CH413076A - Turbogenerator mit direkter Gaskühlung der Rotorwicklung - Google Patents

Description

  Turbogenerator mit direkter     Gaskühlung    der     Rotorevicklung       Der heute allgemein bei Turbogeneratoren ge  bräuchliche Ausdruck  Direkte     Kühljung         besagt"d!ass     das Kühlgas direkt mit dem durch die     Joulschen     Verluste     erwärmten    Kupfer in Verbindung steht.  



  Seit der Einführung dieser Konstruktionen     ist    eine  ganze Reihe von verschiedenen Ausführungen be  kanntgeworden. Am     naheliegendsten        erschiene    es.,  eine aus Hohlleitern gewickelte Spule vom Anfang bis  zum Ende vom Kühlmedium durchfliessen zu lassen.  Bei der Flüssigkeitskühlung von Magnetspulen ver  schiedener physikalischer Apparate sind solche Kon  struktionen auch angewendet worden.

   Für die Gas  kühlung im     Elektromaschinenbau    sind diese Aus  führungen nicht möglich, weil der in einem Turboge  nerator zur Verfügung stehende Gasdruck, entweder  durch den rotierenden     Rotorkörper    selbst oder durch  einen Zusatzventilator erzeugt,     im        allgemeinen    nicht  ausreicht, um die in     beliebig    langen Kanälen er  forderliche Gasgeschwindigkeit zu erzeugen. Man  lässt deshalb das Gas durch parallele     Teilstrecken        d'es          Hohlleiters    strömen,     die    elektrisch in Serie geschaltet  sind.

   Durch die so erhaltenen kurzen Gasstrecken  kann man mit dem gegebenen Druck die gewünschten       Geschwindigkeiten        erreichen.    Bei einer bekannten  Lösung     tritt    das Gas von beiden Seiten her in     ider     Mitte der Wickelköpfe ein und in der Maschinen  mitte in den Luftspalt wieder aus. Die vom Kühl  gas zurückzulegende     Wegstrecke    ist dann gleich der  halben     Wäckelkopflänge    vermehrt um die halbe Länge  des     aktiven    Teiles.

   Eine andere bekannt gewordene  Lösung ist in     Fig.    1 dargestellt, wo     0-O    die Maschi  nenachse,     M-M   <I>die</I> Ebene ,der Maschinenmitte be  deutet. Die Spule ist in die     Zeichenebene    abge  wickelt. Im Raume zwischen den Ebenen<B>E -E</B> und       E'-E'    liegt der aktive Teil des Rotors. Hier tritt  das Kühlgas in der Nähe der     Ballernden        bei   <I>B</I> bzw.<I>B'</I>  in die Hohlleiter ein und verzweigt sich in zwei    parallele Ströme, nämlich einen Kühlstrom, der zur  Mitte nach C bzw.<B>C</B> verläuft und einen Kühlstrom  durch den Wickelkopf,     ider    bei<I>A</I> bzw.<I>A'</I> austritt.

    Die     zu    :durchströmenden     Strecken        sind        ,in        diesem     Falle kleiner als bei der vorher erwähnten Anord  nung, weshalb diese     Kühlungsart    günstiger     ist.    Man  muss hier aber für     eine    im     Wickelkopfraum    einge  baute     Gaszu-    und     -ableitungskonstruktion    sorgen,  die     mit    einigen     Richtungsänderungen        der    Strömung  und     entsprechenden    Druckverlusten verbunden äst.  



  Die vorliegende     Eindung        betrifft    nun einen  Turbogenerator mit     direkter    Gaskühlung der     Rotor-          wicklung,    bei der das Kühlgas von beiden Seiten her  in die     Wickelköpfe    ein-     rund    in der     Maschinenmitte     austritt. Zweck der Erfindung ist, keine Einbauten  für die Gasverteilung im     Wickelkopfraum    machen  zu müssen.

   Gemäss der Erfindung wird dies dadurch  ,erreicht, dass auf jeder Seite in     Richtung    der Gas  strömung zwei Gaseintritte vorgesehen sind, von  denen einer in der Mitte des     Wickelkopfes    und     ider     zweite kurz vor     idem        Ballenanfang    des Rotors liegt  und dieser zweite Gaseintritt so weit gedrosselt ist,  dass auch eine Gasströmung im Kanal zwischen den  beiden     Eintrittsöffnungen    entsteht.  



  Anhand der     Fig.    2 der Zeichnung sei ein Aus  führungsbeispiel der     Erfindung        näher        erläutert.     



  Es     sind    je Seite zwei Eintrittsöffnungen     im    Hohl  leiter bei<I>A</I> und<I>B</I> bzw.<I>A'</I> und<I>B'</I> vorgesehen. Der  Austritt liegt bei C in der Mitte der     Maschine.    Durch  richtige Bemessung der hydraulischen Widerstände  der beiden Eintrittsöffnungen kann eine     willkürliche          Aufteilung    der bei<I>A</I> und<I>B bzw.</I> A'     und   <I>B'</I> ein  strömenden Gasmenge erzielt werden.

   So ist es mög  lich, durch eine :entsprechende Drosselung am Ein  tritt<I>B</I> die     Gasgeschwindigkeit    im Kanal A -B     gerade     nur so hoch     einzustellen,    dass die     Höchsttemperatur     am Ende     dieses    Leiterstückes unter einer vorge-           gebenen    Grenze bleibt. Nach oder Zugabe     kalten     Gases bei B strömt     die    Gesamtmenge mit Misch  temperatur in den Kanal     B-C    weiter.

   Die geringe  Geschwindigkeit im     Wickelkpfteil    bewirkt einen  wesentlich kleineren     Druckabfall    als beim Durchgang  des     ganzen    Gases gemäss der bekannten Anordnung.  Bei gegebenem Druck entsteht     im    Kanal     B-C    bei der       Ausführung    nach     Fig.    2     eine    höhere Geschwindigkeit  und somit auch ein grösserer     Gasdurchfluss.    Die Er  regerstromstärke kann erhöht     werden    und damit  auch die Leitung der Maschine.  



  Eine weitere     Ausführungsform    der Erfindung  zeigt die     Fig.3.    Durch die schrägen     Einlaufkanäle     bei<I>B</I> bzw.<I>B'</I> entsteht eine     Injektorwirkung,    die das  Gas aus dem Kanalstück A -B bzw.<I>A' B'</I> ansaugt.       Infolgedessen    kann hier die     Drosselung    bei<I>B</I> und<I>B'</I>  entfallen und der Gesamtdruckabfall wird noch       kleiner    als bei der Lösung nach     Fig.2.    Dement  sprechend ist bei gegebenem treibenden Druck eine  noch grössere Steigerung des Erregerstroms ,und der  Maschinenleitung     möglich.     



  Eine besonders günstige Anordnung ergibt sich,  wenn     man,    wie in     Fig.    3 dargestellt, die Leiter des  Wickelkopfes breiter ausführt als die Leiter in der  Nut. Man     erhält    dann nicht nur geringere Verluste,  sondern man     kann    infolge der grösseren Wandstärke    den schrägen     Einströmkanälen    eine für den     Injektor-          effekt    günstige Länge geben.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Turbogenerator mit direkter Gaskühlung der Rotorwicklung, bei der das Kühlgas von beiden Seiten her in die Wickelköpfe ein- und in der Maschinenmitte austritt, dadurch gekennzeichnet, dass auf jeder .Seite in Richtung der Gasströmung zwei Gaseintritte vorgesehen sind, von denen einer in der Mitte des Wickelkopfes und der zweite kurz vor dem Ballenanfang des Rotors liegt und dieser zweite Gas eintritt so weit gedrosselt ist, dass auch eine Gas strömung im Kanal zwischen den beiden Eintritts öffnungen entsteht. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Turbogenerator gemäss Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der zweite Gaseintritt auf jede Seite als schräggestellter Eingangskanal ausge bildet ist. 2. Turbogenerator gemäss Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die Kupferhohlleiter des Wickelkopfes mindestens im Bereich des zweiten Gaseintrittes mit breiterer Wandstärke ausgeführt sind als bei den Leitern in den Nuten.