用于将在旋转电机的转子和定子之间设置的间隙中轴向地流动的冷却流体的至少一部分转向的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于将在旋转电机、尤其涡轮发电机的转子和定子之间设置的间隙中轴向地流动的冷却流体的至少一部分转向的装置，其特征在于，设有能在间隙中以及在转子的外侧的能预设的部段上设置的至少一个叶片，所述叶片构成和能够设置成，使得借助所述叶片能够将在间隙中流动的冷却流体的一部分径向地朝定子的方向转向。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于将在旋转电机、尤其涡轮发电机的转子和定子之间设置的间隙中轴向地流动的冷却流体的至少一部分转向的装置。此外，本专利技术涉及一种用于旋转电机、尤其用于涡轮发电机的具有转子的转子单元以及涉及一种旋转电机，尤其涡轮发电机，其具有定子和转子。本专利技术还涉及一种用于冷却具有转子和定子的旋转电机、尤其涡轮发电机的方法，其中将冷却流体导入到轴向地在转子和定子之间延伸的间隙中。
技术介绍
涡轮发电机形式的旋转电机在发电厂中用于产生电能。对此，将涡轮发电机机械地与至少一个燃气轮机和/或蒸汽轮机耦联，其中涡轮发电机连同燃气轮机一起形成涡轮组。在旋转电机运行期间，必然在旋转电机的转子和/或定子之间产生热量。该损耗热量通过借助于旋转电机将机械能转换成电能而产生。在旋转电机的定子和/或转子中产生的热量必须为了旋转电机的安全运行而从旋转电机中导出。这尤其是必需的，因为在定子和/或转子上存在电绝缘部，所述电绝缘部自达到特定温度起会被损坏，这会引起有害的电短路。从旋转电机中导出的热量越多，就能越高地充分利用旋转电机的能力，这随之带来相应的功率提高。通常，为了从旋转电机中导出热量或为了冷却旋转电机的定子和/或转子应用呈环境空气、水、氢和/或包含氢的混合物的形式的冷却流体。冷却流体在旋转电机的两个轴向端部处轴向地被导入到定子和转子之间并且通常在旋转电机的中央径向地从旋转电机中被导出。r>在旋转电机的定子和/或转子中的热量产生通常不均匀地进行。这就应表示：存在旋转电机的如下区域，在所述区域中产生比旋转电机的其他区域中更多的热量。其中产生更多热量的和/或未充分冷却的区域也称作为“热点(hot-spot)”。在这种热点中能够通过运行引起的热量产生比在旋转电机的加载更少热量的区域更快地引起不允许的且有害的过热。由此，常规的旋转电机仅在下述情况下能够充分利用，即设置在热点中的材料允许旋转电机的安全运行。此外，在常规地应用例如环境空气形式的冷却流体来导出热量的情况下不利的是：环境空气在到达热点时已经如此多地吸收来自旋转电机的其他区域中的热量，使得充分地冷却热点不再是可行的。因此，借助于常规的散热，尤其在利用环境空气的条件下，旋转电机的安全运行仅能够直至通过存在于热点中的热负荷所引起的充分利用上限持续安全地运行。
技术实现思路
本专利技术的目的是：提高旋转电机、尤其涡轮发电机的可充分利用率并且实现旋转电机的安全运行。用于将在旋转电机、尤其涡轮发电机的转子和定子之间设置的间隙中轴向地流动的冷却流体的至少一部分转向的根据本专利技术的装置具有能在间隙中以及在转子的外侧的能预设的部段上设置的至少一个叶片，所述叶片构成和能够设置成，使得借助所述叶片能够将在间隙中流动的冷却流体的一部分径向地朝定子的方向转向。该装置具有至少一个连接元件，经由所述连接元件能够将叶片与转子连接，其中平行于转子的纵轴线延伸的至少一个穿通开口设置在连接元件上，使得冲击到连接元件上的冷却流体的一部分能够轴向地流过所述穿通开口。该装置在需要时也能够具有两个或更多个连接元件，所述连接元件的数量优选对应于装置的叶片的数量。连接元件也能够具有平行于转子的纵轴线设置的两个或多个穿通开口。穿通开口优选具有针对其由冷却流体的一部分穿流而优化的横截面。通过叶片将轴向地设置在转子和定子之间的间隙中的冷却流体的一部分径向向外朝定子的方向加速。由此能够将更多热量从定子的加载有冷却流体的被转向的部分的部段导出进而将该部段更好地通过对流冷却。优选地，借助于叶片冷却设置在定子上的热点。定子的进而旋转电机的改进的冷却实现提高旋转电机的满载能力和旋转电机的安全运行。根据本专利技术的装置能够存在于新造的旋转电机中。已经存在的旋转电机也能够加装根据本专利技术的装置。如果需要的话，根据本专利技术的装置也能够具有两个或更多个叶片，所述叶片能够设置在转子的轴向延伸部之上和/或在呈叶片排形式的转子的环周之上。优选地，叶片构成为径向叶片，在间隙中流动的冷却流体的一部分冲击到所述叶片上。径向叶片是已知的并且能够以适当的形式和数量相对彼此设置在转子上。优选地，叶片和连接元件为了构成单个构件而彼此连接。这使简单地操作叶片和连接元件以及简单地将叶片和连接元件设置在转子上是可行的。叶片为了构成单个结构单元尤其材料配合地与连接元件连接。本专利技术优选包括能以在转子的环周上分布的方式设置在转子的能预设的部段上的两个或更多个叶片。经由能设置在转子的能预设的部段上的叶片的数量及其造型能够改变冷却流体的由叶片径向地朝定子的方向转向的部分的大小，以便产生最佳的冷却结果。优选地，叶片是鼓形叶轮径流式鼓风机的叶片，所述鼓形叶轮径流式鼓风机与转子连接。鼓形叶轮径流式鼓风机是已知的并且在围绕其纵轴线转动时产生径向的流体流，借助所述流体流能够冷却定子上的至少一个热点。优选地，鼓形叶轮径流式鼓风机的每个叶片都是本专利技术意义上的叶片。在鼓形叶轮径流式鼓风机上优选设置有平行于转子的纵轴线延伸的至少一个穿通开口，使得冲击到鼓形叶轮径流式鼓风机上的冷却流体的一部分能够轴向地流过穿通开口。在鼓形叶轮径流式鼓风机上也能够设置有平行于转子的纵轴线设置的两个或更多个穿通开口。穿通开口优选具有针对其由冷却流体的一部分穿流而优化的横截面。用于旋转电机、尤其涡轮发电机的根据本专利技术的转子单元具有转子和设置在转子的外侧的能预设的至少一个部段上的、根据上述设计方案中的任一个或其任意的组合的至少一个装置。能够用于构成旋转电机、尤其涡轮发电机的所述转子单元相应地结合有上面关于装置所提出的优点。根据本专利技术的旋转电机，尤其涡轮发电机包括定子、转子以及根据装置的上述设计方案中的任一个或其任意的组合的装置。相应地能够具有上述转子单元的所述旋转电机相应地结合有上面关于装置所提出的优点。特别地，根据本专利技术的旋转电机能够在高的满载下安全地运行。依照根据本专利技术的用于冷却具有转子和定子的旋转电机、尤其涡轮发电机的方法，将导入到转子和定子之间轴向延伸的间隙中的冷却流体的一部分在旋转电机的能预设的至少一个部段上径向地朝定子的方向转向。该方法相应地结合有上面关于装置所提出的优点。导入到间隙中的冷却流体的部分优选借助于至少一个设置在间隙中以及设置在转子的外侧上的旋转电机的能预设的部段中的叶片径向地朝定子的方向转向。优选地，在转子的外侧上设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将在旋转电机(1)、尤其涡轮发电机的转子(3)和定子(2)之间设置的间隙(7)中轴向地流动的冷却流体的至少一部分转向的装置(6)，其特征在于，设有能在所述间隙(7)中以及在所述转子(3)的外侧(5)的能预设的部段上设置的至少一个叶片(8，12)，所述叶片构成和能够设置成，使得借助所述叶片能够将在所述间隙(7)中流动的所述冷却流体的一部分径向地朝所述定子(2)的方向转向，还具有至少一个连接元件(10)，经由所述连接元件能够将所述叶片(8)与所述转子(3)连接，其中在所述连接元件(10)上设置有平行于所述转子(3)的纵轴线(L)延伸的至少一个穿通开口(11)，使得冲击到所述连接元件(10)上的所述冷却流体的一部分能够轴向地流过所述穿通开口。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.14 EP 13188456.11.一种用于将在旋转电机(1)、尤其涡轮发电机的转子(3)和定
子(2)之间设置的间隙(7)中轴向地流动的冷却流体的至少一部分转
向的装置(6)，其特征在于，设有能在所述间隙(7)中以及在所述转
子(3)的外侧(5)的能预设的部段上设置的至少一个叶片(8，12)，
所述叶片构成和能够设置成，使得借助所述叶片能够将在所述间隙(7)
中流动的所述冷却流体的一部分径向地朝所述定子(2)的方向转向，
还具有至少一个连接元件(10)，经由所述连接元件能够将所述叶
片(8)与所述转子(3)连接，其中在所述连接元件(10)上设置有平
行于所述转子(3)的纵轴线(L)延伸的至少一个穿通开口(11)，使
得冲击到所述连接元件(10)上的所述冷却流体的一部分能够轴向地流
过所述穿通开口。
2.根据权利要求1所述的装置(6)，
其中所述叶片(8)构成为径向叶片，在所述间隙(7)中流动的所
述冷却流体的一部分冲击到所述叶片上。
3.根据权利要求1所述的装置(6)，
其中所述叶片(8)和所述连接元件(10)为了构成单个构件而彼
此连接。
4.根据权利要求2至3中任一项所述的装置(6)，
所述装置具有能以在所述转子(3)的环周上分布的方式设置在所
述转子(3)的能预设的部段上的两个或更多个叶片(8)。
5.根据权利要求1所述的装置，
其中所述叶片(12)是鼓形叶轮径流式...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃斯特班·格劳索拉雷恩，克里斯蒂安·耶克尔，马里奥·克贝，马蒂亚斯·科瓦尔斯基，克里斯托夫·莱曼，安德雷·马什金，奥尔加·普洛特尼科瓦，卡罗琳·席尔德，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE