PL64025B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 14.XI.1969 (P 136 897) 15.XII.1971 64025 KI. 21 d1, 55/01 MKP H 02 k, 9/16 ¦**t 3IBUOTEKA Wspóltwórcy wynalazku: Kazimierz Radwan, Aleksander Kutowski, Ed¬ mund Maron, Józef Krupa Wlasciciel patentu: „Dolmel" Dolnoslaskie Zaklady Wytwórcze Maszyn Elektrycznych, Wroclaw (Polska) Sposób chlodzenia wirników turbogeneratorów z biegunami utajonymi Przedmiotem wynalazku jest sposób chlodzenia wirników turbogeneratorów z biegunami utajonymi.W turbogeneratorach synchronicznych dwubiegu¬ nowych z biegunami utajonymi elementem najbar¬ dziej obciazonym pod wzgledem cieplnym jest wal¬ cowy wirnik, którego wymiary w znacznym stop¬ niu decyduja o wymiarach calej maszyny. Wieksza intensywnosc odprowadzania ciepla z wirnika, a zwlaszcza z jego uzwojen, pozwala dla maszyn o takich samych podstawowych parametrach znamio¬ nowych, zmniejszyc wymiary wirnika, a tym sa¬ mym i calej maszyny.Znany jest dotychczas sposób odprowadzania ciepla wylacznie z powierzchni czesci beczkowej wirnika i z powierzchni kapy, lecz sposób ten daje malo intensywne chlodzenie, gdyz miedz uzwojenia jest chlodzona jedynie poprzez izolacje i stosunko¬ wo mala powierzchnia odprowadza cieplo do gazo¬ wego czynnika chlodzacego.Znany jest równiez sposób polegajacy na odpro¬ wadzaniu ciepla z przestrzeni pomiedzy czolami uzwojen przez otwory wiercone w kapie wirnika.Sposób ten zwieksza wprawdzie intensywnosc chlo¬ dzenia czolowej czesci uzwojenia wirnika, ale po¬ siada te niedogodnosc, ze wymaga stosowania bar¬ dzo grubych, a tym samym ciezkich i kosztownych kap, gdyz otwory wiercone w kapie znacznie zmniejszaja jej wytrzymalosc mechaniczna.Istnieje równiez sposób bezposredniego chlodze¬ nia za pomoca gazu przeplywajacego w kanalach wykonanych wewnatrz przewodów uzwojenia, da¬ jacy skuteczne i intensywne chlodzenie uzwojen, lecz wymagajacy stosowania specjalnie profilowa¬ nych przewodów lub frezowania w nich odpowied¬ nich kanalów, co jest zwiazane ze znacznymi kosz¬ tami, i w zwiazku z tym stosowany jest wylacznie w turbogeneratorach, których uzwojenie zawiera mala ilosc pretów o duzym przekroju.Celem wynalazku jest zwiekszenie intensywnosci chlodzenia wirników turbogeneratorów synchronicz¬ nych gazem przetlaczanym na zasadzie samowenty- lacji wywolanej ruchem obrotowym samego wirni¬ ka, co zapobiega wadom i niedogodnosciom zna¬ nych dotychczas sposobów.Cel ten osiaga sie przez wykorzystanie przestrze¬ ni pomiedzy czolowymi czesciami cewek uzwojenia wirnika i zastosowanie specjalnych rozporek dla nadania odpowiedniego kierunku przeplywu oraz przez wykonanie w zebach i ewentualnie w wale' wirnika kanalów dla swobodnego przeplywu gazu chlodzacego.Przedmiot wynalazku jest blizej wyjasniony w przykladzie wykonania ha rysunkach, na których fig. 1 przedstawia przekrój podluzny czesci czolo- 25 wej uzwojenia i kapy wirnika z kanalami wentyla¬ cyjnymi w zebach wirnika i czescia wylotowa ka¬ nalu wentylacyjnego polaczen czolowych uzwoje¬ nia, fig. 2 — przekrój podluzny czesci wlotowej ka¬ nalu wentylacyjnego . polaczen czolowych uzwóje- 30 nia, fig. 3 i 4 — przekroje podluzne kanalów wen- 10 15 20 640253 tylacyjn^eh beczki wirnika i polaczen czolowych uzwojenia oraz kanalów wentylacyjnych wyfrezo- wanych w wale wirnika, stanowiacych odmiane sposobu chlodzenia wirników w zwiazku z osadze¬ niem kapy bezposrednio na wale wirnika.Czesc czolowa uzwojenia wirnika zamknieta od strony walu 1 izolacyjna tuleja 2, przylegajaca szczelnie do dolnych zwojów czól cewek 3, tworzy szereg równoleglych kanalów 4, których boczne sciany stanowia czola uzwojen, a dolne i górne sciany kanalów stanowia odpowiednio dolna izola¬ cyjna tuleja 2 oraz izolacyjna warstwa 5, umiesz¬ czona bezposrednio pod kapa 6 wirnika. Kanalami 4 przeplywa gaz, który dostaje sie do nich przez znajdujace sie w izolacyjnej tulei 2, rozmieszczone w osiach szerokich zebów wirnika podluzne otwo¬ ry 7, a wydostaje sie w przestrzen w czesci skraj¬ nej beczki 8 wirnika przez wylotowe otwory 9, po przejsciu przez skosne kanaly 10, znajdujace sie w miedzycewkowych rozporkach 11 i kanaly 12 w specjalnych rozporkach 13, umieszczonych miedzy czolami cewek bezposrednio przy ich wyjsciu ze zlobków wirnika. Swobodny przeplyw gazu z czesci czolowej do wylotowych otworów 9 zapewniaja umieszczone pod tymi otworami i wykonane w izo¬ lacyjnej warstwie 5, otwory 14 stanowiace prze¬ dluzenie wylotu kanalu wentylacyjnego specjalnych rozporek 13.Chlodzenie beczkowej czesci wirnika odbywa sie gazem przeplywajacym w wentylacyjnych kanalach 15, wykonanych w zebach wirnika, przy czym kaz¬ dy z tych kanalów podzielony jest na dwie równe czesci, z których kazda posiada wlot od strony czesci skrajnej beczki 8 wirnika, z obu stron wir¬ nika, a wylotowy otwór 16 w poblizu czesci srod¬ kowej wirnika.Kanaly 15 przeznaczone do chlodzenia beczkowej czesci wirnika sa zamkniete na calej dlugosci ze¬ bów z wyjatkiem wylotowych otworów 16, co po¬ woduje powstanie wymuszonego wzdluznego prze¬ plywu gazu chlodzacego od obu czesci skrajnych beczki 8 wirnika do jej srodka i wydmuchiwanie gazu do szczeliny miedzy wirnikiem a stojanem w obszar wylotowej strefy wentylacyjnej stojana.Doplyw zimnego gazu do wentylacyjnych kanalów 15 w zebach wirnika odbywa sie z przestrzeni 17, utworzonej miedzy walem 1 wirnika, a izolacyjna tuleja 2, poprzez wentylacyjne kanaly 18 uksztal¬ towane oddzielnie w specjalnych rozporkach 13.Wykonanie w miedzycewkowych rozporkach 11 skosnych wentylacyjnych kanalów 10, skierowanych od walu 1 ku kapie 6 oraz w kierunku przeplywu strumienia gazu powoduje, ze przy obracaniu sie wirnika, kanaly te dzialaja jak lopatki wentyla¬ tora.Odmiana sposobu chlodzenia wirników wedlug wynalazku dotyczy turbogeneratorów mniejszej mo¬ cy, w których czola uzwojenia wirnika wraz z tu¬ leja izolacyjna, dociskane kapa, przylegaja bezpo¬ srednio do walu wirnika.Odmiana ta przedstawiona na fig. 3 i 4 rózni sie od powyzszego sposobu tym, ze gaz chlodzacy wplywa pomiedzy czola uzwojen 19 jedynie wen¬ tylacyjnymi kanalami 20 wyfrezowanymi w wale wirnika wzdluz osi szerokich zebów po przejsciu 4 przez wykonane w izolacyjnej tulei 21, otwory 22 umieszczone nad wentylacyjnymi kanalami 20. Po ochlodzeniu czól uzwojen gaz poprzez przelotowe otwory 23 rozporek 24 umieszczonych przy czesci 5 skrajnej beczki 8 wirnika, przechodzi do wentyla¬ cyjnych kanalów 25 znajdujacych sie w zebach wir¬ nika i po ochlodzeniu beczkowej czesci wirnika wy¬ lotowymi otworami 26 uchodzi do szczeliny po¬ wietrznej miedzy wirnikiem a stojanem, przy czym 10 wylotowe otwory 26 wskutek podzielenia kazdego wentylacyjnego kanalu 25 w zebach wirnika na dwie nierówne czesci, umieszczone sa na przemian w poblizu czesci skrajnych beczki 8 wirnika z obu stron, z tym, ze sasiednie zeby maja wylotowe 15 otwory 26 w poblizu przeciwnych czesci skrajnych beczki 8 wirnika. PL PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 20 1. Sposób chlodzenia wirników turbogeneratorów z biegunami utajonymi, przeplywem gazu chlodza¬ cego w wewnetrznych kanalach wentylacyjnych przy wykorzystaniu znanej zasady samowentylacji 25 wywolanej ruchem obrotowym wirnika, znamienny tym, ze w celu zwiekszenia burzliwosci przeplywu i intensywnosci chlodzenia wirnika gazowy czyn¬ nik chlodzacy doprowadza sie do wirnika dwiema strugami, z których jedna z przestrzeni (17) pod 30 czolami uzwojen przedostaje sie do czól uzwojen (3) przez podluzne otwory (7) izolacyjnej tulei (2) do kanalów (4) pomiedzy czolami uzwojen, a na¬ stepnie do skosnych kanalów (10, 12), w rozporkach (11, 13), skad otworem (14) w izolacyjnej warstwie (5) wydostaje sie wylotowym otworem (9) na zew- . natrz wirnika, podczas gdy druga struge powie¬ trza równiez z przestrzeni (17) pod czolami uzwo¬ jen doprowadza sie do zebów wirnika przez otwory w izolacyjnej tulei (2) oraz wentylacyjne kanaly 40 (18) wykonane w specjalnych rozporkach (13), a nastepnie rozprowadza sie wentylacyjnymi kanala¬ mi (15) wzdluz zebów wirnika i odprowadza sie wylotowymi otworami (16) do przestrzeni na zew¬ natrz wirnika. 45

2. Sposób chlodzenia wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze miedzy czolami uzwojen stosuje sie roz¬ porki (11) o skosnych, skierowanych od walu (1) ku kapie (6) i w kierunku przeplywu gazu, kanalach (10) oraz specjalne rozporki (13) przy czesci skraj- 50 nej beczki (8) wirnika o odpowiednio uksztaltowa¬ nych bocznych kanalach wentylacyjnych (12) dla przeplywu gazu z czól uzwojen i srodkowych ka¬ nalach wentylacyjnych (18) dla doprowadzenia zim¬ nego strumienia gazu chlodzacego do kanalu (15) 55 w zebach wirnika.

3. Sposób chlodzenia wedlug zastrz. 1—2, zna¬ mienny tym, ze wylotowe otwory (9) dla wyplywu gazu z czól uzwojen umieszcza sie bezposrednio pomiedzy kapa (6) a czescia skrajna beczki (8) wir- 60 nika, podczas gdy wylotowe, otwory (16), odprowa¬ dzenia gazu chlodzacego wirnika, umieszcza sie w czesci srodkowej beczki wirnika.

4. Odmiana sposobu chlodzenia wedlug zastrz. 1—3, znamienna tym, ze doprowadza sie tylko je- 65 den strumien gazu chlodzacego, który z wyfrezo-5 64025 6 wanych, w wale wirnika, kanalów (20) przedostaje (24) przedostaje sie do wyfrezowanych w zebach sie przez podluzne otwory (22), w przylegajacej bez- wirnika, wentylacyjnych kanalów (25), a nastepnie posrednio do walu wirnika izolacyjnej tulei (21), wydostaje sie na zewnatrz wirnika wylotowymi miedzy czola uzwojen (19) skad po przejsciu przez kanalami (26), umieszczonymi na przemian po jed- przelotowe otwory (23) w ustalajacych rozporkach 5 nej badz drugiej skrajnej czesci wirnika. Fig. 2 PL PL