DE1763579A1

DE1763579A1 - Anordnung zur Fluessigkeitskuehlung der Staenderblechpakete elektrischer Maschinen,insbesondere fuer Turbogeneratoren

Info

Publication number: DE1763579A1
Application number: DE19681763579
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dipl-Ing Duffert; Werner Dipl-Ing Flach
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1968-06-26
Filing date: 1968-06-26
Publication date: 1971-11-11
Also published as: US3597645A

Description

Anordnung zur Flüssigkeitskühlung der Ständerbleohpakete elektrischer Maschinen, insbesondere 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 Ständerund Rotorwicklung direkt gas- und/oder flüssigkeitsgekühlt. Da.neben 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.

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Insbesondere müssen die Endzähne des Ständerblechpaketes, also die Zahnpartien in der Nähe der Druckplatte, gekühlt werden. Dies kann sowohl bei gas- als auch bei flüssigkeitsgekühlten Maschinen erforderlich sein. Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diesen Bedürfnissen in besonders vorteilhafter und zweckmäßiger Weise Rechnung zu tragen, d. h. eine Anordnung zur Flüssigkeitskühlung der Ständerblechpakete elektrischer Maschinen, insbesondere für Turbogeneratoren, zu schaffen, welche eine sehr wirksame Kühlung des Zahnbereiches bei geringem fertigungstechnischen Aufwand zuläßt.

Gegenstand der Erfindung ist nunmehr eine Anordnung zur Flüssigkeitskühlung der Ständerblechpakete elektrischer Maschinen, insbesondere für Turbogeneratoren. Die Erfindung besteht darin, daß wie von der Gaskühlung der Ständerblechpakete her an sich bekannt, radiale, zwischen axial aneinandergereihten Teilpaketen angeordnete Kühlschlitze zumindest in der Nähe der Enddruckplatten an beiden Maschinenenden vorgesehen und in diese Schlitze dem Blechschnitt angepaßte und mit den angrenzenden Blechen in engem Wärnekontakt stehende Flüssigkeitskammern (Teilkammern) eingefügt sind, welche im wesentlichen als Kreisringausschnitte geformt, in Umfangsrichtung zu Kammerringen aneinanderfügbar sind und, mit Zu- und Abflußöffnungen versehen, in ihrem Inneren zumindest die Zahnpartien überstreichende Kühlpfade aufweisen. Die Erfindung nutzt somit die bei gasgekühlten Ständerblechpaketen an sich bekannten radialen Kühlschlitze zum Einfügen von Flüssigkeits-, insbesondere Wasserkammern aus, und dies zumindest im Endbereich, der Maschine an den Enddruckplattaa. Im Rahmen der Erfindung können jedoch auch über die gesamte axiale Länge des Blechpaketes verteilt radiale Kühlschlitze vorgesehen und mit den vorerwähnten Teilkammern ausgerüstet sein. Hierbei ergibt sich im Falle von Maschinen, die ohnehin ständer- und ggf. rotorseitig flüssigkeitsgektthlt sind, der Vorteil, daß die Wasserkammern an das Flüssigkeitsverteilsystem in einfacher Weise angeschlossen werden können. Eine wichtige Erkenntnis der Erfindung liegt darin, daß die !Peilkammern zugleich als Endbleche dienen-, d. h. daß sich zu den benachbarten Blechteilpaketen ein besonders enger Wärme-

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kontakt ergibt, mit anderen Worten: der Wärmeübergang zur Kühlflüssigkeit erfolgt lediglich-durch-die. Wandung der Seilkaimnerii, und gesonderte Endblech für die Teilpakete lassen sieb einsparen. Als weiterer Torteil ist zu erwähnen,, daß sich die Teilkammer!! unschwer a.ls Serienba.usteine herstellen und beim Stapeln des Blechpaketes genau.so wie die Bleche selbst einfügen lassen..

Günstig ist es wenn hierbei ,die Teilkammern aus planparellelen Stirnplatten bestehen, welche ,nach Art der Blechsegoaente mit Hüten, Zähnen und Jochpartien versehen sind, aus die Mantelflächen bildenden äußeren Druckstegen, welche an den Stirnplatten flüssigkeitsdictrt befestigt sind, sowie aus Druckstegen im Inneren, welche zumindest teilweise der Zu- und Ableitung der Kühlflüssigkeit bezüglich der einzelnen Zahnpartien dienen (Führiangsstege). Die inneren und äußeren Druckstege dienen der Aufnahme der Preßkräfte des Blechpaketes, wobei zumindest die zugleich der Abdichtung nach außen dienenden Druckstege flüssigkeitsdieht in der Kammer befestigt sind. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung erstrecken sich die Pührungsstege, etwa radial verlaufend, vom äußeren Umfang jeweils bis in die Nähe der Zahnenden (Zahnstege), so daß je Zahn zumindest zwei in Reihe und gegenläufig durchflossene Kammerabschnitte mit örtlich begrenzten 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 abhängig davon jeweils mit einer Zu- und Abflußöffnung oder mit mehreren Zu- und Abflußöffnungen versehen sein. Hinsichtlieh der Mihlmittelmäßigen Schaltung der einzelnen Kanmerabschnitt und der Kammern selbst kann man eine Reihenschaltung, Parallelschaltung oder Reihenparallelschaltung anwenden..Die Strömung der Kühlflüssigkeit innerhalb der Kammern kann noch dadurch verbessert werden, daß zusätzlich zu den Zahnstegen weitere Pührungsstege vorgesehen sind, welche jeweils vom Nutengrund etwa radial verlaufend sich bis in die Hähe des äußeren Umfangs erstrecken und dort weitere örtlich begrenzte Umlenkstellen bilden (Futenstege). Es wird hierdurch eine nahezu exakt gegenläufige Strömung erzeugt. Weiterhin körinen die Kammerabschnitte noch durch weitere etwa- ra-•dial verlaufende Druckstege unterteilt sein, welche zwischen

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Nut- und Zahnstegen "bzw. Außen- und Zahnstegen angeordnet sind. Die beschriebene Anordnung der Druckstege ist besonders vorteilhaft für den Fall, daß der gesamte Kammerinnenraum von Kühlflüssigkeit umspült ist. Gemäß einem weiteren Erfindungsgedanken ist es jedoch auch möglich, die Strömungspfade lediglich auf den Zahnbereich zu beschränken, nämlich für den Fall, daß die Ständerblech pakete mit durchgehenden axialen Kühlrohren versehen sind. In diesem Falle schlägt die Erfindung 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 Druckstege in Form von Dicht- und Führungsstegen gegenüber dem übrigen Kammerraum abgedichtet sind, wobei dieser übrige Kammerraum mit Druckstegen sowie Durchbrüchen für die axialen Kühlrohre und Spannbolzen versehen ist. In diesem Falle können die Durchbrüche für die Kühlrohre und Spannbolzen von lediglich als Abstandhalter dienenden, jedoch nicht notwendig flüssigkeitsdichten Druckstegen 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 Dichtstegen versehen werden, welche die Durchbrüche umgrenzen und den Kammerinnenraum zum Außenraum flüssigkeitsdicht abschließen.

Als vorteilhaft hat sich ferner erwiesen, wenn die radialen Außenstege der mehrere Nuten und Zähne in ümfangsrichtung überdeckenden Teilkammern außerhalb des Nut- und Zahnbereiches in einer durch die Nutenmitte gehenden Teilungsebene verlaufen. Mit anderen Worten: Die Teilkammern werden an diesen Teilungsebenen in Ümfangsrichtung aneinandergereiht, wobei Trennfugen durch die die Zähne überdeckenden Kammerbereiche nicht verlaufen, was wegen guter* Zahnkühlung von Bedeutung ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden im folgenden anhand der zwei Ausführungsbeispiele darstellen Zeichnung erläutert, in welcher zeigen:

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Pig. 1 in einem Axialschnitt in vereinfachter Darstellung einen Turbogenerator, dessen Ständerblechpaket die erfindungsgemäße Anordnung zur Plüssigkeitskühlung aufweist;

Pig. 2 eine vorteilhafte Ausführung der Plüssigkeitsteilka.mmern für die Anordnung nach der Erfindung in einer Draufsicht in geöffnetem Zustand;

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

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

Pig. 4 einen Kreisring aus in Umfangsrichtung aneinandergereihten, einander parallel geschalteten Teilkammern mit gemeinsamem Zu- und Ableitsammelring;

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 Teilkammern eines Kreisringes in Reihe liegen.

Der Turbogenerator nach Pig. 1 weist ein Gehäuse 1 mit darin befestigtem Ständerblechpaket 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 Rotor 4> welcher mit luftspalt 5 in der Bohrung des Ständerblechpaketes 2 drehbar angeordnet ist. Die Erfindung unterteilt nun das Blechpaket wie bei der Gaskühlung in axiale Teilpakete 2a, die axial aneinandergereiht radiale Kühlschlitze 2b bilden. Diese radialen Kühlachlitze sind

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zumindest in der Nähe der Enddruckplatten 6, vorzugsweise im Axialbereich. 7, vorgesehen und mit den noch erläuterten Flüssigkeitskammern 8 versehen, lediglich im Axialbereich 7 insbesondere 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 itirige axiale Länge des Blechpaketes die radialen Kiihlschlitze mit konventioneller Gaskühlung vorzusehen. Die Flüssigkeitskammern 8 können jedoch auch ..oer die gesamte axiale lange des Ständerblechpaketes 2 verteilt angeordnet sein, wie dargestellt, und entweder die gesamte Kühlung des Ständerbleehpaketes übernehmen oder zumindest die Kühlung im Zahnbereich., wenn der übrige Teil durch axiale Kühlkanäle gesondert gekühlt wird. Alle Flüssigkeitskammern 8 sind, wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich., an den Blechschnitt angepaßt und, im wesentlichen als Kreisringausschnitte geformt, in Urafangsrichtung zu Ringkammern aneinanderfügbar und stehen als Ringkammeranordnung mit ihren Stirnplatten 9, 10 (Fig. 2a) in engem Wärmekontakt mit den Blechen der jeweils angrenzenden Teilbleehpakete 2a, welche gesonderte Endbleche nicht aufzuweisen brauchen, da diese Funktion die Flüssigkeitskammern 8 übernehmen, wodurch sieh ein direkter Wärmeübergang ergibt.

Wie Fig. 2, 2a zeigen, weist eine einzelne Teilkammer die bereits erwähnten, planparallelen Stirnplattaa 9, 10 auf, welche nach Art der Blechsegmente mit Nutenausstanzungen 11 und Zahnvorsprüngen 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 äufere Bruckstege 14 auf, welche an den Stirnplatten 9, 10 flüssigkeitsdicht befestigt, d. h. insb. angeschweißt oder hart angelötet sindj ferner weist die Kammer 8 eine Reihe von Druckstegen im Inneren auf, und.zwar als Führung für die Flüssigkeit wirkende Zahnstege

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15, welche sich vom äußeren Umfang 16 jeweils bis in die Mhe der Zahnenden 17 erstrecken, so daß je Zahn zwei in Reihe und gegenläufig durchflossene Kammerabschnitte 18a, 18h mit örtlich begrenzten Umlenkstellen 19 gebildet sind. Wie ersichtlich gela.ngt die Kühlflüssigkeit durch die Zuflußöffnung 20 an einem Ende der Kammer durch die einzelnen Kammerabschnitte 18a, 18b nacheinander uni abwechselnd radial einwärts bzw. auswärts fließend über die Zahnbereiche zur Abflußöffnung 21 am a.nderen Ende der Kammer 8. Eine noch bessere Yergleichmäßigung der Kühlflüssigkeitsströmung kann dadurch erreicht werden, daß weitere Druck- und Eührungsstege in Form der flutenstege 22 angeordnet werden, welche jeweils vom Ifutengrund 23 etwa radial verlaufend sich "bis in die Nähe des äußeren Umfangs H erstrecken und dort weitere örtlich begrenzte Umlenkstellen 24 bilden« Ferner sind noch weitere Druckstege 25 vorgesehen, welche gleichmäßig über die Joehpartien der Kammer 8 verteilt sind, d. h. jeweils zwischen Nut- und Zahnstege 15,22 bzw. Außen- und Zahnstegen 14, 25 angeordnet sind. Alle vorgenannten Stege sind zweckmäßig Druckstege und nehmen die auf das Ständerblechpaket ausgeübten Preßkräfte auf. Sie bestellen deshalb aus festigkeitsmäßig günstigem Material, wie z. B. nicht rostendem Stahl; sofern diese Druckstege auch als Führungsstege der Abdichtung nach außen dienen, sind sie flüssigkeitsdicht zu befestigen. Die Stege 25 sowie 15, 22 müssen funktionsgetnäB fixiert, brauchen jedoch nicht wasserdicht mit den Wänden 9» 10 verbunden 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 diese Dichtstege 26 wirken zweckmäßig als Abstandshalter bzw. !Druckstege. Wie ersichtlich., wird der gesamte Kammerinnenraum von Kühlflüssigkeit, insb. Wasser, umspült, so daß aus derartigen Wfasserkammern gebildete Eingkammern die gesamte Kühlung eines Stänäerhleehpaketes übernehmen können. Jede Kammer 8 kann abhängig von ihrer Ausdehnung in Unifangsrichtung 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

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Reihenschaltung auch in Parallel- bzw. Reihenparallelschaltung durchströmt v/erden. Dieselbe Schaltungsweise gilt für mehrere Kammern 8, was noch erläutert wird. Um die Zusätzverluste in den Flüssigkeitskammern 8 kleinzuhalten, werden sie zweckmäßig aus 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 eine Kupferabschirmung die Zusatzverluste in den Endzähnen vermindert werden können, wird man jedoch zweckmäßigerweise die Flüssigkeitskammern aus unmagnetischem 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 v/erden, dann könnte man für diese axialen Rohre die erforderlichen Durchbrüche durch die Flüssigkeitskammer 8 in entsprechender Weise zu den Durchbrüchen 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 Zahnbereich 12a ist nunmehr gemeinsam mit radial verlaufenden Zu- und Ableitkanälen 20a und 21a von Flüssigkeit umspült und durch Dicht- und Führungsstege 14 (Außenstege) und 15a (Innenstege) gegenüber dem übrigen Kammerraum abgedichtet, wobei dieser übrige Kammerraum (mit 13a, bezeichnet) nunmehr nur noch als Abstandshalter wirkende Stege 29 aufzuweisen braucht, welche nicht flüssigkeitsdicht zu sein brauchen, da der Raum 13a unmittelbar von Flüssigkeit nicht mehr umspült ist. Wie aus den Fig. 2 bis 3 ersichtlich, sind die radialen Außenstege 14 in eine etwa durch die Nutenmitte gehende Teilungsebene gelegt, so daß im Falle des Aneinanderfügens meh-

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rerer Kammern 8 zu Ringka.mraern innerhalb der Zahnbereiche 12, 12a keine Teilfügen liegen, was für eine gleichmäßige Zahnkühlung von Bedeutung ist.

fertigungstechnisch kann es günstig sein, wenn die Kühlflüssigkeitspfade 18a, 18b bzw. 20a, 21a, 12a innerhalb der Teilkammern 8 durch Rohre gebildet sind, welche entsprechend dem gewünschten Strömungsverlauf zick-zaek-, raäa.nderförmig oder dgl. gebogen sind, und wenn hierbei das übrige Volumen der Teilkammern durch AusgieSen mit einem druckfesten, gut wärmeleitenden Material, vorzugsweise Aluminium, ausgefüllt ist. Es entfallen hierbei näm-. lieh gesonderte Lot- oder Schweißverbindungen für die Dicht- und Druckstege, da die Rohre die Kühlflüssigkeit führen und der Aluminiumausguß die Punktion der Druckstege übernimmt. Diese Variante ist in der Zeichnung nicht dargestellt.

Nach Vorstehendem ist die vorteilhafte Anordnung des Kühlsystems nach den Pig. 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 beka.nnter Weise dazu dienen, die Ständerwicklung 3 der Maschine mit Kühlflüssigkeit zu versorgen, und zwar über Anschlußrohre 29, welche Isolierstrecken 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 einzelnen Teilpaketen 2a gebildeten radialen Schlitze 2b, über die Maschinenlänge verteilt, die aus den einzelnen Teilkamraern 8 jeweils zusammangesetzten Kammerringe 8' eingefügt.. Zur Versorgung der Kammerringe 8' bzw. Teilkammern 8 sind axiale Stichleitungen 27a (Ableitsammelrohr, an die äußere Ableitringkamraer 27 angeschlossen) und 28a (Zuleitsammelrohr, an die innere Zuleitringkammer 28 abgeschlossen) vorgesehen, an welche die Kamtnerringe 8' bzw. Teilkammern 8 über Abzweige 31 angeschlossen sind. Diese Abzweige 31 bilden zweckmäßig Isolierstrecken, z. B. bestehend aus Tetrafluoräthylen. Zwecks besonders intensiver Kühlung der Endzähne sind die den Enddruckplatten 6 unmittelbar benachbar-

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ten Kammerriiage 8' mit ihren Teilkammern 8 über Anschlußrohre 31' an gesonderte Zu- und Ableitringleitungen 33, 32 angeschlossen, welche die Kammerringe 8' konzentrisch umgeben (Fig. 1, Pig. 4). Die Anschlußrohre 31'können als isolierende T-Stücke ausgebildet sein, vgl. Pig. 4. Die Zu- und Ableitringleitungen 33, 32 sind in Fig. 4 abweichend von Fig. 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 sein. Fig. 4 zeigt, daß die Kühlung der Endzähne noch dadurch intensiviert werden kaira, daß die Teilkammern 8 innerhalb der den Enddruckplatten 6 lammittelbar benachbarten Kammer ringverbände 8^r in Parallelsclialtung an die Zu- und Ableitringleitungen 33, 32 angeschlossen werden können. Für die übrigen Kammerringe 8^f ist es gemäß eimer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorteilhaft, eine Reihenparallelschaltung nach Fig. 5 oder eine Reihenschaltung nach Fig. 6 vorzunehmen. Gemäß Fig. 5 sind zwei parallelgeschaltete Kammerringhälften 8a' und 8b¹ vorgesehen, deren Teilkammern 8 mittels Überleitungen 34 miteinander in Reihe geschaltet sind. Der Kühlflüssigkeitseintritt erfolgt über das Sammelrohr 28a and die Abzweige 31 an der Oberseite des Blechpaketes in je eiiBe Kammerringhälfte 8a.¹ bzw. 8b', die Kühlflüssigkeit durchströmt dann in entgegengesetztem Drehsinn die beiden Kammerringhälften und verläßt letztere an der Unterseite des Blechpaketes, raus durch das Sammelrohr 27a wieder zurückzuströmen. Gemäß Fig. 6 kann auch eine reine Reihenschaltung durchgeführt sein, wozu Z. B. an der Unterseite des Blechpaketes eine Anfangsteilkamiier 8a und eine Endteilkammer 8e vorgesehen sind, denen jeweils eins Zuleitsammelrohr 28a bzw. ein Ableitsaaraelrohr 27a benachbart sind. Das-Kühlwasser durchströmt, wie ersichtlich, vom Zuleitsammelrohr 28a kommend über Abzweig 31 und Anfangsteilkammer 8a äle einzelnen Teilkammern 8 in gleichem Drehsinn und tritt naeti einem Umlauf von 360° aus der Endteilkamater 8e aus und flieSt Über Abzweig 51 und Ableitsamraelrohr 27a wieder zurück. Es kann zweckmäßig sein, an all jenen Stellen, wo Wirbelströme iiarch. Haupt- oder Streufelder der Maschine entstehen können, zusätzliche Isolierstreckes vorzusehen, insb. zwischen den angrenzenden Stoßfugen 35 der einzelnen Teilkammern δ

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(Fig. 4 und 5) und demgemäß die Überleitungen 34 als Isolierstrecken auszubilden. Es ist ersichtlich, daß durch das System der aus einzelnen Teilkammern aufgebauten Kammerringe mannigfaltige Schaltungen möglich sind, von denen die Fig. 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 Flüssigkeitsversorgungssystem 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, die als Serienbausteine ausgebildet sind, unschwer mit einlegen lassen, und auch der Kühlmittelanschluß gestaltet sich, wie die Fig. zeigen, denkbar einfach.

20 Ansprüche
6 Figuren

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Claims

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1. Anordnung zur Flüssigkeitskühlung der Stand erblechpa.ke te elektrischer Maschinen,, insb, für Turbogeneratoren,, dadurch gekenn ze ichnt, daß, wie von der Gaskühlung der Ständerblechpa.kete her an sich bekannt, radiale, zwischen axial aneinandergereihten Teilpaketen angeordnete Kühlschlitze zumindest in der Nähe der Enddruckplatten an beiden Maschinenenden vorgesehen und in diese Schlitze dem Blechschnitt angepaßte und mit den angrenzenden Blechen in engem Wärmekontakt stehende Flüssigkeitskammern (Teilkammern) eingefügt sind, welche, im wesentlichen als Kreisringausschnitte geformt, in Umfangsrichtung zu Kammerringen aneinanderfügbar sind und, mit Zu- und Abflußöffnungen versehen, in ihrem Inneren zumindest die Zahnpartien überstreichende Kühlpfade aufweisen,

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilkammern aus planparallelen Stirnplatten bestehen, welche nach Art der Blechsegmente mit Nuten, Zähnen und Jochpartien

"versehen sind; aus die Mantelflächen bildenden äußeren Druckstegen, welche an den Stirnplatten flüssigkeitsdicht befestigt sind, sowie aus Druckstegen im Inneren, welche zumindest teilweise der Zu- und Ableitung der Kühlflüssigkeit Bezüglich der einzelnen Zahnpartien dienen (Führungestege).

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Führungsstege etwa radial verlaufend sich vom äußeret] umfang jeweils bis in die Nähe der Zahnenden erstrecken (Zahnstege), so daß je Zahn zumindest 2 in Reihe und gegenläufig durchflossene Kammerabschnitt mit örtlich begrenzten Umlenkstellen am Zahnende gebildet sind.

4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Führungsstege vorgesehen sind, welch© jeweils vom Nutengrund etwa radial verlaufend sich bis in die Nähe des äußeren Umfangs erstrecken und dort weitere örtlich begrenzte Umlenkstellen bilden (Nut en st eg·©)■.

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5. Anordnung flach Anspruch 3 oder 4, dadurch, gekennzeichnet, daß die Kammerabschnitte durch etwa radial verlaufende weitere Druckstege nochmals unterteilt sind, welche zwischen Nut- und Zahnstegen bzw. Außen- und Zahnstegen angeordnet sind.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5»dadurch gekennzeichnet, daß die Teilkammern an ihrem äußeren Umfang mit je einer (oder mehreren) Zu- und Abflußöffnung (en) versehen sind.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Kammerinnenraum von Kühlflüssigkeit umspült ist.......

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß axiale Kammerdurchbrüche zum Hindurchführen der Spannbolzen bzw. Zuganker des Blechpaketes vorgesehen sind, wobei durch besondere, die Durchbrüche umgrenzende Dichtstege der Karamerinnenra.um zum Außenraum flüssigkeitsdicht abgeschlossen ist.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Drückstege in Form von Doppelstegreihen, bestehend aus parallel mit Abstand zueinander angeordneten Einzelstegen, angeordnet sind, wobei der Raum innerhalb

der Doppelreihen als Luftkammer und zweckmäßig zur Leckanzeige - dient. . ..'..-.-

10. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, für Standerblechpakete, die mit durchgehenden axialen Kühlrohren versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich der Zahnbereich und - bei Zu- und Ableitung der Flüssigkeit am äußeren Umfang - radial verlaufende Zu- und Ableitkanäle von Flüssigkeit umspült und durch Dicht- und Führungsstege gegenüber dem übrigen Kammerraum abgedichtet sind, wobei dieser übrige Kammerraum mit Abstandsstegen sowie Durchbrüchen· für die axialen Kühlrohre und Spannbolzen versehen ist»

11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche für die Kühlrohre und Spannbolzen von lediglich

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als Abstandshalter dienenden, jedoch nicht notwendig flüssigkeitsdichten kreisförmigen Druckstegen umgrenzt sind.

12. Anordnung nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Außenstege der mehrere Nuten und Zähne in Umfangsrichtung überdeckenden Teilkammern radial außerhalb des Nuten- und Zahnbereiches in einer durch die Nutenmitte gehenden Teilungsebene verlaufen.

13. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlflüssigkeitspfade innerhalb der Teil-

^ kammern durch Rohre gebildet sind, welche entsprechend dem gewünschten Strömungsverlauf zick-zack, mäanderförmig o. dgl. gebogen sind, und daß das übrige Volumen der Teilkammern durch Ausgießen mit einem druckfesten, gut wärmeleitenden Material, vorzugsweise Aluminium, ausgefüllt ist.

14. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die der Enddruckplatte unmittelbar benachbarten KaDmerringe mit ihren Teilkammern über Anschlußrohre an gesonderte Zu- und Ableitringleitungen angeschlossen sind, welche die Kamraerringe konzentrisch umgeben (Fig. 4).

15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die " Teilkammern innerhalb der den Endruckplatten unmittelbar benachbarten Kammerringverbände in Parallelschaltung an die Zu- und Ableitringleitungen angeschlossen sind.

16. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß von Zu- und Ableitringkammern, welche der Versorgung der direkt gekühlten Ständerwicklung der Maschine mit Kühlflüssigkeit dienen, axiale Stichleitungen (Sammelrohre) abgehen, und daß an diese Stichleitungen über die Maschinenlänge verteilte Kammerringe und/oder die den Enddruckplattea unaittelbar benachbarten KaniBerringe über Abzweige angeschlossen sind.

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17. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch, gekennzeich.net, daß die Kammerringe eine Reihenparallelschaltung ihrer Teilkammern derart aufweisen, daß jeweils zwei parallelgeschaltete Kammerringhälften vorgesehen sind, deren Teilkaiiimern von der Kühlflüssigkeit in Reihenschaltung durchflossen sind, wobei eine Zuleitstichleitung an der einen Kammerringseite und eine Ableitstichleitung an der anderen (diametral) gegenüberliegenden Kammerringseite angeordnet sind.

18. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihenschaltung der Teilkammern der Kammerringe vorgesehen und hierzu die der Zu- und Ableitung der Kühlflüssigkeit dienenden Stichleitungen (Sammelrohre) zu einer Anfangs- und einer Endteilkammer benachbart angeordnet sind, wobei die Kühlflüssigkeit die einzelnen Teilkammern zwischen Anfangs- und Endteilkammer in einem Drehsinn durchströmt (Fig. 6).

19. Anordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilkammern über aus Isoliermaterial, z.B. Tetrafluoräthylen, bestehende Anschlußrohre an die Stichleitungen (Sammelrohre) bzw. an die Zu- und Ableitringleitungen angeschlossen sind,

20. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die zu Kammerringen vereinigten Teilkammern zwischen ihren aneinandergrenzenden Stoßfugen mit Isolierschichten versehen sind.

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