobei ein Teil in das Innere von einem Endabschnitt des Rotors geleitet und der Rest in Kühlkanäle geleitet wird, die in den Blechen des Statorkernes angeordnet sind.

Im Betrieb erzeugen diese großen Turbinengeneratoren leicht relativ große Streuflüsse in den Endbereichen. Dieser Streufluß wird sowohl von dem Rotor als auch den Wickelköpfen der Ankerstäbe im Stator erzeugt und weist axiale Komponenten auf, die in die Endabschnitte der Maschine einzudringen versuchen und eine unerwünschte Wirbelstromerwärmung bewirken. In mit Rückwärtsströmung gekühlten Turbinengeneratoren hat das vom Ende des Spaltes in den Lüfter gezogene Kühlgas häufig eine Drehgeschwindigkeits-Komponente, die dem Kühlgas durch die Rotation des Rotors gegeben ist. Es sind zahlreiche Führungsschaufeln, die unmittelbar stromaufwärts von dem Lüfter angeordnet sind, geschaffen worden, die es ermöglichen, daß der Lüfter diese Drehkomponente der Kühlgasgeschwindigkeit in einen ausnutzbaren statischen Druck dreht,

wodurch die Leistungsfähigkeit des Lüfters verstärkt wird'. Der durch die Maschine erzeugte Streufluß neigt jedoch dazu, eine Wirbelstromerwärmung in allen magnetisch empfindlichen metallischen Komponenten zu induzieren, die in den Führungsschaufeln und irgendeiner Befestigungsanordnung dafür verwendet werden. Diese induzierte Erwärmung in den Führungsschaufeln und ihren Befesti-

709850/0968

gungsanordnungen beeinflußt in nachteiliger Weise das Kühlsystem der dynamoelektrischen Maschine und senkt dadurch die Ausgangsleistung der Maschine.

Die mit Rückwärtsströmung gekühlte dynamoelektrische Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung ist mit Führungsschaufeln und einer Befestigungsanordnung dafür versehen, die aus elektrisch nicht-leitenden Materialien gebildet sind, die keiner induzierten Erwärmung ausgesetzt sind. Führungsschaufeln und die Befestigungseinrichtung dafür, wie sie^dynamoelektrischen Maschinen verwendet werden, müssen jedoch in der Lage sein, wesentlichen Belastungen von den Fluiddruckkräften, die bei der Strömung des Kühlgases über die Schaufeln auftreten, und von der Vibration beim normalen Maschinenbetrieb standzuhalten. Obwohl sie elektrisch nichtleitend sind, haben die Führungsschaufeln und die Befestigungseinrichtung, die in der dynamoelektrischen Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden, die entsprechende Festigkeit, um der Schwincungs- und Fluiddruckbelastung im Betrieb der Maschine standzuhalten. Darüber hinaus zeichnen sich die Führungsschaufeln und die Befestigungseinrichtung, die in der dynamoelektrischen Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden, durch eine einfache Montage und Wartung und durch das Fehlen einer signifikanten Entspannung bzw. Relaxation und einer Abmessungsinstabilität der Teile aus.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine mit Rückwärtsströmung gekühlte Dynamoelektrische Maschine mit einer verbesserten Führungsschaufelanordnung zu schaffen, die keiner Erwärmung durch Streufluß ausgesetzt ist, der in den Endbereichen der Maschine erzeugt wird. Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine mit Rückwärtsströmung gekühlte dynamoelektrische Maschine mit einer verbesserten Führungsschaufelanordnung zu schaffen, die eineentsprechende Festigkeit aufweisen, um Vibrations- und Fluiddruckkräften zu widerstehen, die beim Betrieb der Maschine auf die Anordnung einwirken.

709850/0968

272A250

Erfindungsgemäß wird eine verbesserte Führungsschaufelanordnung geschaffen, die eine Reihe von Führungsschaufeln, Mittel zum Befestigen und Anordnen der Führungsschaufeln und Mittel umfaßt, um die Kühlgasströmung vom Lüfter zum Kühler zu leiten. An dem Maschinenstator ist ein Lüfterdüsenring befestigt. An dem Lüfter düsenring wiederum ist ein äußerer Schaufelstützring befestigt. Ein innerer Schaufelstützring ist mit radialem Abstand innen von dem äußeren Stützring angeordnet. Durch die Stützringe werden zahlreiche Führungsschaufeln in ihrer Lage gehalten. Ein ringförmiges Reibband ist neben dem äußeren Stützring angeordnet und an dem Lüfterdüsenring befestigt. Das Reibband ist ein Ringteil, das zusammen mit den Spitzen der Lüfterblätter eine Dichtung bildet. Ein Strömungsführungsring ist neben dem Reibband des Lüfters angeordnet und hat die Wirkung, die Strömung des Kühlgases glatt von dem Lüfter in Richtung auf den Kühler zu leiten. Die Führungsschaufeln und die Befstigungsanordnung dafür sind aus elektrisch nicht-leitenden und unmagnetischen Materialien hergestellt, um eine Erwärmung der Anordnung aufgrund von Streufluß am Ende der dynamoelektrischen Maschine zu verhindern. Die äußeren Schaufelstützringe und die Reibbänder sind mit Hülsen aus rostfreiem Stahl versehen, die auf dem Umfang im Abstand angeordnet sind. Diese Hülsen nehmen Bolzen aus rostfreiem Stahl auf und verhindern irgendwelche Probleme, die aus einer direkten Bolzenverbindung von nicht-metallischen Materialien resultieren. Es können ein oder mehrere Sätze von Lüfterblättern und zugehörigen Führungsschaufelanordnungen vorgesehen sein, um Kühlgas in den dynamoelektrischen Maschinen gemäß der Erfindung umzuwälzen. Durch den oben angegebenen Aufbau sind die Führungsschäufein und die Befestigungsanordnung genügend fest, um Vibrations- und Fluiddruckkräften zu widerstehen, die während des normalen Betriebes der dynamoelektrischen Maschine auf sie einwirken.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

709850/0968

Figur 1 ist eine teilweise im Schnitt dargestellte Ansicht von einem Ende einer mit Rückwärtsströmung gekühlten dynamoelektrischen Maschine gemäß der Erfindung, in der eine verbesserte Führungsschaufel- und Befestigungsanordnung mit einem Lüfter und einer Führungsschaufelanordnung verwendet ist.

Figur la ist eine vergrößerte Ansicht von einem Teil in Figur 1. Figur 2 ist eine Ansicht entlang der Linie 2 - 2 in Figur la. Figur 3 ist eine Teilansicht entlang der Linie 3 - 3 in Figur la.

Figur 4 ist eine Ansicht von einem vergrößerten Teil in Figur 1 und zeigt Einzelheiten der Befestigung des Strömungsfuhrungsringes an dem Reibband.

Figur 5 ist eine teilweise abgeschnittene Draufsicht der in Figur gezeigten Struktur.

Figur 6 ist eine vergrößerte Ansicht von einem Teil eines Generators und entspricht Figur la, stellt aber ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar, das zahlreiche Lüfter- und Führungsschaufelanordnungen verwendet.

Figur 1 zeigt einen Endabschnitt von einer mit Rückwärtsströmung gekühlten dynamoelektrischen Maschine mit einem Stator, der einen Kern 1 mit zahlreichen Lamellen bzw. Blechen aufweist, die in durch Kühlgaskanäle 8 getrennten Paketen 5 angeordnet sind. Das entgegengesetzte Ende der dynamoelektrischen Maschine ist im wesentlichen identisch und braucht deshalb hier nicht näher erläutert zu werden. In dem Statorkern 1 ist ein Rotor 10 angeordnet, der einen Haupt- bzw. Ballenabschnitt 12 und einen Wickelkopfbereich 14 aufweist. Die Generatorfeldwicklung ist in dem Rotor angeordnet und kann direkt gekühlt werden durch Gas, das von dem Rotor aus dem Spalt 17 aufgenommen und durch die Kühlkanäle hindurch gepumpt wird, die in den Wicklungen maschinell

709850/0968

ausgebildet sind und in Löchern 20 in der Außenfläche des Rotors enden. Die Einzelheiten der Kühlkanäle der Feldwicklung sind in der US-PS 2 986 664 näher beschrieben. Der Haltering 23 ist auf das Ende des Rotors aufgeschrumpft, um die Wickelköpfe der Feldspulen einzuschließen.

Ein Lüfter 30 ist auf einem Lüfterstütztring 31 befestigt, der am Ende des Rotors befestigt ist und Kühlgas in Richtung der Pfeile 32 vom Spalt 17 zu den Kühlern, die im oberen Abschnitt der Maschine angeordnet sind, über einen geeigneten Kanal 3Ί und

pumpt _Λ
dann durch Kühlkanäle 8 im Kern I¹. Weiterhin wird Gas von den Kühlern zu einem geeigneten Kanal 35 geleitet, wie es durch die Pfeile 36 angegeben ist. Dieses Gas tritt in das Rotorende über einen Kanal 38 unter deni Lüfterring ein. Ein Teil dieses Gases tritt dann in den Spalt 17 ein. Im Betrieb strömt Gas, das durch den Lüfter 30 aus dem Spalt I7 abgezogen ist, über den Haltering 23, der der axialen Hauptströmung eine Drehgeschwindigkeitskomponente erteilt. Es sind Führungsschaufeln, von der eine bei gezeigt ist, verwendet, um zu ermöglichen,daß der Lüfter diese Drehgeschwindigkeitskomponente in einen ausnutzbaren statischen Druck dreht, wodurch die Leistungsfähigkeit des Lüfters 30 und des gesamten Kühlsystems der Maschine verbessert wird. Diese Führungsschaufeln werden auch dazu verwendet, die Strömung unter einem-gleichförmigen Winkel auf die Lüfterschaufeln zu richten. In der Vergangenheit sind metallische Führungsschaufelanordnungen verwendet worden. Der in den Endbereichen des Stators und der Rotors erzeugte Streufluß kann jedoch die Zirkulation von Wirbelströmen in irgendwelchen metallischen Teilen bewirken, die in den Enden der Maschine angeordnet sind. Diese zirkulierenden Wirbelströme bewirken eine wesentliche Erwärmung in den Endbereichen der Maschine, wodurch das Kühlsystem nachteilig beeinflußt und die Gesamtleistung der Maschine gesenkt wird.

Um die in den Endbereichen der dynamoelektrischen Maschine hervorgerufene Erwärmung auf ein Minimum zu reduzieren, sind erfindungsgemäß nicht-metallische, unmagnetische zusammengesetzte Führungsschaufeln und eine zusammengesetzte Befestigungsanordnung

709850/0968

ΊΟ

dafür vorgesehen, wie sie in den Figuren 1, la, 2 und 3 gezeigt sind. Die in der dynamoelektrischen Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete Führungsschaufel-Befestigungsanordnung umfaßt einen im allgemeinen ringförmigen Lüfterdüsenring 40, der durch irgendwelche geeigneten Befestigungselemente, wie beispielsweise Bolzen in metallischen Hülen bzw. Buchsen, von denen ein Satz bei 45 gezeigt ist, an einem Teil 43 befestigt ist. Das Teil 43 bildet eine Wand des Kanales 34. Eine gegenüberliegende Wand des Kanales 34 ist durch ein Teil 4 8 gebildet. Der Lüfterdüsenring 40 weist radial innere und äußere Flansche 51 bzw. 54 auf. Um jede in diesem Bereich der dynamoelektrischen Maschine entwickelte Erwärmung zu eliminieren, ist der Lüfterdüsenring aus einem elektrisch nicht-leitenden Material hergestellt, wie beispielsweise einem Glasfibermaterial.

Ein äußerer Führungsschaufelstützring 62 ist neben dem inneren Flansch 51 angeordnet und weist eine schwalbenschwanzförmige Vertiefung 65 auf, die einen passenden, schwalbenechwanzförmigen äußeren Endabschnitt 67 der Führungsschaufel 37 aufnimmt. Um irgendeine Erwärmung dieses Stützringes zu vermeiden und trotzdem für eine hohe Festigkeit der Schaufel 37 zu sorgen, ist der äußere Stützring 32 aus elektrisch nicht-leitenden, Harz- imprägnierten Glasfibern gebildet, und zwar nach einem von vielen bekannten Verfahren.

Der innere Führungsschaufel-Stützring 70, der mit radialem Abstand außen von dem Lüfterstützring 31 angeordnet ist, hält die Führungsschaufeln 37 ausgerichtet, wobei die strukturelle Integrität der Führungsschaufelanordnung sichergestellt wird, und er weist eine schwalbenschwanzförmige Vertiefung 76 auf, die die radial inneren schwalbenschwanzförmigen Endabschnitte, von denen einer bei 78 gezeigt ist, der Führungsschaufeln 37 auf um jede Erwärmung aufgrund des Streuflusses in dem inneren Stützring 70 zu vermeiden, kann dieser Ring beispielsweise aus Glasfibermaterial gebildet sein. Für eine zusätzliche Festigkeit sind die Führungsschaufeln 37 mit den Stützringen an deren schwalbenschwanzförmigen Vertiefungen durch einen geeigneten Zement verbunden. Ein der-

709850/0968

272A250

-Sf-

artiger Zement kann ein wärmehärtbares Harz sein, das bei einer Temperatur oberhalb der Maschinenbetriebstemperatur ausgehärtet ist, wodurch eine gute Anhaftung unter Betriebsbedingungen sichergestellt ist.

Im Betrieb der dynamoelektrischen Maschine wird ein Teil des Kühlgases aus dem Spalt 17 abgezogen, strömt über den Haltering 23 und tritt über die Führungsschaufeln 37 in den Lüfter 30 ein. Ein Teil des Kühlgases kommt auch von der Rückseite des Kernes. Der rotierende Haltering 23 erteilt einem Teil des in den Lüfter gezogenen Gases eine Drehgeschwindigkeitskomponente. Um den Kühlgasstrom in den Lüfter in einen richtigen Winkel vom Fußpunkt bis zur Spitze zu drehen, haben die Führungsschaufeln 37, wie es am besten aus Figur 2 ersichtlich ist, vorzugsweise einen nicht-konstanten stromlinienförmigen Abschnitt 80 vom Fußpunkt bis zur Spitze. Diese Schaufeln, die sich auf 100 oder mehr belaufen, können beispielsweise aus einem elektrisch nicht-leitenden Material ausgeformt sein, beispielsweise aus Diälylphthalatharz, das mit zerhacktem Glas verstärkt ist. Die Führungsschaufeln 37 ermöglichen, daß der Lüfter einen brauchbareren statischen Druck entwickelt, während gleichzeitig der Lüfterwirkungsgrad verbessert wird.

Um eine Dichtung mit den. Lüfterblättern 30 zu bilden, ist neben dem äußeren Schaufelstützring 62 ein Lüfterreibband 82 angeordnet. Das Lüfterreibband 82 hat eine Ringform und kann in dem gleichen Vorgang gebildet werden, bei dem der äußere Schaufelstützring 62 gebildet wird, oder das Lüfterreibband kann getrennt hergestellt werden. Das Lüfterreibband 82 kann aus den gleichen elektrisch nicht-leitenden Fäden bzw, Fasern hergestellt werden, wie der äußere Lüfterstützring 62, wodurch eine Erwärmung in dem Reibband vermieden wird. In dem Reibband sind nach dessen Fertigung Riffelungen 83 maschinell hergestellt, die eine Dichtung mit den äußeren Kanten der Lüfterblätter 30 bilden.

Um den äußeren Schaufelstützring 62 und das Reibband 82 auf dem Lüfterdüsenring 40 anzubringen, ist der innere Flansch 51 des

709850/0968

Lüfterdüsenringes 40 durchbohrt und an zahlreichen in Umfangsrichtung beabstandeten Stellen geschlitzt, und in diese Bohrungen und Schlitze sind passende metallische Gewindebuchsen, von denen eine bei 84 gezeigt ist, eingebaut, wobei ein geeigneter Zement verwendet ist. Der äußere Schaufelstützring 62 und das Lüfterreibband 82 sind an mit den Bohrungen im Innenflansch 51 fluchtenden Stellen durchbohrt und darin sind metallische Buchsen 86 durch einen Zement befestigt, um geeignete Befestigungsglieder aufzunehmen, wie beispielsweise Bolzen, von denen einer bei 85 gezeigt ist, die diese Abschnitte der PührungsSchaufelanordnung zusammenhalten. Die Durchführungsen 84, Bolzen 85 und Buchsen 86 sind vorzugsweise aus einem nicht-magnetischen Material gebildet, wie beispielsweise nicht-magnetischem rostfreiem Stahl und Chrom-Kupfer. Sowohl die Durchführungen als auch die Buchsen sind mit einem geeigneten Zement befestigt. Ein derartiger Zement kann ein wärmehärtbares Harz sein, das bei einer Temperatur oberhalb der Betriebstemperatur des Generators ausgehärtet ist. Um den äußeren Schaufelring 62 und das Lüfterreibband 82 mit dem Innenflansch 51 des Lüfterdüsenringes 40 in einer fluchtenden Ausrichtung zu halten, können in diesen Teilen zusätzliche Bohrungen zur Aufnahme von unmagnetischen Haltezapfen vorgesehen sein.

Die Verwendung metallischer, nicht-magnetischer Durchführungen, Bolzen und Buchsen, wie sie hier beschrieben ist, stellt ein wichtiges Merkmal der Erfindung dar. Aus der Vermeidung von magnetisch empfindlichen Materialien in dem Aufbau der Führungsschaufelanordnung wird ein großer Vorteil gezogen. Die Verwendung von beispielsweise ausgeformten oder verlegten Glasfiberteilen sorgt für eine nicht-magnetisehe Struktur, die genauso effektivliie eine metallische magnetische Struktur arbeitet, und eliminiert eine Erwärmung aufgrund von Wirbelströmen. Jedoch muß die nicht-metallische Struktur eine ausreichende mechanische Festigkeit und Stabilität haben, um in der Umgebung eines von einer Turbine angetriebenen Generators zu arbeiten. Eine zu vermeidende Gefahr ist die Möglichkeit der Entspannung bzw. "Relaxation" der Abmessungsstabilität der nicht-metallischen verwendeten Materialien, so daß nach einer Belastung der Verbindungsteile, wie

709850/0968

- ye -

beispielsweise Bolzen, das nicht-metallische Material sich entgegen der Druckbeanspruchung "entspannen" könnte und nicht mehr fest verbunden ist. Gerade um diese Gefahr zu vermeiden, sind die Bolzen 85 mit Chrom-Kupferdurchführungen und Buchsen aus rostfreiem Stahl verbunden, so daß die Verbindungsbelastung überall von Metall zu Metall geht und dadurch jede mögliche "Entspannung" und der damit verbundene Verlust an mechanischer Integrität vermieden wird.

Für eine leichte Montage und Wartung kann der äußere Schaufelstützring 62 und das Reibband 82 in zahlreiche Bogensegmente geschnitten sein, die im zusammengesetzten Zustand diese Teile bilden. Die leichte Herausnehmbarkeit des Reibbandes aus der Lüfterdüse gestattet eine radiale Herausnahme der schwalbenschwanzförmigen Lüfterblätter, wobei das Reibband eine ausreichende radiale Tiefe einnimmt, um die Lüfterblätter aus dem Schwalbenschwanz in dem Lüfterring herauszuheben.

Um für einen glatten Übergang der Strömung des Kühlgases vom Lüfter 30 zum oberen Abschnitt des Kühlkanales 3** zu sorgen, ist ein Strömungsführungsring 95 am oberen Ende des Reibbandes 82 vorgesehen und an diesem Teil befestigt und an dem äußeren Plansch 5¹J des Lüfterdüsenringes 40 durch Bolzen in metallischen Buchsen 15 angebracht. Um jede Erwärmung darin zu vermeiden, ist der Strömungsführungsring 95 aus einem elektrisch nicht-leitenden Material hergestellt, wie z. B. einem ausgeformten Glasfibermaterial. Für eine leichte Montage und Wartung kann er in zwei getrennte Bogenteile unterteilt sein, die im zusammengesetzten Zustand den Ring bilden. Wenn zahlreiche Lüfterabschnitte verwendet werden, denen jeweils ihr eigenes Reibband zugeordnet ist, ist der Strömungsführungsring 95 an dem äußeren oder stromabwärtigen Reibband befestigt.

Die Figuren k und 5 zeigen die Art und Weise, in der der Strömungsführungsring 95 an dem Reibband 82 befestigt ist. Der Strömungsführungsring 95 und das Reibband 82 sind an zahlreichen, in

709850/0968

Umfangsrichtung beanstandeten Stellen durchbohrt,um im zusammengesetzten Zustand zahlreiche gebohrte U-förmige Kanäle und Löcher zu bilden, von denen eines bei 100 gezeigt ist. Dann werden elektrisch nicht-leitende Bänder 105 aus gewebtem Material, wie beispielsweise Glasgewebe, um den Strömungsführungsring 95 und das Reibband 82 innerhalb der Kanäle 100 herumgewickelt, wobei diese Teile zusammengedrückt werden. Der Strömungsführungsring 95 ist weiterhin mit zahlreichen Querkanälen versehen, von denen einer bei 110 gezeigt ist, die einen rechtwinkligen Querschnitt haben und in der Stirnfläche des Führungsringes ausgebildet sind, die an dem Reibband anliegt. Elektrisch nicht-leitende Bänder 115 aus Gewebematerial sind um die Bonder 105 innerhalb des Kanales 110 herumgewickelt, um die Bänder 105 unter Zugspannung zu setzen, wodurch der Strömungsführungsring 95 in einen noch festeren Eingriff mit dem Lüfterreibband 82 gedrückt wird. Diese Form des Wickeins und Verspannens ("wrap and frap") ist in der US-PS 3 **37 859 beschrieben. Die Bänder 105 werden als die Wickelbänder bezeichnet, während die Bänder 115 als Zugbänder bezeichnet sind. Beide Bänder können mit einem aushärtbaren Harz getränkt sein, das im ausgehärteten Zustand eine sehr feste Verbindung zwischen diesen zwei Teilen im Hinblick auf eine mögliche große Strömungsdr uckb el as tung aufgrund des aus dem Lüfter 30 austretenden Gases und der Strömung entlang der Strömungsführung und der Schwingungskräfte sicherstellt, die aus dem normalen Betrieb der Maschine resultieren.

Somit wird also deutlich, daß die mit Rückwärtsströmung gekühlte dynamoelektrische Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung Führungsschaufeln und eine Führungsschaufel-Befestigungsanordnung für jede Lüfterstufe aufweist, die die Möglichkeit des Auftretens darin induzierter Wärme eliminiert. Diese Befestigungsanordnung ist beständig gegenüber einer Erweichung oder Beschädigung durch Schwingungs- oder Strömungsdruckkräfte, die auf sie einwirken. Die Verbindung der Führungsschaufeln 37 innerhalb der schwalbenschwanz förmigeη Vertiefungen der inneren und äußeren Stützringe und 62 sorgt für eine hohe Festigkeit aufweisende Verbindung dieser

709850/0968

Teile. Die zahlreichen Bolzen, Durchführungen, Buchsen und Befestigungszapfen, die zum Haltern des äußeren Stützringes und des Reibbandes an dem Lüfterdüsenring vorgesehen sind, sorgen für eine hohe Festigkeit und eine Aufrechterhaltung der Ausrichtung mit diesem Teil der Anordnung. Die Buchsen in dem äußeren Schaufelstützring und Reibband bewirken keine nachteiligen Wirkungen aufgrund von Materialentspannung, wenn die Teile durch Bolzen miteinander verbunden sind. Die Wickel- und Spanntechnik, mit der der Strömungsführungsring 95 an dem Reibband 82 befestigt ist, gewährleistet die Festigkeit dieser Verbindung. Die Führungsschaufeln und die Befestigungsanordnung für diese können leicht montiert und gewartet werden aufgrund des segmentiorten Aufbaues der verschiedenen Ringteile, die in der Befestigungsanordnung verwendet werden. Sie sorgen auch für eine Montage und Demontage der schwalbenschwanzförmigen Lüfterblätter.

Die Erfindung wurde zwar in Verbindung mit einer einstufigen Führungsschaufelanordnung und einem entsprechenden Lüfter beschrieben, es ist aber ersichtlich, daß diese Anordnung auch in Verbindung mit einem vielstufigen Lüfter verwendet werden kann, indem einfach die Stützringe und das Lüfterreibband entsprechend dupliziert un(J diese Teile axial fluchtend unmittelbar stromaufwärts von jeder folgenden Lüfterstufe angeordnet werden. Ein derartiges Ausführungsbeispiel ist in Figur 6 gezeigt, in der gleiche Bezugszahlen zur Bezeichnung von gleichen Teilen verwendet sind, die auch in den Figuren 1 und la dargestellt sind.

709850/0968

Claims

Ansprüche

!.^Dynamoelektrische Maschine mit Rückwärtskühlströmung, die einen Stator, der einen Kern mit darin angeordneten axial beabstandeten radialen Kühlkanälen aufweist, und einen Rotor umfaßt, der in dem Stator angeordnet ist und mit diesem einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Gasspalt bildet, gekennzeichnet durch eine Lüfter- und Führungsschaufelanordnung mit wenigstens einem Lüfter (30), der zahlreiche radiale Lüfterblätter aufweist, die an dem Rotor (10) befestigt sind und Kühlgas von dem Gasspalt (17) axial nach außen zu einer Kühleinrichtung und von dort zum Stator (1) und zum Gasspalt (17) leiten, und mit wenigstens einer Führungsschaufelanordnung, die innen von dem Lüfter (30) und stromaufwärts davon angeordnet ist zum Leiten von Kühlgas in Richtung auf den Lüfter mit optimaler Wirksamkeit, wobei diese Führungsschaufelanordnung umfaßt: einen äußeren Führungsschaufel-Stützring (62), der an dem Stator (1) abnehmbar befestigt ist, zahlreiche mit einem stromlinienförmigen Abschnitt versehene Führungsschaufeln (37), die von dem äußeren Führungsschaufel-Stützring (62) nach innen hängen,

einet» inneren Führungsschaufel-Stützring (70), der an den nach innen herabhängenden Enden der Führungsschaufel (37) befestigt ist,

wenigstens einem abnehmbaren ringförmigen Lüfterreibring (82), der an dem das Äußere Jedes Lüfters (30) umgebenden-Stator befestigt ist und sehr nahe daran angeordnet ist derart, daß die Gasströmungsleckage zwischen dem Lüfter und dem Reibring auf ein Minimum reduzierbar ist, wobei die Führungsschaufelanordnung aus einem nicht-magnetischen Material hergestellt ist, das keine elektrischen Ströme leitet, un einen Teil des Rotors umgibt,

709350/0988

2774250

und mit einem Strömungsführungsring (95), der an dem Stator stromabwärts von dem auf dem Rotor befestigten Lüfter befestigt ist und einen Teil von einem strömungsgünstigen Kanal (3Ό bildet, der für eine glatte, kontinuierliche Gasströmung stromabwärts von der Führungsschaufel und dem Lüfter sorgt.
2. Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschaufelanordnung und der Reibring für eine einfache Montage und Demontage aus zahlreichen Bogenabschnitten aufgebaut sind.
3. Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Führungsschaufelanordnung und der Reibring an dem Strömungsführungsring (95) durch zahlreiche metallische, nicht-magnetische Befestigungselemente befestigt sind, die metallische nicht-magnetische Einsätze miteinander verbinden, die mit in den entsprechenden Teilen ausgebildeten Öffnungen verbunden sind derart, daß nur eine Metall/Metall-Zugbeanspruchung gebildet ist und irgendwelche Entspannungseffekte in den nicht-metallischen Teilen vermieden ist.
H. Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ferner ein Gebläsedüsenring (40) an dem Stator befestigt ist, der Reibring (82) in Umfangsrichtung jede der Lüfterstufen umgibt und mit dieser eine minimale Gasleckage an der Lüfterstufe bildet, Mittel zum Befestigen des Reibbandes (82) und der Führungsschaufelanordnung an dem radial inneren Abschnitt des Lüfterdüsenringes (¹IO) vorgesehen sind und der Lüfterdüsenring und die Führungsschaufelanordnung aus einem nicht-metallischen, nichtmagnetischen Material gebildet sind, das keinen elektrischen Strom zu führen vermag.
5. Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 't, dadurch gekennzeichnet , daß die den Reibring (82) und

709850/0968

2774250

die Führungsschaufelanordnung befestigenden Mittel zahlreiche metallische^ nicht-magnetische Bolzen (85) umfassen, die durch diese hindurchführen und metallische, nicht-magnetische Einsätze (86) und Durchführungen (8U) miteinander verbinden, die mit in den nicht-metallischen Teilen ausgebildeten öffnungen verbunden sind zur Ausbildung einer vollständigen Metall/Metall-Befestigung.
6. Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die metallischen Befestigungsmittel aus rostfreiem Stahl oder Chrom-Kupfer gebildet sind.
7. Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Lüfter- und Führungsschaufelanordnung eine einzelne Lüfterstufe und eine einzelne Führungsschaufelanordnung umfaßt.
8. Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Lüfter- und Führungsringanordnung zahlreiche Lüfterstufen und eine gleiche Anzahl von Führungsschaufelanordnungen umfaßt.