169419. lajstromszámú szabadalom • Kombinált szellőzési rendszer igen nagy teljesítményű gyorsforgású villamosgép közvetlen vezetőhűtésű forgórészéhez

5 169419 6 Ennek a műszaki előnyeit tekintve kézenfekvő, de új alapgondolatnak a megvalósíthatóságát oldja meg a találmány azzal a felismeréssel, hogy a két rendszer hasznos, lényeges előnyökkel járó keverése csak abban az esetben lehetséges, ha a tekercsek- 5 ben kiképzett hűtőcsatornák a centrifugális erőtér potenciálfelületein, azaz a forgórész tengelyével koaxiális hengerek felületén haladnak, gyakorlati esetekben például a vezetőkhöz képest hossz- vagy keresztirányúak, vagy e két irány között helyez- -10 kednek el. Az 1. ábrán keresztmetszetben és a 2. ábrán oldalnézetben mutatjuk be keresztirányú hűtőcsatorna elrendezés mellett a találmány egy lehetséges kiviteli alakját. I5 Az ábrán nyilakkal jeleztük a gázáramlás irányát. Mint az ábrából látható, a forgórész 1 vastömbjében kialakított 2 tekercshornyok alatt 3 szellőzőhorony helyezkedik el, mint több, ismert axiális 20 áramlású rendszernél. E szellőzőhornyok szokásos méreteit a forgórész szilárdsági és mágneses viszonyai határolják. Jelen esetben, amikor a tekercselést hűtő összes gázmennyiségnek csak egy részét kell e szellőző-hornyon átvezetni, a szokásos mére- 25 tek bőségesen elegendőek, illetve egyes esetekben még csökkenthetők is. A 8, 9 tekercselést a vastesttől szigetelés választja el, mely áll a 4 ék alatti 5 szigetelésből, a horonyfenéken elhelyezkedő 6 szigetelésből és a 7 30 horonyfal-szigetelésből, mely utóbbi speciális kiképzése esetén a gáz vezetésére alkalmas 10 és 11 oldalcsatornákat is képezheti. A 10 és 11 oldalcsatornák magában a rézanyagban is kiképezhetek, vagy betétek segítségével állíthatók elő. 35 A tekercselés egyes meneteit a 17 menetszigetelés választja el egymástól. A tekercselés hűtésére a 14, 15 keresztirányú csatornák szolgálnak, amelyek a rotor forgása 40 esetén fellépő centrifugális erőtér koncentrikus hengereket képező potenciálfelületei mentén haladnak. Az ábrába berajzolt, a gázáramlást jelző nyilak útját követve látható, hogy a 8 tekercselés-rész gap 45 pick up hűtésű. A forgórész palástfelületén a 4 ékek 12 nyílásain beáramló gáz a 10 oldalcsatornából az egymással párhuzamosan kapcsolt 14 keresztcsatornákba kerül, innét a 11 oldalcsatornán és az ék 13 nyílásán át távozik. 50 A horonyfenéken levő 9 tekercselésnek a vezetőkbe szakaszosan sajtolt nyílások radiális 16 csatornát képeznek, mely a 6 szigetelés megfelelő nyílásán keresztül a 3 szellőzőhoronnyal kommunikál. A 16 csatornából a rotor forgásakor beáramló 55 hideg gáz a 15 keresztcsatornákon jobbra-balra áramolva részben közvetlenül a kiömlés oldali 11 oldalcsatornába kerül, részben a beömlés oldali 10 oldalcsatornában keveredik a „gap pick up" rendszerbeli hideg gázzal. 60 Az ábrából az is látható, hogy a lehető nagy rézkeresztmetszet beépítése szempontjából kívánatos trapéz alakú horony jól alkalmazkodik a gázvezetés céljaihoz, a növekvő gázmennyiségekhez növekvő csatornakeresztmetszetek tartoznak. 65 A horonyban fekvő vezetők teljes magasságának a két rendszerre való szétosztása megfontolásokkal, de kellően nagy szabadsággal végezhető. Ha ugyanis az axiális áramlású rendszerről korábban mondottaknak megfelelően a megosztást fele-fele arányban végezzük, akkor a „gap pick up" rendszerű 8 tekercselés hűtésének intenzitása azért nagy, mert a gázmennyisége gyakorlatilag ugyanakkora, mint a teljes tekercsmagasság „gap pick up" hűtése esetén volna, az elviendő veszteség viszont a felére és vele a gáz felmelegedése is a felére csökken, ezzel és a „horonymélység" feleződésével lényegesen csökken az ellennyomás. Ha viszont ennél kisebb, például a teljes tekercsmagasság alsó 1/3-1/4 részén alkalmazzuk az axiális-radiális hűtést, akkor - feltéve, hogy gyakorlatilag ez a gázmennyiség is független a tekercsmagasságtól- a „gap pick up" rendszerrel hűtött rész kiömlő csatornájában a gáz fajsúlyának növekedése akadályozza az ellennyomás kialakulását, míg beömlő csatornájába az axiális-radiális hűtésű részből kevésbé előmelegített gáz kerül be. A 3. ábrán keresztmetszetben és a 4. ábrán oldalnézetben a találmány alkalmazásának egy olyan esetét mutatjuk be, amikor- a vezetőkben kiképzett hűtőcsatornák a forgórész centrifugális erőtere koncentrikus hengereinek alkotói, azaz axiális irányúak. A 3. és 4. ábra is feltünteti a gáz-áramlási irányokat, melyeknek segítségével és az 1. és 2. ábra szerinti kivitel előző ismertetése alapján ez az elrendezés is jól áttekinthető. A kétféle példa szerinti megoldás között a 14 és 15 hűtőcsatornák irányán kívül annyi a különbség, hogy utóbbinál a kétféle szellőzési rendszer a közös kiömléstől eltekintve teljesen független egymástól. Ez a függetlenítés, mely az adott esetben azáltal jön létre, hogy az „A" helyen a radiális csatornának megfelelően nyílás nincs kisajtolva, nem szükséges velejárója a találmány szerinti rendszernek, csak egy lehetséges kiviteli alakja, melynél a teljes tekercsmagasságnak a kétféle rendszerre való szétosztása előre elhatározott. Amennyiben ezt az elzárást megszüntetjük, a két rendszerre való szétosztódás természetes módon fog létrejönni és mértékét a „gap pick up"-nyomásnak a nagysága fogja meghatározni. A találmány szerinti kombinált szellőzési rendszer az egyéb hűtéstechnikai követelmények jó kielégítése mellett (nagy hűtőfelület, nagy hőátadási tényező stb.) alkalmas kb. 5 atü H2 nyomással 15-20 A/mm2

áramsűrűség alkalmazására a tekercsmenetekben és ezzel a kitűzött cél, 1000 MW feletti egységteljesítményű turbógenerátorok megvalósítására. Szabadalmi igénypontok: 1. Nagyteljesítményű és nagy fordulatszámú villamos forgógép, különösen turbógenerátor közvetlen gázhűtésű forgórésztekercseléssel, azzal jellemezve, hogy a forgórész tekercselésnek a vastestben fekvő részén a tekercsben kiképzett hűtőcsa-3