DEVICE FOR INDIRECT GAS COOLING OF STATOR WINDINGS AND/OR FOR THE DIRECT GAS COOLING OF STATOR LAMINATED MAGNETIC CORES OF A DYNAMO-ELECTRIC MACHINE, PARTICULARLY FOR GAS-COOLED TURBOGENERATORS

Abstract: 1. An arrangement for the indirect gas cooling of the stator winding and/or for the direct gas cooling of the stator laminated core of a dynamo-electrical machine, especially for gas-cooled turbo-generators, comprising - a stator laminated stack (St) which is basically of hollow-cylindrical form ; - winding rods (St10) of the stator winding (St1) which are inserted into grooves (N) at the inner periphery of the stator laminated stack (2) ; - and a rotor (Ro) which has a rotor winding and is rotatably supported coaxially within the bore (St2) of the stator laminated stack (2) with an air gap (3) to its inner periphery of the bore ; - wherein between sub-laminated stacks (2.2) of the stator laminated stack (2), which are aligned axially one beside another, spacing bridges (2.1) are inserted so as to form radial slots (2a, 2b) for cooling gas, and wherein the radial slots connect the annular air gap spaces at the inner periphery of the stator laminated stack (St) to chambers (1.5) at the outer periphery of the stator laminated stack ; - which chambers comprise cold gas chambers (1) from which the cold gas (fk ) is compressed radially inwards through radial cold gas slots (2a) into associated first air gap spaces (4a), and warm gas chambers (5) into which heated cooling gas (fw ) flows from second air gap spaces (4b) through radial warm gas slots (2b) directed radially outwards ; - wherein cooling gas blower means and cooling gas conducting devices are provided at least one end, and preferably at both ends, of the machine, which conduct the cooling gas, cooled through heat exchangers, as cold gas to the cold gas chambers and suck the heated cooling gas out of the warm gas chambers, characterised in that - within its sub-laminated stacks (2.2) the stator laminated stack (2) is provided with cooling channels (a, b, c, d; a', b', c', d'; h) which are arranged inside the teeth and which communicate with radial cooling gas slots (2a, 2b) ; and - the laminations of a sub-stack (T1), arranged closest to the radial cold gas slots (2a), of a respective sub-laminated stack (2.2) are provided with first punched-out slots (12; 12.1) which extend from the yoke zone (8) into the toothed zone (9) ; and that the laminations of an axially adjoining sub-stack (T2) are provided with second stamped-out slots (13; 13.1) which overlap with the first slots (12; 12.1), at least in the radial direction, and which continue into the toothed zone (9) and communicate at least indirectly with cooling gas outlet slots (d; d') of the tooth tip which lead into the air gap (3).

Description: Einrichtung zur indirekten Gaskühlung der Ständerwicklung und/oder zur direkten Gaskühlung des Ständerblechpaketes dynamoelektrischer Maschinen, vorzugsweise für gasgekühlte Durbogeneratoren Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur indirekten Gaskühlung der Ständerwicklung und/oder zur direkten Gaskühlung des Ständerblechpaketes dynamoelektrischer Maschinen, vorzugsweise für gasgekühlte Turbo- generatoren, gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Kühlung in den Elektromaschinenständen mit einer Einrichtung gemäss Gattungsbegriff wird in der Regel wie folgt ausgeführt: Aus den Kaltgaskainmern strömt Kaltgas durch die radialen Kaltgasschlitze des Blechpaketes zum Luftspalt hin, strömt axial zum Abgasbereich und dann durch radiale Warmgasschlitze zum Blechpaketrücken in die Warmgas bzw. Abgaskammern. Das Abgasvolumen zu den Abgaskammern wird durch Gaszuführungen oder -abführungen am IJuftspaltein- tritt (Stirnseiten) und durch die Kühlgase des Läufers beeinflusst. Die Radialschlitze, ob nun radiale Kaltgas- oder Warmgasschlitze, werden durch Distanzstege in der Schichtung des Blechpaketes gebildet, so dass das Blechpaket in viele kompakte Geilblechpakete unterteilt ist. Diese Bauform gilt insbesondere bei indirekt luftge- kühlten furbogeneratoren. Diese bekannte Bauform hat verschiedene Nachteile, die weiter unten anhand der Abbildungen Fig. 1 bis Fig. 4 noch näher erläutert und hier deshalb lediglich schlagwortartig zusammengefasst werden: : - zu grosse WÅarmetauscherflächen im Joch bei im Verhält nis dazu zu geringer Wärmequellendichte und zu kl eine Wärmetauscherflächen im Zahnbereich bei im Ver hältnis dazu zu hoher Wärmequellendichte; - Spaltquerschnitte für das Kühlgas in der Jochmitte mehrf ach so gross wie in Zahnrnitte, damit schwach ge nutzter Spalt im Joch, der zu grösseren Blechpaket und Gehäusedurchmessern führt; - Warmeabfuhr aus den Teilpaketen über einen axialen Wärmefluss, der infolge der Schichtung einen etwa um den Faktor 15 höheren Wärmewiderstand als derjenige in radialer oder in Umfangsrichtung zu überwinden hat; ; - über 70 % der geraden Wicklungslänge des Ständers er folgt eine Kühlung mit den hohen Wärmewiderständen und den geringen WÅarmetauscherflächen; - das zu den Abgaskammern strömende Kühlgas hat nur ein wenig wirksames Temperaturgefälle zu den Wärmetauscher- flächen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemässe Einrichtung zu schaffen, welche unter Vermeidung der geschilderten Nachteile einen verbesserten ¯rärme- tausch von den Heissstellen des Ständerblechpaketes zum Kühl gas und damit eine bessere Ausnutzung der Kühlgas- ströme erbringt. Daraus folgend soll die Naschinenlei- stung bei gegebener Baugrösse gesteigert werden können, so dass insbesondere mit indirekt luftgekühlten Durbogene- ratoren in Leistungsbereiche vorgedrungen werden kann, die bisher nur wasserstoffgekühlten Maschinen vorbehalten waren. Erfindungsgemäss wird die gestellte Aufgabe bei einer gattungsgemässen Einrichtung durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 13 angegeben. Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile gehen aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung hervor, in welcher anhand der Abb. Fig. 1 bis Fig. 4 zunächst der Stand der Technik und daran anschliessend anhand der Figuren 5 bis 14 mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert werden. In der Zeichnung zeigt in schematischer, vereinfachter Darstellung unter Fortlassung :4er für das Verständnis der Erfindung nicht erforderlichen Teile: Fig. 1 eine konventionalle Kühleinrichtung für einen Turbogeneratorständer im Axialschnitt; Fig. 2 eine Einzelheit des Zahnbereiches aus Fig. 1; Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Biechsegment des Ständerblechpaketes zur Definition des Joch- und Zaunbereiches; Fig. 4 einen Ständer-Axialbereich der Abgas kammer mit angrenzenden Kaitgaskammern im Ausschnitt. In den Fig. 5 bis 14 sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar in Fig. 5 in einem Axialschnitt im Ausschnitts Detail den Teil eines ersten Ausführungsbeispiels nach der Erfindung, der die Zahninnenkühlung des Kaltgaskammern bereiches betrifft; Fig. 6 den Schnitt VI-VI aus Fig. 5; Fig. 7 den Schnitt VII-VII aus Fig. 5, wobei in Fig. 6 und 7 lediglich Umfangs teilbereiche dargestellt sind; Fig. 8 im Ausschnitt eine diffusorartige und gekriimmte Kühlkanalmündung eines Teilpaketes (Variante zum 1. Aus führungsbeispiel); Fig. 9 das 1. Ausführungsbeispiel, vervollständigt durch ein im Axialschnitt dargestelltes im Axialbereich einer Warmgaskammer angeordne tes Teilkillilsystem für das betreffende Teilblechpaket, so dass ein überlagertes Warmgas-Kaltgas-Kühlsystem gebildet ist; Fig.10 in drei achsnormalen Teilschnitten Xa-Xa, Xb-Xb und Xc-Xc den Gegenstand nach Fig. 9 auf einem Teilumfang des Ständerblechpaketes; Fig.ll ein zweites Ausführungsbeispiel für die Zahninnenkühlung in entsprechender Dar stellung wie Fig. 5; Fig.12 den Schnitt XII-XII aus Fig. 11; Fig.13 den Schnitt XIII-XIII aus Fig. 11; ; Fig.14 in der Einzelheit eines Zahnbereiches ein weiteres Ausführungsbeispiel zur Trennung der Kaltgas- von den Warmgas strömen für eine Ausführung nach Fig. 9. Die folgenden Abschnitte I und II der Figurenbeschreibung sind zur besseren uebersicht mit Kapitelüberschriften versehen. Stand der Technik (Fig. 1 bis 4). Im folgenden wird ein übliches System zur Kühlung von Elektromaschinenständern zunächst anhand von Fig. 1 beschrieben. Die darin verwendeten Bezugszeichen bedeuten: 1 Kaltgaskammer 2 Blechpaket mit Radialschlitzen 3 Luftspalt 4 Warmgasbereich 5 Warmgaskammer 6 Gasführung am tuftspalteintritt 7 Wärmetauscherflächen der Bleche für Kühlgas St Stator bzw. Ständer des Turbogenerators Ro Rotor bzw. Läufer des Turbogenerators St 1 Ständerwicklung Ro 1 Wickelkopfkappen des Rotors Ro 2a Radialschlitze für Kaltgas 2b Radialschlitze für Abgas 4a erste Luftspalträume 4b zweite Buftspalträume St 2 Ständerbohrung N Nuten Die in den Fig. 1 bis 5 dargestellte Einrichtung dient zur indirekten aaskühllang der Ständerwicklung St 1 und zugleich zur direkten Gaskühlung des Ständerblechpaketes 2 der in Fig. 1 schematisch dargestellten dynamoelektri- schen Maschine, bei der es sich um einen im Ständer St und Läufer luftgekühlten Turbogenerator handelt. Die Erfindung umfasst indessen auch allgemein gasgekühlte, z. B. H2-ge- kühlte dynamoelektrische Maschinen, ebenso solche, deren Ständerwicklung direkt mit Gas oder Flüssigkeit gekühlt ist. In Nuten N (siehe Fig. 3) am Innenumfang des im wesentlichen hohl zylindrischen Ständerblechpaketes 2 sind Wicklungsstäbe St 10 (siehe Fig. 2) der Ständerwicklung St 1 eingelegt. Diese Wicklungsstäbe sind in üblicher Weise hochspannungsisoliert. Der Rotor Ro mit Rotorwicklung (nicht näher dargestellt) ist koaxial innerhalb der Bohrung St 2 des Ständerblechpaketes 2 mit ringförmigem Luftspalt 3, d. h. zentrisch zum Innenumfang der Ständerbohrung St 2, umlaufend gelagert (die Wellenlagerung ist zur Vereinfachung weggelassen). Zum besseren Verständnis der folgenden Ausführung sei zunächst auf die in den Figuren 2 bis 4 noch ergänzend verwendeten Bezugszeichen wie folgt hingewiesen: Fi#. . 2: 2.1 Radialschlitz-Distanzstege 2.2 kompakte Teilblechpakete Stl0 einzelner Stab der aus einer Stab vielzahl bestehenden Ständerwicklung St 1 10 Richtung des axialen WÅarmeflusses Fig. 3 und Fig. 4: : St3 Blechsegmente des Ständerblechpaketes 2 8 Flächen im Jochbereich der Blech segmente St 3 9 Flächen im Zahnbereich fti Strömungspfeile für Kaltgas fW Strömungspfeile für Warmgas fR Strömungspfeile für aus dem Rotor Ro aus tretendes Kühlgas #M Strömungspfeile für aus Kalt- und Rotor Abgas gemischtes Mischgas im Luftspalt 3. Man erkennt aus Fig. 1 bis Fig. 4, dass zwischen axial aneinandergereihten Teilblechpaketen 2.2 des Ständerblechpaketes 2 Distanzstege 2.1 unter Bildung von Radialschlitzen 2a, 2b für Kühlgas eingefügt sind und diese Radialschlitze die ringförmigen Luftspalträume 4a, 4b am Innenumfang des Ständerblechpaketes 2 mit Kammer räumen 1 bzw. 5 am Aussenumfang des Ständerblechpaketes verbinden. Bei den Kammerräumen handelt es sich entweder um Kaltgaskammern 1, von denen das Kaltgas gemäss Strömungspfeilen ±K radial einwärts durch radiale Ealtgas- schlitze 2a in zugehörige erste Luftspalträume 4a gedrückt wird. Andererseits handelt es sich bei den Kammer- räumen um Warmgaskammern 5, in welche aufgewärmtes Kühlgas gemäss Pfeilen fW aus zweiten Luftspalträumen 4b über radiale Warmgasschlitze 2b radial auswärts gerichtet einströmt. Das Abgasvolumen zu den Warmgaskammern 5 wird durch Gaszuführungen oder -abführungen am Luftspalteintritt 6 (Stirnseiten) und durch die Kühlgase zur des Läufers Ro beeinflusst. Wie erwähnt, werden die radialen Kühlschlitze 2a, 2b durch Distanzstege 2.1 im Zuge der Schichtung des Blechpaketes 2. gebildet, so dass das Blechpaket in viele kompakte Teilblechpakete 2.2 unterteilt ist. Kühlgas-Gebläsemittel und -Leiteinrichtungen an mindestens einem Maschinenende, vorzugsweise an beiden Maschinenenden, sind nicht dargestellt; durch die Strö mtingspfeile fR1 der unterhalb der Rotorwicklungskappen R1 von beiden Enden her eintretenden Kühlgasströmung und durch die Strömungspfeile tSt der an den Wickelköpfen St4 vorbei in das Ständergehäuse und in den Luftspalt 3 von beiden Maschinenenden her einströmenden Kühlgasströmung ist jedoch angedeutet, dass entsprechende Lüfter und Leiteinrichtungen vorzusehen sind, welche das über nicht dargestellte Wärmetauscher gekühlte Kühlgas als Kaltgas den Kaltgaskammern 1 zuleiten und das aufgewärmte Kühlgas aus den Warmgaskammern 5 wieder absaugen. Die Nachteile dieses bekannten Kühlsystems: 1. Die Wärmetauscherflächen sind im Joch 8 - vergleiche Fig. 3 - bei geringer Wärmequellendichte gross. 2. Die Wärmetauscherflächen sind im Zahnbereich 9 bei hoher Wärmequellendichte klein. 3. Die Spaltquerschnitte für das Kühlgas sind in der Jochmitte fast dreimal so gross wie in der Zahnmitte. Der schwach genutzte Spalt im Joch führt aber zu grösseren Blechpaket und Gehäusedurchmessern. 4. Die #ärmeabfunr aus den Teilpaketen ge schieht über einen axialen Hareefluss 10, der infolge der Schichtung einen Wärme- widerstand zu überwinden hat, der um den Faktor 15 höher ist als in radialer Rich tung oder Umfangsrichtung. 5. Da die Wicklungen im Blechpaketbereich zu über 70 % in den Te Itlechpaketen liegen, wird für über 70 % der geraden Wicklungslänge nur eine Kühlung mit deo hohen Wärmewider ständen und den geringen Wärmetauscher flächen entsprechend 4. und 2.wirksam. 6. Das Kühlgas, das zu den Abgasbereichen 5 strömt, hat nur ein wenig wirksames Tempe raturgefälle zu den Wärmetauscherflächen 7 (siehe Fig. 4). Gründe dafür: - Zu hohe Kühigastemperatur durch die Auf nahme folgender Verluste: Lüfterverluste, Wickelkopfverluste, Blechpaket- und Wick lungsverluste der Kaltgaskammernbereiche und die Gasreibungsverluste im Luftspalt, Hinzu kommen die heissen Kühlgase des Läu fers, die im Luftspalt durch Gasreibung zusätzlich aufgewärmt werden. - Verlorenes Wärmegefälle vom Wicklungs kupfer zu den Wärmetauscherflächen infolge der Wärmewiderstände entsprechen vor stehender Ziffer 4. - Die Kühlwirkung kann nur in engen Grenzen dadurch verbessert werden, dass die vorher gehende Aufwärmung durch noch grössere Gas mengen reduziert wird: Gasmengenprobleme, höhere Lüfterverluste, teurere Rück kühlung. II Beschreibung der Zahninnenkühlung und des überlagerten Kaitgaskreises in den Warmgaskammern gemäss der Erfindung Im folgenden wird ein wirksames Kühlsystem für indirekt gekühlte Ständerwicklungen mit einer Zahninnenkühlung und einem überlagerten Kaltgaskreis in den Warmgaskammern beschrieben. Zunächst der a) Kaltgaskainmernbereich (Fig. 5 bis 8) Teilblechpakete 2.2 können dicker geschichtet werden, so dass weniger Radialschlitze 2.1 entstehen. An den Radialschlitzen liegen Bleche mit ersten ge stanzten Langlöchern 12 vom Jochbereich bis in den Zahn hinein an. Die axial anschliessenden Bleche werden mit zweiten gestanzten Langlöchern 13 in Richtung Zahnkof versehen, die mit den vorhergehenden Lang löchern 12 überlappen. Durch diese Art der versetzt ge stanzten Langlöcher wird ein Kühlgasweg - axial und radial - durch die Zahnmitte bis hin zum Luftspalt ge öffnet mit den Kanalabschnitten a, b, c, d - siehe Fig. 5 bis 7 -; es ergeben sich damit Teilpakete 11 mit dem Stanzschnitt gemäss 12 und Teilpakete T2 mit dem Stanzschnitt gemäss 13. Vorteile der Zahninnenkühlung: 1. Die Wärmetauscherflächen im Joch werden der geringeren Wärmequellendichte angepasst. 2. Die Wärmetauscherflächen im Zahnbereich sind bei hoher Wärmequellendichte recht gross. 3. Die Spaltquerschnitte für das Kühlgas sind im Verhältnis Joch zu Zahnbereich besser angepasst. 4. Die Wärmeabfuhr aus der Wicklung innerhalb der Teilblechpakete kann auf kurzem Weg in Blechtafelrichtung zu den Langlöchern als Kühlgaswege im Zahn erfolgen. - Geringer Wärmewiderstand, ca. 90 % weniger -. 5. Für die Wärmeabfuhr im Zahnbereich stehen grosse Wärmetauscherflächen zur Verfügung. 6. Der Austritt aus den Zahnschlitzen zum Luftspalt kann strömungstechnisch günstig ge staltet werden, siehe diffusorartige Schlitz gestaltung gemäss Fig. 8, wonach die Mündung 13a des Kühlgasauslassschlitzes (13) diffusor artig erweitert ist. b) Warmgaskammernbereich Siehe Fig. 9 und 10 mit den Teilschnitten Xa-Xa, Xb-Xb und Xc-Xc aus Fig. 9. In die Peripherie des Joches 8 im gesamten Warmgas bzw. Abgaskammerbereich 5 werden zu den Kaltgaskammern bereichen 1 hin überströmkanäle 14 eingestanzt. Bier- durch kann dem gesamten Warmgaskammernbereich 5 Kalt gas aus den Kaitgaskammern zur Verfügung gestellt werden. Diese Kanäle werden zu den radialen Warmgas schlitzen 2b hin abgedichtet, z. B. durch geeignete Distanzstege 15 zusätzlich zu den radial verlauf enden Distanzstegen 2.10. Die Teilblechpaketb zwischen den Warmgasschlitzen 2b werden mit Distanzstegen 2.11 und17 für je einen zusätzlichen radialen Kaltgasschlitz 16 in Teilpakete axial unterteilt, wobei der Kaltgasschlitz 16 von den Überströmkanälen 14 her versorgt wird und in seiner Weite a16 nur ca. 1/5 - 1/2, insb. 1/3 der Weite a2b der Warmgasschlitze 2b beträgt. Diese Kaltgasschlitze 16 müssen zum Rücken hin abgedichtet sein, z. B. durch die tangential verlaufenden Distanzstege 17, die zusätzlich zu den radial verlaufenden Distanzstegen 2.11 vorgesehen sind. Am Zahnkopf kann ein durch distanzierende Stege 170 freigelassener geringer Querschnitt 18 geöffnet bleiben, damit die gesamte Zahnfläche zur Kühlung genutzt werden kann, und Fremdpartikel wieder zum Luftspalt ausgeworfen werden können. Die Zähne im gesamten Warmgasbereich werden mit in sich geschlossenen Zahnschlitzen in Form gestanzter Langlöcher 19 versehen, so dass das Kühlgas gemäss Pfeilen #K von den Uberströmkanälen 14 her durch den radialen Kaltgasschlitz 16 und die Zahnkühlschlitze gemäss Strömungspfeilen fM, fW zu den radialen Abgasschlitzen 2b und damit zu den Warmgaskammern 5 hin abströmen kann, siehe in Strömungsrichtung aufeinanderfolgende Kanalabschnitte e, f, g, h, i, j. (Fig.9) - Fig.10 zeigt noch, dass dass der Querschnitt 18 als Drosselstelle ausgebildet sein kann zwecks definierter Mengensteuerung. Zur Entlastung der ffberströmkanäle können die ersten Zahnpakete 20 in den Warmgaskammern 5, die an die Kaltgaskam- mern 1 anschliessen, direkt von den radialen Kaltgasschlit- zen 2a aus den Kaltgaskammern 1 mit Kaltgas versorgt werden, siehe Strömungspfeile #K1 und zahninterne Verbindungskanäle 19a. Die Abdichthülsen 190 dichten die zahninternen Verbindungskanäle 19a zum ersten Warmgaskanal 2b an den Enden des Bereiches 5 ab. Vorteile des überlagerten Kaltgaskreises: 1. Der überlagerte Kühlkreislauf zielt genau auf den Eng pass der Kühlung, nämlich die Abführung der Eurzschluss- verluste im Warmgaskammernbereich 4 der Ständerwick lung St1. 2. Die Gasmenge kann für die Verluste ausgelegt werden, di irj diesem Bereich zusätzlich abgeführt werden sollen. Dabei wird d-r üb-riagerte Kühlkreislauf, ausser von den Kurzschlussverlusten, nur noch von den Blech paketverlusten beeinflusst. (Beträgt die Länge einer Warmgaskammer nur ca. 15 % einer Stablänge, und sollen zusätzlich zum konven tionellen System 50 % Verluste abgeführt werden, so kann die Berechnung des überlagerten Kaltgaskreises auf 7,5 % der Kurzschlussverluste unter zusätzlicher Berücksichtigung der Blechpaketverluste beschränkt bleiben). 3. Das Kaltgas in Verbindung mit den zur Gasmenge grossen Wärmetauscherflächen und den geringen Wärmewiderständen von den Wärmequellen zu den Wärmetauscherflächen hin ergibt eine sehr hohe Gasaufwärmung und damit eine extrem günstige Wärmeabfuhr. 4. Der überlagerte Kühlkreislauf kann auf die Warmgas kammer(n) 5 beschränkt bleiben, die im mittleren Ma- schinenbereich die höchste(n) Aufwärmung(en) hat (ha ben). Abgasbereiche an den Naschinenendenwerden überden Luftspalt mit Kaltgas versorgt. 5. In Verbindung mit einer Saugbelüftung können die Abgasbereiche minimiert und das Blechpaket dichter geschichtet werden (geringe Gasmenge, hohe Aufwärmung durch die Zahninnenkühlung, direkte Abführung durch den Luftspalt). c) Variationen Die Zahninnenkühlung entsprechend Sig. 5 bis 8 und der dem Warmgasbereich überlagerte Kaltgaskreis entspre chend Fig 9 und Fig. 10 können sinngemäss variiert und kombiniert werden. 1. Beispiel für die Variation der Zahnianenkühlung Fig. 11 bis 13 Fig. 11 Die Radialerstreckung des Kanalabschnitts bzw. Strömungsbereiches c' ist grösser als bei c von Fig. 5; im Anschluss an c' Auf gabelung gemäss e' auf zwei Radialschlitze, siehe d', die axial hintereinanderliegen. In diesem Ausführungsbeispiel sind in Fig. 11 bis 13 ferner Lochstanzungen M1 bzw. Langlochstanzungen M2, letztere in Richtung des Wärmeflusses angedeutet. Im Verlängerungs- bereich der Langlöcher12.1, 12.2, 13.1 an geordnet, können durch diese Stanzungen Mi, M2 die magnetischen Widerstände angepasst und axiale Ausgleichsflüsse verringert oder ver hindert werden. Fig. 12 Schnitt XII-XII aus Fig. 11 mit Stanz schnitten 12.1, 12.2; Fig. 13 Schnitt XIII-XIII aus Fig. 11 mit Stanz schnitt 13.1. 2. Kombination der Kühlsysteme für den Warmgaskammern bereich Fig. 9, 10 Die Zähne im Teilblechpaket 2.2 können beliebige Kühlgaswege für den Kühlkreis der Zahninnenkühlung mit der Öffnung zum Luftspalt (vgl. Fig. 5 bis 7) und für d#n dem Warmgasbereich überlagerten Kaitgasbereich (vgl. Fig. 9 und 19) aufnPhmen. Dazu ist mit Vorteil eine Trennung beider KiihlsyFtome durch einen V-förmig gebogenen Distanzsteg 21 In dem zusätzlichen radialen Kaltgasschlitz 16 erforderlich, siehe Fig. 14, wo mit 19' über den Zahn- und Nutengrundbereich verteilte gestanzte Langlöcher und mit 19" eine Variation in Form von Lochstanzungen bezeichnet sind, ferner mit 13' der vom Luftspaltraum 4b her mit Mischgas fM beaufschlagte Zahnschlitz. Die Ausführung nach Fig. 14 kann als doppelt wirkend angesprochen werden, indem sie Kühlpfade, die in Fig. 10 im Schnitt Xa-Xa (links) und im Schnitt Xc-Xc (rechts) dargestellt sind, innerhalb des zusätzlichen radialen Kühlschlitzes 16' vereinigt. 3. Glättung der Innenbohrung Das System ermöglicht den Verzicht auf die Zahnkopf kühlung im Luftspalt. Die Streukanäle zwischen den Ständerzahnköpfen innerhalb der radialen Kühlgas- schlitze 2a, 2b können ausgefüllt und hier entstehen de Verwirbelungsverluste verringert werden. 13 Ansprüche 14 Figuren

Claims: Patentansprüche 1. Einrichtung zur indirekten Gaskühlung der Ständerwicklung und/oder zur direkten Gaskühlung des Ständerblechpaketes dynamoelektrischer Maschinen, vorzugsweise für gasgekühlte Turbogeneratoren. - mit einem im wesentlichen hohlzylindrischen Ständer blechpaket (St); - mit in Nuten (N) am Innenumfang des Ständerblechpaketes (2 ) eingelegten Wicklungsstäben (Stlo) der Ständer wicklung (Stl); - und mit einem Rotor (Ro) mit Rotorwicklung, der koaxial innerhalb der Bohrung (St2) des Ständerblechpaketes (2) mit Luftspalt (3) zu dessen Innenumfang umlaufend gelagert ist; ; - wobei zwischen axial aneinandergereihten Deilblech- paketen (2.2) der Ständerblechpaketes (2 ) Distanz stege (2.1) unter Bildung von Radialschlitzen (2a, 2b) für Kühlgas eingefügt sind und die Radialschlitze die ringförmigen Luftspalträume am Innenumfang des Ständer blechpaketes (St) mit Kaminerräumen (1.5) am Aussen- umfang des Ständerblechpaketes verbinden; ; - welche Kammerräume Kaltgaskammern (1) umfassen, von denen das Kaltgas (fk) radial einwärts durch radiale Kaltgasschlitze (2a) in zugehörige erste Luftspalt räume (4a) gedrückt wird, und Warmgaskammern (5) um fassen, in welche aufgewärmtes Kühlgas (fw) aus zwei ten Luftspalträumen (4b) über radiale Warmgasschlitze (2b) radial auswärts gerichtet einströmt; ; - wobei Kühlgas-Gebläsemittel und -Le#teinrichtungen an tiiindestens einem Maschtnenende, vorzugsweise an beiden Msschinenenden, vorgesehen sind, welche das über Wärme tauscher gekühlte Kühlgas als Kaltgas den Kaltgaskammern zuleiten und das aufgewärmte Kühlgas aus den Warmgas kammern wieder absaugen, dadurch gekennzeichnet, - dass das Ständerblechpaket (2) innerhalb seiner Teil blechpakete (2.2) mit zahninternen Kühlkanälen (a, b, c, d; a', b', c' d'; h) versehen ist, welche mit ra dialen Kühlgasschlitzen (2a, 2b) kommunizieren; und - dass die bleche eines den radialen Kaltgasschlitzen (2a) am nächsten liegenden Teilpaketes (tal) des jeweiligen Teilblechpaketes (2.2) mit ersten gestanzten Lang löchern (12; 12.1) versehen sind, welche sich vom Joch bereich (8) bis in den Zahnbereich (9) hinein erstrecken, und dass die Bleche eines axial daran anschliessenden Teilpaketes (T2) mit zweiten gestanzten Langlöchern (13; 13.1) versehen sind, welche sich mit den ersten Langlöchern (12 bzw. 12.1) zumindest in radialer Rich tung überlappen und sich weiter in den Zahnbereich (9) erstrecken sowie zumindest mittelbar mit in den Luft spalt (3) mündenden Kühlgasauslassschlitzen (d; d') des Zahnkopfes kommunizieren. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r ch g e k e n n z e i c h n e t, dass die zweiten gestanzten Langlöcher (13) sich bis in den Zahnkopf erstrecken und selbst die Kühlgasauslass-Schlitze (d, 13a) aufweisen (Fig. 5, Fig. 7). 3. Einric nach Anspruch 1, wobei die zweiten Langlöcher mittelbar in den Ringspalt münden, d a d u r c h g e k e fl n z e i c h n e t, dass in Blechen des Teilpaketes (T1), welche axial versetzt zu dem zweite gestanzte Langlöcher (13.1) aufweisenden Teilpaket (22) angeordnet sind, dritte gestanzte Langlöcher (12.2) vorgesehen sind, welche sich mit den zweiten Langlöchern (13.1) zumindest radial überlappen und mit Ki;hlgasaus- lassschlitzen (d') in den Luftspalt (3) münden (Fig. 11 bis 13). 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Gasströmung im betreffenden Luftspaltraum und im Mündungsbereich der Kühlgasauslassschlitze axiale Strömungskomponenten aufweist, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, dass der Kühlgasauslassschlitze (13) aus der radialen in die axiale Richtung abgebogen oder gekrümmt verläuft, so dass das aus der Mündung (13a) des Kühlgasauslassschlitzes (d) strömende Kühlgas (#K) mit der Gasströmung fM) des betreffenden Luftspaltraumes gleichgerichtet ist (Fig. 8). 5. Einrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Mündung (13a) des Kühl- gasauslassschlitzes (13) diffusorartig erweitert ist. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass im Axial- bereich der Warmgaskammern (5) und im Rückenbereich der Teilblechpakete axiale Überströinkanäle (14) angeordnet sind, welche im Bereich ihrer Durchdringungen durch die radialen Warmgasschlitze (2b) gegen letztere abgedichtet sind und von welchen über die Teillänge des Blechteilpaketes (2.2) verteilte radiale Zusatzschlitze (16) abzweigen, wobei die radialen Zusatzschlitze jeweils vorzugsweis# mittig - zwischen zwei aufeinanderfolgenden radialen Warmga+chlitzAn (2b) angeordnet sind, eine geringere Schlitzwcite (an6) als diese aufweisen und im Zahnbereich (9) und ggf. angrenzenden Jochbereich (8) in die zahninternen Kühlkanäle (h, 19) münden. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die radialen Zusatzschlitze (16) ihre eigenen Zusatz-Kühlgasauslassschlitze (18) aufweisen, derart, dass die durch die radialen Zusatzschlitze (16) radial einwärts strömenden Kaltgaszweigmengen (ti) sich auf zwei Teilströme aufteilen: einen durch die zahninternen Kühlkanäle (h, 19) zunächst axial und dann nach axial-radialer Umlenkung radial auswärts durch die radialen Warmgasschlitze (2b) strömenden grösseren ersten Teilstrom und in einen durch die Zusatz-Kühlgasauslass- schlitze (18) direkt in den betreffenden Luftspaltraum (46) einströmenden kleineren zweiten Teil strom. 8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Zusatzschlitze (16) auf der Rückenseite des Blechpaketes zur Warmgaskammer (5) abgedichtet sind, z. B. durch Distanzstege (17). 9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zur Entlastung der axialen uberströmkanäle (14) die im äusseren Axialbereich der Warmgaskammern (5) angeordneten ersten Zahnpakete (20), die an den Axialbereich der Ealtgas- kammern (1) anschliessen, über zahninterne Verbindungska näle (19a) als Kaltgas-Bypass mit den axial benachbarten radialen Kaltgasschlitze (2a) kommunizieren und von diesen direkt mit Kaltgas versorgt werden (Fig. 9). 10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zusätzliche Lochstanzungen (M1) und/oder Langlochstanzungen (M2) in Blechbereichen, die in der Verlängerung und benachbart zu wenigstens einem der ersten bis dritten Langlöcher (12, 13; 12.1,13.1, 12.2) liegen, zur Verringerung oder Verhinderung von durch die letzterwähnten Langlöcher bedingten axialen Ausgleichsflüssen angeordnet sind. 11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der innerhalb der radialen Kühlgasschlitze (2a, 2b) gelegene Raum zwischen den Zahnköpfen zur Glättung des Luftspaltes ausgefüllt wird. 12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h Luft als Kühlgas. 13. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 9, g e k e n n z e i c h n e t du r c h H2 als Kühlgas.

Inventors: BESSELMANN, ERNST, DIPL. -ING.
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT BERLIN UND MUNCHEN
Application year: 1984
Main classification: H02K1
IPC codes: H02K1