159737. lajstromszámú szabadalom • Szerkezet nagy kerületi sebességű forgórésszel bíró villamos gépek forgórésze Gáz-hűtésének intenzitása fokozására

3 159737 4 nak zömét kitevő keresztmetszetében a rotor kerületi sebességének felével (Vkh) kering a légrésben a rotor forgásának irányában. Hasonló képet kapunk, ha a jelenséget a rotor felöl, a rotorhoz képest vizsgáljuk: a légrés zömében körben a rotor forgásirányának megfelelően keringő hűtőgáz a rotor kerületi sebességének felével marad el a forgórészfelülettől. Célunk az, hogy a rotor felületének kerületi sebessége és a hűtőgáz közti elmaradást, azaz a relatív sebességet a forgórész felület és a gáz között minél nagyobbra fokozzuk, a rotorhoz tapadó határréteget minél jobban lecsökkentsük és legalább helyenként feltörjük, kialakulását megzavarjuk. A forgórész felület és a hűtőgáz közötti megnövekedett relatív sebesség hatására közvetett (felületi) hűtésű forgórészeknél csökken a felületi hőesés, „gap pick up" rendszerű rotoroknál pedig megnő az e rendszerű forgórészek hűtése működésének alapját képező, a forgórészfelületen kiképzett, a tekercselést közvetlenül hűtő gáz beterelésére, illetve kiszívására szolgáló nyílásoknak a gáz átáramoltatását előidéző hatása Ilyen forgórészeknél az átáramló gázmennyiség növekedésének jelentősége kettős: csökken a tekercseléssel közvetlenül érintkező gáz felmelegedése és az előálló nagyobb gázsebesség révén csökken a közvetlenül hűtött tekercsek hűtőfelületein is a felületi hőesés. Nagyteljesítményű, nagy kihasználása turbógenerátoroknál, ahol az ún. járulókos veszteségek tekintélyes része a forgórész vastestének felületén keletkezik, a találmány szerinti megoldás alkalmazásának mind a rotor felület intenzívebb hűtésében, mind a „gap pick up" rendszerű közvetlen vezetőihűtés intenzitása növekedéseben jelentkező előnyei kihasználhatók. A találmány értelmében a fentiekben vázolt célt azáltal érjük el, hogy a státor-vastest furatfelületének néhány alkotója mentén, a kerület néhány célszerűen megválasztott helyén a légrésbe benyúló, a rotorfelület közelébe érő bordákat (air gap dam) alkalmazunk. (2. ábra). E bordák kiképezhetők a státor vastest egyes fogaiból, egyes a hornyokat lezáró ékekből vagy a státor vastesthez erősített és más célra nem szolgáló alkatrészekként is. "A találmány szerinti megoldás egy lehetséges kiviteli módját, melynél a vastest furatának egyes alkotói mentén a státor tekercseket rögzítő horonyékek megfelelő kiképzése révén állnak elő a találmány lényegét képező, a légrésbe benyúló és a rotorfelület közelébe érő bordák, a 3. ábra tünteti fel. Ezek a horonyékek szokásos hosszának megfelelő hoszúságú elemekből állnak, a horonyékek számára kiképzett ékhornydkba kapaszkodnak, de mechanikai erősítés és rezgének megakadályozása céljából a szomszédos fogak felületére is támaszkodnak. A találmány szerinti légterelő bordák célszerű elhelyezésére az állórész furat felső része szolgál, hogy a forgórésznek az állórész furatba való befűzésekor sérülés ne történhessék. A 4. ábra tünteti fel a forgórésznek az állónagyöbb forgórész átmérő, a tekercsfejeket leszonagyobb forgórész átmérő, a tekercsejeket leszorító bandázs sapkák külső D& átmérője segítségével. Ennek és az állórész Di furatának a kontúrja között alakul ki- az az ábrán is feltüntetett tér biztonsági őm

in- hézag mellett, amelyben a találmány szerinti légterelő bordák elhelyezhetők. A találmány szerinti megoldás alkalmazásával kapcsolatban megfontolást érdemei annak az egész gép, az állórész, ill. a forgórész szellőzésé rendszerével való összefüggése. Semmiesetre sem kívánatos, hogy a találmány szerinti légterelő bordák alfcaJmiaizása jelentékenyen csökkentse a gépben cirkuláltatott gázmennyiséget. A „gap pick up" rendszerű forgórészeknél, valamint az ezekhez tartozó állórészeknél szokásosan alkalmazott szellőzési rendszerek közül az ún. (a hossz, ill. a kerület mentén) szakaszos szellőzési rendszerek kombinálhatók a legelőnyösebben a találmány szerinti megoldással. A hossz mentén szakaszos rendszert tüntet fel vázlatosan az 5. ábra. Az ilyen rendszernél mind az áilórész vastest, mind a forgórész vastest a gép hossza mentén szakaszokra van osztva. E szakaszokban váltakozva a hideg hűtőgáz áramlik az állórész vastest szellőzőrésein a légrés felé és itt lép be a forgórész felületén kiképzett nyílásokon, míg a szomszédos szakaszban a felmelegedett hűtőgáz a forgórészből kiáramlik a légrésbe és innét távozik az állórész vastest szellőzőrésein keresztül. E szakaszokat egyes rendszereknél gyűrűalakú, áz állórészen, ill. a forgórészen elhelyezett, egymáshoz kis hézaggal illeszkedő tárcsákkal is el szokták választani, a fő ventillátorok nyomásának a forgórész minél intenzívebb szellőztetésére való hasznosítása céljából. Az ilyen hossz mentén szakaszos szellőzési rendszereknél a találmány szerinti légterelő bordák előnyösen alkalmazhatók, akár csak a beömlő, akár csak a kiömlő szakaszokban, de legcélszerűbben itt is, ott is, hiszen a forgórész felületén a relatív gázsebesség növelése a „gap pick up" rendszernek mind a belépő, mind pedig a kilépő nyílásainál előnyös. A találmány szerinti axiális bordák kombinálhatók az ismert gyűrű alakú bordákkal is, de így hatásosságuk csökken, mert a forgórész felülettől való távolságuk megnő, ugyanakkor azonban a teljes kerület mentén helyezhetők el. A legelőnyösebben valósítható meg a találmány szerinti kivitel a kerület mentén szakaszos (ún. tangenciális) szellőzési rendszernél (6. ábra). Itt a forgórész nincsen szakaszokra osztva, hanem a „gap pick up" rendszer beömlő- és kiömlő nyílásai a forgórész felületén váltakozva követik egymást. A hideg hűtőgáz az állórész vastest kerülete mentén kiképzett beömlő- szakaszok szellőzőrésein áramlik a légrésbe, a légrésben kerületirányban (és nem axiális irányban!) áramlik tovább és az állórész vastest másik, a kiömlő szakaszokat képező részén áramlik ki a légrésből. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2