Электрическая машина с криогенным охлаждением

Электрическая машина с криогенным охлаждением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ИЗОБРЕТЕНИЯ

С©юз СОветскик

Сецивлиетичеаких

Республик

<н629599

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61, Дополнительное к авт. свил-ву (2) 3 »» <Н0 301176 (21) 2421856/24-07 с присоединением заявки % (23) т зиоритст (43) Опубликовано 25.10,78.Ь»оллетень % 39 (45) Дата опубликования описания 1209,78 (Я) M. кл.

Н 02 К 9/197

Н 01 Ь 39/04

Государственный комитет

Сонета Министров СССР по делам изобретений и открытий (5З) УЛ 621. 313. 713 (088.8} (72) Авторы изобретений

А.А.Винокуров Г.С Горбунов 10 C Попов

l0.В.Скачков, И.Ф.Филиппов и Г.М.Хуторецкий

Специальное конструкторское бюро Энергохиммаш (71) Заявители и производственное электромашиностроительное объединение Электросила им. С.М. Кирова (54) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА

С КРИОГЕННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ

Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть использовано в мощных электрических машинах — электродвигателях и генераторах с криогенным охлаждением.

Известна электрическая машина, в которой .охлаждение вала осуществляется хладагентом, циркулирующим по спиральной трубе внутри вача, что обеспечивает лучший тепловой контакт между валом и хладагентом (1) .

Однако и в этом случае задача охлаждения вала машины решается недостаточно эффективно, Хладагент циркулирует не непосредственно в теле вала, а в специальной трубе, отделенной от вала значительным тепловым сопротивлением. В результате теплоприток к ротору по валу, хотя и уменьшается, но все же остается значительным.

Известна электрическая машина с криогенным охлаждением, в которой вал выполнен из нескольких механически связанных коаксиальных элементов, сопряженных между собой многозаходной резьбой. В зоне реэьбового соединения частей вала образуются полости, по которым в противоток ос иовному тепловому потоку циркулиру-. 0 ет хладагент, им евший в данном случае непосредственный тепловой контакт с телом вала на значительной поверхности теплообмена, образованной сопрягающимися поверхностями многозаходной резьбы $2) .

Однако для такой машины характерна недостаточная интенсивность охлаждения концов вала, обусловленная трудностями перемещения газа по каналам для циркуляции хладагента. Каналы, образованные резьбовым оединением, имеют малую площадь проход. ного сечения, что приводит к потеряй энергии хладагента при прохождении каналов, Целью изобретения является повышение интенсивности охлаждения электрической машины путем снижения теплопритока по валу и токоподводящим шинам.

Это достчгается тем, что указанные элементы выполнены с расположенными в зубцах резьбы со стороны упомянутых полостей пазами, в которых размещены -.îêoïoäâoäÿöèå шины, причем многозаходная резьба с обоих концов вала имеет противоположное направление и упомянутые полости с обоих концов вала расположены по противо629599

40 положно направленным поверхностям профиля резьбы.

Ба фиг ° 1 схематически изображена электрическая машина с криогенным чэхлаждением, общий вид; на фиг. 2 и

3 — участки вала с полостями для циркуляции хладагента с различными в а риа н там и расположения ток оподв одящих шин.

Электрическая машина содержит полый ротор 1 со сверхпроводящей обмоткой, вал 2 которого опирается на подшипники 3, размещенные в торцовых щитах 4 герметичного корпуса 5, на внутренней поверхности которого закреплена статорная обмот-. ка 6. B пространстве между ротором

1 и корпусом 5 поддерживается вакуум, который является теплоизоляцией ротора 1, Для подцержания вакуума в торцовых щитах 4 расположены вращающиеся вакуумные уплотнения 7, Полый ротор состоит из немагнитного цилиндра 8, внутри которого закреплена обмотка 9 возбуждения. Обмотка

9 охлаждается до сверхпроводящего состояния с помощью хладагента 10.

Хладагент 10 к обмотке 9 возбуждения подводится по вакуумноизолиронанному трубопроводу 11, который проходит по осевому каналу 12 вала 2, Для отвода хладагента 10 от обмотки 9 в роторе 1 имеются две камеры 13. Концы вала 2 ротора 1 выполнены в вице .цвух коаксиальных труб 14, 15, соединенных с помощью резьбы, зазоры которой явля тся полостями 16 для отвода хладагента 10, сообщающимися с камерами 13„ Отработанный хлалагент собирается в газосборнике 17, откуда выводится из машины, Резьба на различных концах вала 2 имеет противополо <ное направление нарезки, направление наре- ни зависит от направ ления движения -газа; направление движения хладагента должно совпадать с направлением нарезк и. Для и итания обмотки 9 возбуждения служат токоподводящие шины 18, Для снятия теплопритоков они расположены в полостях

16 для отвода хладагента 10, для этого в профиле резьбы выполнены пазы 19.

При работе электрической машины хладагент 10 подводится к сверхпровоцящей обмотке 9 возбуждения и> трубопроводу 11. Тепло, проникающее в полость 1, испаряет хладагент, образовавшиеся пары попадают в камеру 13, затем по полостям 16 для отвода хлацагента 10 отводятся из полости ротора 1, одновременно охлаждают оба конца вала 2 ротора 1 и токоподводящие шины 18, расположенные в пазах 19, и выходят в газосборники 17.

Благодаря расположению токоподводящих шин в полостях вала для циркуляции хладагента, образованных многозаходной резьбой, выполнению многозахоцной резьбы на разных концах вала с противоположным направлением нарезки и расположению полостей вала для циркуляции хладагента с обоих концав вала по противоположно направленным боковым поверхностям профиля резьбы снижаются внешние теплопритоки к электрической машине по валу и токоподводящим шинам. что в итоге снижает расход дорогостоящего хладагента — жидкого гелия.

Формула изобретения

Электрическая машина с криогенным охлаждением, содержащая ротор со сверхпроводящей обмоткой, вал с концами, выполненными из нескольких цилиндрических элементов, сопряженных между собой по поверхностям многозаходной резьбы неполного профиля с образованием полостей для циркуляции хладагента, и токоподводящие шины, расположенные на валу, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью r овьыения интенсивности охлаждения путем снижения теплопритока по валу и токоподводящим шинам, укаэанные элементы выполнены с расположенными в зубцах резьбы со стороны упомянутых полостей пазами, в которых размещены токоподводящие шины, причем многозаходная резьба с обоих концов вала имеет противоположное направление и упомянутые полости с обоих концов вала расположены по противоположно направленным боковым поверхностям профиля резьбы. источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент С03А 9 3722940, кл. 31052, 1973, 2. Заявка 9 1972944/24-07, кл. Н 02 К 9/16, 1973, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.

629599

left Z

Составитель Л. Карцева

Техред A.Àëàòûðåâ Корректор A. Кравченко

РЕдактор Е. Кравцова

Зажав 6077/45

ЦНИИП И

Тираж 850 Подпис ное

1 осударственного комитета Совета Министров СССР ло делам иэаьретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д, 4/5 с филиал пнп патент, r. Ужгород, ул. проектная, 4