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

MAGTAB NÉPKÖZTÁRSASÁG ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY Bejelentés napja: 1969. XII. 30. (GA—988) Közzététel napja: 1971. VII. 02. Megjelent: 1972. XI. 10. 159737 Nemzetközi osztályozás: H 02 k 1/20; H 02 k 9/22 koojrvtár Feltaláló: Wallenstein Mihály oki. gépészmérnök, Budapest Tulajdonos: Ganz Villamossági Müvek, Budapest Szerkezet nagy kerületi sebességű forgórésszel bíró villamos gépek forgórésze gáz-hűtésének intenzitása fokozására Különösen a nagy teljesítményű villamos forgógépek, köztük is elsősorban a turbógenerátorok fajlagos teljesítményének növelése szempontjából alapvető kérdés a forgórész intenzív hűtése, a forgórészben keletkező veszteségmeleg- 5 nek a tekercselés minél kisebb hőfokemelkedése melletti elvitele. Bármilyen rendszerű legyen is a forgórész hűtése, pl. közvetett hűtés csak a forgórész palást- 10 felületén, illetve közvetlen vezetőhűtés, lényeges, hogy a hűtőfelülettel az időegység alatt érintkező hűtőközeg mennyiség, illetve a hűtőközeg•nek a hűtőfelülethez viszonyított áramlási sebessége minél nagyobb legyen, előbbi magának 15 a hűtőközegnek a felmelegedése, utóbbi a felületi hőlépcső minél kisebb értéken tartása céljából. A találmány azokkal a villamosgép-típusok- 20 kai kapcsolatos, amelyeknél a forgórészben (a tekercselés vasba ágyazott egyenes szakaszában, ill. a forgórész aktív vastestében, különösen annak felületi zónájában) keletkező veszteségmeleget a gép {állórész és forgórész vasteste közti) 25 légrésén átáramoltatott gáznemű hűtőközeg viszi magával. Ide tartoznak pl. levegőhűtésű gyorsforgású gépek, de (növelt nyomású) hidrogénnel hűtött forgórészű „gap pick up" rendszerű turbógenerátorok is. 30 Ezeknél a villamos gépeknél, ahol a forgórész hűtése akár közvetett felületi, akár közvetlen vezetőhűtés formájában a forgórész palástfelülete felöl a légrésben áramló gáznemű hűtőközeg segítségével történik, a hűtés intenzitása szempontjából nagy jelentősége van a légrésbén a rotor forgása hatására létrejövő gáz-áramlási viszonyoknak. Ismeretes az a jelenség, hogy a nagy kerületi sebességgel forgó rotor a vele érintkező gázrészecskéket magával ragadni igyekszik. A gázrészecskék közti súrlódás révén a légrést kitöltő gáznak ez a rotorral való együttforgási tendenciája a légrésben a rotor felülettől távolodva is, csökkenő mértékben ugyan, de megvan, mig az állörész vastest belső felülete a gáznak a légrésben való keringését fékezni törekszik. A rotor forgása révén a légrésnek a kerület mentén egy tetszőlegesen kiválasztott keresztmetszetében kialakuló gáz-sebesség elosztást tünteti fel az 1. ábra. Az ábra a gázsebesség elosztást az St státor, illetve az R rotor felöl nézve is mutatja, amikor is Vfc a forgórész kerületi sebessége, a légrésben keringő gázrészecskék sebessége pedig az állórészhez képest Vst és a forgórészhez képest V#. Az ábrán az az ismert eloszlási kép látható, amelynél a hűtőgáz a státor, ill. rotor felülete mentén kialakuló és ahhoz hozzátapadni igyekvő határrétegek közti, a légrés középső, an-159737