электрическая машина с воздушным охлаждением

Формула изобретения

1. Электрическая машина с воздушным охлаждением, имеющая замкнутый цикл вентиляции, содержащая статор, установленный в корпусе, закрытом торцевыми щитами, в каждом из которых вокруг вала ротора расположены кольца коробчатого профиля и каналы для поступления уплотняющего воздуха в кольцевые коробчатые профили от системы вентиляции машины, отличающаяся тем, что кольца коробчатого профиля разделены на отсеки поперечными перегородками, а каналы, подающие воздух в коробчатое пространство каждого отсека, расположены по ходу вращения ротора сразу за перегородками.

2. Электрическая машина по п.1, отличающаяся тем, что на поверхности коробчатых колец, обращенной к валу, установлены плоские кольца с заостренной внутренней кромкой, обращенной к валу ротора, а в валу, в промежутке между плоскими кольцами выполнена, по крайней мере, одна кольцевая канавка.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при создании вращающихся электрических машин, например турбогенераторов с воздушным охлаждением, имеющих замкнутый цикл вентиляции.

Более близким к заявляемому решению является электрическая машина, турбогенератор, с замкнутой системой воздушной вентиляции, имеющая корпус, закрытый торцевыми щитами, охватывающими вал кольцевым коробчатым профилем. В каждом щите выполнены каналы для поступления уплотняющего воздуха в кольцевые коробчатые профили от системы вентиляции машины. - В.В.Титов и др. Турбогенераторы. "Энергия". Ленинградское отделение, 1967 г., стр.33, рис.1-17 и стр.134, рис. 2-38.

Недостаток такой конструкции заключается в том, что воздух, попадая к поверхности вращающегося вала, закручивается внутри коробчатого профиля вслед за валом и, вследствие этого, активность его растекания в разные стороны уменьшается, и следовательно, ухудшается защита от проникновения загрязнений внутрь машины.

Техническим результатом заявляемого технического решения является повышение эффективности защиты от загрязнений электрической машины путем создания более эффективного воздушного потока, препятствующего проникновению загрязнений из внешней среды.

Технический результат достигается тем, что в электрической машине с замкнутой системой воздушной вентиляции, содержащей статор, установленный в корпусе, закрытом торцевыми щитами, в каждом из которых вокруг вала ротора расположены кольца коробчатого профиля и каналы для поступления уплотняющего воздуха в кольцевые коробчатые профили от системы вентиляции машины, кольца коробчатого профиля разделены на отсеки поперечными перегородками, а каналы, подающие воздух в коробчатое пространство каждого отсека, расположены по ходу вращения ротора, сразу за перегородками.

На поверхности коробчатых колец, обращенной к валу, могут быть установлены плоские кольца с заостренной внутренней кромкой, обращенной к валу ротора, а в валу, в промежутке между плоскими кольцами, выполнена по крайней мере одна кольцевая канавка.

Технический результат достигается следующим образом. Уплотняющий воздух, поступающий по каналам в каждое начало отсека кольцевого коробчатого профиля к поверхности вала, под воздействием напора от системы вентиляции машины, активно распространяется в зазор над вращающимся валом, препятствуя загрязнению.

Вращающийся вал увлекает своим движением поток уплотняющего воздуха. Хотя напор воздуха по ходу вращения ослабевает, но сталкиваясь с поперечной перегородкой, воздух резко затормаживается, приобретая при этом дополнительный напор и активно распространясь в зазор, продолжает препятствовать загрязнению.

Чередованием напоров от вентилятора и от торможения подчеркивается целесообразность расположения воздухоподающих каналов, по ходу вращения вала, за перегородками, в начале каждого отсека. Описанные процессы происходят во всех отсеках охватывающих вал и, таким образом, образуется круговой воздушный барьер.

Плоские кольца с заостренными внутренними кромками изготавливаются из более мягкого металла, чем вал ротора. При сборке они своими остриями почти касаются вала, образуя наименьший геометрический зазор. Для наибольшего эффекта может быть применена многорядная установка колец, которая еще больше препятствует проникновению загрязнений внутрь машины и утечке уплотняющего воздуха из коробчатых объемов.

Кольцевая канавка в валу ротора в промежутке между рядами плоских колец при вращении ротора образует боковыми стенками завихрение воздуха, что является дополнительным препятствием к проникновению загрязнений.

Сущность заявляемого технического решения поясняется примером конкретного выполнения, показанном на фиг.1, 2 и 3.

На фиг.1 показан продольный разрез, на фиг.2 поперечный разрез вала электрической машины, турбогенератора, с замкнутой системой воздушной вентиляции, имеющей статор 1, вал ротора 2 с вентиляторами 3. Торцы статора закрыты щитами 4, на щитах вокруг вращающегося вала установлены кольца коробчатого профиля 5, разделенные на отсеки поперечными перегородками 7. Сразу за перегородками, по ходу вращения ротора, расположены подающие уплотняющий воздух каналы 6. Над вращающейся поверхностью вала, фиг.3, расположены в несколько рядов плоские кольца 9, а в валу ротора, в промежутке между плоскими кольцами 9, имеется кольцевая канавка 8.

При вращении вала электрической машины 2 под действием напора вентиляторов 3 уплотняющий воздух поступает по каналам 6 внутрь отсеков коробчатого профиля колец 5. За счет напора от системы вентиляции машины в начале отсека в зоне 10 воздух активно распространяется в стороны, в зазор между вращающимся валом 2 и кольцами 9, препятствуя загрязнению.

Далее, по ходу вращения вала 2, уплотняющий воздух внутри каждого отсека резко затормаживается и, приобретая за счет торможения дополнительный напор, в зоне 11 продолжает активно распространяться в стороны, препятствуя загрязнению.

Описанный процесс происходит во всех отсеках, охватывающих вал, и, таким образом, образуется круговой воздушный барьер.

Наличие нескольких рядов плоских колец с заостренными кромками 9, которые могут быть изготовлены из более мягкого металла, например латуни, позволяет добиться при их установке наименьшего зазора над вращающейся поверхностью вала 2, что создает дополнительное препятствие к проникновению загрязнений внутрь машины из внешней среды и к утечке уплотняющего воздуха из коробчатых объемов.

Кольцевая канавка 8 в валу ротора 2 в промежутке между рядами плоских колец 9 при вращении ротора образует боковыми стенками завихрение воздуха, что является дополнительным препятствием к проникновению загрязнений.