DE6606523U - Anordnung zur fluessigkeitskuehlung der staenderblechpakete elektrischer maschinen, insb. fuer turbogeneratoren - Google Patents

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SIEMENS AKTIEN&ESEXaiSCtfiA'Fr,.: · ' ; ^:.Erlangen, den 2. JuIi 1970

Werner-von-Siemen-Str·. 50

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Anordnung zur Flüssigkeitskühlung der Ständerblechpakete elektrischer Maschinen, insb. für Turbogeneratoren

Mit steigenden Einheitenleistungen der elektrischen Maschinen im allgemeinen und der Turbogeneratoren im besonderen steigen die Anforderungen zur Abführung der Verlustwärme. Große, gut ausgenutzte Maschinen werden deshalb hinsichtlich der Ständer- und Rotorwicklung direkt gas- und/oder flüssigkeitsgekühlt. Daneben muß auch das Ständerblechpaket mit Gas oder Flüssigkeit gekühlt werden. Bei hoch ausgenutzten Turbogeneratoren muß hierbei das besondere Augenmerk auf die Zahnpartien gelegt werden, da hier große Feldkonzentrationen und Erwärmungen auftreten. Insb. müssen die Endzähne des Ständerblechpaketes, also die Zahnpartien ira der Nähe der Druckplatte, gekühlt werden. Dies ka.nn sowohl bei gas- als auch bei flüssigkeitsgekühlten Maschinen erforderlich sein. Der Neuerung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diesen Bedürfnissen in besonders vorteilhafter und zweckmäßiger Weise Rechnung zu tragen, d. tu eine Anordnung zur Flüssigkeitskühlung der Ständerblechpakete elektrischer Maschinen, insb. für Turbogeneratoren, zu schaffen, welche eine sehr wirksame Kühlung des Za.hnbereich.es bei geringem fertigungstechnischem Aufwand zuläßt.

Gegenstand der Neuerung ist nunmehr eine Anordnung zur Flüssigkeitskühlung der Ständerblechpakete elektrischer Maschinen, insb. für Turbogeneratoren, bei welcher radiale, zwischen axial aneinandergereihten Teilpaketen angeordnete Kühlschlitze vorgesehen und in diese Schlitze dem Blechschnitt angepaßte und mit den angrenzenden Blechen in engem Wärmekontakt stehende Flüssigkeitskammem eingefügt sind. Die Neuerung besteht darin, aaß die Flüssigkeitskammern jeweils aus mehreren, im wesentlichen als Kreisringausschnitte geformten und in ümfangsrichtung zu Kammerringen aneinanderfügbaren Teilkammern bestehen, welche an ihrem äußeren Umfang mit Zu- und Abflußöffnungen versehen sind und in ihrem Inneren zumindest die Zahnpartien des Ständerblechpaketes überstreichende Kühlpfade aufweisen, wobei die Teilkammern wiederum jeweils aus planparallelen

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Stiynplatten bestehen, welche naeh Art der Blechsegmente mit Nuten, Zähnen und Jochpartien versehen sind; aus die Mantelflächen bildenden Außenstegen, welche an den Stirnplatten flüssigkeitsdicht befestigt sind, sowie aus Innenstegen, welche als Führungsstege zumindest teilweise der Zu- und Ableitung der Kühlflüssigkeit bezüglich der einzelnen Zah.nparti.en und als Druckstege zumindest teilweise zusammen mit den Außenstegen als Abstandehalter der planparalieien Stirnplatten dienen * Die Neuerung nutzt somit die bei gasgekühlten Standerblechpaketen an sich bekannten radialen Kühlschlitze zum Einfügen von aus den Teilkammern bequem zusammensetzbaren Flüssigkeits-, insb. Wasserkammern aus, und dies zumindest im Endbereich der Maschine an den Enddruckplatten. Es können jedoch auch über die gesamte axiale Länge des Blechpaketes verteilt radiale Kühlschiitze vorgesehen und mit den vorerwähnten Teiikammern ausgerüstet sein. Hierbei ergibt sich im Falle von Maschinen₄ die ohnehin ständer- und ggf. rotorseitig flüssigkeitsgefüllt siuä, der Vorceil, daß die Teilkammern an das Flüssigkeitsverteilsystem in einfacher Weise angeschlossen werden können. Eine wichtige Erkenntnis der Neuerung liegt darin, daß die Teilkammern zugleich als Endbleche dienen_y d. h. daß sich zu den benachbarten Blechteilpaketen ein besonders enger Wärmekontakt ergibt, mit anderen Worten: der Färmeübergang zur Kühlflüssigkeit erfolgt lediglich durch die Wandung der Teilkammern, und gesonderte Endbleche für die Teilblechpakete lassen sich einsparen. Als weiterer Vorteil ist zu erwähnen, daß sich die Teilkammern unschwer als Serienbausteine herstellen und beim Stapeln des Blechpaketes genau so wie die Bleche selbst einfügen lassen. Die Innen- und Außenstege dienen der Aufnahme der Preßkräfte des Blechpaketes, wobei zumindest die zugleich der Abdichtung nach außen dienenden Außenstege flüssigkeitsdicht in der Kammer befestigt sind. Gemäß einer Weiterbildung des Gegenstandes der Neuerung erstrecken sich die Führungsstege als Zahnstege etwa radial verlaufend, vom äußeren Umfang jeweils bis in die Nähe der Zahnenden, so daß je Zahn zumindest zwei in Reihe und gegenläufig durchflossene Kammerabschnitte mit örtlich begrenaten Umlenkstellen am Zahnende gebildet sind. Hierbei wird die Zuführung und Ableitung des Kühlmittels vorteilhafterweise am äußeren Umfang der Teilkammern vorgenommen. Die Teilkammern können einen mehr oder weniger großen Umfangswinkelbereich überstreichen und

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abhängig davon jeweils mit einer Zu- und Abflußöffnung oder mit mehreren Zu- und Abflußöffnungen versehen sein. Hinsichtlich der kühlmittelmäßigen Schaltung der einzelnen Kammerabsehnitte und der Kammern selbst kann man eine Reihenschaltung, Parallelschaltung oder Reihenparallelachaltung anwenden. Die Strömung der Kühlflüssigkeit innerhalb der Kammern kann noch dadurch verbessert werden, daß zusätzlich zu den Zahnstegen weitere Führungsstege vorgesehen sind, welche als Nutenstege jeweils vom Nutengrund etwa radial verlaufend sich bis in die Nähe des äußeren Umfangs erstrecken und dort weitere örtlich begrenzte Umlenkstellen bilden. Es wird hierdurch eine nahezu exakt gegenläufige Strömung erzeugt. Weiterhin können die EäEmeraöschnitte noch durch weitere etwa radial verlaufende Inn®- stege unterteilt sein, welche zwischen Nut- und Zahnstegen bzw. Außen- und Zahnstegen angeordnet sind. Die beschriebene Anordnung der Innenstege ist besonders vorteilhaft für den Pail, daß der gesamte Kammerinnenraum von Kühlflüssigkeit umspült ist. Gemäß einem weiteren Gedanken der Neuerung ist es jedoch auch möglich, die Strömungspfade lediglich auf den Zahnbereich zu beschränken, nämlich für den Fall, daß die Ständerblechpakete mit durchgehenden axialen Kühlrohren versehen sind. In diesem Falle schlägt die Neuerung vor, daß lediglich der Zahnbereich und - bei Zu- und Ableitung der Flüssigkeit am äußeren Umfang - radial verlaufende Zu- und Ableitkanäle von Flüssigkeit umspült und durch Innenstege gegenüber dem übrigen Kammerraum abgedichtet sind, wobei dieser übrige Kammerraum mit als Abstandshalter dienenden Innenstegen sowie Durchbrüchen für die axialen Kühlrohre und Spannbolzen versehen ist. In diesem Falle können die Durchbrüche für die Kühlrohre und Spannbolzen von lediglich als Abstandshelter dienenden, jedoch nicht notwendig flüssigkeitsdichten kreisförmigen Innenstegen umgrenzt sein, während für den Fall, daß der gesamte Kammerinnenraum von Kühlflüssigkeit umspült ist, es empfehlenswert ist, daß die axialen Kammerdurchbrüche zum Hindurchführen der Spannbolzen bzw. Zuganker des Blechpaketes mit besonderen Dichtstegen versehen werden, welche die Durchbräche umgrenzen und den Kammerinnenraum zum Außenraum flüssigkeitsdicht abschließen.

Als vorteilhaft hat sich ferner erwiesen, wenn die radialen Auße»- stege der mehrere Nuten und Zähne in Umfängsrichtirag überdeckenden

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Teilkammern außerhalb des Hut- und Zahnbereiches in einer durch die Nutenmitte oder den Nutwinkelbereieh gehenden Teilungsebene verlaufen. Die Teilkammem werden somit an diesen Teilung sehen en in Umfangsrichtung aneinandergereiht, wobei Trennfugen durch die die Zähne überdeckenden Kammerbereiche nicht verlaufen, was wegen guter Zahnkühlung von Bedeutung ist.

Der Gegenstand der Neuerung wird im folgenden anhand der Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung noch näher erläutert, in welcher vereinfacht, z. T. schematisch zeigen:

Pig. 1 in einem Axialschnitt einen Turbogenerator, dessen Ständerblechpaket uiS uSueruBgegeffisSe ÄnöPaSuag TuS PlÜööJ.gsei.'cSsÜ.n.luDg aufweist;

Pig. 2 eine vorteilhafte Ausführung der Plüssigkeitsteilkammern für die Anordnung nach der Neuerung in einer Draufsicht in geöffnetem Zustand;

Pig. 2a den Schnitt längs der Linie A-A aus Pig. 2;

Pig. 3 ein weiteres· Ausführungsbeispiel für eine Flüssigkeitskammer in einer Pig. 2 entsprechenden Darstellungsweise, bei welcher jedoch nicht der gesamte Innenraum, sondern nur der Zahnbereich einschließlich Zu- und Abführungskanälen von Flüssigkeit durchspült ist;

Pig. 4 einen Kreisring aus in Umfangsrichtung aneinandergereihten, einander parallel geschalteten Teilkammem mit gemeinsamem Zu- und Ableitsammelring, insb. zur Kühlung der Blechpaketζahne und Partien in der Nähe der Druckplatten;

Pig. 5 eine andere Schaltung mit zu parallel geschalteten Kreisringhälften zusammengefaßten Teilkammern, die innerhalb jeder Hälfte in Reihe liegen;

Pig. 6 eine weitere Variante im Ausschnitt, wobei alle Teilkamniern eines Kreisringes in Reihe liegen.

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Der Turbogenerator nach. !"ig. 1 weist ein Gehäuse 1 mit darin "befestigtem Stand er "blechpaket 2 und Ständerwicklung 3 auf, welch letztere in bekannter Weise aus in axial verlaufende Statornuten eingelegten geraden Nutteilen 3a und abgebogenen Wickelkopfteilen 3b besteht. Die Statorwicklung 3 kann direkt gas- oder flüssigkeitsgekühlt sein; ebenso der E.otor 4j welcher mit Luftspalt 5 in der Bohrung des Ständerblechpaketes 2 drehbar angeordnet ist. Das Blechpaket ist wie bei der Gaskühlung in axiale Teilpakete 2a j unterteilt, die axial aneinandergereiht radiale Kühlschlitze 2b bilden. Diese radialen Kühlschlitze sind zumindest in der Nähe der Enddruckplatten 6, vorzugsweise im Axialbereich 7, vorgesehen und mit derr noch erläuterten Flüssigkeitskammern 8 versehen; lediglich im Axialbereich 7 insb. dann, wenn das Ständerblechpaket 2 bereits axiale Kühlkanäle zur Gas- oder Flüssigkeitskühlung aufweist, so daß lediglich eine Zusatzkühlung mit den Flüssigkeitskammern für die Endzähne des Ständerblechpaketes erforderlich ist. Eine weitere Kühlmöglichkeit bestünde darin, im Endbereich 7 Flüssigkeitskammern anzuordnen, und für die übrige axiale Länge des Blechpaketeo die radialen Kühlschlitze mit konventioneller Gaskühlung vorzusehen. Die F'.üssigkeitskammern 8 können jedoch auch über die gesamte axiale Länge des Standerblechpaketes 2 verteilt angeordnet sein, wie dargestellt, und entweder die gesamte Kühlung des Standerblechpaketes übernehmen oder zumindest die Kühlung im Zahnbereich, wenn der übrige Teil durch axiale Kühlkanäle gesondert gekühlt wird. Alle Flüssigkeitskammern 8 sind, wie aus den Pig. 2 und 3 ersichtlich, an den Blechschnitt angepaßt und, im wesentlichen als Kreisringausschnitte geformt, in Umfangsrichtung zu Ringkammern aneinanderfügbar und stehen als Ringkammeranordnung mit ihren Stirnplatten 9, 10 (Fig. 2a) in engem Wärmekontakt mit den Blechen der jeweils angrenzenden Teilblechpakete 2a, welolie gesonderte Endbleche nicht aufzuweisen brauchen, da diese Funktion die Flüssigkeitskammern 8 übernehmen, wodurch sich ein direkter Wärmeübergang ergibt.

Fig. 2, 2a zeigen, weist eine einzelne Teilkammer öle bereits erwähnten, planparallelen Stirnplatten 9, 10 auf, welche nach Art der Blechsegmente mit Nutenausstanzungen 11 und Zäht5vorsp2?ü,B—

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gen 12 sowie mit radial äußeren Jochpartien 13 versehen sind. In Fig. 2 ist, da die Stirnplatte 10 abgenommen ist, die Draufsicht auf die Innenseite der Stirnplatte 9 dargestellt. Die Teilkammer 8 weist ferner Mantelflächen bildende Außenstege 14 auf, welche, da sie der Abdichtung des Kammerinnenraumes nach außen dienen, an den Stirnplatten 9, 10 flüssigkeitsdicht befestigt, d. h. insb. angeschweißt oder hart angelötet sind; ferner weist die Kammer 8 eine Reihe von Innenstegen 15, 22, 25, 26 auf. Die Außenstege und - zumindest teilweise - die Innenstege nehmen als Druckstege die auf die Teilkammern ausgeübten axialen Preßkräfte des Standerblechpaketes auf. Die als Führung für die Flüssigkeit wirkende Zahnstege 15 erstrecken sich vom äußeren Umfang 16 jeweils bis in die Nähe der Zahnenden 17, so daß je Zahn zwei in Reihe und gegenläufig durchflossene Kammerabschnitte 18a, 18b mit örtlich begrenzten Umlenkstellen 19 gebildet sind. Wie ersichtlich, gelangt die Kühlflüssigkeit durch die Zuflußöffnung 20 an einem Ende der Kammer durch die einzelnen Kammerabschnitte 18a, 18b üaeheinander und abwechselnd radial einwärts bzw. auswärts fließend über die Zahnbereiche zur Abflußöffnung 21 am anderen Ende der Kammer 8. Eine noch bessere Vergleichmäßigung der Kühlflüssigkeitsströmung kann dadurch erreicht werden, daß weitere Innenstege in Form der Nutenstege 22 angeordnet sind, welche jeweils vom Nutengrund 23 etwa radial verlaufend sich bis in die Nähe des äußeren Umfangs 14 erstrecken und dort weitere örtlich begrenzte Umlenkstellen 24 bilden. Ferner sind noch weitere Innenstege 25 vorgesehen, weiche gleichmäßig über die Jochpartien der Kammer 8 verteilt sind, ä. h. jeweils zwischen Nut- und Zahnstegen 15, 22 bzw. Au^Qen- und Zahnstegen 14, 25 angeordnet sind. Die vorgenannten Außen- und Innenstege nehmen, wie erwähnt, die auf das Ständerblechpaket ausgeübten Preßkräfte auf. Sie bestehen deshalb aus festigkeitsmäßig günstigem Material, wie z. B. nicht rostendem Stahl. Die Stege 25 sowie 15, 22 müssen funktionsgemäß fixiert, brauchen jedoch nicht absolut wasserdicht mit den Wänden 9, 10 verbunden zu sein. Schließlich sind noch gesonderte Dichtstege 26 vorgesehen, welche mit den Stirnplatten 9, 10 flüssigkeitsdicht verbunden sind und das Hindurchführen nicht dargestellter Spannbolzen bzw. Zuganker für das /-Ständerblechpaket gestatten. Auch disse Dichtstege 26

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wirken zweckmäßig als Abstandshalter bzw, Druckstege. Wie ersichtlich, wird der gesamte Kammerinnenraum von Kühlflüssigkeit, insb. Wasser, umspült, so daß aus derartigen Wasserkammern gebildete Rjrgkammern die gesamte Kühlung eines Ständerblechpaketes übernehmen können. Jede Kammer 8 kann abhängig von ihrer Ausdehnung in Umfangsrichtung und dem gewünschten Kühlungsgrad statt der dargestellten beiden Öffnungen 20, 21 auch deren mehrere aufweisen, und es können Gruppen, bestehend aus den beiden Kammerabschnitten 18a und 18b statt der dargestellten reinen ReihenäöiiälOüBg äüöri ia Parallel— bäw. ReiuenpärällelscnäiTJüng durchströmt werden. Dieselbe Schaltungsweise gilt für mehrere Kammern 8, was noch erläutert wird. Um die Zusatzverluste in den Plüssigkeitskaramern 8 kleinzuhalten, werden sie zweckmäßig aua unmagnetischem Material mit niedrigem elektrischen Leitwert, z. B. aus Messing oder unmagnetischem Stahl, gefertigt, wobei man für die mechanisch nicht hoch beanspruchten Teile wegen der besseren Verarbeitung vorzugsweise Messing wählen wird. Wenn durch eise Kupferabschir- : mung die Zusatzverluste in den Endzähnen vermindert werden können, wird man jedoch zweckmäßigerweise die Flüssigkeitskammern aus unraagnetischem Material mit guter elektrischer Leitfähigkeit herstellen, z. B. aus Cuprotherm.

Statt des in Fig. 2 am äußeren Umfang dargestellten Außensteges 14 könnte auch eine Doppelreihe vorgesehen sein, so daß zwischen zwei parallelen AußenStegen eine Luftkammer entsteht, die eine erhöhte Lecksicherheit bietet und zur Leckanzeige herangezogen werden könnte. Sollen die Endzähne 12 von flüssigkeitsgekühlten Blechpaketen mit axialen Kühlrohren besonders gekühlt werden, dann könnte man für diese axialen Rohre die erforderlichen Durchbrüche durch die Flüssigkeitskammer 8 in entsprechender Weise zu den Durchbrüehen 26 vorsehen.

Die andere Ausführungsform nach Fig. 3 ist dann empfehlenswert, wenn durch axiale Kühlrohre 280 das Ständerblechpaket bereits innerhalb seiner flächigen Teile 13 sowie teilweise auch im Zahnbereich gekühlt wird. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Lediglich der äußere Za&nbereich 12a ist nunmehr gemeinsam mit radial

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verlaufenden Zu- und Ableitkanälen 20a und 21a von Flüssigkeit umspült und durch. Außenstege 14 und Innenstege 15a gegenüber dem übrigen Kammerraum bzw, Außenraum abgedichtet, wobei dieser übrige Kammerraum (mit 13a bezeichnet) nunmehr nur noch a!b Abstandshalter wirkende Stege 29, 29' aufzuweisen braucht, welche nicht flüssigkeitsdicht zu sein brauchen, da der Raum 13a unmittelbar von Flüssigkeit nicht mehr umspült ist. Werden sie jedoch flüseigkeitsdicht ausgeführt, so ergibt sich eine doppelte Sicherheit gegen Lecks. Wie aus den Fig. 2 bis 3 ersichtlich, sind die radialen Außenstege 14 in eine etwa durch die Nutenmitte bzw. den Nutwinkelbereich gehende Eeilungsebene gelegt, so daß im Falle des Aneinanderfügens mehrerer Kammern 8 zu Ringkammern innerhalb der Zahnbereichs 12, 12a keine Seilfugen liegen» was für eine gleichmäßige Zahnkühlung von Bedeutung ist.

Fertigungstechnisch kann es günstig sein, wenn die KUhlflüssigkeitspfade 18a, 18b bzw. 20a, 21a, 12a innerhalb der leilkammern 18 durch Rohre gebildet sind, welche entsprechend dem gewünschten Strömungsverlauf zick-zack-, mäanderförmig oder dgl. gebogen sind, und wenn hierbei das übrige Volumen der leilkammern durch Aus-"gießen mit einem druckfesten, gut wärmeleitenden Material, vorzugsweise Aluminium_t ausgefüllt ist. Es entfallen hierbei nämlich gesonderte Lot- oder Schweißverbindungen für die Dicht- und Druckstege, da die Rohre die Kühlflüssigkeit führen und der Aluminiumausguß die Funktion der Druckstege übernimmt. Diese Variante ist in der Zeichnung nicht dargestellt.

?Nach Vorstehendem ist die vorteilhafte Anordnung des Kühlsystems nach den Fig. 1 sowie 4 bis 6 ohne weiteres verständlich. Fig. 1 zeigt eine innere Ableitringkammer 27 und eine konzentrisch dazu angeordnete äußere Zuleitringkammer 28, welche in an sich bekannter Weise dazu dienen, die Standerwicklung 3 der Maschine mit Kühlflüssigkeit zu versorgen, und zwar über Anschlußrohre 29, welche Iaolierstrecken enthalten, sowie über der KühlmittelVersorgung und Schaltverbindung dienende Anschlußköpfe 30, welche jeweils einem Ober- und einem unterstab 3a, 3b zugeordnet sind. Zur Kühlung des Blechpaketes 2 sind nun in die zwischen den

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einzelnen Teilpaketen 2a gebildeten radialen Schlitze 2b, über die Maschinenlänge verteilt, die aus den einzelnen Teilkammern 8 jeweils zusammengesetzten Kammerringe 8' eingefügt. Zur Versorgung der Kammerringe 8^f bzw. Teilkammern 8 sind axiale Stichleitungen 27a (Ableitsammelrohr, an die innere Ableitringkammer 27 angeschlossen) und 28a (Zuleitsammelrohr, an die äußere Zuleitringkammer 28 angeschlossen) vorgesehen, an welche die Kammerringe 8* bzw. Teilkammern 8 über Abzweige 31 angeschlossen sind. Diese Abzweige 31 bilden zweckmäßig Isolierstrecken, ζ. Β. bestehend aus Tetrafluoräthylen. Zwecks besonders intensiver Kühlung der Endzähne sind die den Enddruckplatten 6 unmittelbar benachbarten Kammerringe 8' mit ihren Teilkammern 8 über Anschlußrohre 31' an gesonderte Zu- und Ableitringleitungen 33» 32 angeschlossen, welche die Kammerringe 8¹ konzentrisch umgeben (Pig. 1, Pig. 4). Die Anschlußrohre 31' können als isolierende T-Stücke ausgebildet sein, vgl. Pig. 4. Die Zu- und Ableitringleitungen 33, 32, welche über Anschlußrohre 31" von den Stichleitungen 28a, 27a mit Kühlflüssigkeit versorgt werden, sind in Pig. 4 abweichend von Pig. 1 mit unterschiedlichem Durchmesser zwecks besserer Erkennbarkeit' der Kühlmittelströme dargestellt, sie können jedoch auch, falls ein gedrängterer Aufbau in axialer Richtung gewünscht ist, so angeordnet <?ein. Pig. 4 zeigt, daß die Kühlung der Enazähne noch dadurch intensiviert werden kann, daß die Teilkammern 8 innerhalt der den Enddruckplatten 6 unmittelbar benachbarten Kammerringverbände 8» in Parallelschaltung an die Zu- und Ableitringleitungen 33, 32 angeschlossen werden können. Pur die übrigen Kammerringe 8¹ ist es gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorteilhaft, eine Reihenparallelschaltung nach Pig. 5 oder eine Reihenschaltung nach Pig. 6 vorzunehmen. Gemäß Pig. 5 sind zwei parallelgeschaltete Kammerringhälften 8a¹ und 8b¹ vorgesehen, deren Teilkammern 8 mittels Überleitungen 34 miteinander in Reihe geschaltet sind. Der Kühlflüssigkeitseintritt erfolgt über das Sammelrohr 28a und die Abzweige 31 an der Oberseite des Blechpaketes in je eine Kammerringhälfte 8a¹ bzw. 8b¹, die Kühlflüssigkeit durchströmt dann in entgegengesetztem Drehsinn die beiden Kammerringhälften und verläßt letztere an der Unterseite

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des Bleeüipaketee, um durch, das Sajämelrohr 27a wieder zurückzuströmen. Gemiäß Pig. 6 kann auch, eine reine Reihenschaltung durchgeführt sein, wozu z. B. an der Unterseite des Blech/paketes eine Anfangsteilkammer 8a und eine Endteilkammer 8e vorgesehea sisd, denen jeweils ein Zuleitsammelrohr 28a bzw. ein Ableitsammelrohr 27a benachbart sind. Das Kühlwasser durchströmt, wie ersichtlich, vom Zuleitsammelrohr 28a kommend über Abzweig 3"¹ und Anfan^steilkammer 8a die einzelnen Teilkammern 8 in gleichem Drehsinn und

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ujLXUU uauu QXUQUi uuixaux rvu ./vrv/ clud ucx Aim υσχχα,αιίιιΐν, oo auc uuu flieCt über Abzweig 31 und Ableitsamcaelrohr 27a wieder zurück. Es kann zweckmäßig sei^r · an all jenen Stellen, wo Wirbelströme durch Haupt- oder Streufelder der Maschine entstehen können, zusätzliche Isolierstrecken vorzusehen, insb· zwischen den angrenzenden Stoßfugen 55 der einzelnen Teilkammern 8 (Pig. 4 und 5) und demgemäß die Überleitungen 34 als Isolierstrecken auszubilden. Es ist ersichtlich., daß durch das System der aus einzelnen SJeilkammern aufgebauten Kammerringe mannigfaltige Schaltungen möglich sind, von denen die Pig. 4 bis 6 lediglich, eine enge Auswahl darstellen. Man hat es demgemäß in der Hand, die gewünschte Kühlung des Blechpaketes über seine axiale Länge je nach, den Anforderungen individuell zu gestalten. Da bei flüssigkeitsgekühlten Turbogeneratoren ohnehin ein Plüssigkeitsversorgungssystem. vorhanden ist, bedeutet die erfindungsgemäße Kühlanordnung keinen großen Mehraufwand. Als besonderer Vorteil ist noch hervorzuheben, daß beim Stapeln des Blechpaketes sich die Teilkammern bzw. Kammerringe, dieals Serienbausteine ausgebildet sind, unschwer mit einlegen ls<seuv und auch der KühlmittelanSchluß gestaltet sich, wie es die Pig. zeigen, denkbar einfach.

18 Schutzanspräche
6 Pig.

DCUbC-.ο 9,10.⁷ⁿ

Claims (18)

YPA 68/0718 - 1 - Schutzan spräche

1. Anordnung zur Flüssigkeitskühlung der Standerblechpakete elektrischer Maschinen, insb. für Turbogeneratoren, bei welcher radiale, zwischen axial aneinandergereihten leilpakeien angeordnete Kühlschlitze vorgesehen und in diese Schlitze dem Blech schnitt angepaßte und mit den angrenzenden Blechen in engem Wärmekontakt stehende Elüssigkeitskammern eingefügt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die llüssigkeitskammern jeweils aus mehreren, im wesentlichen als Kreisringausschnitte geformten und in Umfangsrichtung zu Kammerringen (8¹) aneinanderfügbaren (Deilkammern (8) bestehen, welche an ihrem äußeren Umfang (16^T) mit Zu- und Abflußöffnungen (20, 21) versehen sind und in ihrem Inneren zumindest die Zahnpartien des Ständerblechpaketes (2) überstreichende Kühlpfade aufweisen, wobei öle Teilkammerη (8) wiederum jeweils aus planparallelen Stirnplatten (9₅ 10) bestehen, welche nach Art der Blechsegmente mit Nuten (11), Zähnen (12) und Jochpartien (13) versehen sind; aus die Mantelflächen bildenden Außenstegen (14)» welche a.n den Stirnplatten (9, 1u) flüssigkeitsdicht befestigt sind, sowie aus Innenstegen (15, 22, 25), welche als Mihrungsstege zumindest teilweise der Zu- und Ableitung der Kühlflüssigkeit bezüglich der einzelnen Zahnpartien und als Druckstege zumindest teilweise zusammen mit den Außenstegen (H) als Abstandshalter der pla.nparallelen Stirnplatten (9, 10) dienen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Fiihrungsstege etwa radial verlaufend sich vom äußeren Umfang jeweils bis in die Nähe der Zahnenden als Zahnstege (15) erstrecken, so daß je Zahn zumindest 2 in Reihe und gegenläufig äurchflossene Kammerabschnitte (18a, 18b) mit örtlich begrenzten Uralenkstellen (19) am Zahnende gebildet sind.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Flihrungsstege vorgesehen sind, welche als Nutenstege (22) vom Nutengrund (23) etwa, radial verlaufend sich bis in die Nahe des äußeren Umfangs (16) erstrecken und dort weitere

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örtlich begrenzte Umlenkstelleη (24) bilden»

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammerabschnitte durch etwa radial verlaufende weitere Ibnenstege (25) nochmals unterteilt sind, welche zwischen iiuten- und Zahnstegen (22, 15) bzw. den Außen- und den Zahnstegen (14, 15) angeordnet sind.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Kammerinnenraum von Kühlflüssigkeit umspült ist (Fig. 2).

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß axiale Kammerdurchbrüche zum Hindurchführen der Spannbolzen bzw. Zuganker des Blechpaketes vorgesehen sind, wobei durc'u besondere,

die Durchbrüche umgrenzende Dichtstege (26) der Kammerinnen- ! raum (13) zum Außenraum flüssigkeitsdicht abgeschlossen ist.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenstege in Form von Doppelstegreihen, bestehen aus parallel mit Abstand zueinander angeordneten Einzelstegen, angeordnet sind, wobei der Raum innerhalb der Doppelreihen als Luftkammer und zweckmäßig zur Leckanzeige dient,

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8. Anordnung nach Anspruch 1 für Stand erblechpakete, die mit

durchgehenden axialen Kühlrohren versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich der Zahnbereich (12a) und radial verlaufende Zu- und Ableitkaz>äle (20a, 21a) des Zahnbereiches

\ von Flüssigkeit durchspült und durob Innenstege (15a) gegen

über dem übrigen Kammerraum (13a) abgedichtet sind, wobei dieser übrige Fammerraum mit als Abstandshalter dienenden Innenstegen (29, 29') sowie Durchbrächen für die axialen Kühlrohre und Spa.nnbolzen versehen ist.

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9. Anordnung na.ch Anspruch 8, dadurch, gekennzeichnet, daß die

Durchbräche für die Kühlrohre und Spannbolzen von als Abstandshalter dienenden kreisförmigen Innenstegen (29*) umgrenzt sind .

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 Ms 9, dadurch gekennzeichnet, da.ß die ra.dial verlaufenden Außenstege (14) oder
mehrere Nuten und Zähne in Umfausrichtung überdeckenden Teil- ' kammern (8) radial außerhalb des Nuten- und Za.hnbereich.es in ^ einer durch die Nutenmitte gehenden Teilungsebene verlaufen. ü

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10_o da.durch gekenn- ^ zeichnet, daß die Kühlflüssigkeitspfa.de innerhalb der Teil- \

kammern durch Rohre gebildet sind, welche entsprechend dem -

■f gewünschten Strömungsverla.uf zick-zack, mäa.nderförmig o. dgl. j

gebogen sind, und daß das übrige Volumen der Teilka.mmern durch ⁿ Ausgießen mit einem druckfesten, gut wärmeleitenden Material, \ vorzugsweise Aluminium, ausgefüllt ist. ';

12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zu Kammerringen aneinandergereihten Teilkammern zur Kühlung der Enddruckplatten (6) dienen und hierzu die der Enddruckplatte (6) unmittelbar benachbarten Kammerringe (8¹) mit ihren Teilkammern (8) über Anschlußrohre
(31') an gesonderte Zu- und Ableitringleitungen (33, 22)
angeschlossen sind, welche die Kammerringe (8^!) konzentrisch
umgeben (Fig. 4).

13· Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die
Teilkammern (8) innerhalb der den Snddruckplatten (6) unmittelbar benachbarten Ka.mmerringen (8¹) in Parallelschaltung
an die Zu- und Ableitringleitungen abgeschlossen sind.

14- Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13₅ dadurch gekennzeichnet, daß von Zu- und Ableitringkammern (27, 28),

welche der Versorgung der direkt gekühlten Standerwicklung
* oder den Butwinkelbereich

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der Maschine mit Kühlflüssigkeit dienen, axia.le Stichleitungen (27a, 28a.) a.bgeben, und da.ß an diese Stichleitungen über die Maschinenlänge verteilte Kammerringe (8·) .und/oder die den JSnciäruckplatten (6) unmittelbar benachbarten Kammerringe | (8') Über Abzweige (31, 31') angeschlossen sind.

15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammerringe (8¹) eine Reihenparallelschaltung ihrer Tellkammern (8) derart aufweisen, daß jeweils zwei Baralleleresctel - ί tete Kammerringhälften (8a', 8b¹) vorgesehen sind, deren Teil- \ kammern von der Kühlflüssigkeit in Reihenschaltung durch- j flössen sind, wobei eine Zuleitstichleitung (28a) a.n der einen Kamroerringseite und eine Ableitstichleitung (27a) an der anderen, diametral gegenüberliegenden Kammerringseite angeordnet sind (Pig. 5).

16. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihenschaltung der Teilkammern (8) der Kammerringe (8') vorgesehen und hierzu die der Zu- und Ableitung der Kühlflüssigkeit dienenden Stichleitungen (28a, 27a) zu einer Anfangs- und einer Endteilkamraer (8a, 8c) benachbart angeordnet siii'3, wobei die Kühlflüssigkeit die einzelnen Teilkammern zwischen Anfangs- urid Endteilkammer in einem Drehsinn durchströmt (Pig.

17. !Anordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennizeichnet, daß die Teilkammern über aus Isoliermaterial, z. B* 'Tetrafluoräthylen, bestehende Anschlußrohre an die Stichleitungen (27a, 28a) bzw. an die Zu- und Ableitringleitungen (33, 32) .angeschlossen sind.

18. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die zu Kammerringen (8^r) vereinigten Teilkamtnern (8) zwischen ihren aneinandergrenzenden Stoßfugen mit Isolierschichten versehen sind .