專利名稱:渦輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子激勵(lì)繞組一端的定位軸套下面的一種冷卻氣體分配裝置的制作方法
本發(fā)明涉及渦輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子激勵(lì)繞組一端的定位軸套下面的一種冷卻氣體分配裝置，這一裝置有一個(gè)用電絕緣材料作成的、直接裝在繞組端部下面的圓筒，該圓筒開(kāi)有進(jìn)氣口進(jìn)氣口位于上述繞組的線圈之間。該裝置還在圓筒和轉(zhuǎn)子軸之間裝有徑向的和環(huán)狀的隔板，以便把圓筒和轉(zhuǎn)筒之間的環(huán)形間隙隔成徑向的集流腔，用作冷空氣的入口和熱空氣的出口。上述集流腔與位于線圈端部之間的入口、出口通道相連。
關(guān)于在繞組端部軸套下面分配冷卻氣體，已有如下一種辦法使冷卻氣體進(jìn)入繞組線圈和軸的間隙處的端部，之后經(jīng)由前端線圈側(cè)面的小孔，進(jìn)入在導(dǎo)線中加工成的風(fēng)冷管道，軸向地導(dǎo)入。在冷卻每一根導(dǎo)線之后，氣體經(jīng)由導(dǎo)線壁上的徑向通道，并通過(guò)定位軸套端部之外的蓋槽楔上的小孔排出。
這種冷卻裝置要求在導(dǎo)線內(nèi)部有長(zhǎng)的軸向冷卻通道，因此端部的冷卻不如槽內(nèi)部分好，從而導(dǎo)致其端部之間產(chǎn)生顯著的溫度差。
關(guān)于在繞組端部軸套下面分配冷卻氣體，還有另外一種辦法使冷卻氣體在作為氣體出、入口的，加工在轉(zhuǎn)子軸上的徑向集流腔內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。每一個(gè)集流腔與繞組線圈之間的一個(gè)相應(yīng)空間連通，這個(gè)空間或作為氣體入口，或作為氣體出口。冷空氣由導(dǎo)線的一側(cè)進(jìn)入其上的多重橫向細(xì)槽內(nèi)，并由另一側(cè)排出，借助該細(xì)槽使導(dǎo)線橫向冷卻，與導(dǎo)線接觸后被加熱的氣體流入一個(gè)較低的出口集流腔內(nèi)，并且軸向地流入軸套支承板和最大線圈之間的環(huán)形空間，熱空氣被排風(fēng)扇由軸套的端部排出。
這種裝置需要對(duì)轉(zhuǎn)子軸進(jìn)行昂貴的機(jī)加工，以便在定位軸套下面的端部作成入口冷卻通道，同時(shí)作成包括該軸套端部排風(fēng)扇在內(nèi)的出口集流腔系統(tǒng)。
英國(guó)第805，878號(hào)書推薦了一種冷卻氣體分配裝置，在其繞組端部下面有一個(gè)用電絕緣材料作成的圓筒，其上有許多開(kāi)口，與冷卻氣體的多個(gè)進(jìn)氣、排氣通道連接。這使得該裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)昂貴。
本發(fā)明的優(yōu)先實(shí)施例提出一種冷卻氣體分配裝置，它縮短了轉(zhuǎn)子端部的冷卻氣體通道，并能保證在激勵(lì)繞組線圈中的溫度非常均勻，從而避免出現(xiàn)熱點(diǎn)，而且，它仍然具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，而且便于制造。
本發(fā)明的冷卻氣體分配裝置包含有這樣一種改進(jìn)，它使進(jìn)氣道和排氣道本身經(jīng)導(dǎo)線側(cè)壁上的開(kāi)孔與導(dǎo)線內(nèi)部通道相連通，并使排氣通道與每一磁極中心的唯一的出口集流腔相連通。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，它至少包含如下所述的一個(gè)特點(diǎn)至少有一些熱氣出口通道和轉(zhuǎn)子帶槽部分的排氣槽孔相連通，該排氣槽孔通到轉(zhuǎn)子空氣隙;
上述排氣槽孔是采用在轉(zhuǎn)子帶槽部分，緊靠磁極中心、銑槽的方法做成的;
至少有一些端部繞組導(dǎo)線的內(nèi)通道，延伸通向轉(zhuǎn)子槽里的導(dǎo)線的內(nèi)通道，并與穿過(guò)蓋槽楔、開(kāi)口于空氣隙的徑向小孔相連通;
徑向冷氣進(jìn)口集流腔與無(wú)槽孔的通道相連，無(wú)槽孔通道經(jīng)繞組線圈直線部分之間的徑向窗口向外開(kāi)口，而在該線圈的直線部分開(kāi)有通往其內(nèi)通道的側(cè)向進(jìn)氣孔，與轉(zhuǎn)子軸垂直的線圈部分的內(nèi)通道，向熱空氣徑向出口集流腔的進(jìn)氣窗口開(kāi)有小孔。
轉(zhuǎn)子帶槽部分的導(dǎo)線內(nèi)通道延伸到端部定位軸套的邊緣之外，并且經(jīng)由徑向通道穿過(guò)蓋槽楔，開(kāi)口于空氣隙。
端部線圈帶有橫向細(xì)槽，所述線圈中的冷卻氣體通路與線圈的軸向垂直。線圈中心區(qū)域在徑向出口集流腔中有進(jìn)氣窗口，該出口集流腔本身與轉(zhuǎn)子帶槽部分的、通向空氣隙的排氣槽孔相連通。而轉(zhuǎn)子帶槽部分近槽區(qū)域既有使氣體在導(dǎo)線和槽緣緣之間流動(dòng)的通道(它穿過(guò)蓋槽楔，開(kāi)口于排氣小孔，且通向空氣隙)，又有環(huán)形通道(它開(kāi)口于熱空氣徑向出口集流腔中);
垂直于轉(zhuǎn)軸的端部導(dǎo)線有橫向細(xì)槽，轉(zhuǎn)子帶槽部分的近槽的導(dǎo)線有內(nèi)部通道，在垂直于轉(zhuǎn)軸的導(dǎo)線之間開(kāi)有交替相間的冷空氣進(jìn)口和熱空氣出口，這些熱空氣出口是通向出口集流腔的，而轉(zhuǎn)子帶槽部分的近槽導(dǎo)線有側(cè)向的冷空氣進(jìn)口通向內(nèi)部通道，并與徑向排氣通道相連通，徑向排氣通道則通向定位軸套邊緣以外的空氣隙。垂直于轉(zhuǎn)軸的端部繞組之間的通道以密封的方式與轉(zhuǎn)子帶槽部分的近槽導(dǎo)線之間的通道隔開(kāi)。
下面，通過(guò)舉例并參照附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例加以說(shuō)明，其中圖1是本發(fā)明的冷卻氣體分配網(wǎng)路的部分剖透視圖;
圖2是包括繞組內(nèi)部的軸向通道的第一個(gè)局部視圖;
圖3是第二個(gè)局部展開(kāi)視圖，在這個(gè)圖中，端部線圈刻了細(xì)槽，冷卻氣體或朝向中心的出口集流腔沿著該槽流動(dòng)，或在線圈之間沿著該槽軸向地流動(dòng)。
圖4是示出兩種不同的氣體通路(即一個(gè)軸向通路和一個(gè)垂直于轉(zhuǎn)子軸的通路)的第三個(gè)局部展開(kāi)視圖;
圖5是圖4中的第一部分氣體通過(guò)軸向通路的軸向剖面圖。
圖1表示在渦輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子激勵(lì)繞組端部的定位軸套下面的冷卻氣體分配網(wǎng)路。轉(zhuǎn)子由軸1，帶槽部分2，和定位軸套3限制的兩個(gè)端部(圖1中只示出其中的一個(gè))組成。端部繞組4是轉(zhuǎn)子帶槽部分中中的匯流條(圖中不可見(jiàn))的延伸部分，匯流條裝在蓋槽楔5的下面。
冷卻氣流用箭頭表示，并且被電絕緣材料作成的圓筒6所限制。上述圓筒和轉(zhuǎn)子軸之間的間隙被徑向隔板8和環(huán)形隔板9分隔成冷空氣入口集流腔10和熱空氣出口集流腔11。氣體經(jīng)集流腔入口10(箭頭10A)，通過(guò)開(kāi)在圓筒6上的槽孔7，進(jìn)入線圈端部之間的通道，然后經(jīng)由側(cè)邊的開(kāi)孔進(jìn)入繞組的內(nèi)部通道。
上述氣流的第一部分環(huán)形地流動(dòng)，在繞組之間通過(guò)，然后向下通過(guò)出口集流腔11里的、限流楔12對(duì)面的窗口(箭頭11A)，之后又通過(guò)軸套3端部下面的、軸向槽孔13之間的上述窗口，被分散開(kāi)，并且經(jīng)該槽孔的未端，排入空氣隙。槽孔13是在轉(zhuǎn)子帶槽部分的磁極中心銑出的。
氣流的第二部分沿軸向流到靠近定位軸套邊緣的、轉(zhuǎn)子帶槽部分的導(dǎo)線端部的內(nèi)通道，然后由徑向通道和穿過(guò)蓋槽楔5的小孔14排入空氣隙。
在圖2中，冷卻氣體到達(dá)轉(zhuǎn)子軸和圓筒之間，并且經(jīng)由軸向延伸的徑向孔20，穿過(guò)圓筒，再?gòu)囊粋?cè)分配到繞組內(nèi)。轉(zhuǎn)子帶槽部分導(dǎo)線的直線部分里的第一部分氣體流入定位軸套邊緣以外的導(dǎo)線內(nèi)部的通道(箭頭21)，然后經(jīng)由槽中的徑向紐孔形通道徑向地排出，以便經(jīng)蓋槽楔上的小孔22逸入空氣隙，這些將根據(jù)圖5在下面作更詳細(xì)的叔述。
在定位軸套下面的線圈前部中的第二部分氣體流入該前部線圈的內(nèi)通道(箭頭23)，再經(jīng)由上述繞組的對(duì)邊逸入位于兩繞組之間的出口通道25，再經(jīng)徑向橫孔26進(jìn)入出口集流腔12A，然后氣體被分配(箭頭13A)，進(jìn)入軸向槽孔(這些槽孔銑在轉(zhuǎn)子定位軸套以外帶橫部分的磁極附近)，并排入空氣隙，這些已根據(jù)圖1說(shuō)明了。
這種對(duì)線圈端部的冷卻方式最好同對(duì)槽中導(dǎo)線的直線部分進(jìn)行軸-徑向或徑向風(fēng)冷結(jié)合起來(lái)。
在圖3中，端部繞組有許多橫向細(xì)槽30，冷卻氣體沿箭頭31到達(dá)這里，并且被繞組之間徑向延伸的槽孔(或是縱向槽孔32，或是環(huán)形槽孔33)所分配，冷卻氣體經(jīng)一側(cè)進(jìn)入這些繞組，又經(jīng)其對(duì)側(cè)排入導(dǎo)線之間的空間35(箭頭38)。然后該氣體以兩種不同的方式排出a).在對(duì)應(yīng)于磁極中心的中心區(qū)域，熱空氣經(jīng)徑向開(kāi)口36進(jìn)入圓筒的中部出口集流腔，然后經(jīng)銑在轉(zhuǎn)子帶槽部分的槽孔，由磁極處逸入定位軸套以外的空氣間隙(箭頭37);
b)在轉(zhuǎn)子槽對(duì)面區(qū)域，熱空氣沿著繞組之間的空間軸向地朝轉(zhuǎn)子帶槽部分流動(dòng)，并且分成兩部分。第一部分氣體沿著位于導(dǎo)線和槽絕緣之間的轉(zhuǎn)子槽流動(dòng)，然后經(jīng)由蓋槽楔上的排氣小孔14排入定位軸套部分以外的空氣隙。它也可以流向銑在磁極中心的槽孔第二部分氣體從多用途圓筒經(jīng)出口孔流出，由靠近轉(zhuǎn)子帶槽部分的第二個(gè)金屬集流腔導(dǎo)走。這樣，氣體切向地(箭頭39)流到磁極的中心區(qū)域，以便經(jīng)由上述銑在磁極中心的槽孔逸入空氣隙。
這種對(duì)于繞組端部風(fēng)冷的形式可以同對(duì)于轉(zhuǎn)子槽中導(dǎo)線的直線部分的風(fēng)冷結(jié)合起來(lái)，其形式可以是由空氣隙獲取氣體，也可以是由軸-徑向或純軸向形式。
圖4表示采用內(nèi)部氣體通道對(duì)端部繞組進(jìn)行風(fēng)冷的裝置，這些內(nèi)部通道一部分在導(dǎo)線軸向，一部分為橫向。那些槽外區(qū)域的導(dǎo)線的軸向部分具有軸向內(nèi)通道。
垂直于轉(zhuǎn)子軸的導(dǎo)線部分具有橫向細(xì)橫40。
冷空氣配氣圓筒將氣體分配入繞組之間的入口空間。
在導(dǎo)線的直線部分，軸向通道的氣體入口位于靠近軸向延伸部分和橫向部分之間的轉(zhuǎn)角處的導(dǎo)線一側(cè)(箭頭41)。導(dǎo)線內(nèi)的軸向通道在槽內(nèi)開(kāi)口，并從那里經(jīng)定位軸套以外的徑向排氣紐孔42通到空氣隙。這些在下面將根據(jù)圖5作更詳細(xì)的敘述。導(dǎo)線的直線部分之間沒(méi)有熱空氣出口通道。
只要順序地向大多數(shù)導(dǎo)線橫向供給冷空氣導(dǎo)線前部繞組之間的通道就交替相間地成為氣體的入口區(qū)和出口區(qū)，這個(gè)區(qū)域和導(dǎo)線直線部分的區(qū)域用密封楔43隔開(kāi)，密封楔使兩個(gè)冷卻網(wǎng)路彼此隔離。
配氣圓筒上的開(kāi)口提供冷卻氣體的進(jìn)口和出口，進(jìn)氣口44對(duì)著轉(zhuǎn)子槽，而排氣口45處于磁極中心區(qū)。
一旦進(jìn)入入口繞組之間的空間，冷空氣就流過(guò)導(dǎo)線前部的細(xì)槽，然后進(jìn)入在那之間的通道(箭頭46)。它經(jīng)排氣口45進(jìn)入配氣圓筒的出口集流腔，被導(dǎo)入端部繞組和轉(zhuǎn)子帶槽部分之間的空間(箭頭47)然后從磁極中心逸入開(kāi)口于空氣隙的通道(箭頭48)，這些將根據(jù)圖5作更詳細(xì)的敘述。
這些風(fēng)冷形式可以同對(duì)轉(zhuǎn)子激勵(lì)繞組直線部分的軸-徑向或徑向風(fēng)冷形式結(jié)合起來(lái)。
圖5表示在適用于圖2和圖4敘述的分配裝置時(shí)，在冷卻了導(dǎo)線的直線部分和前部以后，氣體穿過(guò)蓋槽楔排入空氣隙過(guò)程中，兩部分冷卻氣體的流動(dòng)情況。
沿著定位軸套3下面的導(dǎo)線的軸向通道51流動(dòng)的氣體在此流過(guò)，通到徑向通道52，然后經(jīng)小孔53穿出蓋楔5。
象54這樣在轉(zhuǎn)子帶槽部分銑出的通道，用來(lái)排出冷卻前部導(dǎo)線的氣體，這些通道與徑向通道55及通向空氣隙的小孔56相連通。
權(quán)利要求
1.一種在渦輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子激勵(lì)繞組一端的定位軸套下面的冷卻氣體分配裝置，這一裝置有一個(gè)用電絕緣材料作成的、直接裝在繞組端部下面的圓筒，該圓筒開(kāi)有進(jìn)氣口，進(jìn)氣口位于上述繞組的線圈之間。該裝置還在絕緣材料圓筒和轉(zhuǎn)子軸之間裝有徑向的和環(huán)形的隔板，以便把圓筒和轉(zhuǎn)軸之間的環(huán)形間隙隔成徑向的集流腔，用作冷空氣的入口和熱空氣的出口。上述集流腔與位于線圈端部之間的入口、出口通道相連。這一裝置所作改進(jìn)的特征是，進(jìn)氣通道和排氣通道本身經(jīng)由導(dǎo)線的側(cè)壁開(kāi)孔與導(dǎo)線的內(nèi)部通道相連通，以及，排氣通道和每一磁極中心區(qū)的唯一的出口集流腔相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的裝置，其特征在于，至少有一些熱空氣出口腔與通向轉(zhuǎn)子帶槽部分的空氣隙的排氣槽孔相連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2的裝置，其特征在于，所述排氣槽孔是采用在轉(zhuǎn)子帶槽部分靠近磁極中心處銑槽的方法制成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1的裝置，其特征在于，至少在繞組端部導(dǎo)線內(nèi)部的某些通道為轉(zhuǎn)子槽里的導(dǎo)線內(nèi)部通道所延伸，與穿過(guò)蓋槽楔開(kāi)口于空氣隙的徑向小孔相連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1的簿置，其特征在于，徑向冷空氣進(jìn)口集流腔與無(wú)槽孔的通道相連，無(wú)槽孔通道經(jīng)繞組線圈直線部分之間的徑向開(kāi)口向外連通，而該線圈具有通向其內(nèi)通道的側(cè)向進(jìn)氣孔。垂直于轉(zhuǎn)軸的線圈部分的內(nèi)通道向徑向熱空氣出口集流腔的進(jìn)氣口開(kāi)口。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5的裝置，其特征在于，轉(zhuǎn)子帶槽部分附近的導(dǎo)線內(nèi)部通道延伸到端部定位軸套的邊緣以外，并且經(jīng)由穿過(guò)蓋槽楔的徑向通道向空氣隙開(kāi)口。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1的裝置，其特征在于，端部線圈帶有橫向細(xì)槽所述線圈中的冷卻氣體通路與線圈的軸向垂直，線圈的中心區(qū)域包含有徑向出口集流腔的進(jìn)氣口，而該出口集流腔本身與轉(zhuǎn)子帶槽部分的、通向空氣隙的排氣槽孔相連通，而轉(zhuǎn)子帶槽部分接近于槽的區(qū)域包含有兩種氣體通道一種通道使氣體在導(dǎo)線和槽絕緣之間流動(dòng)，從穿過(guò)蓋槽楔的排氣孔流出，到達(dá)空氣隙;另一種通道是環(huán)形通道，它開(kāi)口于熱空氣徑向出口集流腔。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1的裝置，其特征在于，垂直于轉(zhuǎn)子軸的端部導(dǎo)線具有橫向細(xì)槽，轉(zhuǎn)子帶槽部分的近槽導(dǎo)線具有內(nèi)通道，在垂直于轉(zhuǎn)子軸的導(dǎo)線之間開(kāi)有交替相間的冷空氣進(jìn)口和熱空氣出口，熱空氣出口與出口集流腔相通，而轉(zhuǎn)子帶槽部分的近槽導(dǎo)線具有側(cè)向冷空氣進(jìn)氣孔通向其內(nèi)部通道，并與徑向排氣通道相連通，徑向排氣通道則通向端部定位軸套邊緣以外的空氣隙。垂直于轉(zhuǎn)子軸的端部繞組之間的通道和轉(zhuǎn)子帶槽部分的近槽導(dǎo)線之間的通道以密封的方式相互隔開(kāi)。
專利摘要
一種在渦輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子激勵(lì)繞組一端的定位軸套3下面的冷卻氣體分配裝置，包括一個(gè)用電絕緣材料作成的，直接裝在繞組端部下面的圓筒6，該圓筒開(kāi)有進(jìn)氣口7，它們位于該繞組線圈之間，在圓筒6和轉(zhuǎn)子軸1之間裝有徑向隔板8和環(huán)狀隔板9，以把圓筒和轉(zhuǎn)軸之間的環(huán)形空間隔成徑向集流腔，用作冷空氣的入口10和熱空氣的出口11。上述集流腔與線圈端部之間的入口出口通道相連。這一裝置所作改進(jìn)的特點(diǎn)是，進(jìn)氣通道和排氣通道本身經(jīng)導(dǎo)線的側(cè)壁開(kāi)孔與導(dǎo)線的內(nèi)通道連通，并且，排氣通道與每一磁極中心的唯一出口集流腔相連通。
文檔編號(hào)H02K3/24GK85105308SQ85105308
公開(kāi)日1987年1月14日 申請(qǐng)日期1985年7月10日
發(fā)明者伊弗斯·戴芬巴克 申請(qǐng)人:阿爾斯湯姆大西洋有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan