ГЕНЕРАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА С РАЗОМКНУТОЙ СИСТЕМОЙ ГАЗОВОГО ОХЛАЖДЕНИЯ

ГЕНЕРАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА С РАЗОМКНУТОЙ СИСТЕМОЙ ГАЗОВОГО ОХЛАЖДЕНИЯ


RU (11) 2303324 (13) C1

(51) МПК
H02K 9/08 (2006.01)
H02K 9/10 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.03.2008 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2005141371/09 
(22) Дата подачи заявки: 2005.12.28 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.12.28 
(45) Опубликовано: 2007.07.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2173019 C1, 27.08.2001. SU 568117 А, 12.09.1977. RU 2084069 С1, 10.07.1997. SU 1171908 А, 07.08.1985. SU 520670 А, 27.09.1976. WO 9211684 A1, 09.07.1992. DE 21103432 А1, 05.08.1971. ТИТОВ В.В., ХУТОРЕЦКИЙ Г.М. и др. Турбогенераторы. - Л.: Энергия, 1967, с.13-50, 55-56. 
(72) Автор(ы): Цирельман Наум Моисеевич (RU); Цирельман Евгений Наумович (RU); Цирельман Виталий Наумович (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уфимский государственный авиационный технический университет (RU) 
Адрес для переписки: 450000, г.Уфа, ул. К. Маркса, 12, УГАТУ, отдел интеллектуальной собственности, В.П. Ефремовой 

(54) ГЕНЕРАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА С РАЗОМКНУТОЙ СИСТЕМОЙ ГАЗОВОГО ОХЛАЖДЕНИЯ
Изобретение относится к области электротехники и энергомашиностроения и может быть использовано при производстве генераторов электрического тока и иных нуждающихся в охлаждении электрических машин. Технический результат, достигаемый от использования изобретения, состоит в обеспечении энергосбережения и ресурсосбережения при производстве и эксплуатации генераторов электрического тока с газовым охлаждением, а также повышение надежности их работы. Сущность изобретения состоит в том, что в генераторе электрического тока с разомкнутой системой газового охлаждения, состоящем из корпуса статора, ротора и статора, согласно изобретению, внутри корпуса статора на концах пакета стали статора установлены непроницаемые для газа перегородки, между которыми размещены перегородки с отверстиями, на внешней поверхности корпуса статора установлен коллектор отвода газа, а на его концах установлены коллекторы подачи газа. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к энергомашиностроению и может быть использовано при производстве генераторов электрического тока и иных нуждающихся в охлаждении электрических машин.

Известны конструкции генераторов электрического тока с газовым охлаждением, которые состоят из ротора, статора, корпуса статора, газоохладителей, встроенных в корпус статора, и двух вентиляторов, установленных внутри корпуса статора на концах вала ротора [Титов В.В., Хуторецкий Г.М. и др. Турбогенераторы. - Л.: Энергия, 1967. - С.13-50, 55-56]. В этих генераторах электрического тока приняты радиальная многоструйная и радиальная вытяжная замкнутые циркуляции охлаждающего газа.

Недостатками этих конструкций генераторов электрического тока с замкнутой системой газового охлаждения являются неэффективное охлаждение тепловыделяющих элементов их конструкций (сердечника статора, обмоток статора и ротора), потребность в теплообменниках-газоохладителях и в насосах для перекачивания воды через них, затраты энергии на привод вентиляторов и насосов, что утяжеляет конструкцию турбогенераторов с газовым охлаждением, делает их эксплуатацию менее надежной и менее длительной, более сложной и дорогостоящей.

Известна конструкция генератора электрического тока с замкнутой системой газового охлаждения, которая состоит из ротора, статора, корпуса статора, газоохладителей, встроенных в корпус статора, и вентиляторов, установленных на валу ротора [авторское свидетельство СССР №568117, МКИ Н02К 9/08, опубл. 12.09.1977. Бюл. №29]. При этом для повышения эффективности охлаждения сердечник статора вместе с пространством между ним и корпусом статора разделен на четное число секторов, поочередно сообщающихся с камерами разрежения и нагнетания вентиляторов.

Недостатками этой конструкции генератора электрического тока с замкнутой системой газового охлаждения являются неэффективное охлаждение тепловыделяющих элементов их конструкции (сердечника статора, обмоток статора и ротора), потребность в теплообменниках-газоохладителях и в насосах для перекачивания воды через них, затраты энергии на привод вентиляторов и насосов, что утяжеляет конструкцию турбогенераторов с газовым охлаждением, делает их эксплуатацию менее надежной и менее длительной, более сложной и дорогостоящей.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является генератор электрического тока с разомкнутой системой газового охлаждения [патент РФ №2173019, 7 Н02К 9/08, 9/10, опубл. 27.08.2001. Бюл. №24]. Он состоит из ротора, статора, корпуса статора, встроенной в корпус статора сопловой решетки с соплами Лаваля и установленной на валу ротора рабочей решетки.

Недостатками генератора электрического тока с разомкнутой системой газового охлаждения - прототипа являются подача газа-охладителя с одного конца генератора, что приводит к большому перемещению ротора по оси, потребность в сопловой решетке с соплами Лаваля и рабочей решетки, что утяжеляет конструкцию турбогенератора, делает его эксплуатацию менее надежной и менее длительной, более сложной и дорогостоящей.

Техническим результатом заявляемого изобретения является энерго- и ресурсосбережение при производстве и эксплуатации генераторов электрического тока с разомкнутой системой газового охлаждения, повышение длительности и надежности их работы.

Технический результат достигается тем, что в генераторе электрического тока с разомкнутой системой газового охлаждения, состоящем из корпуса статора, ротора, статора, в отличие от прототипа внутри корпуса статора на концах пакета стали статора установлены непроницаемые для газа перегородки, между которыми размещены перегородки с отверстиями, на внешней поверхности корпуса статора установлен коллектор отвода газа, а на его концах установлены коллекторы подачи газа.

Кроме того, дополнительно внутри корпуса статора на концах вала ротора могут быть установлены вентиляторы.

Сущность устройства поясняется чертежами. На фиг.1, 2 изображены схемы конструкции генераторов электрического тока.

Устройство на фиг.1 содержит корпус статора 1, внутри которого расположены ротор 2, статор 3, непроницаемые для газа перегородки 4 на торцах пакета стали статора, перегородки с отверстиями 5, а снаружи корпуса статора 1 установлены кольцевые коллекторы подачи газа 6 и кольцевой коллектор отвода газа 7.

Устройство на фиг.2 содержит корпус статора 1, внутри которого расположены ротор 2, статор 3, непроницаемые для газа перегородки 4 на торцах пакета стали статора, перегородки с отверстиями 5 и вентиляторы 8 на концах вала ротора, а снаружи установлены кольцевые коллекторы подачи газа 6, кольцевой коллектор отвода газа 7.

Работает предлагаемый генератор электрического тока с газовым охлаждением следующим образом. Природный газ, поступающий на газораспределительные пункты теплоэлектростанций с избыточным давлением 1,2 МПа и 0,6 МПа [Роддатис К.Ф. Котельные установки. - М.: Энергия, 1977 - с.155], или воздух с избыточным давлением подают через кольцевые коллекторы 6 в пространство, ограниченное корпусом статора 1 и непроницаемыми для газа перегородками 4. Затем природный газ или воздух охлаждают ротор 2 и статор 3 и через отверстия в перегородках 5 их направляют в кольцевой коллектор 7.

Для интенсификации охлаждения лобовой части обмотки статора на концах вала ротора 2 внутри корпуса статора установлены два вентилятора 8 (фиг.2).

Затем природный газ или воздух подают под избыточным давлением к горелкам топок котлов, камер сгорания или в турбодетандер, установленный между генератором электрического тока и горелками топок котлов, камер сгорания.

Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечивает энерго- и ресурсосбережение при производстве и эксплуатации генераторов электрического тока с газовым охлаждением, повышение надежности и ресурса их работы, так как при использовании разомкнутой системы охлаждения отпадает потребность в газоохладителях и не затрачивается энергия на привод насосов для прокачивания воды через газоохладители, используется тепло, воспринятое в генераторе электрического тока, при внесении в топку котла, камеры сгорания или при расширении охлаждающего газа в турбодетандере, и улучшается охлаждение тепловыделяющих элементов конструкции генератора электрического тока.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Генератор электрического тока с разомкнутой системой газового охлаждения, состоящий из корпуса статора, ротора, статора, отличающийся тем, что внутри корпуса статора на концах пакета стали статора установлены непроницаемые для газа перегородки, между которыми размещены перегородки с отверстиями, на внешней поверхности корпуса статора установлен коллектор отвода газа, а на его концах установлены коллекторы подачи газа.

2. Генератор электрического тока с разомкнутой системой газового охлаждения по п.1, отличающийся тем, что дополнительно внутри корпуса статора на концах вала ротора установлены вентиляторы.