NO151565B - Vaeskekjoelt elektrisk maskin - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en væskekjølet elektrisk maskin hvor trykkplater som oppviser trykkfingre og presser statorlamel1 - pakken sammen, på den overflate som vender mot statorlamellpakken, inneholder kjølekanaler dannet av utsparinger for gjen-nomstrømning av kjølevæsken. Dette er kjent fra AT-PS 266 979. Fordi der nettopp i endeområdene av statorlamellpakken hos store elektriske maskiner pga. den fra rotoren aksialt innstrørrunonde magnetiske fluks blir indusert virvelstrømmer som kan føre til sterke lokale temperaturstigninger, er det gunstig å anvende slike trykkplater med direkte væskekjøling. Ved den kjente trykkplate dannes kjølekanalene for kjølevæsken av kobberrør innlagt i utsparinger som er utformet i trykkplaten med åpning mot dennes overflate. Slike kjølerør innlagt i trykkplatene har imid-lertid den ulempe at varmeovergangen mellom trykkplaten og kjøle-væsken hemmes av kjølerøret resp. av kontakten mellom kjølerør og trykkplate. Da kjølerørene dessuten ligger i åpne spor, kan man ikke med sikkerhet unngå skade på deres frittliggende overflate, da de har mindre fasthet enn trykkplaten.

For gassfylte maskiner er det allerede fra DE-AS 10 68

681 kjent ved hjelp av spor innfreset i trykkplatene å tilveie-bringe kjølekanaler som på den overflate som vender mot statorlamellpakken, muliggjør en forsterket kjøling av statorilamell-pakkens endeområde. Disse spor influerer ikke på trykkplatens fasthet, men pga. gasskjølingen foreligger der ingen tetnings-problemer.

Videre er det fra DE-OS 17 63 579 kjent i de radiale kjøleslisser hos en statorlamellpakke, særlig i endeområdene og også under trykkplaten å anordne sektorformede mellomstykker som danner kamre for fri gjennomstrømning av en kjølevæske.

Disse kamre dannes av to parallelle sidevegger hvori der er anordnet ribber som virker som trykksteg og begrenser kjøleka-nalene for gjennomstrømningen av kjølevæsken. Som materiale for disse væskekamre blir der foreslått messing, umagnetisk stål eller et annet umagnetisk, elektrisk godt ledende materiale. Da væskekammeret er et hullegeme, er dets trykkfasthet i det vesentlige bare betinget ved de indre trykksteg som tjener som avstandsholdere. Et slikt væskekammer kan derfor ikke an-vendes som en trykkplate hvormed hele statorlamellpakken blir

sammenpresset.

Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave å bedre forholdene når det gjelder varmeovergangen innenfor trykkplatene, uten å influere på deres fasthet. For løsning av denne oppgave består trykkplaten ifølge oppfinnelsen av ikke-rustende austennittisk kromnikkelstål, og de tversgående utsparinger i nærheten av trykkfingrene er lukket med innsveisede dekkplater av ikke- rustende stål som er forsynt med ribber på den overflate som vender mot utsparingene. Takket være anvendelsen av austennittisk kromnikkelstål for trykkplaten blir de elektriske tap i trykkfingrene holdt små. Dessuten har dette stål en høy mekanisk fasthet for å tåle de sterke mekaniske påkjenninger som en slik trykkplate er utsatt for, og er enn videre rustfritt og umagnetisk. På grunn av den spesielle utformning av kjølekana-lene av en tildekket utsparing i selve trykkplaten står dennes gods direkte i forbindelse med kjølevæsken, hvorved enhver ekstra varmemotstand blir unngått. Da dekkplaten akkurat som trykkplaten består av ikke-rustende stål, er likevel enhver korro-sjonsfare unngått.

Dekkplaten er forsynt med ribber på den side som vender mot utsparingene. Derved blir kjølekanalens tverrsnitt minsket uavhengig av de avstander som behøves for fremstilling av de vanntette og trykkfaste sveisesømmer. Man kan således velge kjølekanaltverrsnittet så lite at strømningshastigheten av den gjennomflytende kjolevæske blir så høy at der inntrer turbulen-ser. Derved blir varmeovergangen ytterligere bedret. Dessuten oppnår man fordelen av at dekkplatenes varmeavgivende overflate likeledes er øket.

Trykkplaten kan fortrinnsvis være senksmidd siden der da dessuten fås gunstig fiberforløp og strukturtilstand. Imid-lertid er det også mulig å fremstille trykkplaten ved støpning.

I det folgende vil oppfinnelsen bli belyst nærmere ved et

utforelseseksempel som er vist på tegningen.

Fig. 1 viser fra innsiden en halv trykkplate hvor dekkplatene er sløyfet. Fig. 2 viser snitt av trykkplaten etter linjen II-II på

fig. 1.

Ved en elektrisk vannkraftgenerator blir statorlamellpakken presset sammen av sirkelsegmentformede trykkplater 1 hvis trykkfingre 2 ligger an mot hver sin motsvarende tann på statorblikk-pakken. Nodvendige og kjente forholdsregler til å unngå hvirvel-strommer i området for trykkfingrene 2 er ikke vist. For effektivt å kunne fore bort den varme som allikevel forer til temperatur-høyning i området for trykkfingrene 2 og i nærheten av disse, er trykkplaten 1 kjølet direkte med vann i kjølekanaler 3.

Disse kjølekanaler 3 ligger på den side 4 av trykkplaten 1 som vender mot statorlamellpakken. De dannes av utsparinger 5 fremkommet ved senksmiing av trykkplaten 1, som består av austenittisk kromnikkelstål. Disse utsparinger 5 begynner i nærheten av trykkplatens kantparti 6 som ligger an mot ryggen av statorlamellpakken, og forer inn i nærheten av den ytre trykkfinger 2, hvorfra de så forloper på tvers i umiddelbar nærhet av trykkfingrene samtidig som en midtribbe 7 deler opp utsparingen 5 i to parallelle grener 5a og 5b. Disse utsparinger 5a og 5b er lukket med en dekkplate 8 som har motsvarende form og er sveiset absolutt vanntett og trykkfast sammen med kantene av utsparingen 5, 5a,

5b. I området for de paralleltlopende utsparinger 5a og 5b er dekkplaten 8 forsynt med ribber 9 på den side som vender mot utsparingene 5a, 5b. Disse ribber 9 rager således inn i de kjøle-kanaler 3 som dannes av utsparingene 5a, 5b, og minsker deres tverrsnitt, slik at der i området i nærheten av trykkfingrene 2 fås en økning av vannets strømningshastighet. Dette har den fordel at der inntrer turbulensfenomener som bedrer varmeovergangen. Dessuten gir ribbene 9 en økning av den overflate av dekkplatene 8 som kommer i berøring med vannet. For til- resp. bortledning av vannet er utsparingene 5 ved sine ender i nærheten av randen 6 av trykkplaten 1 forbundet med rørtilslutningsstykker 10.

En trykkplate utformet på denne måte har den fordel at dens gods direkte danner veggene av kjølekanalene 3. Kontakten mellom kjølevannet og trykkplaten er altså direkte og ikke belastet med ekstra varmeovergangsmotstander. Det samme gjelder for dekkplaten 8, som i sin tur ligger direkte an mot statorlamellpakken og har kontakt med det strømmende vann. Der blir altså oppnådd minimal varmemotstand mellom statorlamellpakkens endepartier, trykkplaten 1 resp. dekkplaten 8 og kjolevæsken. Takket være den spesielle form av kjolekanalene 3 blir ikke bare varmen fra området i nærheten av trykkfingrene 2, men også fra resten av trykkplaten 1 fort bort.

Claims (4)

1. Væskekjølet elektrisk maskin hvor trykkplater som presser statorlamellpakken sammen og oppviser trykkfingre ,på den overflate som vender mot statorlamellpakken, inneholder kjøle-kanaler dannet av utsparinger for gjennomstrømning av kjøle-væsken , karakterisert ved at trykkplatene (1) består av ikke-rustende austennittisk kromnikkelstål, og at de tversgående utsparinger (5, 5a, 5b) like ved trykkfingrene (2) er lukket med innsveisede dekkplater (8) av ikke-rustende stål som er forsynt med ribber (9) på den overflate som vender mot utsparingene (5a, 5b).

2. Maskin som angitt i krav 1, karakterisert ved at der i umiddelbar nærhet av trykkfingrene (2) er anordnet utsparinger (5a, 5b) som for-løper ved siden av hverandre på tvers av trykkfingrene (2).

3. Maskin som angitt i krav 1, karakterisert ved at utsparingene (5) er ført nær hen mot trykkplatens (1) rand (6) ved ryggen av statorlamellpakken og der er forbundet med anordninger (10) til tilførsel og bortføring av kjølevæske.

4. Maskin som angitt i krav 1, karakterisert ved at trykkplatene (1) er senksmidd.