DE580149C

DE580149C - Belueftungseinrichtung fuer elektrische Maschinen

Info

Publication number: DE580149C
Application number: DES92731D
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Priority date: 1928-12-07
Filing date: 1929-07-11
Publication date: 1933-07-06

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Belüftung elektrischer Maschinen, die mit einem oder mehreren zur Förderung des Kühlluftstromes dienenden Lüftern versehen ist.

Es bereitet bei schnell laufenden 'elektrischen Maschinen, insbesondere bei Turbogeneratoren, häufig Schwierigkeiten, noch einen genügenden Eintrittsquerschnitt für die Luft zwischen der seitlichen Lüfterwand und der Welle der Maschine zu erzielen, um die erforderliche Luftmenge für die Kühlung der Maschine dem Lüfter zuzuleiten. Insbesondere werden diese Schwierigkeiten dann groß, wenn außer dem Lüfter auch noch dem neben dem Lüfter angeordneten Lauf er der Maschine Kühlluft zugeführt werden soll, die durch den Lüfter hindurchtreten muß, ohne durch das Schaufelsystem zu fließen. Diese Schwierigkeiten lassen sich häufig nicht mehr dadurch beheben, daß man den Lüfterschaufeldurchmesser vergrößert, weil der Außendurchmesser des Lüfters durch die auftretenden Fliehkräfte und Rücksichten auf den Wirkungsgrad begrenzt ist.

Gemäß der Erfindung können nun die erwähnten Schwierigkeiten dadurch vermieden werden, daß der Lüfter mit einem die Lüfterschaufeln konzentrisch umgebenden Diffusor versehen ist, dessen Hohlschaufeln senkrecht zur Luftaustrittsrichtung" des Lüfters verlaufende Kühlkanäle bilden, durch die ein Luftstrom hindurchtreten kann. Die Verwendung eines derartigen Diffusors ermöglicht es, aus dem vor dem Lüfter liegenden Raum einen Luftstrom senkrecht zu der aus dem Lüfter ausströmenden Luft in den hinter dem Lüfter befindlichen Raum zu leiten. Dieser Luftstrom kann dann entweder dem Lüfter allein oder auch gleichzeitig dem Läufer der Maschine zugeleitet werden. Abgesehen davon, daß der Diffusor ein vorteilhaftes Luftleitungskanälsystem für die Maschine bildet, weist er noch den Vorteil auf, daß er den Wirkungsgrad des Lüfters wesentlich verbessert.

Es sei erwähnt, daß es an sich bereits bei einer mit einem Lüfter versehenen Wärmeaustauscheinrichtung bekannt geworden ist, die den Wärmeaustausch vermittelnden EIemente zu einem Diffusor zusammenzusetzen und konzentrisch um den Lüfter herum anzuordnen, der das wärmeaufnehmende oder wärmeabgebende Mittel durch den eigentlichen Wärmeaustauschapparat hindurchtreibt. Bei dieser Einrichtung sind die den Wärmeaustausch vermittelnden Elemente des Diffusors auch als Hohlschaufeln ausgebildet. Sie

dienen dazu, dem zu erwärmenden oder abzukühlenden fremden Mittel den Durchtritt durch den von dem Lüfter ausgeworfenen Gasstrom zu ermöglichen.
An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels sei im folgenden die Erfindung näher erläutert.

Abb. ι zeigt das perspektivische Bild der

Stirnseite eines Turbogenerators, dessen Endschild teilweise entfernt ist.

Abb. 2 enthält eine perspektivische Darstellung des Diffusors, während in Abb. 3 die an den Diffusor angesetzte Anschlußwand dargestellt ist.

Bei dem in Abb. 1 dargestellten Turbogenerator ist der Ständer mit 5, der Läufer mit 6 bezeichnet. Auf der Welle 7 des Läufers ist ein Lüfter 8 angeordnet, der als Doppellüfter ausgebildet ist. Die Lüfterschaufeln werden dabei von einer vollen, in der Mitte der Schaufeln angeordneten Scheibe getragen. Das Lüfterrad S ist konzentrisch von dem Diffusor 10 umgeben, dessen Schaufeln 11 hohl ausgebildet sind und Luftkanäle 22 bilden. Der Diffusor 10 ist .mit Rücksicht auf den Zusammenbau zweiteilig ausgebildet und an der Stirnwand 12 des Turbogeneratorgehäuses aufgehängt, wobei die Befestigung am zweckmäßigsten durch Schrauben erfolgt. An der dem Läufer 6 der Maschine nächstgelegenen Seite des Diffusors 10 ist noch eine Abschlußwand 13 befestigt, die zwischen dem Diffusor 10, dem Läufer 6 sowie dem Lüfter 8 einen Hohlraum 18 einschließt. Zur Sicherung gegen Vibrationen ist die Wand 13 noch durch Bolzen 14 an dem Diffusor 10 abgestützt. In der Stirnwand 9 des Läufer-. körpers 6 sind öffnungen 19 vorgesehen, die ebenfalls mit dem Hohlraum 18 in Verbindung stehen.

Die Wirkungsweise der gemäß der Erfindung ausgebildeten Kühleinrichtung ist nun folgende:

Die Luft wird durch die Öffnung 15 in dem Maschinenrahmen in das Maschinengehäuse eingesaugt, und zwar in einen Raum, der von der Querwand 12, dem Diffusor 10 und dem Lüfter 8 einerseits und von dem äußeren Gehäuseschild 16 der Maschine andererseits eingeschlossen ist. Ein Teil des der Aiaschine zugeleiteten Luftstroms tritt unmittelbar in das Lüfterrad 8 ein, und zwar durch den Spalt zwischen der Seitenwand des Lüfterrades 8 und der Maschinenwelle 7, wie es durch einen Pfeil 17 angedeutet ist. Ein anderer Teil der Luft tritt durch die hohlen Diffusorschaufeln 11 in den Hohlraum 18 über. Ein Teil der dem Raum 18 zugeleiteten Luft fließt nun wieder dem Lüfter 8 durch den ringförmigen Spalt zwischen der Lüfterseitenwand und der Maschinenwelle zu. Ein anderer Teil des Luftstromes tritt jedoch durch die Öffnungen 19 in der Stirnwand 9 in den Läufer 6 ein. Dieser Teil des Luftstromes wird durch den schnell rotierenden Läuferkörper hindurchgeblasen, aus dem er entweder radial oder axial wieder ausströmt. Die nähere Ausbildung der Kühlung des Läufers hat mit der Erfindung nichts mehr zu tun, so daß von ihrer Darstellung abgesehen werden kann.

Die Luft, die von zwei Seiten, wie vorstehend näher erläutert ist, dem Lüfter 8 zugeleitet wird, wird von den Lüfterschaufeln durch die Kanäle 21 des Diffusors 10 in das Maschinengehäuse geblasen. Dabei expandiert die Luft innerhalb des Diffusors auf eine wesentlich kleinere Geschwindigkeit als die Eintrittsgeschwindigkeit. Hiermit ist aber eine erhebliche Steigerung des Druckes und damit Verbesserung des Wirkungsgrades des Lüfters verbunden.

Einzelheiten des beschriebenen Ausführungsbeispieles können selbstverständlich verändert werden, ohne von der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise kann an Stelle eines Doppellüfters auch ein einfacher Lüfter Anwendung finden. Man kann den in axialer Richtung quer durch den Diffusor geleiteten Luftstrom auch ausschließlich zur Kühlung des Läufers verwenden. Je nach Bedarf können der Maschine ein oder zwei mit Diffusor versehene Lüfter gemäß der Erfindung zugeordnet werden. Bei Verwendung von zwei Lüftern mit Diffusor ist es dabei erforderlich, die dem Läufer zugeführte Luft in radialer Richtung aus dem Läufer abzuführen.

Claims

Patentansprüche:

i. Belüftungseinrichtung für elektrische Maschinen, insbesondere für Turbogeneratoren, bei denen mindestens an einer Stirnseite auf der Läuferwelle ein Lüfter angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Lüfter (8) mit einem die Lüfterschaufeln konzentrisch umgebenden, an sich bekannten Diffusor (10) versehen ist, dessen in bekannter Weise hohl ausgebildete Schaufehl (11) senkrecht zur Luftaustrittsrichtung des Lüfters (8) verlaufende Luftkanäle (22) bilden, durch die ein Luftstrom zwecks Umleitung hindurchtreten kann,
2. Einrichtung nach Anspruch 1 mit Doppellüfter, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Luftkanäle (22) fließende Luftstrom der einen Hälfte des Doppellüfters (8) zugeführt wird, während der anderen Hälfte des Doppellüfters der Luftstrom unmittelbar aus den Luftansaugestutzen der Maschine zugeführt wird.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, da-

durch gekennzeichnet, daß ein Teil der durch die Hohlschaufeln (io) des Diffusors überströmenden Luft durch Belüftungsöffnungen (19) in der Abschlußscheibe (9) des Läufers unmittelbar in den Läuferkörper (6) eintritt.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Diffusor aus zwei oder mehreren miteinander verbundenen segmentförmigen Teilen besteht.
5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der das Lüfterrad (8) umgebende Diffusor (10) von einer Wand (12) getragen wird, die das Innere der Maschine gegen die Außenluft abschließt.
6. Einrichtung nach Anspruch 1, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem Diffusor (10) ein angemessener Luftraum (18) liegt, von dem das Innere der Maschine durch eine mit dem Diffusor verbundene Wand (13) abgetrennt ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Diffusor (10) verbundene Trennwand (13) an die Stirnwand (9) des Läufers (6) so angrenzt, daß der Raum C18) gegenüber dem Ständerinnern abgeschlossen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen