DE1231798B

DE1231798B - Direkt luftgekuehlter Schleifring fuer eine elektrische Maschine, insbesondere einenTurbogenerator

Info

Publication number: DE1231798B
Application number: DE1963L0045355
Authority: DE
Inventors: Dietrich Lambrecht
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1963-07-12
Filing date: 1963-07-12
Publication date: 1967-01-05

Description

Direkt luftgekühlter Schleifring für eine elektrische Maschine, insbesondere einen Turbogenerator Die Erfindung bezieht sich auf einen direkt luftgekühlten Schleifring für eine elektrische Maschine, insbesondere einen Turbogenerator, mit Kühlkanälen, deren Austrittsöffnungen auf größerem Radius als die Eintrittsöffnungen liegen und denen ein Lüfter, insbesondere Radiallüfter, zur Förderung der Kühlluft nachgeschaltet ist. Bei dem bekannten Schleifting dieser Art mit dem nachgeschalteten Lüfter verlaufen die Austrittsenden der Kühlkanäle im Schleifringlängsschnitt radial und im Schleifringquerschnitt radial oder schräg; über eine Abstimmung der Kühlkanäle auf den Lüfter im Hinblick auf die Strömungsverhältnisse ist nichts bekannt. Die bei dieser Bauart erzielbare Kühlung ist für große und größte Stromstärken nicht stark genug. Aufgabe der Erfindung ist, die Schleifringkühlung zu verstärken.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die Austrittsenden der Kühlkanäle derart ausgerichtet sind, daß die austretende Kühlluft gegen die zwischen den Eintrittskanten der Schaufeln des Lüfters liegenden Lüftereintrittsöffnungen bläst.
Mit diesem einfachen Mittel werden folgende Vorteile erzielt: Es wird ein besonders günstiger übertritt der Kühlluft aus den Kühlkanälen in den Lüfter erreicht, und zwar, weil bei diesem übertritt nur sehr geringe Stoß- und Umlenkverluste auftreten. Die aus den Kühlkanälen austretende Kühlluft strömt auf geradem Weg in die saugseitige Unterdruckzone des Lüfters, so daß das Druckgefälle, das durch den genannten Radienunterschied hervorgerufen wird, nicht nur voll ausgenutzt, sondern außerdem noch erheblich verstärkt wird. Es sind die Geschwindigkeit und die Menge der durch die Kühlkanäle strömenden Kühlluft größer, wodurch mehr Wärme aus dem Schleifring in die Kühlluft übertritt. Die Fördermenge des Lüfters ist größer. Die Erfindung ergibt gegenüber der genannten bekannten Bauart eine stärkere Kühlwirkung und somit die Möglichkeit der übertragung größerer Ströme bzw. Erregerströme. Die Erfindung ermöglicht, die Temperatur in den Schleifringen auch bei hohen Erregerströmen gering und damit die Schleifring- und Bürstenabnutzung klein zu halten, ferner die einzelnen Schleifringe und damit den gesamten Generator sehr kurz zu bauen.' Da die Schleifringe bei großen Generatoren außerhalb der Lager auf einem überhängenden Wellenende angeordnet werden müssen, kommt einer kurzen Baulänge größte Bedeutung zu. Lange Schleifringteile machen es nämlich notwendig, das überhängende Wellenende durch ein zusätzliches Lager zu stützen, da sonst die auftretenden Schwingungen nicht mehr beherrscht werden können. Alle genannten Vorteile treten verstärkt auf, wenn die Austrittsenden der Kühlkanäle im Schleifringlängsschnitt schräg zur Schleifringlängsachse auslaufen, denn dadurch ist im Vergleich zu einem radialen Auslaufen der Umlenkverlust bei den Kühlkanälen kleiner, und außerdem treffen dadurch der. die7 Austrittsenden der Kühlkanäle verlassende Kühlluftstrom und ein ebenfalls von dem Lüfter erzeugter, aber von der Schleiftingumfangsfläche kommender Kühlluftstrom zwischen diesen Austrittsenden und den Lüftereintrittsöffnungen so zusammen, daß keine besonderen Wirbel und Strömungsverluste entstehen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem Schleifring- und Lüfterlängsschnitt dargestellt.
Zwischen zwei Schleifringen 1, auf denen Bürsten 2 gleiten, ist ein doppelflutiger SchleifringradiaRüfter 3 angeordnet der Kühlluft von den Stimseiten der Schleifringe 1 her über die Schleifringumfangsflächen und durch Kühlkanäle 4 saugt und in einen Abluftraum 5, der von einem Gehäuse 6 gebildet wird, fördert. Die Bürsten 2 sind an einem Bürstenträger 7 angeordnet der am Gehäuse 6 befestigt und von diesem durch eine Isolationsschicht 8 getrennt ist. Die Austrittsöffnungen 14 der Kühlkanäle 4 liegen auf größerem Radius als deren Eintrittsöffnungen 12 und sind derart ausgerichtet, daß die austretende Kühlluft gegen die zwischen den Eintrittskanten 10 der Schaufeln 11 des Lüfters 3 Regenden Lüftereintrittsöffnungen bläst, wie durch die Pfeile 13 angedeutet ist. Die Austrittsenden 9 laufen schräg zur Schleifringlängsachse aus, wodurch ein weiches Zusammentreffen eines durch Pfeile 15 angedeuteten, die Schleifringumfangsfläche, die Bürsten 2 und Bürstenaufnahmen bestreichenden Kühlluftstroms und des durch die Pfeile 13 angedeuteten KühRuftstroms erfolgt und außerdem der Umlenkwiderstand an der Stelle 16 relativ gering ist.

Claims

Patentansprüche: 1. Direkt luftgekühlter Schleiffing für eine elektrische Maschine, insbesondere einen Turbogenerator, mit Kühlkanälen, deren Austrittsöffnungen auf größerem Radius als die Eintrittsöffnungen liegen und denen ein Lüfter, insbesondere Radiallüfter, zur Förderung der Kühlluft nachgeschaltet is4 dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsenden (9) der Kühlkanäle (4) derart ausgerichtet sind, daß die austretende Kühlluft gegen die zwischen den Eintrittskanten (10) der Schaufeln (11) des Lüfters (3) liegenden Lüftereintrittsöffnungen bläst.
2. Direkt gekühlter Schleifring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsenden (9) der Kühlkanäle (4) im Schleifringlängsschnitt schräg zur Schleifringlängsachse auslaufen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1026 844; österreichische Patentschrift Nr. 13 421.