DE705915C - Kuehleinrichtung fuer eigenbelueftete elektrische Maschinen grosser Leistung mit Axialventilatoren - Google Patents

Description

Wenn eine elektrische Maschine von der Stirnseite her mittels Eigenventilatoren belüftet wird, verteilt sich die geförderte Kühlluft im Stirnraum ungleich auf die Kühlwege des Ständers, des Läufers und auf den Luftspalt. Es hat sich gezeigt, daß bei dieser bekannten Belüftungsart der Ständer meistens überreichlich gekühlt wird, während dem Läufer eine unzureichende Kühlluftmenge zuteil wird. Bei elektrischen Maschinen großer Leistung mit gegebenen Abmessungen ist dieser Umstand häufig die Ursache einer unerwünschten Herabsetzung ihrer Leistungsgrenze, weil mangels genügender Belüftung des Läufers dieser zu warm wird. Bemühungen, den Anteil der geförderten Luft zugunsten des Läufers durch Drosselung des Kühlmittelanteils für den Ständer zu steigern, führen häufig nicht zum befriedigenden Ergebnis. Es wird dadurch zwar der Luftanteil für den Ständer verringiert, der Ventilator ist aber trotzdem nicht imstande, die Wärmeabfuhr vom Läufer wesentlich zu verbessern. Ein weiterer Vorschlag, jenen Zweck zu erreichen, geht dahin, den Äxialventilator in bekannter Weise radial durch einen Ringsteg zwischen den Schaufeln in zwei Förderbereiche zu unterteilen, von denen der innere Teil der Beschaufelung dem Läufer, der äußere dem Ständer zugeordnet ist. Um die Luft für Ständer und Läufer im Stirnraum zu trennen, sind dort besondere Trennwände eingebaut, welche entweder feststehen oder mit dem Läuferkörper umlaufen. Hierbei besteht zunächst der Nachteil, daß der Läufer nur mit dem unteren, weniger wirksamen Teil

der Schaufeln belüftet wird, der einen geringeren Druck erzeugt. Ferner liegt häufig die Notwendigkeit vor, bei bereits im Betrieb befindlichen Maschinen, bei denen bisher die Belüftung des Lauf υ rs und Ständers duuh den Ventilator gemeinsam erfolgte, liachti ig lieh die Belüftung des Läufers zu steifem wenn es sich zeigt, daIj der Läufer zu warm wird. Die bereits vorgeschlagenen Einriehtungen, welche diese Wirkung zu erreichen in der Lage wären., setzen jedoch stets einen beträchtlichen Umbau der Maschine voraus, der mit hohen Kosten und mit längerer Betriebsunterbrechung verbunden ist. Brauchif, bare Einrichtungen müssen auch die Möglichkeit bieten, das Verhältnis der Kühlluftvemüe für Ständer und Läufer durch die angewendeten Mittel beliebig und in einfachster Weise zu verändern, bis sich am Standort der Maschine die günstigste Wirkung ergibt.

Die Erfindung weist einen neuen einfachen Weg, der lediglich durch einfachen Einsatz einer feststehenden Scheidewand bestimmter Reichweite über den Wirkungsbereich des Axialventilators im Stirnraum jede gewünschte Teilung der vom Ventilator geförderten Luft auf Läufer und Ständer ermöglicht und gestattet, selbst nachträglich bei Maschinen ohne große Kosten- und Zeitaufwand den Luftanteil für den Läufer zu steigern. Dabei ergeben sich auch die Vorteile, daß die Schaufeln des Axici I ventilators in ihrer vollen Höhe auch für die Läuferkühlung wirksam sind und dal.» das Verhältnis des Luftanteils für den Ständer zu demjenigen für den Läufer durch einfachste Hilfsmittel reguliert werden kann.

Erilndungsgemäß wird eine im Stirnraum durch eine feststehende Scheidewand abgeteilte Kammer, welche den getrennten Übergang des ausschließlieh für die Läuferbelüftung vorgesehenen Anteils der vom Ventilator geförderten Kühlluft vermittelt, mit der ganzen Schaufelhöhe des Axia!ventilators, jedoch nur von einem Teil seiner vorhandenen Schaufelzahl belüftet, indem die stirnseitige öffnung dieser Kammer in der Umfangsrichtung nur einen Teilbogen der Stirnfläche des Axialventilators übergreift.

ίο in der Zeichnung ist ein Ausfiihrungsbeispiel der Erfindung" für das eine Ende eines Turbogenerators im Längs- und Querschnitt dargestellt. Es bezeichnet α den Ständer, h den Läufer und c den Axialventilator dieses ^ri5 Maschinenendes, der aus dem Einführungsstutzen el die Luft ansaugt und dessen Schaufelkranz in bekannter Weise von einem feststehenden ringförmigen Mantel / des Ventila'iorgehäuses umgeben ist. Von dem Stirnraum ist durch die feststehende Scheidewand» eine Kammer I; 1 Abb. 21 abgeteilt.

welche sich radial bis zum äußeren Umfang des Schaufelkranzes, in der L^Tmfangsrichtung aber nur über einen Teilbereich der VentÜjito snnilächc erstreckt. Die beiden umgt,bo^cncn Enden/// und //. der vorzugsweise dvjnh Kippen versteiften Trennwand/,'· sind untu Iiiilassung eines angemessenen Spieles nahe an den Umfang des Läuferwellenendes ρ herangeführt. Dadurch, daß die Kammer k mit ihrer stirnseitigen Öffnung in der Umfangsrichtung nur einen Teilbogen der Stirnfläche des Axialventilators übergreift, wird sie stets nur von einigen der vorhandenen Scliau-LeIn, aller von diesen mit ihrer ganzen wirksamen Höhe belüftet. Sie verbindet die Veillilatorstirnliächc unmittelbar mit den jeweils in den Bereich der Kammer eintretenden stirnseitigen öffnungen Λ der Läuferkühlwcge.

Je größer die tangentiale Spannweite der Kammer/.' gewählt wird, um so größer wird der ausschließlich für den Läufer in Betracht kommende Anteil der vom Axial ventilator c geförderten Luft, während beim Umlauf die jeweils außerhalb der Kammer I; befindlichen öffnungen der Kühlkanäle des Läufers immer nur einen Bruchteil der dort von den übrigen Schaufeln geförderten Luft zugeführt erhalten, weil davon der größere Anteil für den Ständer und Luftspalt in Anspruch genommen wird. Wenn nun die gebogene Trennwand g am Scheitel eine längs der Achsenrichtung der Maschine verlaufende Teilfuge .s besitzt, durch welche sie in zwei tangential nebeneinander-Jiegende Hälften geteilt ist, kann man durch gegenseitige Verstellung dieser beiden Hälften die Spannweite der Kammer Ic leicht vergrößern oder verkleinern und damit die Zahl der nur für die Läuferbelüftiing wirksamen Schaufeln des Ventilators beliebig herausgreifen. Die tangentiale Ausdehnung der Kammer k kann beispielsweise durch Einfügung besonderer Einsatzstücke zwischen den Stoßstellen der Trennwandhälften an der Teilfuge s oder bei gegenseitigem Übergreifen der Trennwandhälfteil an dieser Trennfuge durch Verkürzung des Überlappungsbereichs eingestellt werden.

Zweckmäßigerweise wird die Scheidewand oder jed'e ihrer Hälften an der Stirnfläche des den Schaufelkranz ringförmig umschließenden Alanteis/ des feststehenden Ventilatorgchäuses durch lösbare Befestigungsmittel, z. B. durch eine Anzahl Schrauben t angeflanscht und dort zentriert. Wenn von vornherein eine größere Zahl von Gewindelöchern mit gleicher Teilung am Ventilatorgehäuse vorgesehen ist, können die beiden Hälften stufenweise entsprechend ihrer Teilung in der Umfangsrichtung gegeneinander versetzt und lao damit entsprechend die tangentiale Spannweite der Kammer I; vergrößert oder ver-

kleinert werden. Eine andere Möglichkeit, - diesen Zweck zu erreichen, besteht in der Anwendung tangential im Flansch der Trenaiwandhäliteii verlaufender Schlitze für den Durchgang der Befestigungsschrauben, durchweiche eine kontinuierliche Verstellung der' beiden Hälften vorgenommen werden kann.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   to '

   ι. Kühleinrichtung für eigenbalüftete elektrische Maschinen großer Leistung mit Axialventilatoren, bei welcher ein Teil des vom Ventilator geförderten Kühlmittels -15 über eine im Stirnraum .abgeteilte Kammer getrennt von dem Kühlmittelänteil für den Ständer ausschließlich nur dem Stirnende des Läufers zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die im Stirnraum durch

   ao eine feststehende Scheidewand (g) abgeteilte Kammer (Ze), welche den getrennten Übergang des Kühknittelanteils ausschließlich für den Läufer (ö) vermittelt, von dem Axialventüator (c) mit seiner ganzen Schaufelhöhe, jedoch nur von einem Teil seiner vorhandenen Schaufelzahl belüftet wird, indem die stirnseitige Öffnung dieser Kammer in der Umfangsrichtung nur einen Teilhereich der Stirnfläche des Axialventilators übergreift.
2. 2. Kühleinrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die die Überleitungskammer (k) vom Ventilator "zum Stirnende des Läufers (ö) im Stirnraum abteilende -Scheidewand (g) durch eine längs der Achsenrichtung der Maschine verlaufende Teilfuge (s) in zwei tangential nebenemanderliegende Hälften unterteilt ist, welche gegeneinander verstellbar sind, so daß dadurch die Ausdehnung, mit weleher die stirnseitige Öffnung dieser Kammer (Ze) in der Umfangsrichtung die Stirnfläche des Axialventilators (c) übergreift, 'vergrößert oder verkleinert werden kann.
3. 3. Kühleinrichtung nach den An-Sprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheidewand (g) bzw. jede ihrer beiden Hälften, welche im Stirnraum die Kammer (k) ausschließlich für die Zuführung der Luft zum Läufer abteilt, an dem feststehenden, den Schaufelkranz des Axialventilators (c) ringförmig umschließenden Mantel (/) des Ventilatorgehäuses lösbar befestigt ist.

   .
4. 4. Kühleinrichtung nach den An* Sprüchen r bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Enden der Scheidewand (0·) oder ihrer Hälften möglichst nahe an den Umfang der Wellenenden (p) des Läufers (ö) herangeführt sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen