[其他]電動發電機冷卻氣流分隔導流板

無效

• 申請號: 87102423
• 申請日: 1987-03-31
• 公開（公告）號: CN87102423A
• 公開（公告）日: 1987-10-14
• 發明（設計）人: 金·亨特·克朗斯;詹姆斯·布朗利·阿奇博
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H02K9/00
• 分類號: H02K9/00
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 周備麟,曹永來

本發明涉及到電動發電機，或發電機，尤其涉及到安裝在發電機裝置內用以控制并將冷卻氣體引入發電機裝置中某一冷卻氣體通道內的冷卻氣體導流板。

電動發電機是一環形磁芯結構或定子，它由薄金屬片軸向延伸、重疊配置而成。環形疊層磁芯結構包括一些沿軸向分布的徑向槽，以便在形成定子圓柱孔內圓周面上接納導電體。圓柱體轉子同心地安裝在定子的圓柱孔內，以便在其中旋轉。該轉子在其圓周面上同樣包括一些伸向分布的徑向向內的槽。在轉子內所形成的槽適于接納導體線圈或導體條，以便當激磁時在轉子中建立起某一預定的磁場，從而使旋轉的轉子載著磁場掃過配置于定子中軸向延伸槽內的導電條，于是在定子導體條或電樞中感應出電流，電動發電機運轉時，在定子磁芯結構中產生相當數量的熱量，因此需要特殊的冷卻。

轉子配置于環形磁芯內，和定子保持一定間隙，這樣，在環形磁芯的內圓周面和轉子的圓柱表面之間就存在一環形間隙。這一間隙通常被稱作氣隙層或氣隙，與所用冷卻氣體的種類無關。冷卻氣體，諸如氫氣，經冷卻氣體通道被引入到轉子的內部，并從那里經轉子圓周面上的孔排出。在定子磁芯內，有輔助的徑向延伸的通道，正好跟轉子上的孔相對。來自轉子的冷卻氣體流過氣隙，進入相應的定子通道，冷卻定子磁芯。通常的做法是使一風扇部件和轉子連接，并與其一起轉動，以產生一股冷卻空氣流，使其軸向流入軸端氣隙內。然而，沿著并流過氣隙的強制軸向氣流會破壞轉子和定子間的徑向冷卻氣流。因此，在氣隙中采用各種控制氣體手段來控制和引導來自風扇的冷卻空氣，以便最有利于冷卻。在Barton的美國專利3，413，499中，描繪了采用導流板構件型式的上述某種氣體控制裝置。本發明已轉讓給同一受讓人。

在氣隙中應用導流板有關的問題是由固定的導流板和轉子間通常應用的最小間隙引起的。通常，在轉子裝配以前，將這些導流板裝到磁芯上。在大型的電動發電機中，轉子具有大的重量，譬如處于幾頓的數量級。就現有的最小導流板間隙而言，它的裝配和精確找正是頗困難的，并且由于機器的隨后運轉，可能出現導流板損壞。通過采用撓性材料導流板使轉子和定子間密封的最小間隙問題減至最小的嘗試，在Armor的美國專利4，264，834中作出了公開。本發明已轉讓給同一受讓人。如果導流板構件是由脆性材料制成的，那么可能破裂成碎片掉入氣隙中。通過采用某種導流板構件，它能在轉子安裝到定子磁芯內之后固定在其設計位置上，這些問題便能減小到最小的程度。與導流板在氣隙中有關的另一個問題是振動。發電機在運轉時可能有較強的振動。導流板通常固定連接于定子磁芯，通過彼此適當的間隔可以避免和轉子接觸。然而，由于最小間隙隨后的變化，定子磁芯中的振動可能使導流板的固定逐漸削弱，或者，在某些情況下，可導致氣隙中導流板材料破裂。此外，例如發電機運轉時的振動，以及由于Barton專利的導流板所得到的懸臂效應，可能容易使突緣21的徑向外部和定子發生不希望的接觸，以致可能損壞突緣21，使氣體密封效率總的下降。Barton導流板的材料未被說明。然而，其圖2可看作該導流板是由預制的金屬結構組成的整體件。

因此，本發明的目的是在電動發電機的氣隙內提供氣流導流板裝置，導流板可在轉子裝進定子后裝入氣隙內，因此，被定義為可拆卸導流板。

本發明的另一目的是在發電機的氣隙內提供氣流導流板，該處，出于安裝目的，導流板件被固定在定子上，并且通過撓性突緣在離氣隙軸端的某一預定位置上和定子接觸。

按照本發明，呈圓柱殼體形式的導流板件同心地安裝在發電機一端氣隙內轉子的外圍。使冷卻氣流軸向流入導流板安裝處氣隙的軸向端。所述圓柱殼體包括一個向外徑向延伸的撓性突緣，處于其下流或氣體氣密接觸定子的最內端。殼體件將氣隙劃分為外通道和內通道，氣流在其中流動。外通道被撓性突緣封住，進入外通道的氣體被分流流入定子內徑向延伸的冷卻通道內，這些冷卻通道包括一個配置成和外通道保持氣流連通的入口，用以冷卻定子。在一種實施方案中，撓性突緣備有一個氣流控制裝置，它相對于定子具有抗振的氣體密封裝置，在預定的氣體脈動的情況下，控制裝置能向內軸向撓曲，離開定子。在另一實施方案中，撓性突緣包括一徑向外圍部分，它被軸向向外配置，和定子相對以構成氣體密封，其中當外通道內的氣體壓力增加時突緣的徑向外圍部分被迫跟定子緊密接合。

據認為是新穎的本發明的性質在附加的權利要求書中將詳細地被陳述。然而，本發明本身關于構造和操作方法，連同其它的目的和優點，通過參閱所作的關于附圖的詳細敘述會最清楚明了的。

圖1是采用本發明的可拆卸氣流導流板裝置的發電機總圖;