Kühleinrichtung an Rotoren, besonders an Turbo-Generator-Rotoren. Die Erfindung betrifft eine Kühleinrichtung an Rotgren, besonders an Turbo-Generator- Rotoren, mit in der Oberfläche des Rotors vorgesehenen Kühlrillen. Bei mit derartigen Kühlrillen ausgerüsteten Rotoren von Turbo- Generatoren treten bei hohen Umfangsge schwindigkeiten des Rotors derart starke Reibungs- und Wirbelungsverluste auf, dass dadurch unter Umständen die durch die grö ssere Kühlfläche erzielten Vorteile wieder ver loren gehen.
Diese Nachteile beruhen darauf, dass die Kühlrillen, die meistens einen überall scharfkantigen Querschnitt aufweisen, senk recht oder annähernd senkrecht zur Rotations achse verlaufen.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Rei bungsverluste trotz Beibehaltung der grösseren Kühlfläche weitgehend herabzusetzen und die Kühlung wirkungsvoller zu gestatten. Dies wird dadurch erreicht, dass die Kühlrillen er- lindungsgemäss in Richtung der aus der re lativen Umfangsgeschwindigkeit und der axia- len Eintrittgeschwindigkeit unter Berücksich tigung der Reibungs- und Wirbelungsverluste ermittelten. resultierenden Relativgeschwindig keit des Luftstromes zum Rotor verlaufen.
Der Gegenstand der Erfindung ist auf der beiliegenden Zeichnung beispielsweise veran schaulicht, die in Fig. 1 einen nur die Umrisslinien andeu tenden Schnitt durch einen Turbo-Generator zeigt, während Fig. 2 die Anordnung gemäss der Erfin dung verlaufender Kühlrillen auf dem Rotor, sowie ein in die Figur eingezeichnetes Ge schwindigkeitsparallelogramm wiedergibt; Fig. 3 stellt die Anordnung der Kühlrillen entsprechend Fig. 2 in grösserem Massstabe dar; Fig. 4 gibt schraubenlinienförmig verlau fende, aber dichter nebeneinander liegende und tiefer ausgearbeitete Kühlrillen wieder.
Bei Turbo-Generatorerr der beispielsweise in Fig. 1 dargestellten Art wird die durch einen Ventilator 4 angesaugte. Kühlluft in den zwischen Rotor 1. und Stator 2 vorhandenen Spalt 3 eingeblasen. Die Luft tritt in axialer Richtung, und zwar etwa mit der in Fig. 2 eingezeichneten Geschwindigkeit ie aus dem Gebläse aus, um unmittelbar darauf in den Spalt 3 einzutreten.
Gegenüber dem sich iiiit einer bestimmten Umfangsgeschwindigkeit drehenden Rotor besitzt die senkrecht zum Umfange eintretende Luft eine entgegenge setzt gerichtete relative Umfangsgeschwindig keit 2s gleicher Grösse; sie würde also von dem Umfang des Rotors aus gesehen, unter dem durch die Resultierende der beiden Ge schwindigkeiten<B>zu,</B> -tt und die Umfangsge schwindigkeit eingeschlossenen Winkel a ein treten.
Während des Durchganges durch den Spalt 3 ändern nun die Luftteilchen ihre beim Eintritt in den Luftspalt axiale Richtung in folge der Reibung und Wirbelung, so dass als Neigungswinkel der tatsächlich vorhan denen Relativgeschwindigkeit gegenüber der Mantellinien, das heisst der axialen Ausstr ek- kung des Rotors, sich der Winkel ,ss ergibt. Die der Führung der Kühlluft dienenden Ka näle 5 müssen daher, wenn die Luft in deren Richtung und damit möglichst reibungsfrei durch den Luftspalt fliessen soll, den Winkel 1? mit den Mantellinien des zylindrischen Ro tors einschliessen.
Die in den Fig. 2 bis 4 dargestellten Kühl rillen sind ini Querschnitt wellenförmig und weisen daher einen überall abgerundeten Quer schnitt auf, damit die Reibungs- und Wir- belungsverluste der Luft selbst für den Fall, dass die Kühlluft nicht vollständig in den Ka nälen geführt wird, möglichst gering sind.
Da die Luft ini wesentlichen durch die Ka näle geleitet wird, also nicht über diese hin überstreicht, wie bei den bisherigen Ausfüh rungen, können die Rillen auch tiefer ausge führt werden und näher aneinander liegen (Fig. 4), wodurch die Kühlfläche bedeutend vergrössert wird. Aus demselben Grund ist es aber auch möglich, den Kühlrillen bezw. Kanälen einen beliebigen Querschnitt zu ge- ben, denn auch der scharfkantige Querschnitt kann nicht sehr schädlich sein, wenn die Luft in den Kanälen geführt wird.
Die schraubenlinienförmig angeordneten Kanäle können ferner derart angeordnet sein, dass sie anfangs, unmittelbar an der Eintritts stelle der Kühlluft in den Luftspalt 3, einen Neigungswinkel P' gegenüber den Mantellinien des Rotors aufweisen, der sich aber, um der Mitnahme der Luft in tangentialer Richtung infolge der Reibungs- und Wirbelungsverluste Rechnung zu tragen, allmählich verkleinert, bis er an der Austrittsstelle der Kühlluft aus dem Spalt 3 seinen kleinsten Wert (3" erreicht hat.
Durch die Anordnung der Kühlrillen ge mäss der Erfindung kann eine sichere Füh rung der Kühlluft, die sich mit grösserer Ge schwindigkeit durch den Spalt 3 zwischen Stator und Rotor hindurchbewegen kann; und dadurch eine kräftigere Kühlung des Gene- rators erreicht und der Wirkungsgrad der Maschine durch die Verringerung der Luft reibung wesentlich verbessert werden. Beson ders vorteilhaft ist die Anordnung der Kühl rillen gemäss der Erfindung bei Rotoren mit in parallelen Nuten verlegten Wicklungen, bei welchen es nicht möglich ist, Kühlkanäle der bekannten Bauart an den Zähnen anzu ordnen, während die Anordnung von Rillen gemäss der Erfindung durchaus möglich ist.