NO130613B - - Google Patents

Description

Anordning for tilførsel av en væske til rotorviklingen i en elektrisk maskin hvor det minst er en stillestående tilførsels- Device for supplying a liquid to the rotor winding in an electrical machine where there is at least one stationary supply

del som omslutter rotorakselen. part that encloses the rotor shaft.

Oppfinnelsen vedrorer en anordning for tilforsel av en væske til rotorviklingen i en elektrisk maskin hvor det minst er en stillestående tilforselsdel som omslutter rotorakselen, og som omfatter minst en tilforselskanal og en vekkforingskanal som er forbundet med ringdeler, og som med tilhorende tetningssteder utstrekker seg tettende i ringspor i den roterende rotordel for tilforing og vekkforing av den gjennom den roterende væskrforingskanalen strommende væsken. The invention relates to a device for supplying a liquid to the rotor winding in an electric machine where there is at least one stationary supply part which surrounds the rotor shaft, and which comprises at least one supply channel and one removal channel which is connected with ring parts, and which with associated sealing points extends sealingly in annular groove in the rotating rotor part for supplying and removing the liquid flowing through the rotating liquid supply channel.

Ved elektriske maskiner er det kjent å utfore viklingen for rotoren av hule ledere og gjennom disse la det sirkulere et kjolemiddel med mindre elektrisk ledeevne, fortrinnsvis vann, Kjolevannet må derved i et kjolevannsoverforingsorgan overfores fra den In the case of electric machines, it is known to make the winding for the rotor of hollow conductors and through these to circulate a dressing medium with less electrical conductivity, preferably water. The dressing water must thereby be transferred in a dressing water transfer device from the

stasjonære til den roterende del i maskinen. stationary to the rotating part in the machine.

Det er allerede kjent forskjellige konstruktive losninger for slike kjolevannsoverforingsanordninger. Det er også allerede kjent en losning som funksjonerer uten tetningselementer, hvor kjolevannet i viklingshodet sproytes direkte inn i viklingen. Tilforelses- Various constructive solutions are already known for such dress water transfer devices. There is also already known a solution that functions without sealing elements, where the dressing water in the winding head is sprayed directly into the winding. infatuation

og vekkforingsstedet for kjolevannet er prinsipielt anordnet der hvor de minste friksjons- og kjolevæsketap opptrer, dvs. for det meste ved akselenden hvor de forholdsvis små diametre mulig-gjør anvendelse av glideringtetninger resp. gir små tetnings-splatelengder. and the draining point for the dressing water is in principle arranged where the smallest friction and dressing fluid losses occur, i.e. mostly at the shaft end where the relatively small diameters enable the use of mechanical seals or provides small sealing plate lengths.

Ulempene ved de hittil kjente anordninger består i at tetningsstedene står under et betydelig over yttertrykket beliggende innertrykk, hvorved innertrykket utgjores av sirkulasjonspumpens befordringstrykk, det dynamiske trykk og innvirkningen av sentrifugalkraften på væsken som befinner seg ved tetningsstedet. Derved oppstår enten okt vanntap (særlig ved beroringslose tetninger) eller okede friksjonstap. Videre er det ikke alltid mulig å anvende vannoverforingsstedet ved et parti med relativt liten diameter på en akselende da f.eks. begge akselender er opptatt slik at overforingsorganet må anvendes på akselen hvor denne har en relativt stor diameter. Dette medforer ved den kjente anvendelse av glideringtetninger ytterligere vanskeligheter hva angår slitasje, varmevekkforing og fabrikasjons nøyaktighet, og vel og merke frem-for alt når avtetningen av montasjegrupper må utfores med flere deler. En konstruksjon uten berbrende pakning vil imidlertid på grunn av ovenfor nevnte okede trykk gi utillatelig hoyt kjole-vanntap. The disadvantages of the previously known devices are that the sealing points are under an internal pressure significantly above the external pressure, whereby the internal pressure is made up of the circulation pump's conveying pressure, the dynamic pressure and the effect of the centrifugal force on the liquid located at the sealing point. This results in either increased water loss (especially with non-contact seals) or increased friction losses. Furthermore, it is not always possible to use the water transfer point at a section with a relatively small diameter on an axle end, when e.g. both shaft ends are occupied so that the transmission means must be used on the shaft where this has a relatively large diameter. With the known use of slip ring seals, this entails further difficulties in terms of wear, heat dissipation lining and manufacturing accuracy, and of course above all when the sealing of assembly groups has to be carried out with several parts. However, a construction without a sealing gasket will, due to the above-mentioned increased pressure, result in unacceptably high dress water loss.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en anordning av The purpose of the invention is to provide a device of

den innledningsvis nevnte art som ikke er beheftet med disse ulemper, men til tross for dette er enkel å fremstille og billig i drift. the type mentioned at the outset which is not affected by these disadvantages, but despite this is easy to manufacture and cheap to operate.

Dette oppnås ifolge oppfinnelsen ved at den stillestående tilforingsdelen er omsluttet av den roterende rotordel, slik at hver del av den roterende væskeforingskanalen oppviser minst en like stor radial avstand fra rotoraksen som dé til ring- This is achieved according to the invention by the fact that the stationary supply part is enclosed by the rotating rotor part, so that each part of the rotating liquid supply channel has at least the same radial distance from the rotor axis as that to the ring

delene horende tetningsstedene. the parts corresponding to the sealing points.

Da trykket som er nodvendig for sirkulasjon av væsken, gene-reres i selve rotoren, står væsken ved overforingsstedet fra den stasjonære til dén roterende del ikke som ved de hittil kjente anordninger, under sirkulasjonspumpens befordrings-^ trykk. " As the pressure required for circulation of the liquid is generated in the rotor itself, the liquid at the point of transfer from the stationary to the rotating part is not, as with the previously known devices, under the circulation pump's conveying pressure. "

Tilforselsdelen kan væré forsynt méd i det.minste en radialt forlopende ringdel som for tilforsel resp. vekkfbring av den væske som befordres gjennom en væskekanal i rotoren, forldper tettende i i det minste et ringspor i rotoren. The supply part can be provided with at least one radially extending ring part which for supply or removal of the liquid that is conveyed through a liquid channel in the rotor proceeds sealingly in at least one annular groove in the rotor.

Oppfinnelsen skal nærmere beskrives nedenfor ved hjelp av utforelseseksempler under henvisning til tegningen, hvorpå The invention shall be described in more detail below by means of exemplary embodiments with reference to the drawing, after which

fig. 1 viser et fbrste utforelseseksempel med to i aksial retning ved siden av hverandré anordnede ringdeler, fig. 1 shows a first embodiment example with two ring parts arranged next to each other in the axial direction,

fig. 2 viser en andre utforelsesform med to i radial retning fig. 2 shows a second embodiment with two in the radial direction

over hverandre anordnede ringdeler, superimposed ring parts,

fig. 3 viser et tredje utforelseseksempel med en ringdel, fig. 3 shows a third embodiment with a ring part,

og and

fig. 4 viser et fjerde utforelseseksempel med en avtrappet fig. 4 shows a fourth embodiment example with a step down

ringdel. ring part.

Som det fremgår av fig. 1, er kjolevæsketilforsels-organet forsynt med en stasjonær tilfbrselsdel 3, som igjen er forsynt med til-forsels- resp. vekkfbringskanaler 1 resp. 2, hvilken tilfbrselsdel 3 med hensyn på rotoren 5 som er forsynt med væsketilforsels-kanal 4, er slik anordnet og slik utformet at kjolevæsken som strommer gjennom væskekanalen 4, vekkfbres gjennom vekkforingskanalen 2 på et sted på rotoren 5, som, sett i radial retning, ligger lenger ute enn det sted hvor væsken tilfores gjennom til-foringskanalen 1. As can be seen from fig. 1, the cooling liquid supply body is provided with a stationary supply part 3, which in turn is provided with supply or wake-up channels 1 or 2, which supply part 3 with respect to the rotor 5, which is provided with liquid supply channel 4, is arranged and designed in such a way that the cooling liquid flowing through the liquid channel 4 is removed through the removal channel 2 at a place on the rotor 5, which, seen in the radial direction , is further out than the place where the liquid is supplied through the supply channel 1.

Tilforselsdelen 3 ér forsynt med to i radial retning forskjellig langt forlopende, i aksial retning ved siden av hverandre anordnede ringdeler 6 og 7, hvorved den lengst utad forlopende ringdel 6 The supply part 3 is provided with two ring parts 6 and 7 which extend at different lengths in the radial direction, arranged next to each other in the axial direction, whereby the outermost ring part 6

er utformet for vekkfbring av den fra-væskef bringskanalene 4 uttredende kjolevæske og den andre ringdel 7 er utformet for til-for sel av den i væskefbringskanalene 4 inntredende kjolevæske. Ved denne anordning blir den fra ringdelen 7 uttredende kjolevæske ved roterende rotor 5 i radialt forlopende, med rotoren roterende fbringskanaldel 8 som en folge: av på væsken utbvede sentrifugal-krefter trykket utad og således inn i væskefbringskanalene 4. Væskefbringskanalene 4 fortsettes i de hule lederene i en rotor-vikling som skal kjoles. is designed to remove the dressing liquid exiting the liquid delivery channels 4 and the second ring part 7 is designed to remove the dressing liquid entering the liquid delivery channels 4. With this arrangement, the cooling liquid exiting from the ring part 7 by the rotating rotor 5 in the radially extending flow channel part 8 rotating with the rotor is as a result: centrifugal forces exerted on the liquid are pressed outwards and thus into the liquid flow channels 4. The liquid flow channels 4 are continued in the hollow conductors in a rotor winding to be wound.

På denne måten kan tetningsstedene mellom de stasjonære ringdeler In this way, the sealing points between the stationary ring parts

6 og 7 og den roterende rotor 5 dimensjoneres for et trykk som kun ligger noe over atmosfæretrykket, og vel å merke i samsvar med det hydrostatiske trykk som svarer til hbyden over vanntanken i tetningsstedet. Da trykket på kjolevæsken som befinner seg ved tetningsstedet, som en folge av manglende sirkulasjonspumpe er betydelig lavere enn ved kjente systemer kan berbrende pakninger slbyfes uten at det oppstår store væsketap. 6 and 7 and the rotating rotor 5 are dimensioned for a pressure which is only slightly above the atmospheric pressure, and it should be noted in accordance with the hydrostatic pressure which corresponds to the height above the water tank in the sealing location. As the pressure on the wear fluid located at the sealing point, as a result of the lack of a circulation pump, is significantly lower than with known systems, combustible gaskets can be slbyfed without major fluid losses occurring.

De radialt forlopende tetningsspaltene 9, lo, 11 og 12 medfbrer ofen ytterligere fordel at som en folge av sentrifugalkraften som virker på den i tetningsspaltene tilstedeværende væske, hindres en utstrbmming av kjolevæsken. Da det ikke virker noen sentri-fugalkraft på rotoren i dennes stillstand, kan man anvende en innretning som mekanisk tetter tetningsspaltene under slike be-tingelser. The radially extending sealing gaps 9, 10, 11 and 12 also have the further advantage that, as a result of the centrifugal force acting on the liquid present in the sealing gaps, a flow of the cooling liquid is prevented. As no centrifugal force acts on the rotor when it is stationary, a device can be used which mechanically seals the sealing gaps under such conditions.

For å kunne oppta lengdevariasjoner i rotoren 5, er begge ringdeler 6 og 7 aksialt forskyvbare på en holdedel 13 som er forsynt med tilfbrsels- og vekkfbringskanaler 1 resp. 2. Mellom ringdelene 6 og 7 og holdedelen 13 er det for avtetning mot hverandre anordnet to O-ringer 14,15 og 16,17. Ringdelene 6 og 7 fores i aksial retning i ringsporene 18 resp. 19 i rotoren 5. In order to accommodate length variations in the rotor 5, both ring parts 6 and 7 are axially displaceable on a holding part 13 which is provided with supply and removal channels 1 and 2. Between the ring parts 6 and 7 and the holding part 13, two O-rings 14,15 and 16,17 are arranged for sealing against each other. The ring parts 6 and 7 are lined in the axial direction in the ring grooves 18 or 19 in the rotor 5.

I aksial retning er ringdelenes 6 og 7 posisjon relativt rotoren 5 ikke bestemt noyaktig. For at posisjonen skal bestemmes entydig under innvirkning av O-ringen es 14,15 resp. 16, 17 friksjonskrefter såvel som for forringelse av en ensidig hefting, kan det være anordnet kjente midler ved hjelp av hvilke ringdelenes aksiale posisjon er bestemt slik at det sikres væske- eller i det minste blandings-friksjon. Slike midler er allerede kjent ved hydrostatiske og hydrodynamiske lagre og pakninger. Ringdelene 6 og 7 er trykkut-lignet i aksial retning da samme tetningshoyde og trykkutlignings-forbindelser er anordnet mellom begge sider. På begge sider av- In the axial direction, the position of the ring parts 6 and 7 relative to the rotor 5 is not precisely determined. In order for the position to be determined unambiguously under the influence of the O-ring, es 14,15 resp. 16, 17 frictional forces as well as for the deterioration of a one-sided adhesion, known means can be arranged by means of which the axial position of the ring parts is determined so that fluid or at least mixture friction is ensured. Such means are already known for hydrostatic and hydrodynamic bearings and seals. The ring parts 6 and 7 are pressure equalized in the axial direction as the same sealing height and pressure equalization connections are arranged between both sides. On both sides of the

de i ringdelene 6 og 7 anordnede lommer 2o bevirker sentreringen det samme. På stedene 21 er det anorndet trykkstempler som i rotorens stillstand trykker de mot atmosfæren rettede tetnings-flater mot hverandre og bevirker en fullstendig avtetning av tetningssplatene 9 og 12. the pockets 2o arranged in the ring parts 6 and 7 effect the centering in the same way. Pressure pistons are arranged at the locations 21 which, when the rotor is stationary, press the sealing surfaces facing the atmosphere against each other and cause a complete sealing of the sealing plates 9 and 12.

I fig. 2 er det vist et andre utforelseseksempel med to i radial retning over hverandre anordnede ringdeler 6 og 7 hvorved deler som tilsvarer dem i fig.l, er forsynt med samme henvisningstall. In fig. 2 shows a second embodiment example with two ring parts 6 and 7 arranged radially above each other, whereby parts corresponding to those in fig. 1 are provided with the same reference number.

Denne utforelsesforms funksjonsmåte tilsvarer i prinsippet den The mode of operation of this embodiment corresponds in principle to that

for utforelsesformen ifolge fig.l, kun med den forskjell at ved den symmetriske og i radial retning over hverandre liggende anordning av ringdelene 6 og 7 er tetningsspaltene 11 og 12 som står i forbindelse med atmosfæren, kun for hånden ved vanninnlopet. for the embodiment according to fig.l, only with the difference that in the symmetrical and radially overlapping arrangement of the ring parts 6 and 7, the sealing gaps 11 and 12 which are in contact with the atmosphere, are only at hand at the water inlet.

For avtetning av tetningsspaltene 11 og 12 i rotorens stillstand For sealing the sealing gaps 11 and 12 when the rotor is stationary

er det mellom ringhalvdelene 7a og 7b anordnet et par trykkstemple 21 for å trykke de to ringhalvdeler fra hverandre inntil de ligger tett an mot ringsporets 19 sidevegger. a pair of pressure pistons 21 are arranged between the ring halves 7a and 7b to press the two ring halves apart until they lie closely against the side walls of the ring groove 19.

I fig. 3 er vist en tredje utforelsesform med en enkelt,av to halvdeler 22 og 23 bestående ringdel, hvorved deler som tilsvarer dem i fig.l er gitt tilsvarende henvisningsbetegnelser. In fig. 3 shows a third embodiment with a single ring part consisting of two halves 22 and 23, whereby parts corresponding to those in fig. 1 are given corresponding reference designations.

Denne utforelsesform virker i prinsippet på samme måte som dsn i fig. 2 med den forskjell at vanninnlopet og -utlopet skjer gjennom samme ringdel hvis to halvdeler ved rotorens 5 stillstand av trykk-stemplet 21 trykkes fra hverandre for avtetning av tetningsspaltene og ved rotasjon av rotoren som en folge av at fjærene igjen presses sammen. This embodiment works in principle in the same way as dsn in fig. 2 with the difference that the water inlet and outlet takes place through the same ring part if two halves of the pressure piston 21 are pressed apart when the rotor 5 is stationary to seal the sealing gaps and when the rotor rotates as a result of the springs being pressed together again.

I fig. 4 er vist en fjerde utforelsesform med en enkelt, utad avtrappet ringdel 25, hvorved deler som tilsvarer dem i fig. 1, In fig. 4 shows a fourth embodiment with a single, outwardly stepped ring part 25, whereby parts corresponding to those in fig. 1,

er gitt samme henvisningsbetegnelse. are given the same reference designation.

Den lengst utad forlopende ringavsats 25a er utformet for vekkforing av den fra væskekanalene 4 uttredende væske, og den andre ringavsats 25b er utformet for tilforsel av den i væskekanalen 4 inntredende kjolevæske. Da ringdelen 25 ikke kan trykkutlignes i aksialretning, må flaten 26 være utformet som lagerflate.. På stedene 21 er det anordnet pakninger som bevirker avtetning av tetningsspaltene 27 og 28 i rotorens stillstand. The furthest outward extending ring step 25a is designed for the removal of the liquid exiting from the liquid channels 4, and the other ring step 25b is designed for the supply of the liquid entering the liquid channel 4. As the ring part 25 cannot be pressure equalized in the axial direction, the surface 26 must be designed as a bearing surface. At the locations 21, gaskets are arranged which seal the sealing gaps 27 and 28 when the rotor is stationary.

Claims (6)

1. Anordning for tilforsel av en væske til rotorviklingen i en elektrisk maskin hvor det minst er en stillestående tilforselsdel (3) som omslutter rotorakselen, og som omfatter minst en tilforselskanal (1) og en vekkforingskanal (2), som er forbundet med ringdeler (6, 7, 22, 23, 25), og som med tilhorende tetningssteder (9 - 12, 27, 28) utstrekker seg tettende i ringspor (18 hhv. 19) i den roterende rotordel (5) for tilforingen og vekkfbringen av den gjennom den roterende væskefbrings-1. Device for supplying a liquid to the rotor winding in an electric machine where there is at least one stationary supply part (3) which surrounds the rotor shaft, and which comprises at least one supply channel (1) and one removal channel (2), which are connected by ring parts ( 6, 7, 22, 23, 25), and which with associated sealing points (9 - 12, 27, 28) extend sealingly in ring grooves (18 or 19) in the rotating rotor part (5) for the supply and removal of it through the rotating fluid delivery kanal (4) strbmmende væsken, karakterisert ved at den stillestående tilfbringsdelen (3) er omsluttet av den roterende rotordel (5), slik at hver del av den roterende væskeforingskanal (4) oppviser minst en like stor radial avstand fra rotoraksen som de til ringdelene (6, 7, 22, 23, 25) horende tetningsstedene (9-12, 27, 28). channel (4) flowing the liquid, characterized in that the stationary supply part (3) is enclosed by the rotating rotor part (5), so that each part of the rotating liquid supply channel (4) exhibits at least the same radial distance from the rotor axis as those of the ring parts (6, 7, 22, 23, 25) corresponding to the sealing points (9-12, 27, 28). 2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at ringdelene er anordnet ved siden av hverandre. 2. Device as stated in claim 1, characterized in that the ring parts are arranged next to each other. 3. Anordning som angitt i krav 1 eller 2, karakteri- sert ved at ringdelen (25) er avtrappet utad og at den lengst utad forlopende ringavsats (25a) er utformet for vekkfbring av væsken som strbmmer ut av væskeforingskanalen (4),og den andre ringavsats (25t>) er utformet for tilforsel av væsken som strbmmer inn i væskeforingskanalen (4). 3. Device as specified in claim 1 or 2, characterized in that the ring part (25) is stepped outwards and that the outermost ring step (25a) is designed to remove the liquid that flows out of the liquid supply channel (4), and the second ring ledge (25t>) is designed for supplying the liquid which flows into the liquid supply channel (4). 4. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at det mellom ringdelen (6, 7, 22, 23, 25) og ring-spalten (18, 19) er anordnet radialt forlopende berbringslbse tetningsspalter (9 - 12, 27, 28) som ved rotorens (5) stillstand kan lukkes med tetningsmidler (21). 4. Device as stated in claim 1, characterized in that between the ring part (6, 7, 22, 23, 25) and the ring gap (18, 19) there are arranged radially extending bearable sealing gaps (9 - 12, 27, 28) which when the rotor (5) is stationary can be closed with sealing means (21). 5. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at innlbpet av væskeforingskanalen (4) for akselerasjon av den inntredende væske i rotasjonsretningen er forsynt med en ringspalte (36). 5. Device as stated in claim 1, characterized in that the inlet of the liquid feed channel (4) for acceleration of the entering liquid in the direction of rotation is provided with an annular gap (36). 6. Anordning som angitt i kravene 1 eller 5, karakterisert ved at innlbpet av vekkforingskanalen (2) for retardasjon av rotasjonshastigheten av den inntredende væske er forsynt med en ringspalte (37).6. Device as specified in claims 1 or 5, characterized in that the inlet of the removal channel (2) for retardation of the rotational speed of the entering liquid is provided with an annular gap (37).