CZ301941B6 - Plynem chlazený dynamoelektrický stroj - Google Patents

Abstract

Plynem chlazený dynamoelektrický stroj obsahuje rotor (10), mající telesnou cást (14), pricemž rotor (10) má osove probíhající závity (22) a koncové závity (27), vymezující množinu koncových vinutí (28), probíhajících v osovém smeru za alespon jedním koncem (18) telesné cásti (14), a alespon jeden rozperný blok (140), umístený mezi prilehlými koncovými vinutími (28) pro vymezení dutiny (142) mezi nimi. Rozperný blok (140) má dve cásti (152, 154) bocní steny, dosedající na prilehlá koncová vinutí (28), stenu (144) proti smeru proudení a stenu (146) ve smeru proudení. Stena (146) ve smeru proudení rozperného bloku (140) má od jedné z cástí (152, 154) bocní steny ke druhé z cástí (152, 154) bocní steny aerodynamický profil pro snížení rozsahu a intenzity vytváreného víru.

Description

Plynem chlazený dynamoelektrický stroj

Oblast techniky

Vynález se týká konstrukce, určené pro zdokonalené chlazení rotorů generátoru, přičemž se zejména týká plynem chlazeného dynamoelektrického stroje.

Dosavadní stav techniky

Jmenovitý energetický výkon dynamoelektrických strojů, jako jsou například velké turbogenerátory, je často omezen schopností vytvářet přídavný proud v poli vinutí rotoru v důsledku teplotních omezení, vztahujících se k izolaci elektrických vodičů. Proto účinné chlazení vinutí rotoru přímo ovlivňuje výstupní schopnosti stroje.

To platí zejména v koncové oblasti rotoru, kde je provádění přímého nuceného chlazení velice obtížné a nákladné v důsledku obvyklé konstrukce těchto strojů. Jelikož trendy, převládající na trhu, vyžadují dosahování vysoké účinnosti a vysoké spolehlivosti při snížených nákladech, stává se chlazení koncové oblasti rotoru omezujícím faktorem u vysoce výkonných generátorů.

Rotory turbogenerátorů obvykle sestávají ze soustředných obdélníkovitých závitů, uložených v drážkách v rotoru. Koncové části závitů (které jsou obvykle nazývány jako koncová vinutí), které leží za opěrnou konstrukcí hlavního tělesa rotoru, jsou obvykle zajištěny proti působení otáčivých sil prostřednictvím přídržného kroužku (viz obr. 1).

Nosné bloky, které bývají rovněž nazývány jako rozpěmé bloky, jsou umístěny přerušovaně mezi soustřednými závity koncových vinutí pro udržování vzájemné polohy a pro dodávání mechanické stability pro osová zatížení, jako jsou například tepelná zatížení (viz obr. 2).

Kromě toho jsou měděné závity radiálně omezeny prostřednictvím přídavného kroužku na svých vnějších poloměrech, což působí proti odstředivým silám. Přítomnost rozpěmých bloků a přídržného kroužku způsobuje vznik celé řady chladicích oblastí, směřujících k měděným závitům. Primární dráha proudění chladivá je axiální, přičemž leží mezi hnacím hřídelem rotoru a spodní částí koncových vinutí.

Rovněž jsou nespojité dutiny vytvořeny mezi závity prostřednictvím ohraničujících ploch závitů, rozpěmých bloků a vnitřní plochy konstrukce přídržného kroužku. Koncová vinutí jsou vystavena působení chladivá, které je poháněno prostřednictvím otáčivých sil radiálně z místa pod koncovými vinutími do těchto dutin (viz obr. 3). Tento přenos teplaje však nízký.

Je to způsobeno tím, že v souladu s vypočtenými průtokovými drahami v jediné otočné dutině koncového vinutí na základě analýzy vypočtené dynamiky proudícího média, vstupuje proud chladívá do dutiny, provádí zde primární cirkulaci, načež opouští dutinu. Tato cirkulace má obvykle za následek dosahování nízkých součinitelů přenosu tepla, a to zejména v blízkosti středu dutiny. Proto je využití takovýchto prostředků pro odvádění tepla u koncových vinutí poměrně neúčinné.

Pro vedení přídavného chladicího plynu přes koncovou oblast rotoru bylo využíváno různých projektů a chladicích schémat. Veškerá tato chladící schémata jsou založena buď na vytváření chladicích kanálků přímo ve měděných vodičích prostřednictvím obrábění drážek nebo vytváření kanálků ve vodičích, a poté čerpání plynu do některé jiné oblasti stroje, a/nebo na vytváření oblastí o poměrně vyšším a nižším tlaku s přidáním přepážek, průtokových kanálů a čerpacích prvků pro nucené vhánění plynu pro jeho průchod přes plochy vodičů.

- 1 CZ 301941 B6

Některé systémy pronikají vysoce zatíženým přídržným kroužkem rotoru s radiálními otvory pro umožnění čerpání chladicího plynu přímo podél koncových vinutí rotoru a pro jeho vypouštění do vzduchové mezery, přičemž však takové systémy mají pouze omezenou využitelnost v důs5 ledku vysokých mechanických napětí a požadavků na životnost z hlediska únavy, kladených na přídržný kroužek.

Pokud je použito známých postupů a chladicích schémat pri nuceném chlazení konce rotoru, stává se konstrukce rotoru výrazně složitější a nákladnější.

io

Přímo chlazené vodiče musejí být například obrobeny nebo vyrobeny tak aby zde byly vytvořeny chladicí kanálky. Kromě toho musejí být uspořádána výstupní rozvodná potrubí pro vypouštění plynu do určitých míst rotoru.

Známá schémata nuceného chlazení vyžadují, aby koncová oblast rotoru byla rozdělena na samostatné tlakové oblasti, a to s pomocí celé řady různých přídavných přepážek, průtokových kanálků a čerpacích prvků, což rovněž přispívá k nadměrné složitosti a ke zvýšeným nákladům.

Pokud není použito žádného z těchto schémat nuceného nebo přímého chlazení, jsou potom kon20 cová vinutí rotoru chlazena pasivně. Pasivní chlazení se spoléhá na působení odstředivých a otáčivých sil rotoru pro zajištění cirkulace plynu v zaslepených dutinách, vytvořených mezi soustřednými vinutími rotoru. Pasivní chlazení koncových vinutí rotoru bývá někdy rovněž nazýváno jako „bezkonvenční“ chlazení.

Pasivní chlazení má tu výhodu, že lze dosahovat minimální složitosti a nízkých nákladů, přičemž však je schopnost odvádět teplo snížena v porovnání s aktivními systémy přímého a nuceného chlazení.

Veškerý chladicí plyn, vstupující do dutin mezi soustřednými vinutími rotoru, musí vycházet stejným otvorem, neboť tyto dutiny jsou jinak uzavřeny. Čtyři „boční stěny“ typické dutiny jsou tvořeny soustřednými vodiči a izolačními rozpěmými bloky, které je oddělují, se „spodní“ (radiálně vnější) stěnou, tvořenou přídržným kroužkem, který zajišťuje proti otáčení. Chladicí plyn vstupuje z prstencovitého prostoru mezi vodiče a hnací hřídel rotoru.

Odvádění teplaje tak omezeno v důsledku nízké rychlosti cirkulace plynu v dutině a omezeného množství plynu, který může vstupovat do těchto prostor a vystupovat z nich.

U obvyklých uspořádání pak chladicí plyn v koncové oblasti nebyl dosud plně urychlen na rychlost rotoru, to znamená, že chladicí plyn se otáčí nižší rychlostí, než je rychlost otáčení roto40 ru. Jelikož je tekutina vháněna do dutiny prostřednictvím relativního rychlostního rázu mezi rotorem a tekutinou, je součinitel přestupu tepla obvykle vyšší v blízkosti rozpěmého bloku, to znamená ve směru proudění, kde tekutina vstupuje s vyšším momentem, a kde je tekuté chladivo chladnější. Koeficient přenosu tepla bývá rovněž obvykle vysoký kolem obvodu dutiny. Ve středu dutiny dochází ke slabšímu chlazení.

Při zvyšování schopnosti odvádět teplo u zařízení na pasivní chlazení bude docházet ke zvýšení schopnosti rotoru přenášet proud, v důsledku čehož bude docházet k vyššímu jmenovitému výkonu generátoru jako celku pri udržení výhody nízkých nákladů, stejně jako jednoduché a spolehlivé konstrukce.

V patentovém spise US 5 644 179, jehož obsah se zde poznamenává ve formě odkazu, je popsán způsob zvyšování přenosu tepla prostřednictvím zvyšování průtokové rychlosti u velké jediné průtokové cirkulační buňky s pomocí přivádění přídavného chladicího proudění přímo do této

-2CZ 301941 B6 buňky a ve stejném směru jako u přirozeně vznikající průtokové buňky. To je znázorněno na vyobrazeních podle obr. 4 a podle obr. 5.

Přestože u tohoto způsobu dochází ke zvýšení přenosu tepla v dutině prostřednictvím zvyšování intenzity cirkulace v buňce, je středová oblast dutiny rotoru stále ponechána na nízké rychlosti, takže zde dochází k nízkému přenosu tepla. Tentýž nízký přenos tepla stále ještě přetrvává v rohových oblastech.

Jak vyplývá ze shora uvedeného popisu, jsou rozpěmé bloky podstatným znakem koncových vinutí generátoru. Kromě vymezení prostorů dutin mezi soustřednými závity rotoru, kde dochází k chlazení koncových vinutí, tyto rozpěmé bloky rovněž přispívají ke zvýšení chladicího proudění, vstupujícího do dutiny. Avšak v průběhu vytváření tohoto chladicího proudění v dutině tyto rozpěmé bloky rovněž vytvářejí vír, který může nepříznivě ovlivňovat provoz dalších dutin ve směru proudění.

Podstata vynálezu

Vynález se týká konstrukce pro zajištění zvýšeného chlazení rotorů generátorů, přičemž se zejména týká zdokonaleného profilu zadní hrany rozpěmého bloku pro snížení vytvářeného víru, a to při udržování schopnosti rozpěmého bloku vytvářet a přivádět chladicí proudění do dutiny.

U provedení předmětu tohoto vynálezu jsou nepříznivé účinky zasahování rozpěmého bloku do prstencovité dutiny mezi koncovými vinutími a jádrem statoru, působící na další dutiny ve směru proudění, minimalizovány při udržení výhodného znaku zvyšování chladicího proudění do dutiny, umístěné proti směru proudění.

Jak již bylo shora uvedeno, je negativní účinek rozpěmých bloků způsobován vírem, vyvářeným rozpěmým blokem, který ovlivňuje další dutiny ve směru proudění. Předmět tohoto vynálezu poskytuje aerodynamický profil pro zadní hranu alespoň některých rozpěmých bloků pro snížení rozsahu a intenzity vytvářeného víru, a to při udržování schopnosti rozpěmých bloků přivádět chladicí proudění do dutiny. Předmět tohoto vynálezu rovněž poskytuje strategické umístění těchto nově tvarovaných rozpěmých bloků.

U příkladného provedení předmětu tohoto vynálezu je snížení víru dosaženo prostřednictvím nového tvarování zadní hrany rozpěmého bloku, a to z obdélníkovitého profilu, který je všeobecně znám, na takový profil, který má proudnicový tvar. S výhodou jsou stávající rozpěmé bloky modifikovány na profilované uspořádání, což usnadňuje jejich zahrnutí do celkové konstrukce.

Předmět tohoto vynálezu byl tedy uplatněn u plynem chlazeného dynamoelektrického stroje, který obsahuje:

rotor, mající tělesnou část, přičemž rotor má osově probíhající závity a koncové závity, vymezující množinu koncových vinutí, probíhajících v osovém směru za alespoň jedním koncem tělesné části, a alespoň jeden rozpěmý blok, umístěný mezi přilehlými koncovými vinutími pro vymezení dutiny mezi nimi, přičemž rozpěmý blok má dvě části boční stěny, dosedající na přilehlá koncová vinutí, stěnu proti směru proudění a stěnu ve směru proudění.

Stěna ve směru proudění rozpěmého bloku má od jedné z částí boční stěny ke druhé z částí boční stěny aerodynamický profil pro snížení rozsahu a intenzity vytvářeného víru.

Stěna ve směru proudění je s výhodou definována jako obecně parabolická křivka.

- 3 CZ 301941 B6

U výhodného provedení je stěna proti směru proudění obecně rovinná.

Rozpěrný blok s výhodou sestává z obecně obdélníkovité hlavní tělesné části a z vyčnívající 5 části, přičemž hlavní tělesná část vymezuje stěnu proti směru proudění, přičemž části boční stěny a vyčnívající část vymezují stěnu ve směru proudění.

Vyčnívající část, vymezující stěnu ve směru proudění, je s výhodou definována jako obecně parabolická křivka,

U výhodného provedení je stěna proti směru proudění obecně rovinná.

Vyčnívající část je s výhodou vytvořena integrálně s hlavní tělesnou částí.

is Rotor s výhodou obsahuje hřídel, přičemž koncová vinutí a hřídel vymezují mezi sebou prstencovitou oblast.

Dynamoelektrický stroj podle tohoto vynálezu dále s výhodou obsahuje množinu rozpěmých bloků, umístěných mezi přilehlými koncovými vinutími.

Rozpěmé bloky s výhodou zasahují v radiálním směru do prstencovité oblasti.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude v dalším podrobněji objasněn na příkladech jeho konkrétního provedení, jejichž popis bude podán s přihlédnutím k přiloženým obrázkům výkresů, kde:

obr. 1 znázorňuje pohled v řezu na část oblasti koncového vinutí v rotoru dynamoelektrického 30 stroje se statorem v protilehlém uspořádání;

obr. 2 znázorňuje půdorysný pohled v řezu na rotor dynamoelektrického stroje, přičemž řez je veden podél čáry 2-2 z obr. 1;

obr. 3 znázorňuje schematické zobrazení, ukazující pasivní proudění plynu do dutin koncových vinutí a přes tyto dutiny;

obr. 4 znázorňuje částečný perspektivní pohled na část oblasti koncového vinutí rotoru v souladu s prvním provedením vynálezu, popsaného v patentovém spise US 5 644 179;

obr. 5 znázorňuje částečný perspektivní pohled na část oblasti koncového vinutí rotoru v souladu s druhým provedením vynálezu, popsaného v patentovém spise US 5 644 179;

obr. 6 znázorňuje pohled v částečném řezu, obdobný jako na obr. 3, znázorňující upravený tvar 45 rozpěmého bloku podle příkladného provedení předmětu tohoto vynálezu; a obr. 7 znázorňuje schematický pohled v řezu, přičemž řez je veden podél čáry 7-7 z obr. 6.

Příklady provedení vynálezu

Na shora uvedených obrázcích výkresů jsou ve všech různých pohledech stejnými vztahovými značkami označeny stejné prvky a součásti.

-4CZ 301941 B6

Na vyobrazeních podle obr. 1 a podle obr. 2 je znázorněn rotor 10 plynem chlazeného dynamoelektrického stroje, který je rovněž opatřen statorem 2, obklopujícím rotor JO.

Běžný provoz dynamoelektrických strojů, jako jsou například velké turbogenerátory, je všeo5 becně znám, takže zde nebude podrobněji popisován.

Rotor 10 obsahuje obecně válcovou tělesnou část 14, která je umístěna ve středu na hnacím hřídeli 16 rotoru 10, přičemž je opatřena osově protilehlými koncovými čely, z nichž je na vyobrazení podle obr. 1 znázorněna pouze část 18 koncového čela.

Obecně válcová tělesná Část 14 je opatřena množinou po obvodu rozmístěných a osově probíhajících drážek 20 pro uložení soustředně uspořádaných závitů 22, které tvoří vinutí rotoru. Z důvodů přehlednosti je zde znázorněno pouze pět závitů 22. přičemž je prakticky běžně využíváno mnohem více těchto závitů 22.

Několik sběmic 24, tvořících část vinutí rotoru, je uspořádáno v každé z drážek 20. Přilehlé sběrnice 24 jsou od sebe vzájemně odděleny vrstvami elektrické izolace. Naskládané sběrnice 24 jsou obvykle přidržovány v drážkách 20 prostřednictvím klínů 26 (viz obr. 1), přičemž jsou vyrobeny z vodivého materiálu, jako je například měď.

Sběrnice 24 jsou vzájemně propojeny na každém protilehlém konci tělesné části 14 prostřednictvím koncových závitů 27, které zasahují v osovém směru za koncová čela pro vytvoření naskládaného koncového vinutí 28. Koncové závity 27 jsou rovněž vzájemně od sebe odděleny vrstvami elektrické izolace.

Jak je znázorněno na vyobrazení podle obr. 1, je přídržný kroužek 30 uspořádán kolem koncových závitů 27 na každém konci tělesné části 14 pro přidržování koncového vinutí na svém místě při působení odstředivých sil. Přídržný kroužek 30 je připevněn na jednom konci k tělesné části 14, přičemž vyčnívá ven za hnací hřídel 16 rotoru 10.

Středící kroužek 32 je připevněn ke vzdálenému konci přídržného kroužku 30. Je nutno poznamenat, že přídržný kroužek 30 a středící kroužek 32 mohou být namontovány i jinými způsoby, což je z dosavadního stavu techniky všeobecně známo.

Vnitřní průměr středícího kroužku 32 je radiálně vzdálen od hnacího hřídele 16 rotoru 10 pro vytvoření vstupního plynového kanálu 34, přičemž koncové vinutí 28 je vzdáleno od hnacího hřídele 16 rotoru 10 pro vymezení prstencovité oblasti 36. Několik osových chladicích kanálků 38, vytvořených podél drážek 20, je tekutinové propojeno se vstupním plynovým kanálem 34 prostřednictvím prstencovité oblasti 36 pro přivádění chladicího plynu k závitům 22.

Jak je znázorněno na vyobrazení podle obr. 2, tak koncová vinutí 28 na každém konci rotoru 10 jsou obvodově a osově oddělena prostřednictvím množiny rozpěmých bloků 40. Za účelem jasnosti a přehlednosti znázornění nejsou tyto rozpěmé bloky 40 vyobrazeny na obr. 1.

Rozpěmé bloky 40 jsou provedeny jako podélné bloky izolačního materiálu, umístěné v prostorech mezi přiléhajícími koncovými vinutími 28, přičemž zasahují za celou radiální hloubku koncových vinutí 28 do prstencovité oblasti 36.

Proto jsou tedy prostory mezi soustřednými soustavami koncových závitů (nazývaných dále kon50 cová vinutí) rozděleny do dutin. Tyto dutiny jsou ohraničeny na horní straně pridržným kroužkem 30 a na čtyřech stranách přiléhajícími koncovými vinutími 28 a přiléhajícími rozpěmými bloky 40.

-5CZ 301941 B6

Jak je nejlépe vidět na vyobrazení podle obr. 1, tak každá z těchto dutin je průtokově propojena se vstupním plynovým kanálem 34 prostřednictvím prstencovité oblasti 36.

Část chladicího plynu, vstupující do prstencovité oblasti 36 mezi koncovým vinutím 28 a hnacím 5 hřídelem 16 rotoru přes vstupní plynový kanál 34. tak vstupuje do dutin 42. cirkuluje zde, a poté se navrací do prstencovité oblasti 36 mezi koncovým vinutím 28 a hnacím hřídelem 16 rotoru 10.

Proudění vzduchu je znázorněno šipkami na vyobrazeních podle obr. 1 a podle obr. 3. Vlastní čerpací působení a otáčivé síly, působící v otáčející se dutině generátoru, vytvářejí velkou jediio nou průtokovou cirkulační buňku, jak je schematicky znázorněno na vyobrazení podle obr. 3.

Jak již bylo shora uvedeno, tak rozpěmé bloky 40 uzavírají a vymezují dutiny 42, vytvořené mezi sousedními závity koncových vinutí 28 u generátoru elektrické energie. Rozpěmé bloky 40 rovněž slouží pro posílení unášení chladicí tekutiny v příslušných dutinách.

Jak již bylo shora vysvětleno, je prstencovitá oblast 36 vytvořena mezi radiálně vnitřními plochami koncových vinutí 28 a hnacího hřídele 16 rotoru 10. Primární chladicí plyn proudí osově a obvodově přes prstencovitou oblast 36.

Unášecí působení při unášení chladicí tekutiny do otáčivých dutin 42 je způsobeno v důsledku vzájemného působení mezi výstupkem na rozpěmých blocích 40, zasahujícím do prstencovité oblasti 36, a relativní tečnou rychlostí proudění v prstencovité oblasti 36.

Jak je znázorněno u příkladného provedení podle obr. 4, tak rychlost chladicího plynu vzhledem k vnitřnímu poloměru koncového vinutí rotoru má složku V rychlosti v osovém směru a složku W rychlosti v obvodovém směru. Relativní rychlosti ovlivňují lychlost U cirkulace uvnitř dutiny. Velký výstupek rozpěmého bloku a/nebo velké relativní tečné rychlosti povedou k většímu množství proudění tekutiny, přiváděné do příslušných dutin prostřednictvím přidružených rozpěmých bloků.

Jedním z doprovodných jevů vzájemného působení je však vír, jak je znázorněno vztahovou značkou 70 na vyobrazení podle obr. 3, který se vytváří na zadním okraji rozpěmého bloku 40 a přetrvává po určitou vzdálenost ve směru proudění za výstupkem rozpěmého bloku.

Rozsah, a síla tohoto víru je rovněž přímo úměrná relativní tečné rychlosti proudění v prstencovité oblasti. Analýzy profilů relativní tečné rychlosti ukazují, že vír, který vychází z první rady rozpěmých bloků, je silnější a trvá déle v důsledku vysoké relativní tečné rychlosti prstencovitého proudění v této etapě oblasti koncového vinutí.

Jak je znázorněno na vyobrazeních podle obr. 6 a podle obr. 7, tak předmět tohoto vynálezu navrhuje opatřit zadní okraj rozpěmého bloku proudnicovým tvarem pro snížení intenzity víru. Jak je ze shora uvedeného patrno, očekává se, že předmět tohoto vynálezu by mohl mít nej silnější dopad na první (osovou) řadu rozpěmých bloků, jelikož je zde vír nejsilnější a trvá nejdéle v důsledku vysoké relativní tečné rychlosti prstencovitého proudění v této etapě oblasti konco45 vého vinutí. Pro další umožnění přiváděn průtoku do horní dutiny ve směru proudění není náběhová hrana rozpěmého bloku změněna u stávajících výhodných provedení.

Na vyobrazení podle obr. 6 je znázorněn pohled v částečném řezu na koncové vinutí rotoru, zobrazující soustavu dutin 142, přičemž je směr otáčení X označen šipkou.

Jak již bylo shora uvedeno, tak rychlost chladicího plynu má vzhledem k vnitřnímu poloměru koncového vinutí rotoru složku V rychlosti v osovém směru a složku W rychlosti v obvodovém směru. Relativní rychlosti ovlivňují iychlost U cirkulace uvnitř dutiny.

-6CZ 301941 B6

V souladu s výhodným provedením předmětu tohoto vynálezu pak alespoň jeden rozpěmý blok 140, s výhodou alespoň jeden rozpěmý blok první osové řady rozpěmých bloku, a potenciálně pak každý rozpěmý blok je opatřen modifikovaným profilem v řezu pro dosažení mnohem aerodynamičtějšího profilu, a to zejména na zadní hraně pro snížení rozsahu a intenzity vytvářeného víru.

Konkrétněji řečeno pak rozpěmý blok 140 má první část 152 boční stěny a druhou část 154 boční stěny pro uložení přilehlých koncových vinutí 28, stěnu 144 proti směru proudění a stěnu 146 ve směru proudění. Za účelem snížení vytvářeného víru má stěna 146 ve směru proudění nerovinný io profil. U znázorněného provedení pak stěna 146 ve směru proudění, která je umístěna na straně proti směru proudění přilehlé dutiny 142 ve směru proudění, má aerodynamický profil, a to s výhodou parabolicky zakřivený profil za účelem snížení rozsahu a intenzity vytvářeného víru.

Jak je schematicky znázorněno na vyobrazení podle obr. 7, může být rozpěmý blok 140 proveden jako sestava hlavní tělesné části 158, mající obecně obdélníkový průřez, a vyčnívající části 156 pro potlačování víru, která je obecně hladce profilována. Pokud je rozpěmý blok 140 proveden jako sestava dvou částí, může být vyčnívající část 156 zpětně připevněna k běžnému rozpěmému bloku 40, v kterémžto případě bude mít sestava rozpěmého bloku 140 obvodovou délku, která je označena na vyobrazeních podle obr. 6 a podle obr. 7 vztahovou značkou L, přičemž tato obvo20 dová délka L je větší, než je obvodová délka L běžného rozpěmého bloku 40.

Výhodněji je však rozpěmý blok 140 vytvořen jako integrovaná konstrukce z jediného kusu, obsahující obecně plochou první část 152 boční stěny a druhou část 154 boční stěny pro uložení příslušných koncový vinutí 28, které přecházejí do hladce profilované zadní stěny 146. Rozpěmý blok 140 má obecně plochou stěnu 144 proti směru proudění u znázorněného provedení, stejně jako je tomu u běžně známé konstrukce, a to pro pokračování a umožnění přivádění proudění do homí dutiny ve směru proudění.

Přestože je u předmětného příkladného provedení znázorněna obecně parabolická křivka, může být použito i méně výrazné křivky, přičemž mohou být stále odstraněny rohy o velikosti 90° na každém zadním okraji 148 a 150 bočních stěn 152 a 154 hlavní tělesné části 158 rozpěmého bloku 140.

Pro další vedení a směrování proudění při snižování víru může být radiálně vnitřní konec rozpěr35 ného bloku, zejména na radiálně vnitřním konci vyčnívající části 156 pro potlačování víru, skloněn nebo jemně profilován.

Za provozu bude v důsledku otáčení rotoru nasáván chladicí plyn přes vstupní plynový kanál 34 do prstencovité oblasti 36 mezi koncovými vinutími 28 a hnacím hřídelem 16 rotoru 10. Jak již bylo shora uvedeno, bude mít proudění chladicího plynu složku V rychlosti v osovém směru a složku W rychlosti v obvodovém směru. Je tak přítomen vrchol kinetického tlaku, který pohání chladicí plyn pres prstencovitou oblast 36 a do příslušných dutin 142.

Výstupky rozpěmých bloků 140, zasahující do prstencovité oblasti, rovněž způsobuj í, aby část chladicí tekutiny proudila do příslušných chladicích dutin a cirkulovala zde. Profilovaná zadní stěna 146 příslušných rozpěmých bloků 140 snižuje rozsah a intenzitu vytvářeného víru pro minimalizaci nepříznivých účinků výstupku rozpěmého bloku na dutinu 142 ve směru proudění.

Přestože byl předmět tohoto vynálezu popsán ve spojitosti s jeho příkladným provedením, které je v současné době považováno za nej praktičtější, je zcela pochopitelné, že předmět tohoto vynálezu se neomezuje pouze na shora popsané provedení, neboť je naopak určen k pokrytí různých modifikací a ekvivalentních uspořádání, které spadají do myšlenky a rozsahu přiložených patentových nároků.

Claims (10)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Plynem chlazený dynamoelektrický stroj, obsahující:

   rotor (10), mající tělesnou část (14), přičemž rotor (10) má osově probíhající závity (22) a koncové závity (27), vymezující množinu koncových vinutí (28), probíhajících v osovém směru za alespoň jedním koncem (18) tělesné části (14), a alespoň jeden rozpěmý blok (140), umístěný mezi přilehlými koncovými vinutími (28) pro vymezení dutiny (142) mezi nimi, přičemž rozpěmý blok (140) má dvě části (152, 154) boční stěny, dosedající na přilehlá koncová vinutí (28), stěnu (144) proti směru proudění a stěnu (146) ve směru proudění, vyznačující se tím, že stěna (146) ve směru proudění rozpěmého bloku (140) má od jedné z částí (152, 154) boční stěny ke druhé z částí (152, 154) boční stěny aerodynamický profil pro snížení rozsahu a intenzity vytvářeného víru.
2. 2. Dynamoelektrický stroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že stěna (146) ve směru proudění je definována jako obecně parabolická křivka.
3. 3. Dynamoelektrický stroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že stěna (144) proti směru proudění je obecně rovinná.
4. 4. Dynamoelektrický stroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že rozpěmý blok (140) sestává z obecně obdélníkovíté hlavní tělesné části (158) a z vyčnívající části (156), přičemž hlavní tělesná část (158) vymezuje stěnu (144) proti směru proudění, přičemž části (152, 154) boční stěny a vyčnívající část (156) vymezují stěnu (146) ve směru proudění.
5. 5. Dynamoelektrický stroj podle nároku 4, vyznačující se tím, že vyčnívající část (156), vymezující stěnu (146) ve směru proudění, je definována jako obecně parabolická křivka.
6. 6. Dynamoelektrický stroj podle nároku 4, vyznačující se tím, že stěna (144) proti směru proudění je obecně rovinná.
7. 7. Dynamoelektrický stroj podle nároku 4, vyznačující se tím, že vyčnívající část (156) je vytvořena integrálně s hlavní tělesnou částí (158).
8. 8. Dynamoelektrický stroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že rotor (10) obsahuje hřídel (16), přičemž koncová vinutí (28) a hřídel (16) vymezují mezi sebou prstencovitou oblast (36).
9. 9. Dynamoelektrický stroj podle nároku 8, vyznačující se tím, že dále obsahuje množinu rozpěmých bloků (140), umístěných mezi přilehlými koncovými vinutími (28).
10. 10. Dynamoelektrický stroj podle nároku 9, vyznačující se tím, že rozpěmé bloky (140) zasahují v radiálním směru do prstencovité oblasti (36).