DE2806009A1 - Strahlungszylinder einer elektrischen maschine mit supraleitender erregerwicklung, verfahren zu dessen herstellung und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Strahlungszylinder einer elektrischen maschine mit supraleitender erregerwicklung, verfahren zu dessen herstellung und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

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Description

BBC Baden 10/78
Strahlungszylinder einer elektrischen Maschine mit supraleitender Erregerwicklung, Verfahren zu dessen Herstellung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Im Art. "Turbogeneratoren mit supraleitender Erregerwicklung" in Bull. SEV 64 (1973) 17, 18. August, Seite 1040-1050, ist auf Seite 1043 in Fig. 3 ein Längsschnitt eines Turbogenerators mit supraleitender Erregerwicklung dargestellt. Die Erregerwicklung wird durch das flüssige Helium gekühlt. Dei? die Wicklung tragende kalte Rotorkörper ist innerhalb eines äusseren, warmen Zylinders angeordnet und im Zwischenraum wird ein hohes Vakuum erzeugt. Die Befestigung des inneren Rotorkörpers und die Uebertragung des Drehmomentes an die Wellenenden, die sich an Raumtemperatur befinden, erfolgt über dünne Uebergangsstücke, die zusätzlich mit Helium abgekühlt werden. Im Vakuumzwischenraum befindet sich noch ein dünner Zylinder, sogenannter Strahlungszylinder, der als zusätzlicher elektrothermischer Schild die vom Aussenzylinder ausgestrahlte Wärme aufnimmt und den Rest der magnetischen Felder, die durch den äusseren Dämpferzylinder hindurchdringen auf ein für den Supraleiter erträglichen Betrag abdämpft. Die Herstellung eines solchen Strahlungszylinders ist ziemlich kompliziert weil es sich um grosse Abmessungen des StrahlungsZylinders handelt, dessen Länge z.B. 10 m beträgt .
Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Strahlungszylinder einer elektrischen Maschine mit supraleitender Erregerwicklung zu schaffen, der
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sehr genau rund ist, weil sonst während des Betriebes Störungen entstehen können. Die Aufgabe der Erfindung ist ebenfalls eine einfache Konstruktion der Kühlkanäle zu ermöglichen.
Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass der Strahlungszylinder während der Herstellung genau bearbeitet werden kann, womit seine richtigen Abmessungen gesichert werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Die Ausführungsfirm gemäss Anspruch 2 ermöglicht eine einfache und wirtschaftliche Herstellung der Kühlkanäle. Nach dem Anspruch 3 werden ringförmige Kanäle ausgeführt, die als Sammelkanäle dienen. NachAnspruch 4 sind die ringförmigen Kanäle teilweise in der äusseren Oberfläche des Innenzylinders und im entsprechenden Teil der inneren Oberfläche des Aussenzylinders ausgeführt, sodass man ausreichend grosse Querschnitte dieser Kanäle erreichen kann. Die nach Anspruch 5 ausgeführten Wülste können ringförmige Kanäle bilden, womit sie gleichzeitig als eine mechanische Verfestigung des Strahlungszylinders dienen. Diese können auch die ringförmigen Sammelkanäle ersetzen. Den Strahlungszylinder stellt man vorteilhaft nach Anspruch 7 so her, dass er im erwärmten Zustand auf einen Dorn aufgesteckt wird. Die danach folgende mechanische Bearbeitung sichert die richtigen Abmessungen des Innenzylinders und die Ansprüche 8-10 beschreiben eine einfache Weise, wie man in dem Stiahlungszylinder die axialen und die ringförmigen Kanäle ausführen kann. Gemäss Anspruch 12 wird der Aussenzylinder erwärmt und danach auf den Innenzylinder aufgeschoben. Die folgende Bearbeitung gibt dann dem Strahlungszylinder die Endform.
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Die Vorrichtung nach Anspruch l4 ermöglicht eine einfache Herstellungsweise auch bei sehr langen und dünnen Strahlungszylindern.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch einen zusammengesetzten und auf einen Dorn aufgeschobenen Strahlungszylinder.
Ein Innenzylinder 1 ist mit einem Aussenzylinder 2 verbunden. In den Verbindungsflächen dieser zwei Zylinder 1 und verlaufen axiale Kühlkanäle 3 und in Umfangsrichtung verlaufende, ringförmige Sammelkanäle 4. In der Mitte der Zeichnung ist ein Wulst 5 sichtbar, der einen ringförmigen Kanal 6 bildet. Ein Dorn 7 besteht aus mehreren Teilen und ist mit Verfestigungsscheiben 8 ver-steift, die mit dem Dorn mittels Schweissnähten 9 verbunden sind. Eine Trennlinie zwischen zwei Teilen des Dornes 7 ist mit der Zahl 10 benannt.
Der Strahlungszylinder wird wie folgt hergestellt: Ein erwärmter, aus Blechen bestehender Innenzylinder 1 wird auf den Dorn 7 aufgesteckt. Der Dorn 7 besteht aus mehreren Teilen, so dass man das Verfahren auch für grosse Längen der Strahlungszylinder verwenden kann. Die äussere Oberfläche des Innenzylinders 1 wird nach dem Aufschrumpfen mechanisch bearbeitet, womit man richtige äussere Abmessungen erreicht. Danach werden die axial verlaufenden Kanäle 3 in der äusseren Oberfläche des Innenzylinders 1 ausgeführt. In der inneren Fläche des Aussenzylinders 2 werden die ringförmigen Kanäle 4 ausgeführt. Diese Herstellung ist verhältnismässig einfach, weil sich die ringförmigen Kanäle 4 nur in der Nähe der Enden des Strahlungszylinders befinden. Danach kann ein oder
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mehrere Wülste 5 hergestellt werden, die die ringförmigen Kanäle 6 bilden. Diese Kanäle 6 dienen.auch als thermische Ausgleichskanäle der axialen Kanäle 3. Der Aussenzylinder 2 wird ebenfalls erwärmt, wobei er einen grösseren Durchmesser erreicht. Danach wird er auf den Innenzylinder 1 aufgeschoben. Die axialen Kanäle 3 bilden mit den ringförmigen Kanälen 4 und den in den Wülsten 5 sich befindlichen Kanälen 6 ein Netz für das Kühlmedium. Während des Erkaltens des Strahlungszylinders 1, 2 wird derselbe weit über die Streckgrenze gedehnt und der Form des Domes 7 angepasst. Somit erreicht er eine ausreichend genaue runde Form. Mit dem Bearbeiten der auf den Dorn 7 aufgeschrumpften Zylinder 1 und 2 wird die Dickentoleranz der Bleche,aus welchen die Zylinder 1 und 2 bestehen, eliminiert.
BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie.
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Claims (14)

  1. BBC Aktiengesellschaft " PL/Fs
    Brown, Boveri & Cie.
    Baden (Schweiz)
    Patentansprüche
    ;' 1. Strahlungszylinder einer elektrischen Maschine mit supraleitender Erregerwicklung, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einem dünnwandigen Innenzylinder (1) und aus einem dünnwandigen Aussenzylinder (2) besteht, welche zusammengesetzt sind und dass zwischen dem Innenzylinder (1) und dem Aussenzylinder(2) Kühlkanäle (3) ausgeführt sind.
  2. 2. Strahlungszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (3) in der äusseren Oberfläche des Innenzylinders (1) ausgeführt sind.
  3. 3· Strahlungszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Innenzylinder (1) und dem Aussenzylinder (2) im wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufende Kanäle (4,6) ausgeführt sind.
  4. 4. Strahlungszylinder nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (4) in der äusseren Oberfläche des Innenzylinders (1) und im entsprechenden Teil der inneren Oberfläche des Aussenzylinders (2) ausgeführt sind.
  5. 5. Strahlungszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Aussenzylinder (2) Wülste (5) ausgeführt sind.
    ORIGINAL INSPECTED 90983 A /0071
    10/78 BBC Baden
    2806003
  6. 6. Strahlungszylinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , dass die Wülste (5) ringförmige Kanäle (6) bilden.
  7. 7. Verfahren zur Herstellung des Strahlungszylinders nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erwärmter, aus Blechen hergestellter Innenzylinder (1) auf einen Dorn (7) aufgesteckt wird und dass danach die aussere Oberfläche des Innenzylinders (1) nach dem Aufschrumpfen auf dem Dorn (7) bearbeitet wird.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass in der äusseren Oberfläche des Innenzylinders (1) Kühlkanäle (3) ausgeführt werden.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 73 dadurch gekennzeichnet, dass
    in der äusseren Oberfläche des Innenzylinders (1) im wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufende Kanäle (1I) ausgeführt werden.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der inneren Oberfläche des Aussenzylinders (2) im wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufende Kanäle (4) ausgeführt werden.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Wand des Aussenzylinders (2) Wülste (5) ausgeführt werden.
  12. 12. Verfahren nach Anspruch J3 dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenzylinder (2) erwärmt und danach auf den Innenzylinder (1) aufgeschoben wird.
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  13. 13· Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der auf dem Innenzylinder (1) aufgeschrumpfte Aussenzylinder (2) bearbeitet wird.
  14. 14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass sie einei zylindrischen Dorn (7) enthält, der. aus wenigstens zwei Teilen besteht.
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DE2806009A 1978-01-25 1978-02-14 Strahlungszylinder einer elektrischen Maschine mit supraleitender Erregerwicklung, Verfahren zu dessen Herstellung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Expired DE2806009C2 (de)

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Publikation der "The American Society of Mechanical Engineers" (ASME) No.77-WA/HT-36 mit dem Titel "A Helium Cooling System for Large Superconducting A.C. Generators" (Autoren: P.W. ECKELS, A.S. YING) - verteilt während "The Winter Annual Meeting" der "Heat Transfer DOLLAR *

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