HUT71082A - Electric machine with horizontal shaft - Google Patents

Description

A találmány tárgya vízszintes tengelyű villamos gép. Ennek a villamos gépnek vízszintesen osztott, házbordákkal merevített házban elhelyezett állórész-lemezteste van. Az állórészlemeztestet a kerületén elosztott rögzítőékek a gép hossztengelyére merőlegesen elhelyezett, egymástól bizonyos távolságban lévő tartógyűrukben megfeszítik. A tartógyűruket külső kerületükön rögzítőelemek kötik össze a gép alsó házrészével. A rögzítőelemeket azimutális rögzítőlapok képezik, amik a gép függőleges szimmetriasíkjára szimmetrikusak.

A találmány kapcsolódik az ismert megoldásokhoz, amiket például a CH-PS 665 507 sz. svájci szabadalom vagy az US-PS 4,663,553 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalom ismertet.

A gázhűtéses villamos gépek egész teljesítménytartományában az állórész-lemeztestben nagy axiális és radiális nyúlások lépnek fel, amiket a lehető legegyenletesebben elosztva kell a házra átvinni.

A CH-PS 665 507 sz. svájci szabadalomból ismert léghűtéses turbógenerátornál evégett az állórész-lemeztestet párhuzamosan elrendezett, a villamos gép mértani tengelyére merőleges és egymástól bizonyos távolságban lévő tartógyűrűkön oldalt függesztik fel. A tartógyűruket függőleges szimmetriasíkjuk két részén kétoldalt függőleges, egyenesvonalú szélesítések kötik össze az alsó házrésszel, hogy a villamos gép üzemi állapotában fellépő rezgések és termikus feszültségek a lehető legkisebbek legyenek. A tartólapok kerületének túlnyomó része bizonyos távolságban van az alsó és felső házrésztől. Az állórészlemeztestet az egész kerületén egyenletesen elosztott rögzítőékek feszítik meg a tartólapokban. A rögzítőelemeket a tartólapok • · ······ · · • ♦ · · · · · · • «······

- J - ···· ·· ·· ·· ·· szélesítéseivel összehegesztett rögzitőlapok, valamint mind a rögzítőlapokkal, mind az alsó házrésszel összehegesztett, vízszintes tengelyű csodarabok képezik. Az állórész-lemeztest ilyen rögzítése lehetővé teszi az egyszenj szerelést, a könnyű hozzáférést a hegesztendő szerkezeti elemekhez és biztosítja a hegesztési varratok jó minőségét.

A nagy léghűtéses turbogenerátoroknál a kétszeres frekvenciájú lemeztest-rezgések és az ebből eredő hangkibocsátások nagyon nagyok. A gép méretének növekedésével azonban növekszenek a házzal való összekötési helyek építőelemeire és hegesztési varrataira ható igénybevételek is. Emiatt - a lemeztest rezgéseinek és az indítási-leállítási ciklusok okozta termikus váltakozó igénybevételeknek a következtében - úgynevezett low-cycle fatigue (rövidciklusú fáradási) hajszálrepedések keletkezhetnek.

Találmányunk célja az eddig ismertekből kiindulva a bevezetőleg leírt jellegű vízszintes tengelyű villamos géphez az állórész-lemeztest olyan rezgés- és hangszigetelt felfüggesztésének kialakítása a gép házában, ami nem igényel drága rugóelemeket és/vagy támasztóelemeket és így felépítése egyszerű és gazdaságos.

Ezt a feladatot a bevezetőleg leírt jellegű vízszintes tengelyű villamos gépnél a találmány értelmében úgy oldjuk meg, hogy a rögzítőlapok a tartógyűrűkön vízszintesen és radiális irányban rugózó módon vannak rögzítve és maga a rögzítőlap laprugóként van kialakítva, illetőleg laprugóként működik.

Az állórész-lemeztest és az alsó házrész találmány szerinti összekötése optimális felfüggesztést eredményez, ami minden üzemi igénybevételnél megfelel és lehetővé teszi a lemeztest rezgés- és hangszigetelt felfüggesztését. A konstrukció emellett gazdaságos is.

A gázhűtéses villamos gépeknél az állórész-lemeztest és a ház palástja közötti gyűrű alakú tér rendszerint több kamrára van osztva, amik a hűtőgáz bevezetésére és elvezetésére szolgálnak. Ezeket a tereket keresztfalak vagy bordák képezik, amik az alsó házrész és a felső házrész belső kerületén vannak rögzítve. A bordák egyidejűleg a ház merevítésére is szolgálnak. A találmány egyik előnyös továbbfejlesztése szerint ezek a bordák legalább az alsó házrészben úgy vannak megerősítve, hogy belső kerületükre félgyűrű alakú merevitőelemek vannak hegesztve vagy csavarozva. Ezek a merevítőelemek növelik a bordák tehetetlenségi nyomatékét és ezért ugyancsak rezgés- és hangszigetelő hatásuk van. Ezek a merevítőelemek egyúttal lehetővé teszik járulékos csavarhelyek kialakítását a felső házrész és az alsó házrész összekötéséhez.

Ez tovább fokozza a ház merevségét és ezáltal csökkenti a rezgéseket.

A rögzítőlap és a tartógyűrű között előnyös módon van egy, a rögzítőlappal párhuzamos lap, ami a tartógyűrűvel mereven össze van kötve és aminek a középső szakaszán közte és a rögzítőlap között van egy szabad rés.

A rögzítőlap előnyös módon csak felső és alsó végén van a tartógyűrűvel mereven összekötve úgy, hogy a tartógyűrű és a rögzítőlap középső szakasza között egy rés szabadon marad.

A házbordák előnyös módon legalább az alsó házrészben merevítőelemekkel vannak merevítve, amikhez a felső házrész felől házcsavarok kapcsolódnak.

• ·

A házcsavarokat előnyös módon függőleges csövek vezetik, amik a felső házrészben vannak elhelyezve és a ház vízszintes osztóhelyéig érnek.

Az állórész-lemeztest alatt és a gép függőleges szimmetriatengelyére szimmetrikusan legalább a két külső tartógyűrűt előnyös módon vízszintes tolólapok kötik össze az alsó házrésszel.

Találmányunkat annak példaképpeni kiviteli alakjai kapcsán ismertetjük részletesebben ábráink segítségével, amelyek közül az

1. ábra egy levegőhűtéses villamos gép állórészének egyszerűsített keresztmetszete a tartógyűrűk magasságában, az la. ábra az 1. ábra X jelű részlete, a

2. ábra az 1. ábra szerinti gép állórésze alsó részének részleges hosszmetszete, a

3. ábra a villamos gép vízszintes szimmetriasíkjának részleges vízszintes metszete, a

4. ábra az állórész-lemeztest házon lévő egyik rögzítési helyének felülnézete, az

5. ábra egy levegőhűtéses villamos gép állórészének egyszerűsített keresztmetszete a házbordák magasságában.

A levegőhűtéses turbogenerátor elvi felépítése messzemenően megegyezik a CH-PS 665 507 sz. svájci szabadalomban vagy az US-PS 4,663,553 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalomban ismertetett villamos gép felépítésével.

A villamos gép állórészének az 1. ábra szerinti erősen egyszerűsített keresztmetszetén, illetőleg a gép alsó részének a 2. ábra szerinti részleges keresztmetszetén látható, hogy az 1 állórész-lemeztest kétrészes, az alsó, 2 házrészből és a felső, 3 • · · ·

- Ó házrészből álló házban van elhelyezve. Az 1 állórész-lemeztest egymástól axiálisan bizonyos távolságban lévő, 4-13 részlemeztestekből áll. Az ezek közötti 14 távközökön át hűtőgáz áramlik be, illetőleg ki az 1 állórész-lemeztest és a 2, illetőleg 3 házrész közötti térben lévő 15-19 kamrába, illetőleg kamrából. A 15, 17 és 19 kamra forrógázkamra, amikbe beáramlik az 1 állórész-lemeztestből a felmelegedett hűtőlevegő, amit a gép alatti 20 hűtőkre vezetnek. A 16 és 18 kamra hideggázkamra, amiken át a 20 hűtőktől jövő levegő a 4-13 részlemeztestek közötti 14 távközökbe jut. Ezeket a kamrákat a 21-25 házborda és a 26-28 válaszlemez képezi, amik az alsó, 2 házrész és felső, 3 házrész belső falán, illetőleg a házbordákon vannak rögzítve. Ott, ahol a házbordák, illetőleg válaszlemezek a forrógázkamrákat a hideggázkamráktól elválasztják, az 1 állórész-lemeztest felé mutató végek rugalmas 29 tömítésekkel vannak ellátva.

Az 1 állórész-lemeztest felfüggesztése és rögzítése az alsó, 2 házrészben ugyanúgy történik, amint ezt a EP-PS 0 166 114 sz. európai szabadalom vagy az US-PS 4,663,553 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalom leírja.

A 30 hornyokba az 1 állórész-lemeztest teljes hosszára kiterjedő 31 szorítógerendák vannak behelyezve, amiket az 1 állórész-lemeztest összesajtolása után azzal összehegesztenek. Ezeken a 31 szorítógerendákon - 35-37 rögzítőékek közbeiktatásával - ismét 32-34 tartógyűrűk vannak rögzítve.

Ahogyan ez az 1. és 3. ábrán látható, a 32-34 tartógyűrűkön van egy oldalsó vízszintes, 38 szélesítés, amire azimutálisan függőleges 39 lap van ráhegesztve. Ezen a 39 lapon, mintegy 5...10 mm-es 41 rést hagyva, egy 40 rögzítőlap van - előnyös • ······· ···« · · ·· ·· ··

- 7 módon hegesztéssel - rögzítve. A 41 rés lényegében ennek a kétlapos (39 lap és 40 rögzítőlap) elrendezésnek csak a középső szakaszára terjed ki. A 41 rés úgy jön létre, hogy a két lap mindegyik végén - még mielőtt a 39 lapot és a 40 rögzítőlapot egy 42 alátéttel a szélső oldalon összehegesztik (43 hegesztési varrat a 4. ábrán) - be van tolva egy-egy ilyen 42 alátét, aminek a vastagsága megegyezik a rés méretével. Szerelési segédeszközként és a 39 lap és 40 rögzítőlap közötti hegesztett kötés erősítésére szolgálnak a 42a csavarok.

Ily módon a 40 rögzítőlap a 39 laphoz képest a középső szakaszán viszonylagos mozgásokat végezhet. A 40 rögzítőlapot vízszintesen működő laprugónak lehet tekinteni; kerületi irányban és axiális irányban viszont nem működik laprugóként. Ezeknek a laprugóknak a rugóútját és a rugóállandóját anyagtulajdonságaikkal, méreteikkel (vízszintes és függőleges irányban), valamint a két 42 alátét közötti távolsággal lehet meghatározni.

További lehetőség a 40 rögzítőlapnak a tartógyűrűhöz képest (középső szakaszán) való rugózó rögzítésére az, hogy a 40 rögzítőlap csak felső és alsó végén van a 32 tartógyűrűvel mereven összekötve olymódon, hogy a 32 tartógyűrű és a rögzítőlap középső szakasza között rés marad szabadon. Evégett a 38 szélesítés függőleges élében van egy, az 1. ábrán szaggatott vonallal berajzolt 38a mélyedés.

Az 1 állórész-lemeztest tulajdonképpeni rögzítése 32-34 tartógyűrűivel· és az azon rögzített 39 lapokkal és 40 rögzítőlapokkal együtt ugyanúgy történik, amint ezt a CH-PS 665 507 sz. svájci szabadalom vagy az US-PS 4,663,553 sz. amerikai ♦ · ·«·· ···· g egyesült államokbeli szabadalom leírja és ábrázolja:

Az alsó, 2 házrészen a tartógyűrűk közelében függőleges, sík házszakaszok vannak, amik vízszintesen és függőlegesen szélesebbek a 40 rögzítőlapoknál. A 32-34 tartógyűrűk által meghatározott síkkal szimmetrikusan a 44 házszakaszban három kör alakú 45 furat van egymás felett. Miután az 1 állórészlemeztestet tartógyűrűivel együtt az alsó, 2 házrészbe lesüllyesztették és beállították, ezekbe a 45 furatokba rövid 46 csodarabokat dugnak úgy, hogy azok felfeküdjenek a 40 rögzítőlapon. Ezeknek a 46 csodaraboknak a külső átmérője megegyezik a 45 furatok belső átmérőjével. Ezután a 46 csodarabokat a 40 rögzítőlappal és kívül az említett sík, 44 házszakasszal összehegesztik (47 hegesztési varratok). A 46 csodarabok függőleges irányú elrendezését és elosztását úgy választják meg, hogy mindegyik 46 csodarab a 40 rögzítőlap középső szakaszára feküdjön és mintegy 200...300 m távolság legyen a két szélső 46 csodarab és a 42 alátétek belső végei között. A 40 rögzítőlap csak így tudja ellátni az elvégzendő laprugó funkciót.

Ezután a felső, 3 házrészt - ami ugyancsak el van látva 49 házbordákkal (1. ábra), amik a felső, 3 házrész merevítésén kívül a forrógázkamrák és a hideggázkamrák közötti válaszfalakként is szolgálnak és emiatt ugyanabban az axiális magasságban vannak, mint az alsó, 2 házrészben lévő 21-25 házbordák - felhelyezik és a 48 házcsavarokkal az alsó, 2 házrészhez csavarozzák.

A fent leírt konstrukció(k) műszaki és gazdasági előnyeit a következőkben foglaljuk össze:

A lemeztest felfüggesztése biztosítja a szükséges ·· ·· ·· ···· ···· ······ · · szilárdságot kerületi irányban és a 32-34 tartógyűrűkön lévő 3537 rögzítőékek révén a szükséges rugalmasságot is axiális irányban. Ezenkívül a házat a laprugók (40 rögzítőlapok) rezgéstechnikailag és akusztikailag elválasztják az 1 állórészlemeztesttől. Ezenkívül az állórészt egyszerűen és gazdaságosan lehet előállítani. Kiemelendő a tűréshelyes konstrukció. Különösen radiális irányban gyakorlatilag tetszőlegesen nagy tűréseket fel lehet venni. Ez különösen fontos azért, hogy a hegesztési pontatlanságokat anélkül lehessen kiegyenlíteni, hogy előállítás közben terjedelmes és drága próbaszerelésekre lenne szükség.

Az 1 állórész-lemeztest és a ház fentebb említett rezgéstechnikai szétválasztásának egyik lényeges tényezője a ház merevsége. Az említett 21-25 és 49 házbordák ugyan merevítő hatást gyakorolnak, ebben az értelemben azonban gyenge helynek lehet tekinteni az alsó, 2 házrész és a felső, 3 házrész közötti osztóhelyet. Az egész ház merevsége úgy növelhető, hogy a találmány egyik előnyös, az 5. ábra szerinti továbbfejlesztésénél a házbordák mind az alsó, 2 házrészben, mind a felső, 3 házrészben párosán elrendezett, félgyűrűszerű 50, illetőleg 51 merevítőelemekkel, például laposacélokkal vannak ellátva, amik oldalt a bordák radiálisán belül lévő végein vannak rögzítve, például ezekkel összehegesztve. Az 50, 51 merevítőelemek előnyös módon a 21-25 és 49 házbordák radiálisán belső kerületén fekszenek. Ez a megoldás növeli a házbordák tehetetlenségi nyomatékét és ezáltal végső soron a két, 2 és 3 házrész merevségét. Az 50 és 51 merevítőelem ezenkívül lehetővé teszi járulékos csavarhelyek elhelyezését a két házrész összekötéséhez.

·· ·· ·« ·*·· ······ · · • ····· · · • ···«·«· ······ ·· ·· ··

U ”

Evégett a felső, 3 házrészbe mindegyik 49 házborda axiális magasságában egy függőleges 52 cső van behelyezve és azzal összehegesztve. Ez a cső az alsó és felső házrész közötti vízszintes 53 osztóhelyig terjed. Az alsó, 2 házrész 21-25 házbordáin az 50 és 51 merevítőelem homlokfelületeiben menetes 54 furatok vannak, amikbe menetes 55 csapszegek vannak becsavarva. Az 50, 51 merevítőelemen egy másik változat szerint nem ábrázolt anyák is lehetnek.

A laprugók alkalmazása - amint ezt fentebb taglaltuk - az 1 állórész-lemeztestnek a házban való viszonylag lágy felfüggesztését eredményezi. Annak megakadályozása végett, hogy a lemeztest túl lágyan legyen a laprugókban felfüggesztve, az 1 állórész-lemeztest alatt és a gép függőleges S szimmetriasíkjára szimmetrikusan a két külső tartógyűrűt vízszintes tolólapok kötik össze az alsó, 2 házrésszel. Ezek az 56, illetőleg 57 tolólapok a

2. ábrán láthatók. Az 56, 57 tolólapok egyrészt a külső, 32 tartógyűrűhöz, másrészt a 21, illetőleg 22 házbordához vannak hegesztve. Vízszintes elrendezésük révén függőleges irányban lágyak, vízszintes irányban (axiálisan és oldalirányban) viszont merevek. Ily módon kiegészítőleg hozzájárulnak az állórészlemeztest és a ház szétválasztásához.

Claims (6)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Vízszintes tengelyű villamos gép vízszintesen osztott, házbordákkal (21-25, 49) merevített házban elhelyezett állórészlemeztesttel (1), ami a kerületén elosztott rögzítőékek (35) révén a gép hossztengelyére merőlegesen elhelyezett, egymástól bizonyos távolságban lévő tartógyűrűkben (32) meg van feszítve; a tartógyűrűket külső kerületükön rögzítőelemek kötik össze a gép alsó házrészével (2) ; a rögzítőelemeket azimutális rögzítőlapok (40) képezik, amik a gép függőleges szimmetriatengelyére szimmetrikusak, azzal jellemezve, hogy a rögzítőlapok (40) a tartógyűrűkön (32) vízszintesen és radiális irányban rugózó módon vannak rögzítve és maga a rögzítőlap (40) laprugóként van kialakítva, illetőleg laprugóként működik.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti vízszintes tengelyű villamos gép, azzal jellemezve, hogy a rögzítőlap (40) és a tartógyűrű (32) között van egy, a rögzítőlappal (40) párhuzamos lap (39), ami a tartógyűrűvel (32) mereven össze van kötve és aminek a középső szakaszán közte és a rögzítőlap (40) között van egy szabad rés (41).
3. 3. Az 1. igénypont szerinti vízszintes tengelyű villamos gép, azzal jellemezve, hogy a rögzitőlap (40) csak felső és alsó végén van a tartógyűrűvel mereven összekötve úgy, hogy a tartógyűrű (32) és a rögzítőlap (40) középső szakasza között egy rés (41a) szabadon marad.
4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti vízszintes tengelyű villamos gép, azzal jellemezve, hogy a házbordák (21,...,25) legalább az alsó házrészben (2) merevítőelemekkel

   4·4 44 (50, 51) vannak, merevítve, amikhez a felső házrész (3) felöl házcsavarok (54) kapcsolódnak.
5. 5. A 4. igénypont szerinti vízszintes tengelyű villamos gép, •azzal jellemezve, hogy a házcsavarokat (54) függőleges csövek (52) vezetik, amik a felső házrészben (3) vannak elhelyezve és a ház vízszintes osztóhelyéig (53) érnek.
6. 6. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti vízszintes tengelyű villamos gép, azzal jellemezve, hogy az állórészlemeztest (1) alatt és a gép függőleges szimmetriasíkjára (S) szimmetrikusan legalább a két külső tartógyűrűt (32) vízszintes tolólapok (56, 57) kötik össze az alsó házrésszel (2)