AT502354A1

AT502354A1 - Elektromagnetischer generator

Info

Publication number: AT502354A1
Application number: AT0199195A
Authority: AT
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 1994-12-12
Filing date: 1995-12-06
Publication date: 2007-03-15
Also published as: AT502354B1; US5633543A

Description

DIPL-ING. WALTER HOLZER
DIPL-ING. OTTO PFEIFER
DIPL-ING. DR. TECHN. ELISABETH SCHOBER
DIPL.-ING. ANDREAS WEISER
A-1040 WIEN, FLEISCHMANNGASSE 9
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Ventilationskühlsysteme für Stromgeneratoren und insbesondere auf Gegenstromventilatoren für Rotoren von Generatoren.
Bei der Elektrizitätserzeugung erzeugen Stromgeneratoren auch Wärme, die aus dem Generator abgeführt werden muss. Wärme entsteht in Generatoren hauptsächlich durch Reibung und Stromfluss. Die Reibungserwärmung tritt auf, wenn sich der Rotor mit hoher Geschwindigkeit im Generator dreht. In ähnlicher Weise tritt auch eine Erwärmung auf, wenn Strom durch die Rotor- und Statorspulen fliesst, weil sich diese Spulen relativ zueinander in den Magnetfeldern des Generators drehen.

Generatoren sind mit Kühlsystemen ausgestattet, um die Wärme vom Stator und vom Rotor weg- und aus dem Generator abzuleiten.
Generatoren werden herkömmlicherweise mit Ventilationskühlsystemen gasgekühl,t, in denen Luft oder andere Kühlgase über Kanäle im Rotor und Stator zirkulieren. In diesem Zusammenhang zeigt Fig. 1 einen Querschnitt einer Hälfte eines Generators 4 (siehe axiale Mittellinie 6 und Längsmittellinie 8) mit einem herkömmlichen Gegenstromventilationskühlsystem 10. Ein Teil der Kühlgasströmung ist auf den Rotor 12 gerichtet, wo
Kühlgase 14, wie Umgebungsluft, in den Rotorkörper eingezogen werden. Die Kühlgase 14 werden durch die vom drehenden Rotor erzeugten Zentrifugalkräfte über Ventilationskanäle 16, 18 in den Rotor hineingezogen.

Während die Gase durch den Rotor strömen, wird die Wärme des Rotors auf die Gase übertragen und die Temperatur der Gase erhöht sich in Richtung auf die . .... .
Temperatur der Rotorspulen 20. Die erhitzten Rotorgase treten aus den Kanälen an der Oberfläche des Rotors in einen Luftspalt 22 zwischen dem Rotor und dem Stator 26 aus. Darüber hinaus kann der Rotor auch auf viele andere Arten als die in Fig. 1 beispielhaft gezeigte gekühlt werden. Drehflügel 28, die an den Enden des Rotors montiert sind, ziehen das erhitzte Gas durch den Luftspalt 22 zwischen Stator und Rotor hindurch. Das erhitzte Gas 24 wird über einen externen Kanal 29 zu einem Wärmetauscher 28 geleitet, welcher das Gas kühlt.
Der Stator 26 wird durch Ventilationsströmungspfade gekühlt, die von den Strömungspfaden im Rotor getrennt sind.

Kaltes Gas 30, das vom Wärmetauscher 28 gekühlt wird, tritt in eine Verteilerkammer 32 ein, welche den Stator umgibt. Weil die Endabschnitte des Stators den Rotorabzugsflügeln 28 am nächsten sind, tendiert das Kühlgas naturgemäss dazu, durch die Kanäle nahe den Enden des Stators mit grösserem Volumen und grösserer Geschwindigkeit zu strömen als durch die Kanäle in der Mitte des Stators. Diese potentielle Unausgewogenheit der Kühlgasströmung durch den Stator wird herkömmlicherweise durch Leitblechkammern 34 kompensiert, welche sich um die Aussenseite des Stators herum erstrecken. Die Leitblechkammern sind so angeordnet, dass sie das Kühlgas gleichmässig über die Länge des Stators verteilen, so dass die Gasströmung zum Mittelabschnitt 36 des Stators im wesentlichen gleich der Gasströmung zu den Statorenden 38 ist.

Die Leitblechkammern fügen dem in die Endabschnitte des Stators eintretenden Kühlgas zusätzliche Strömungsbeschränkungen und Druckabfälle zu, was bewirkt, dass ein Teil des Kühlgases, welches an sich zu den Enden des Stators strömen würde, zur Statormitte strömt. Die von den

Leitblechkammern hervorgerufenen Druckabfälle im Kühlgas reduzieren jedoch den Gasdruck, der zum Bewegen des Kühlgases durch die Ventilationskanäle des Stators verfügbar ist.
Das gekühlte Gas 30 gelangt durch die Leitblechkammern (bzw. nahe der Statormitte direkt zum Stator) und in die Kühlgas-Einzugskanäle 40 in der Aussenumfangsfläche 42 des Stators 26. Bei herkömmlichen Gegenstromsystemen haben die Statorkanäle 40 gleichförmige Querschnittsfläche, Länge und Abstände (Frequenz) .

Während die Gasströmung aadial einwärts durch den Stator strömt, wird Wärme von den Statorspulen 44 auf das Gas übertragen. Die Rotorflügel 28 ziehen das erwärmte Gas aus dem Stator in den Luftspalt 22 und hinaus zum externen Kanal 29 und zum Wärmetauscher 28. Ein Teil des gekühlten Gases 30 aus dem Wärmetauscher wird über Abzugsöff ungen 46 an den Enden der Verteilerkammer 32 um den Stator herum abgeführt, um die Statorendwicklungen 48 zu kühlen.
Verhältnismässig hohe Ventilationsdruckgefälle sind erforderlich, um Kühlluft durch die Leitblechkammern 34 und die Statorkanäle 40 von modernen, grossen Stromgeneratoren zu pumpen. Mit Zunahme der Stromgeneratorleistungen und -grossen steigt auch die Notwendigkeit eines immer höheren Ventilationsdruckgefälles für das Kühlgas.

Ein Teil des Druckgefälles des Kühlgases wird von den Leitblechkammern aufgebraucht, und somit muss das Druckgefälle erhöht werden, um die Verluste in den Leitblechen zu kompensieren. Eine Lösung für dieses Problem besteht darin, andere Arten von Kühlgasen zu verwenden, die eine höhere Kühlkapazität haben als Umgebungsluft, z.B. Wasserstoffgas. Diese Arten von Gasen erfordern jedoch spezielle .

Abdichtungen, Reinigungssysteme und Diagnosegeräte, die komplex und teuer sind.
Luft ist ein einfach zu verwendendes und kostengünstiges Kühlgas, das keine komplexen Systeme zur Handhabung erfordert. Bedauerlicherweise hat Luft eine verhältnismässig geringe Kühlkapazität.

Um die geringe Kühlkapazität von Luft zu kompensieren, wurde das Volumen der Luftströmung durch den Stator mit Hilfe besserer Rotorflügel, welche ein hohes Kühlgas-Druckgefälle erzeugen, fortschreitend erhöht. Das Druckgefälle könnte mit Hilfe mehrstufiger Ventilatoren weiter erhöht werden, jedoch steigt dann auch der Stromverbrauch. Im Ergebnis nimmt der Gesamtwirkungsgrad ab und die Kosten und die Komplexität steigen an. Zusätzlich lenken die Leitbleche, welche dazu verwendet werden, die KühlgasStrömung zur Statormitte zu leiten, die Kühlgasströmung um und haben dadurch ebenfalls den unerwünschten Effekt einer Verringerung des Druckes der Gase.

Demgemäss besteht seit langem ein Bedarf, den Wirkungsgrad luftgekühlter Gegenstromgeneratoren zu erhöhen.
Die vorliegende Erfindung ist ein Gegenstromventilationskühlsyste für einen Generator, bei welchem die Kühlkanäle im Stator so angeordnet sind, dass sie eine optimale Kühlgasströmung durch den Stator bieten. Beispielsweise werden der Abstand und die Querschnittsfläche der Statorkühlkanäle über die Länge des Stators variiert, um die Kühlgasverteilung durch den Stator zu optimieren und das für die Kühlgase erforderliche Druckgefälle zu minimieren. Es ist ein Ziel der Erfindung, ein Gegenstromkühlsystem zu schaffen, das einen reduzierten Druckgefällebedarf an den Statorkanaleinlässen aufweist. Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist es, Kühlkanäle im Stator mit verrin . a
gerten Druckabfällen durch die Statorkanäle zu schaffen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung von Statorkühlkanälen, die so angeordnet sind, dass der maximale Druckabfall der Kühlgase und somit die maximale Gasgeschwindigkeit in den Bereichen des Stators auftritt, welche die meiste Kühlung erfordern. Darüber hinaus ist es ein weiteres Ziel der Erfindung, Statorkühlkanäle zu schaffen, welche die Kühlwirkung in jenen Abschnitten des Stators verstärken, die am meisten einer Kühlung bedürfen.
Diese und weitere Ziele und Merkmale der Erfindung werden aus der ausführlichen Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und den begleitenden Figuren dieser Ausführungsform besser ersichtlich werden.

Fig. 1 ist eine schematische Querschnittsdarstellung eines Generators, welche ein herkömmliches Gegenstromkühlsystem nach dem Stand der Technik zeigt; Fig. 2 ist eine schematische Querschnittsdarstellung eines Generators, welche ein Gegenstromkühlsystem gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und die Fig. 3 und 4 sind schematische Querschnittsdarstellungen eines Stators, welche bestimmte Merkmale verschiedener Ausführungsformen der Erfindung zeigen.
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt einer Hälfte eines Generators 100 (siehe axiale Mittellinie 102 und Längsmittellinie 104) mit einem Gegenstromventilationskühlsystem 106. Der Generator weist einen sich drehenden Rotor 108 und einen stationären Stator 110 auf. Ein Kühlgasventilator 112 ist am Ende des Rotors montiert.

Der Ventilator dreht sich mit dem Rotor, um erhitzte Luft 114 aus dem Luftspalt 116 zwischen Rotor 108 und

Stator 110 abzuziehen und in externe Gaskanäle 118 zu pumpen, welche den Generator umgeben.
Die externen Gaskanäle 118 leiten das erwärmte Gas zu einem Wärmetauscher 120, welcher dem Generator zugeordnet ist. Der Wärmetauscher entzieht Wärme, die dem Gas vom Stator 110 und vom Rotor 108 mitgegeben wurde, und kühlt das Gas. Das gekühlte Gas 122 aus dem Wärmetauscher tritt in eine Verteilerkammer 130 ein, welche den Stator umgibt. Die Verteilerkammer kann ringförmige Wände 132 enthalten, die am Stator befestigt sind, das gekühlte Gas zum Aussenumfang 134 des Stators 110 leiten und das Kühlgas auf bestimmte Abschnitte des Stators beschränken.

Die äusseren Wände 136 der Verteilerkammer können auch eine Abzugsöffnung 138 aufweisen, welche etwas Kühlluft aus der Kammer zu den Enden des Stators und über die Endwicklungen 140 der Statorspulen 142 leitet.
Wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt, sind die Kühlkanäle 144 zwischen den Statorkernpaketen 145 im Stator 110 so ausgebildet, dass die breitesten Kanäle 146, d.h. jene mit der grössten Querschnittsfläche, nahe der Statormitte 104 angeordnet sind. Dies minimiert den Kanaldruckabfall im mittleren Statorabschnitt und kompensiert den Druckabfall über die lange Axiallänge des Luftspaltes 116 zwischen Stator und Rotor. Im Gegensatz dazu haben Statorkanäle nach dem Stand der Technik gleichförmige Querschnitte über die Länge des Stators.

Durch Verändern der Querschnittsfläche der Statorkanäle über die Länge des Stators kann die Kühlgasströmungsverteilung für den Stator optimiert werden. Beispielsweise kann ein heisser Abschnitt des Stators mittels eines grossen Volumens an Kühlgas gekühlt werden, indem breite Statorkanäle in dem heissen
Statorabschnitt angeordnet werden, öder mittels einer grösseren Oberfläche und höheren Gasgeschwindigkeit durch Verwendung mehrerer enget Statorka[pi]ale.
Die Statorkanäle 148 ausserhalb der Statormitte können fortschreitend enger sein als die Mittelkanäle 146, und die Kanäle 150 nahe den Statorenden können die engsten Kanäle im Stator sein. Demgemäss können die Kühlkanäle im Stator fortschreitend enger werden und somit kleinere Strömungsquerschnittsflächen haben, je näher man den äusseren Enden des Stators kommt.

Durch Ausbilden der Kühlkanäle im Stator in der Weise, dass die breiteren Kanäle mit den grösseren Durchgängen nahe der Statormitte sind, wird der Druckabfall zwischen der äusseren Verteilerkammer 130 des Stators und dem Einlass zu den Rotorabzugsflügeln 112 über die Axiallänge des Stators ausgeglichen.
Zusätzlich (oder alternativ) kann der Abstand der Statorkanäle zwischen den Statorkernpaketen 152 ungleichmässig sein, um die Kühlgasverteilung durch den Stator zu optimieren, wie in den Fig. 2 und 4 gezeigt ist. In Fig. 4 haben die Statorkanäle 154 gleichförmige Querschnittsflächen, jedoch variiert der Abstände (die Frequenz) zwischen den einzelnen Kanälen über die Länge des Stators. Dies steht im Gegensatz zu dem in Fig. 3 gezeigten Stator, wo die Kanalfläche variiert, jedoch der Abstand zwischen den Paketen 145 gleichmässig ist.

Statorkernpakete haben herkömmlicherweise alle eine einheitliche Länge (siehe Fig. 1 ) , und die Statorkanäle, die zwischen den Kernpaketen ausgebildet sind, sind gleichmässig über die Länge des Stators verteilt.
Bei den Ausführungsformen der Erfindung, die in den Fig. 2 und 4 gezeigt sind, haben die Statorkernpakete 152 nicht alle *
die gleiche Länge, und beispielsweise sind die Pakete 156 in der Mitte 104 des Stators kürzer als die Pakete 158 an den Enden des Stators. Die Pakete zwischen der Mitte und den Enden des Kernes sind fortschreitend länger, d.h. jedes Paket nimmt in der Länge zu, wenn man von der Mitte zu den Enden des Stators übergeht. Weil die Pakete in der Mitte des Stators die kürzesten sind, ist die Frequenz (der Abstand zwischen den Kanälen) der Statorkanäle zwischen den Paketen in der Mitte des Stators grösser als an den Enden des Stators.

Die grössere Frequenz der Kanäle in der Mitte des Stators führt zu einem verringerten Kühlgasdruckabfall durch die Mitte des Stators im Vergleich zu den Enden des Stators und kompensiert somit den erhöhten Druckabfall über die lange Axiallänge des Luftspaltes 116.
Darüber hinaus kann die Frequenz der Statorkanäle abhängig von dem speziellen Generator optimiert werden, in dem diese Kanäle angeordnet werden sollen. Beispielsweise kann bei einem Generator, der einen Einlass bzw. Auslass an nur einem Ende hat anstelle von beiden Generatorenden (wie es üblich ist) , die höchste Frequenz von Statorkanälen (und/oder Kanälen mit der grössten Querschnittsfläche) an jenem Ende des Stators angeordnet werden, das von einem Kühlgaseinlass am weitesten entfernt ist.

Demgemäss kann ein Generator spezielle Kühlanforderungen haben, welche das Umleiten eines grösseren Kühlgasvolumens zu einem (von der Mitte des Stators verschiedenen) Bereich des Stators erfordern. Diese Anforderung kann erfüllt werden, indem die Frequenz der Kühlgaskanäle und/oder die Querschnittsfläche der Kanäle in jenem Bereich des Stators erhöht wird, welcher den grössten Kühlbedarf hat. In dieser Hinsicht kann der Abstand der Kühlgaskanäle variiert werden, während die Querschnittsfläche der Kanäle konstant bleibt, wie in Fig. 4 gezeigt. In gleicher Weise kann die Querschnittsfläche der Kanäle variiert werden, während der Abstand zwischen den Kanälen konstant bleibt, wie in Fig. 3 gezeigt ist.

Zusätzlich können sowohl die Querschnittsfläche der Kanäle als auch der Abstand zwischen den Kanälen variiert werden, wie in Fig. 2 gezeigt ist.
Das Erhöhen der Frequenz und/oder der Querschnittsfläche bestimmter Statorkanäle gleicht die Strömungsverteilung aus, ohne das Druckgefälle des in den Stator eintretenden Kühlgases zu reduzieren, wie es bei der Verwendung von Leitblechkammern nach dem Stand der Technik um die Statorabschnitte herum geschieht. Stattdessen kann das Druckgefälle direkt dazu verwendet werden, das Kühlgas gleichmässig durch die wärmeerzeugenden Abschnitte des Stators zu pressen.

In einigen Fällen kann es wünschenswert sein, die Verwendung von Leitblechkammern mit einer Variation der Frequenz und/oder der Querschnittsfläche einiger Statorkanäle zu kombinieren, um die gewünschte KühlgasStrömung durch den Stator zu erzielen.
Die Erfindung wurde in ihrer bevorzugten Ausführungsform beschrieben. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt, sondern umfasst alle Modifikationen und äquivalente Ausbildungen, die im Rahmen der angeschlossenen Ansprüche liegen.

Claims

Patentansprüche :

1. Elektromagnetischer Generator (100), mit: einem Stator (110) , der konzentrisch zu einem Rotor (108) ist und Statorkernpakete (145, 152) aufweist, die ringförmig um den Rotor (108) herum angeordnet sind, sowie radiale Statoreinlasskanäle (144, 154), die zwischen den Statorkernpaketen (145, 152) liegen, wobei sich jeder Statoreinlasskanal (144, 154) radial einwärts von einer äusseren Statoroberfläche (134) zu einer inneren Statoroberfläche in der Nähe des Rotors (108) erstreckt, wobei jeder Statoreinlasskanal (144, 154) eine Kanalquerschnittsfläche hat und die Verteilung der Kanalquerschnittsflächen der Kanäle (144) im wesentlichen ungleichförmig über die Länge des Stators (110) ist und jeder Statoreinlasskanal (144, 154) einen Kanaleinlass an der äusseren Statoroberfläche (134) und einen Kanalauslass an der inneren Statoroberfläche hat ,

und einem Kühlgaskreislauf, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlgas in die Kanaleinlässe an der äusseren Statoroberfläche (134) eintritt, durch die Statoreinlasskanäle (144, 154) hindurch strömt, um Wärme aus den Statorkernpaketen (145, 152) abzuführen, die Kanalauslässe an der inneren Statoroberfläche verlässt und durch einen Spalt (116) zwischen der inneren Statoroberfläche und dem RolHOiayaöHOVN tor (108) entlang des Stators (110) bis zu dessen Ende hindurchtritt, wobei die räumliche Verteilung in Richtung der Rotorachse und/oder der Kanalquerschnittsflächen der Statoreinlasskanäle (144, 154) derart über die Länge des Stators (110) variiert, dass der Druckabfall zwischen dem Kanaleinlass jedes Statoreinlasskanales (144, 154) und dem Ende des genannten Spaltes (116) für alle Statoreinlasskanäle (144, 154) im wesentlichen gleich ist .

1. Elektromagnetischer Generator (100), mit: einem Stator (110), der konzentrisch zu einem T[lambda]otor (108) ist und Statorkernpakete (145, 152) aufweist, die ringförmig um den Rotor (108) herum angeordnet sind, sowie radiale Statorkanäle (144, 154), die zwischen den Statorkernpaketen (145, 152) liegen, wobei sich jeder Statorkanal (144, 154) radial einwärts von einer äusseren Statoroberfläche (134) zu einer inneren Statoroberfläche in der Nähe des Rotors (108) erstreckt, und wobei jeder Statorkanal (144) eine Kanalquerschnittsfläche hat und die Verteilung der Kanalquerschnittsflächen der Kanäle (144) im wesentlichen ungleichförmig über die Länge des Stators (110) ist.

2. Elektromagnetischer Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalquerschnittsfläche bestimmter Statoreinlasskanäle (146) grösser ist als die Kanalquerschnittsfläche anderer Statoreinlasskanäle (150) .

2. Elektromagnetischer Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalquerschnittsfläche bestimmter Statorkanäle (146, 148) grösser ist als die Kanalquerschnittsfläche anderer Statorkanäle (148, 150) .

3. Elektromagnetischer Generator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalquerschnittsfläche eines Statoreinlasskanales (144, 154) in einem Mittelabschnitt (104) des Stators (110) im wesentlichen grösser als die Kanalquerschnittsflache eines Statoreinlasskanales (144, 154) in einem Endabschnitt des Stators (110) ist.

3. Elektromagnetischer Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorkanäle (154) über den Stator (110) mit einer vorgegebenen Frequenz von Kanälen verteilt sind und die Frequenz der Kanäle ungleichförmig über die Länge des Stators (110) ist.

4. Elektromagnetischer Generator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalquerschnittsfläche der Statoreinlasskanäle (144, 154) von einem ersten Abschnitt des Stators (110) zu einem zweiten Abschnitt des Stators (110) progressiv zunimmt.

NACHGEREICHT

4. Elektromagnetischer Generator (100) mit: einem rotierenden zylindrischen Rotor (108) mit einer Aussenumfangsfläche; einem Ventilator (112), der auf einem Axialendabschnitt des Rotors (108) montiert und mit einem ringförmigen Gasspalt (116) ausgerichtet ist, der neben der Aussenumfangsfläche des Rotors (108) liegt;

einem ringförmigen Stator (110), der konzentrisch zum Rotor (108) ist und Statorkernpakete (145, 152) aufweist, die ringförmig um den Rotor (108) herum angeordnet sind, und der eine ringförmige Innenoberfläche neben dem Gasspalt (116) hat, wobei radiale Statorkanäle (144, 154) zwischen den Statorkernpaketen (145, 152) liegen und sich von der Innenoberfläche des Stators (110) zu einer Aussenumfangsfläche (134) des Stators (110) hin öffnen, wobei jeder Kanal (144, 154) eine Kanalquerschnittsfläche hat und die Verteilung der Kanalquerschnittsflächen für die Kanäle (144, 154) im wesentlichen ungleichförmig über den Stator (110) ist; einem Kühlgasverteiler (130), der radial ausserhalb des Stators (110) liegt und zu den radialen Statorkanälen (144, 154) hin geöffnet ist;

einem Wärmetauscher (120) mit einem Abzugsauslass, der an einen Einlass des Kühlgasverteilers (130) angeschlossen ist; und einer Kühlgasleitung (118), die an einen Einlass des Wärmetauschers (120) an einem ersten Ende angeschlossen ist und sich an einem zweiten Ende zu dem ringförmigen Gasspalt (116) hin öffnet.

5. Elektromagnetischer Generator nach Anspruch4, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte erste Abschnitt des<S>tators<(1>1<0)>ein Mittelabschnitt des Stators(no)ist und der genannte zweite Abschnitt des Stators (no)ein Endabschnitt des Stators (no) ist.<6>. Elektromagnetischer Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Statoreinlasskanäle(144, 154)über den<S>tator<(>no, mit einer vorgegebenen räumlichen Verteilung der Kanäle verteilt sind und die Verteilung der Kanäle ungleichförmig über die Länge des Stators(no)ist.<7>. Elektromagnetischer Generator nach Anspruch1, dadurch gekennzeichnet, dass die Statoreinlasskanäle(144, 154)über den<S>tator<(>11<0)>mit einer vorgegebenen räumlichenVerteilung der Kanäle<(>144, 154) verteilt sind und die vorgegebene räumliche<V>erteilung der Kanäle (144, 154) über den Stator<(>110<)>progressiv zunimmt.<8>.

Elektromagnetischer Generator nachAnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Statoreinlasskanäle(144, 154)in einem Mittelabschnitt<(>104) des Stators (no)mit höherer räumlicher Häufigkeit angeordnet sind als in einem Endabschnitt des Stators (110) .<9>. Elektromagnetischer Generator nachAnspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Statoreinlasskanäle(144, 154)über den<S>tator<(>no<)>mit einer vorgegebenen räumlichen Häufigkeit der Kanäle<(>144, 154) verteilt sind und die räumliche

NACHGEREICHT Häufigkeitsverteilung der Kanäle (144, 154) ungleichförmig über die Länge des Stators (110) ist.

5. Elektromagnetischer Generator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalquerschnittsfläche eines ersten Statorkanales (146, 148) im wesentlichen grösser als die Kanalquerschnittsfläche eines zweiten Statorkanales (148, 150) ist.

6. Elektromagnetischer Generator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalquerschnittsfläche jedes

Statorkanales (144, 154) zwischen dem genannten ersten Kanal (146, 148) und dem genannten zweiten Kanal (148, 150) progressiv zunimmt.

7. Elektromagnetischer Generator (100) mit: einem rotierenden zylindrischen Rotor (108) mit einer Aussenumfangsfläche; einem Ventilator (112), der auf einem axialen Endabschnitt des Rotors (108) montiert und mit einem ringförmigen Gasspalt (116) neben der Aussenumfangsfläche des Rotors (108) ausgerichtet ist;

einem ringförmigen Stator (110), der konzentrisch zum Rotor (108) liegt und Statorkernpakete (145, 152) aufweist, die ringförmig um den Rotor (108) herum angeordnet sind, sowie eine ringförmige Innenoberfläche neben dem Gasspalt (116), wobei radiale Statorkanäle (144, 154) zwischen den Statorkernpaketen (145, 152) liegen und sich von der Innenoberfläche des Stators (110) zu einer Aussenumfangsfläche (134) des Stators (110) hin öffnen, wobei jeder Kanal (144, 154) eine Kanalquerschnittsfläche hat und die Verteilung der KanalquerSchnittsflächen der Kanäle (144, 154) im wesentlichen ungleichförmig über den Stator (110) ist, wobei die Kanalquerschnittsfläche eines ersten Statorkanales (146, 148) im wesentlichen grösser als die Kanalquerschnittsfläche eines zweiten Statorkanales (148, 150) ist, und wobei die Statorkanäle (144, 154) über den Stator (110)

mit einer vorgegebenen Frequenz von Kanälen verteilt sind und die vorgegebene Frequenz von Kanälen ungleichmässig über den Stator (110) ist; einem Kühlgasverteiler (130), der radial ausserhalb des Stators (110) liegt und zu den radialen Statorkanälen (144, 154) hin geöffnet ist; einem Wärmetauscher (120) mit einem Abzugsauslass, der an einen Einlass des Kühlgasverteilers (130) angeschlossen ist; und einer Kühlgasleitung (118), die an einen Einlass des Wärmetauschers (120) an einem ersten Ende angeschlossen ist und sich an einem zweiten Ende zum ringförmigen Gasspalt (116) hin öffnet.

8. Elektromagnetischer Generator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Statorkanal (146, 148) in einem Mittelabschnitt (104) des Stators und der zweite Statorkanal (148, 150) in einem Endabschnitt des Stators (110) liegt.

9. Elektromagnetischer Generator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalquerschnittsfläche jedes Statorkanales (144, 154) zwischen dem genannten ersten und dem genannten zweiten Kanal progressiv zunimmt.

10. Elektromagnetischer Generator (100), mit: einem rotierenden zylindrischen Rotor (108) mit einer Aussenumfangsfläche ; einem Ventilator (112) , der auf einem axialen Endabschnitt des Rotors (108) montiert und mit einem ringförmigen Gasspalt (116) ausgerichtet ist, der neben der Aussenumfangsfläche des Rotors (108) liegt; einem ringförmigen Stator (110) , der konzentrisch zum Ro[not]

tor (108) ist und Statorkernpakete (145, 152) aufweist, die ringförmig um den Rotor (108) herum angeordnet sind, und der eine ringförmige Innenoberfläche neben dem Gasspalt (116) hat, wobei radiale Statoreinlasskanäle (144, 154) zwischen den Statorkernpaketen (145, 152) liegen und sich von der Innenoberfläche des Stators (110) zu einer Aussenumfangsfläche (134) des

Stators (110) hin öffnen, wobei jeder Statoreinlasskanal (144, 154) eine Kanalquerschnittsfläche hat und die Verteilung der Kanalquerschnittsflächen für die Kanäle (144, 154) im wesentlichen ungleichförmig über den Stator (110) ist, und ferner die Kanäle (144, 154) Kühlgaseinlässe an der Aussenumfangsflache (134) des Stators (110) und Kühlgasauslässe an der ring[not]

förmigen Innenoberfläche aufweisen;

NACHGEREICHT einem Kühlgasverteiler (130) , der radial ausserhalb des Stators (110) liegt und zu den radialen Statoreinlasskanälen (144, 154) hin geöffnet ist; einem Wärmetauscher (120) mit einem Abzugsauslass, der an einen Einlass des Kühlgasverteilers (130) angeschlossen ist; und einer Kühlgasleitung (118) , die an den Einlass des Wärmetauschers (120) an einem ersten Ende angeschlossen ist und sich an einem zweiten Ende zu dem ringförmigen Gasspalt (116) hin öffnet;

dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlgas in einen Einlass des Wärmetauschers (120) eintritt, durch den Wärmetauscher (120) hindurch strömt, den Abzugsauslass verlässt und in den Kühlgasverteiler (130) strömt, das Kühlgas in einen Einlass des Verteilers (130) eintritt und durch den Verteiler (130) hindurch in die Einlasse der Kühlgaskanäle (144, 145) strömt, das Kühlgas in die Einlasse eintritt, durch die Kanäle (144, 145) hindurch strömt und über die Auslässe zum ringförmigen Spalt (116) hin verlässt, und der Ventilator (112) Kühlgas aus dem ringförmigen Gasspalt (116) abzieht, so dass das Kühlgas durch den Ventilator (112) vom Ringspalt (116) zwischen Stator (110) und Rotor (108) wegbewegt wird,

NACHGEREICHT wobei der Strömungswiderstand für das Kühlgas zwischen jedem Einlass zu den Kanälen und dem zweiten Ende der Kühlgasleitung für alle Kanäle (144, 154) im wesentlichen gleich ist.

10. Elektromagnetischer Generator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Frequenz von Kanälen über den Stator (110) progressiv zunimmt.

11. Elektromagnetischer Generator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Statoreinlasskanal (146) in einem Mittelabschnitt des Stators (110) liegt und ein zweiter Statoreinlasskanal (150) in einem Endabschnitt des Stators (110) liegt.

11. Elektromagnetischer Generator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorkanäle (144, 154) in einem Mittelabschnitt (104) des Stators (110) häufiger angeordnet sind als in einem Endabschnitt des Stators (110) .

Wien, am 6. Dezember 1995 Neue Patentansprüche :

12. Elektromagnetischer Generator nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalquerschnittsfläche des ersten Statoreinlasskanales (146) im wesentlichen grösser ist als die Kanalquerschnittsfläche des zweiten Statoreinlasskanales (150) .

13. Elektromagnetischer Generator nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalquerschnittsfläche jedes Statoreinlasskanales zwischen dem genannten ersten Kanal (146) und dem genannten zweiten Kanal (150) progressiv zunimmt.

14. Elektromagnetischer Generator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Statoreinlasskanäle (144, 154) über den Stator (110) in Richtung der Rotorachse mit einer vorgegebenen räumlichen Häufigkeit der Kanäle (144, 154) verteilt sind und die vorgegebene räumliche Verteilung der Kanäle (144, 154) ungleichförmig über den Stator (110) ist.

15. Elektromagnetischer Generator nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene räumliche Verteilung

NACHGEREICHT \ der Kanäle (144, 154) in Richtung zur Mitte hin entlang des Stators (110) progressiv zunimmt.

16. Elektromagnetischer Generator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Statoreinlasskanäle (144, 154) in einem Mittelabschnitt (104) des Stators (110) mit höherer Häufigkeit angeordnet sind als in einem Endabschnitt des Stators (110) .

17. Elektromagnetischer Generator nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Statoreinlasskanäle (144, 154) über den Stator (110) mit einer vorgegebenen räumlichen Häufigkeit der Kanäle (144, 154) verteilt sind und diese räumliche Häufigkeitsverteilung der Kanäle (144, 154) über die Länge des Stators (110) ungleichförmig ist.

18. Elektromagnetischer Generator (10), mit: einem rotierenden zylindrischen Rotor (108) mit einer Aussenumfangsfläche; einem Ventilator (112) , der auf einem axialen Endabschnitt des Rotors (108) montiert ist und mit einem ringförmigen Gasspalt (116) neben der Aussenumfangsfläche des Rotors (108) ausgerichtet ist; einem ringförmigen Stator (110) , der konzentrisch zum Rotor (108) liegt und Statorkernpakete (145, 142) aufweist, die ringförmig um den Rotor (108) herum angeordnet sind, sowie eine ringförmige Innenoberfläche neben dem Gasspalt (116) , wobei radiale Statoreinlasskanäle (144, 154) zwischen den Statorkern-

NACHGEREICHT t . paketen (145, 152) liegen und sich von der Innenoberfläche des Stators (110) zu einer Aussenumfangsflache (134) des Stators (110) hin öffnen, wobei jeder Kanal (144, 154) eine Kanalquerschnittsfläche hat und die Verteilung der Kanalquerschnittsflachen der Kanäle (144, 154) im wesentlichen ungleichförmig über den Stator (110) ist, wobei die Kanalquerschnittsfläche eines ersten Statoreinlasskanales (146) im wesentlichen grösser als die Kanalquerschnittsfläche eines zweiten Statoreinlasskanales (150) ist, und wobei die Statoreinlasskanäle (144, 154) über den Stator (110) in Richtung der Rotorachse mit einer vorgegebenen räumlichen Häufigkeit verteilt sind und diese vorgegebene Häufigkeitsverteilung der Kanäle ungleichmässig über den Stator (110) ist;

und einem Kühlgasverteiler (130) , der radial ausserhalb des Stators (110) liegt und zu den radialen Statoreinlasskanälen (144, 154) hin geöffnet ist; einem Wärmetauscher (120) mit einem Abzugauslass, der an einen Einlass des Kühlgasverteilers (130) angeschlossen ist; und einer Kühlgasleitung (118) , die an einen Einlass des Wärmetauschers (120) an einem ersten Ende angeschlossen ist und sich an einem zweiten Ende zum ringförmigen Gasspalt (116) hin öffnet,

dadurch gekennzeichnet, dass der Gasspalt (116) einen Gasabzug stromabwärts des Ventilators (112) enthält;

NACHGEREICHT wobei Kühlgaseinlässe zu den Kanälen (144, 154) an der Aussenumfangsfläche des Stators (110) liegen, und Kühlgasauslässe der Kanäle (144, 154) an der ringförmigen Innenoberfläche liegen, wobei der Kühlgasströmungswiderstand zwischen dem Einlass zu jedem Kanal (144, 154) und dem Gasabzug aus dem Spalt (116) im wesentlichen gleich für alle Kanäle (144, 154) ist.

19. Elektromagnetischer Generator nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Statoreinlasskanal (146) in einem Mittelabschnitt (104) des Stators (110) und der zweite Statoreinlasskanal (150) in einem Endabschnitt des Stators (110) liegt.

20. Elektromagnetischer Generator nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalquerschnittsfläche jedes Statoreinlasskanales (144, 154) zwischen dem ersten und dem genannten zweiten Kanal (146, 150) progressiv zunimmt.

21. Elektromagnetischer Generator nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene räumliche Verteilung der Kanäle (144, 154) über den Stator (110) progressiv zunimmt .

22. Elektromagnetischer Generator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Statoreinlasskanäle (144, 154) in einem Mittelabschnitt (104) des Stators (110) häufiger angeordnet sind als in einem Endabschnitt des Stators (110) .

NACHGEREICHT