DE2403226C2

DE2403226C2 - Flüssigkeitsgekühlte elektrische Maschine

Info

Publication number: DE2403226C2
Application number: DE2403226A
Authority: DE
Inventors: James E. Monroeville Pa. Luzader; Sui C. Ying
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1973-01-29
Filing date: 1974-01-24
Publication date: 1984-05-30
Also published as: FR2215742B1; IN139172B; AU6412374A; SE408246B; BR7400589D0; ES422648A1; CH576202A5; CA975185A; DE2403226A1; JPS5714107B2; IT1007098B; BE810211A; JPS49111103A; GB1453783A; FR2215742A1; US3818256A

Description

Die Erfindung betrifft eine flüssigkeitsgekühlte elektrische Maschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Maschine ist aus der DE-OS 22 23 830 bekannt. Maschinen mit diesem direkt gekühlten Aufbau, bei dem ein Kühlmittel durch Kanäle in den Ständer- und Läufernuten mit direkter thermischer Zuordnung zu den stromführenden Teilen innerhalb der Masseisolierung umgewälzt wird, ergeben eine sehr -virksame Kühlung, die es ermöglicht, die bei großen elektrisehen Maschinen, insbesondere Generatoren, erzielbaren Belastungswerte erheblich zu erhöhen, ohne daß dabei die geometrischen Abmessungen erhöht werden müßten. Das in derartigen Maschinen verwendete Kühlmittel ist üblicherweise Wasserstoff, das das gasdichte Gehäuse ausfüllt und durch ein Gebläse auf der Läuferwelle durch die Kanäle der Ständer- und Läuferwicklungen und durch geeignete Kanäle im Ständerkern umgewälzt wird.

Nachdem für große Generatoren noch höhere Anforderungen an den Maxima'nennwert gestellt werden, muß die Kühlung dieser Maschinen bei größeren Abmessungen weiter verbessert werden. Diese Verbesserung läßt sich durch die Anwendung noch wirksamerer Kühlmittel, wie Flüssigkeiten erzielen. Im Ständer läßt sich dies dadurch erreichen, daß ein flüssiges Kühlmittel wie Wasser durch die Leitungen der Ständerwicklung getrieben wird. Wettere Verbesserungen lassen sich durch entsprechende Kühlung auch des Läufers erreichen. Allerdings treten bei der Umwälzung eines flüssigen Kühlmittels durch den Läufer Probleme auf. Eines der schwierigsten Probleme ist dabei die Einführung des Kühlmittels, beispielsweise Wasser, in den Läufer und die Abfuhr des Wassers. Dies erfolgt vorzugsweise möglichst nahe bei der Achse des Läufers, wo der Flüssigkeitsdruck noch verhältnismäßig niedrig ist. Bei der Maschine gemäß der eingangs genannten Offenlegungsschrift wird die Kühlflüssigkeit durch einen radialen Kanal in die Axialbohrung an einem E:v!e der Läuferwelle eingeleitet. Das Kühlmittel strömt von diesem Kanal durch Radialkanäle zu einer Verteilerkammer an der Läuferfläche, von der aus es in die Kühlkanäle der Wicklungsleiter fließt. Am Austrittsende des Läufers strömt das Kühlmittel von den Leitern zurück zu einer Sammelkammer und durch Radialkanäle zur Axialbohrung des Läufers zurück. Von dort gelangt das Kühlmittel über weitere Radialkanäle in eine Abflußkammer, von welcher es dann in geeigneter Weise abgezogen wird.

Wegen der Korrosionswirkung des den Läufer durchströmenden erwärmten Wassers ist es notwendig, den zur Herstellung des Läufers verwendeten Stahl gegen korrosion zu schützen. Dies erfolgt beim Stand der Technik durch Auskleidung der Kanäle mit korrosionsbeständigem Material, wie insbesondere rostfreiem Stahl. Dieses rostfreie Material besitzt aber nun einen höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten als das Material des Läufers, so daß bei Erwärmung der Auskleidungen durch das Kühlwasser sich diese Auskleidungen stärker ausdehnen, als der sie umgebende Läufer, was noch dadurch verstärkt wird, daß die Auskleidungen eine höhere Temperatur erreichen als der Läufer selbst. Durch diese unterschiedliche Ausdehnung entstehen Spannungen und möglicherweise Beschädigungen, wenn nicht Sorge dafür getragen wird, daß diese unterschiedliche Wärmeausdehnung aufgenommen werden kann. Werden lange rohrförmige Auskleidungen benutzt, wie beispielsweise in der axialen Bohrung der Läuferwelle, ist es meist möglich, für die thermische Ausdehnung der Auskleidung in der Weise Sorge zu

tragen, daß die Auskleidung nur an einem Ende verankert und ihr am anderen Ende ermöglicht wird, sich in axialer Richtung relativ zur Welle zu bewegen. Von dieser Möglichkeit kann jedoch kein Gebrauch gemacht werden, wenn die Auskleidung an beiden Enden an feststehenden Punkten des Läufers angeschlossen werden muß. Am Austrittsende des Läufers von Generatoren gemäß dem Stand der Technik strömt das Wasser durch eine Reihe radialer Kanäle zu der Bohrung der Welle und durch die Bohrung zu einer zweiten Reihe radialer Kanäle in der Nähe des Wellenendes, durch das das Wasser abgegeben wird Die Auskleidung in der Wellenbohrung zwischen den beiden Gruppen von Radialkanälen muß mit den radialen Edelstahlrohren in den Radialkanälen an beiden Enden fest verbunden sein, und wenn die Auskleidung eine erhebliche Länge aufweist, wie es bei hier in Rede stehenden großen Generatoren der Fall ist, genügt die abweichende thermische Ausdehnung, um die Radialrohre unter eine nicht mehr zulässige Spannung zu setzen.

Man kann sich dadurch helfen, daß zur Aufnahme der unterschiedlichen thermischen Ausdehnung der Auskleidung an irgendeiner Stelle der Auskleidung, die sich zwischen diesen festliegenden Punkten befindet, eine balgartige Vorrichtung in die Auskleidung eingeschaltet wird. Jedoch müssen die Wandungen derartiger balgartiger Vorrichtungen notwendigerweise dünn sein, um die erforderliche Flexibilität zu gewährleisten, so daß Korrosion, Erosion oder Kavitation sich an dieser Stelle kritisch auswirken könnte. Ferner neigen die Wölbungen der balgartigen Vorrichtung infolge der Zentrifugalwirkung dazu, Korrosionsablagerungen aufzufangen und festzuhalten, was zu grübchenartigem Korrosionsfraß führen kann.

Um eine unterschiedliche thermische Ausdehnung der Auskleidung aufzufangen, wird gemäß der DE-AS 15 38 722 soviel Spiel zwischen den radialen Kanälen und der zugehörigen korrosionsbeständigen Auskleidung vorgesehen, daß die durch unterschiedliche thermische Ausdehnungen entstehenden Relativbewegungen aufgefangen werden können. Ähnliches Spiel ist auch zwischen der Axialbohrung und der zugehörigen Auskleidung vorgesehen, so daß auch hier eine Relativbewegung möglich ist, zumal die Auskleidung in der Axialbohrung nur einseitig festgelegt :>t.

In dieser Druckschrift wird auch erwähnt, daß infolge von Zentrifugalkräften auftretende unterschiedliche Dehnungen zwischen Verteilkammer und radialen Rohrleitungen derartige i,?diale Rohrleitungen mit Vorspannung in die Verteilkammer eingesetzt werden. Kommt es r.u Ausdehnungen der Auskleidung und treten auch Wärmeausdehnungseffekte infolge des Hindurchtretens von erwärmtem Wasser auf, so entspricht die Resultierende der Zugkraft in der Auskleidung, der korrespondierenden Druckkraft in dem Vorspannungsrohr und der Kraft infolge thermischer Ausdehnung insgesamt einer Auslenkung der Auskleidung, die geringer ist als diejenige einer entsprechenden nicht eingespannten Auskleidung.

Problematisch ist allerdings die Erzeugung dieser Vorspannung. In der DE-OS 22 23 830 findet sich kein Lösungsweg, und der in der DE-AS 15 38 722 gegebene allgemeine Hinweis auf Einbau mit Vorspannung liefert dem Durchschnittsfachmann auch keinerlei Hinweise darauf, wie er diese Vorspannung am zweckmäßigsten bei einer elektrischen Maschine gemäß der eingangs genannten Art ausbildet

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine flüssigkeitsgekühlte elektrische Maschine der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß die insbesondere bei sehr großen derartigen Maschinen auftretenden Längenänderungen, deren Aufnahme durch An-

5 Ordnung entsprechenden Spiels wegen der erforderlichen Spielgröße oft unzweckmäßig ist und bei bestimmten Anordnungen, wie insbesondere die Anordnung einer Auskleidung in dem aus Axialbohrung und radialen Kanälen gebildetem Hohlkörper auch auf konstruktive

ίο Schwierigkeiten stößt, so auszugestalten, daß trotzdem übermäßige Spannungsbeanspruchung infolge von unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen und Axialkräften nicht auftreten.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß der genannte Hohlkörper als vorgespanntes Edelstahlrohr ausgebildet ist, dessen Radialbereiche in die Radialkanäle und dessen Axialbereich in die Axialbohrung eingelegt ist, und daß die Vorspannung erzeugt wird durch einen Vorspannkäper, an dessen gegenüberliegenden Enden eine Endplatte und eine Spannplatte, angebracht sind, wobei die Endplatte in der Nähe des ersten Radialbereiches an ein Anschlagstück des Edelstahlrohrs andrückt und die Spannplatte in der Nähe des Radialbereichs an einem Spannansatz des Edelstahlrohrs verschraubt ist Indem die durch Wärmeausdehnung auftretenden Verspannungen nicht durch Spiel aufgefangen werden, sondern statt dessen durch Vorspannung, kann die Größe der Maschinen erheblich gesteigert und die Gesamtkonstruktion vereinfacht und insgesamt stabiler gestaltet werden, wobei die kennzeichnenden Merkmale eine besonders einfache Aufbringung der erforderlichen Vorspannung ermöglicht Insbesondere werden Schweißnähte vermieden, wie sie die DE-AS 15 38 722 noch erfordert und die die Herstellungskosten erhöhen

(umständliche Herstellung, Notwendigkeit der Überprüfung) und die auch einen ständigen Gefahrenpunkt im späteren Betrieb darstellen, da diese Schweißnähte den Wärmeverspannungen besonders stark ausgesetzt sind und ihrerseits durch unterschiedliche Dicke zum Entstehen von zusätzlichen Verspannungskräften beitragen.

Durch das Merkmal, daß der (aus Axialbohrung und radialen Kanälen gebildete) Hohlkörper als vorgespanntes Edelstahlrohr ausgebildet ist, dessen Radialbereiche einerseits in die Radialkanäle und dessen Axialbereich andererseits in die Axialbohrung eingelegt ist, entfällt die Notwendigkeit von Verschweißungsstellen. Statt dessen liegt ein einstückiges, vorgeformtes Rohr ohne irgendeine Schweißung vor, dem auch in viel einfacherer Weise als es beispielsweise bei der DE-AS 15 38 722 gezeigt ist, eine Vorspannung aufgedrückt werden kann, und zwar durch einen Vorspannkörper, an dessen gegenüberliegenden Enden eine Endplatte und eine Spannplatte angebracht sind, wobei dh Endplatte in der Nähe des ersten Radialbereichs an ein Anschlagstück des Edelstahlrohres andrückt und die Spannplatte in der Nähe des Radialbereiches an einem Spannansatz des Edelstahlrohres /erschraubt ist.
Gemäß einer günstigen Weilerbildung der Erfindung ist die Spannplatte mit mindestens einer durchgehenden öffnung versehen und weist eine Schraube auf, die die öffnung der Spannplatte durchsetzt und in den Hohlkörper zu dessen Vorspannung mit einem vorgegebenen Drehmoment eingeschraubt ist. Gemäß einer ande-

6j ren Ausführungsform greift der Vorspannkörper mit seinem ersten bzw. seinem zweiten Ende in einer Ausnehmung der an das Anschlagstück angrenzenden Endplatte bzw. in einer Ausnehmung der Spannplatte ein.

wobei die Schraube in den Spannabsatz eingeschraubt ist.

Der Vorspannkörper kann von einer massiven, langgestreckten Stange gebildet sein, die sich zentrisch in axialer Richtung durch die Axialbohrung erstreckt. Dies ermöglicht eine besonders günstige axialsymmetrische Anordnung der Hohlkörper, die einen besonders günstigen Aufbau erhält, wenn gemäß einer noch anderen Ausführungsform der Läufer mit drei darin angeordneten korrosionsbeständigen Hohlkörpern versehen ist.

Zur Verringerung von erforderlicher Vorspannungskraft ist es günstig, wenn der Vorspannkörper aus einem Material mit niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten hergestellt ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in den Zeichnungen dargestellt ist. Es zeigt

Fig.! teilweise im Län^schnitt eine Seitenansicht eines Turbinengenerators mit flüssigkeitsgekühltem Läufer;

F i g. 2 weiter ins einzelne gehend teilweise im Längsschnitt eine Teilansicht des Austrittendes des Turbinengenerators der Fig. 1:

F i g. 3 eine Einzelansicht einer Endplatte;

F i g. 4 einen Radialschnitt durch F i g. 3 längs der Linie IV/1V;

F i g. 5 eine Einzelansicht einer Spannplatte;

F i g. 6 einen Radialschnitt durch F i g. 5 längs der Linie VI/VI; und

F i g. 7 eine Einzelansicht durch einen erfindungsgemäß ausgestalteten Hohlkörper.

Im einzelnen läßt F i g. 1 einen großen Turbinengenerator mit einem Ständerkern 10 erkennen, der durch Stützringe 12 in einem im wesentlichen gasdichten äußeren Gehäuse 14 gehalten ist. Der Ständerkern 10 hat einen geschichteten Aufbau mit einer durchgehenden zylindrischen Bohrung, wobei die geschichteten Bleche zwischen Endplatten 15 eingespannt sind. Der Ständerkern 10 ist an seinem inneren Umfang mit Längsnuten für die Aufnahme einer Ständerwicklung 16 wie einer flü.ssigkeitsgekühlten Wicklung versehen. Zu diesem Zweck sind an gegenüberliegenden Enden des Generators kreisförmige Einlaß- und Austritts-Sammelleitungen 17 angeordnet, die über geeignete Zweigleitungen 18 verbunden sind, so daß eine Kühlflüssigkeit wie Wasser durch die Spulen der Statorwicklung 16 geleitet werden kann. Die Sammelleitung 17 kann, wie schematisch mit einem Einlaß bzw. Auslaß 19 angedeutet, an ein externes Umwälzsystem beliebiger Bauart angeschlossen sein. Das Gehäuse 14 ist mit einem Kühlgas wie Wasserstoff gefüllt, das im Inneren des Gehäuses umgewälzt wird, um den Ständerkern zu kühlen, indem es die üblichen radialen Kühlleitungen durchströmt, wobei Leitvorrichtungen gewünschter Bauart in dem Gehäuse vorgesehen sein können, um die Richtung der Gasströmung darin zu bestimmen.

Der Generator hat einen Läufer 20, der in der Bohrung des Ständerkerns 10 angeordnet und mittels Lagern 21 am Ende des Gehäuses 14 abgestützt ist Die Lager sind mit Stopfbuchsen ausgestattet, um ein Austreten von Gas längs der Läuferwelle zu verhindern. Der Läufer 20 weist einen Mittelabschnitt 23 auf, der in üblicher Weise mit Umfangsnuten für die Aufnahme einer Läuferwicklung 24 versehen ist. Die die Feldwicklung des Generators bildende Läuferwicklung 24 ist aus Kupferleitern aufgebaut die sich in Längsrichtung durch die Nuten des Läufers und in Umfangsnchtung in den in der Zeichnung sichtbaren Wickelköpfen erstrekken. Die Wickelköpfe der Läuferwicklung sind durch die üblichen schweren Halteringe 25 gegenüber Drehkräften abgestützt. Die Leiter der Läuferwicklung 24 sind hohl ausgebildet und weisen dementsprechend sich durch sie erstreckende zentrische Kanäle auf, durch die die Kühlflüssigkeit von einem Ende zum anderen sowohl über die in Umfangsnchtung verlaufenden Kopfstücke als auch die geraden, in Längsrichtung verlaufenden Abschnitte strömt. Für den Kühlmittelstrom kann

ίο jede geeignete Strömungsverteilung gewählt werden, und ebenso kann von jeder gewünschten elektrischen Schaltungsart Gebrauch gemacht werden.

Der Läufer 20 hat sich in axialer Richtung von den beiden Enden des Mittelabschnitts 23 aus erstreckende Wellenabschnitte 28, die mit ihren Endbereichen von den Lagern 21 aufgenommen sind. Durch die Wellenabschnitte 28 erstreckt sich eine Axialbohrung 29 über die gesamte Lunge des Läufers. Durch die Bohrung 29 erstrecken sich am linken Ende des Läufers axiale elektrisehe Leiter 30, die mit der Läuferwicklung über radiale Durchgänge 31 verbunden sind. Die Kühlflüssigkeit, als die Wasser dient, wird an diesem Ende des Läufers durch einen Ringkanal 32 geleitet, der die Leiter 30 in der Axialbohrung 29 umgibt und über Radialkanäle 34 mit einer Verteilerkammer 33 verbunden ist. Die Verteiler'Kammer 33 erstreckt sich in Umfangsnchtung um die AuOinseite des Wellenabschnitts 28 und ist mittels axialer Verbindungselemente 35 mit den Leitern der Läuferwicklung 24 verbunden. Der Ringkanal 32 ist aus zwei konzentrischen Rohren ai-s Edelstahl aufgebaut und dient somit als korrosionsbeständige Abkleidung der Axialbohrung 29. Die Rohre, aus denen der Ringkanal 32 aufgebaut ist, sind am inneren Ende mit den rohrförmigen Edelstahl-Abkleidungen in den Radialkanälen 34 verbunden. Im übrigen haben die Rohre 32 die Freiheit, sich in der Axialbohrung 29 axial auszudehnen, um so die unterschiedliche thermische Ausdehnung aufzufangen.

Das rechte Ende des Läufers, wie es mit F i g. 2 veranschaulicht ist, stellt das Austrittsende dar. Das Wasser strömt von den Leitern der Läuferwicklung über Verbindungselemente 36 zu einer Sammelkammer 37, die sich in Umfangsnchtung um die Außenseite des Läufer-Wellenabschnitts 28 erstreckt. Die axialen Verbindungselemente 35 und 36 an den gegenüberliegenden Enden der Läuferwicklung 24 können gleich aufgebaut sein und jeweils einen Isolierabschnitt haben. Radialkanäle 38 verbinden die Sammelkammer 37 mit der Axialbohrung 29, und eine zweite Gruppe von Radialkanälen 39

so verbindet die Axialbohrung 29 mit einer Abflußkammer 40, die sich in Umfangsnchtung längs der Außenseite des Wellenabschnitts 28 des Läufers erstreckt. Das Wasser wird von der Abflußkammer 40 über einen Auslaß 41 abgenommen, um erneut umgewälzt zu werden, wobei jede geeignete Art der Abdichtung vorgesehen sein kann, um einen Austritt von Wasser zu verhindern.

Ein korrosionsbeständiges Edelstahlrohr 50 verbindet die Sammelkammer 37 mit der Abflußkammer 40. Das Edelstahlrohr 50 hat einen ersten Radialbereich 51, einen Axialbereich 52 sowie einen zweiten Radialbereich 53. Der erste Radialbereich 51 ist in geeigneter Weise mit der Sammelkammer 37 verbunden, beispielsweise mittels einer Schweißnaht 54, wie sie in F i g. 2 angedeutet ist Der zweite Radialbereich 53 ist in geeigneter Weise mit der Abflußkammer 40 verbunden, wie das in F i g. 2 mit der Schweißnaht 55 angedeutet ist

An dem Axialbereich 52 des Edelstahlrohrs 50 ist in Nachbarschaft zu dem ersten Radialbereich 51 ein An-

schlagstück 56 angebracht. Ein Spannansatz 57 ist an dem Axialbereich 52 des Edelstahlrohrs 50 in Nähe des zweiten RadialbTeichs 53 befestigt. Dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt drei Edelstahlrohre 50, jedoch versteht es sich, daß die Anzahl Edelstahlrohre 50 von der Anzahl radialer Kanäle 38 und 39 abhängt, die die Gruppe radialer Kanäle bilden, wie sie für diese Stellen erläutert wurden. Es kann jede geeignete Anzahl radialer Durchgänge und Edelstahlrohre verwendet werden. Die Anzahl solcher Rohre hängt von verschiedenen Gesichtspunkten wie der Leichtigkeit bei der Fertigung und der Geschwindigkeit des durch die Rohre zu leitenden Wassers ab. Die Edelstahlrohre sind auf Zug gegen einen Vorspannkörper 59 vorgespannt. Der Vorspannkörper 59 ist eine massive langgestreckte Stange, die sich zentrisch in axialer Ausrichtung durch die Axialbohrung 29 erstreckt. Der Vorspannkörper 59 besieht aus einem Material mit niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten, etwa wie es unter der Handelsbezeichnung »INVAR« vertrieben wird. Der Vorspannkörper 59 hat ein erstes Ende 61 und ein zweites Ende 62, an denen eine Endplatte 70 bzw. eine Spannplatte 80 angeordnet sind.

Die Endplatte 70 (F i g. 3) hat zylindrische Gestalt und einen Grundkörper 76, Stirnflächen 71 und 72 sowie eine Mehrzahl daran angebrachter Schlitze 73. Die Anzahl der in dem Grundkörper 76 vorgesehenen Schlitze 73 entspricht der Anzahl der verwendeten Edelstahlroh-IV 50. Die Stirnfläche 72 der Endplatte 70 ist mit einer Ausr'.¹IiIiIUiIg 74 versehen, deren Abmessungen diirdi die Abmessungen des Vorspaniikörpers 59 bestimmt sind. F i g. 4 ist ein Radialschnilt durch die Endplatte 70 lüngs der Linie IV-IV der Γ" i g. 3.

Die Spannplatte 80 (F i g. 5) hat zylindrische Gestalt und Stirnflächen 81 und 82. Die Stirnfläche 81 weist eine Ausnehmung 83 auf. Die Abmessungen der Ausnehmung 83 hängen von den Abmessungen des Vorspannkörpers 59 ab, wie er in einem speziellen Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird. Durch die Spannplatte 80 erstrecken sich an vorgegebenen Stellen mehrere öffnungen 84, je nach der Anzahl der im einzelnen Anwendungsfall verwendeten Edelstahlrohre 50. Fig.6 ist ein Radialschnitt durch die Spannplatte 80 längs der Linie VI-VI der F i g. 5.

Die Herstellung dieses Ausführungsbeispiels der Erfindung erfolgt wie nachstehend angegeben. Das Edelstahlrohr 50 wird axial in das auf die Zeichnung bezogene rechte Ende der Axialbohrung 29 des Läufers eingeführt, bis der erste Radialbereich 51 und der zweite Radialbereich 53 im Verhältnis zu den radialen Kanälen 38 bzw. 39 ausgerichtet sind. Der erste Radialbereich 51 wird radial in den radialen Kanal 38 eingeführt, und entsprechend wird der zweite Radialbereich 53 radial in den radialen Kanal 39 eingeführt Der erste Radialbereich 51 wird dann mit der Sammelkammer 57 durch die Schweißnaht 54 verbunden, während der zweite Radialbereich 53 mit der Entladungskammer 40 über die Schweißnaht 55 verbunden wird. Die weiteren Edelstahlrohre werden in der gleichen Weise eingesetzt Die Bequemlichkeit bei der Fertigung stellt einen Gesichtspunkt bei der Entscheidung dar, wieviele Edelstahlrohre für eine bestimmte Maschine verwendet werden sollen. Wenn alle Edelstahlrohre 50, die in einer speziellen Anwendung der Erfindung verwendet werden sollen, in ihre entsprechenden radialen Kanäle 38 und 39 eingesetzt worden sind, wird die Endplatte 70 axial in die Axialbohrung 29 eingeführt Wie mit F i g. 2 gezeigt ist das Anschlagstück 56 an dem Axialbereich 52 der Edelstahlrohre 50 in Nähe des ersten Radialbereichs 51 befestigt. Der Spannansatz 57 ist an dem Axialbereich 52 des Edelstahlrohrs 50 in Nähe des zweiten Radialbereichs 53 befestigt. Die Endplatte 70 (F i g. 3) mit den Stirnflächen 71 und 72 wird dann so eingesetzt, daß ihre Schlitze 73 jeweils ein Edelstahlrohr 50 aufnehmen. Die Endplatte 70 wird so weit axial in die Axialbohrung 29 eingeführt, bis ihr Grundkörper 76 an dem Anschlagstück 56 angreift, das dazu dient, die Endplatte 70 in der gern wünschten Lage festzulegen. Danach wird der Vorspannkörper 59 in die Axialbohrung 29 eingeführt, bis sein erstes Ende 61 in die Ausnehmung 74 eingreift, die an der Stirnfläche 72 der Endplatte 70 vorgesehen ist. Es wird dann die Spannplatte 80 in die Axialbohrung 29 des Wellenabschnitts 28 eingeführt, so daß die Ausnehmung 83 der Stirnfläche 81 das zweite Ende 62 des Vorspannkörpers 59 aufnimmt.

Die Edelstahlrohre 50 werden mittels der Endplatte 70, der Spannplatte 80 sowie einer Schraube 90 im Verhältnis zu dem Vorspannkörper 59 auf Zug vorgespannt. Die Schraube 90 wird durch eine der öffnungen 84 der Spannplatte 80 eingeführt und dann mit einem vorgegebenen Drehmoment in den Spannansatz 57 eingeschraubt, so daß das Edelstahlrohr 50 im Verhältnis zu dem Vorspannkörper 59 auf Zug vorgespannt wird. Das Maß der Vorspannung ist vorgegeben und wird durch einen Spalt 91 reguliert, der unbelegt zwischen dem Spannansatz 57 und der Spannplatte 80 bleibt. Die Axi-•ιΙΙιοΙιπιημ 24 ist mil einem Isolierkörper 77 verkleidet, jo der ills llicrnii.sdic Sperre /wischen dein crwllriiilrn tdelstahliohr 50 und dem Stahl des Wcllenabschnitts 28 dient. In den radialen Kanälen 38 sorgt ein Luftspalt 78 für eine ausreichende thermische Sperre zwischen dem Stahl des Wcllenabschnitts 28 und dem ersten Radialbereich 51 des Edclstahlrohrs 50. In den radialen Kanälen 39 sorgt ein Luftspalt 79 für eine ausreichende thermische Sperre zwischen dem Stahl des Wellenabschnitts 28 und dem zweiten Radialbercich 53 des Edelstahlrohrs 50.

Fig. 7 zeigt eine Detailansicht des hohlen Edelstahlrohrs 50.

Einer der Vorzüge der Verwendung des Edelstahlrohrs 50 für die Weiterleitung der Kühlflüssigkeit von der ringförmigen Sammelkammer 37 zu der Abflußkammer 40 ist darin zu sehen, daß eine Schweißung entbehrlich wird, wie sie nach dem Stand der Technik zwischen den Edelstahl-Abkleidungen, die sich in radialer Richtung durch die radialen Kanäle 38 bzw. 39 erstrecken, und zwischen einer Edelstahl-Abkleidung, die so sich längs der Innenseite der Axialbohrung 29 erstreckte, erforderlich war. Dadurch, daß die Schweißung an der Innenseite des Läufers entfallen kann, wird die Herstellung des Läufers vereinfacht. Ein weiterer Vorteil der Verwendung des Edelstahlrohrs nach der Erfindung besteht darin, daß ein sinnvoller Differenzdruck im Innern des Generators erhalten wird. Bei Verwendung des Edelstahlrohrs 50 wird das Wasser längs einer Achse 93 des in Längsrichtung verlaufenden Axialbereichs 52 des Edelstahlrohrs 50 bewegt Diese Achse weist von der Mittelachse 92 der Axialbohrung 29 einen radialen Abstand 94 auf. Diese Verschiebung des Flüssigkeitsstroms längs der Achse 93 gegenüber der Mittelachse 92 stellt den nützlichen Differenzdruck zur Verfügung, der im Inneren des Generators ausgewertet werden kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Flüssigkeitsgekühlte elektrische Maschine mit einem Ständer sowie einem davon umschlossenen Läufer, der einen Mittelabschnitt mit einer Läuferwicklung, durch die hindurch sich Kühlkanäle erstrecken, sowie den Mittelabschnitt tragende Wellenabschnitte mit einer durch diese verlaufenden zentrischen Axialbohrung aufweist, wobei in einem Wellenabschnitt eine Kühlmittelsammel- sowie eine Kühlmittelabflußkammer angeordnet sind, der Wellenabschnitt einen die Axialbohrung mit der Sammelkammer verbindenden radialen Kanal sowie einen von diesem einen axialen Abstand aufweisenden, die Axialbohrung mit der Abflußkammer verbindenden weiteren radialen Kanal aufweist die Sammelkammer über Verbindungselemente an die sich durch tie Läuferwicklung erstreckenden Kühlkanäle angeschlossen ist und wcbei der aus Axia!- bohrung und den beiden radialen Kanälen gebildete Hohlkörper mit korrosionsbeständigem Material ausgekleidet ist, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Hohlkörper als vorgespanntes Edelstahlrohr (50) ausgebildet ist, dessen Radialbereiche (51, 53) in die Radialkanäle (38, 39) und dessen Axialbereich (52) in die Axialbohrung (29) eingelegt ist, und daß die Vorspannung erzeugt wird durch einen Vorspannkörper (59), an dessen gegenüberliegenden Enden eine Endplatte (70) und eine Spannplatte (80) angebracht sind, wobei die Endplatte (70) in der Nähe des ersten Radiaibereiches (51) an ein Anschlagstück (56) des Edelstahl roh rs ItO) andrückt und die Spannplatte (80) in der Nähe des Radialbereiches (53) an einem Spannansatz (57) des Edelstahlrohrs (50) verschraubt ist

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannplatte (80) mit mindestens einer durchgehenden Öffnung (84) versehen ist sowie eine Schraube (90) aufweist, die die Öffnung (84) der Spannplatte (80) durchsetzt und wobei d>e Schraube (90) in den Hohlkörper zu dessen Vorspannung mit einem vorgegebenen Drehmoment eingeschraubt ist.

3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorspannkörper (59) mit seinem ersten bzw. mit seinem zweiten Ende (61,62) in einer Ausnehmung (74) der an das Anschlagstück (56) angrenzenden Endplatte (70) bzw. in einer Ausnehmung (83) der Spannplatte (80) eingreift.

4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorspannkörper (59) von einer massiven, langgestreckten Stange gebildet ist, die sich zentrisch in axialer Richtung durch die Axialbohrung (29) erstreckt.

5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorspannkörper (59) aus einem Material mit niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten hergestellt ist,

6. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (20) mil drei darin angeordneten korrosionsbeständigen Hohlkörpern (Edelstahlrohr 50) versehen ist.