Устройство для подвода и отвода криогенного хладагента к ротору электрической машины Советский патент 1982 года по МПК H02K9/197 H01L39/02 

Изобретение относится к электротехнике и технике низких температур и может быть применено в электрических машинах с низкотемпературной системой охлаждения ротора, в частности, в генераторах со сверхпроводящей обмоткой ротора.

Известно устройство для подвода и отвода криогенного хладагента к ротору электрической машины, в котором элементы холодильной машины объединены с ротором LlJ .

Этим достигается повышение техникоэкономических показателей за счет ликвидации холодных трубопроводов от холодильной машины до ротора в более кокшактного расположения оборудования. Компрессор холодильной машины располагается отдельно от электрической машины.

Известно также устройство для подвода и отвода криогенного хлааагента к ротору электрической машины, содержащее

полый вал с отверстиями, расположенными в зоне между .уплотнениями, KOI прессор, имеющий нагнетательный и всасывающий патрубки и уплотнения, элементы холодильной машины, объединенные с ротором, а также трубопроводы, соединенные с упомянутым компрессором и элементами холодильной машины 2 .

Однако отверстия в валу для подвода

10 и отвода хладагента снабжены собствен,ными уплотнениями. Кроме того, компрессор имеет свои уплотнения. Таким .образок, для герметизации системы охJ, лаждения применяется большое количество уплотнений вращающихся узлов, которые являются сложными конструктивными устройствами. Надежность и ресурс работы этих уплотнений решающим обргь.

20 зом влияют на показатели электрической машины.

Целью изобретения является упрощение конструкоЕН и повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что компрессор установлен на валу, и уплотнения, ограничивающие зону расположения упомянутых отверстий, установлены в местах соединения KOMiipeoсора с валом.

Таким образом, уплотнения компрессра служат одновременно, и уплотнениями отверстий подвода и отвода хладагенте, поэтому уменьшается количество уплотнений вращающих:ся узлов.

-На чертеже изображено предлагаемое устройство.

На валу 1 ротора электрической машины установлен компрессор S с концевым теплообменником 3. Нагнетательны патрубок 4 сообщается через отверстия 5 подвода с трубопроводом 6 подвода хладагента к элементам холодильной машины 7. Всасывающий патрубок 8 компрессора сообщается через отверстия 9 вывода с трубопроводом 10 отвода хладагента. Отверстия 5 и 9 подвода и вывода расположены на полом валу 1 ротора. Компрессор 2 имеет концевые уплотнения 11, которые одновременно являются уплотнениями отверстий 5 и 9. Элементы холодильной машины 7 сообщаются с обмоткой 12 ротора электрической мащины. Трубопроводы 13 к системе заполнения, подпитки, опорожнения и очистки хладагента, расположенной вне ротора, подсоединены к нагнетательному 4 и всасывающему 8 патрубкам компрессора.

При работе электрической машины с низкотемпературной системой охлаждени вращающиеся части компрессора 2 и элементы холодильной машины 7 приводятся в движение от вала 1 ротора.

Газообразный хладагент заполняет тракт системы охлаждения через трубопроводы 13 и нагнетательный 4 или всасывающий 8 патрубки компрессора 2. В компрессоре 2 хладагент сжимаете я, охлаждается в промежуточных (не показаны) и концевом 3 теплообменниках и из нагнетательного патрубка 4 поступает в отверстия 5 подвода в ротор. Затем по трубопроводу 6 внутри ротора хладагент подается к элементам холодильной машины 7, а от нее на охлаждение обмотки 12 ротора и других его элементов, подлежащих охлаждению. Обратный поток хладагента отводится Ьт обмотки 12 к элементам холодильно

машины 7 и затем по трубопроводу 1О и отверстиям 9 отвода хладагента из ротора, через которые поток хладагента поступает во всасьтающий патрубок 8. Далее циркуляция хладагента в контуре повторяется Концевые уплотнения 11 трубокомпрессора 2 герметизируют отверстия 5 и 9 подвода и отвода хладагента относительно окружающей среды и предотвращают загрязнение и утечки из охлаждающего тракта.

Подпитка хладагентом циркуляционного контура внутри ротора, отбор част хладагента цля очистки, вьшуск испарившегося хладагента при остановке, аврийный сброс газа и другие операции, связанные с внещними неподвижными, расположенными вне электрической машины устройствами, производится через трубопроводы 13, соединенные с нагнетательным 4 и всасывающим 8 патрубками компрессора 2.

Ротор электрической машины с предлагаемой системой охлаждения имеет повьш1енную надежность, более простую конструкцию, меньшую стоимость за счет уменьщения количества уплотнений вращающихся узлов.

30 Формула изо бреТени.я

Устройство для подвода и отвода криогенного хладагента к ротору электрической машины, содержащее полый вал с отверстиями, расположенными в зоне между уплотнениями, компрессор, имеющий нагнетательный и всасьгоающий патрубки и уплотнения, элементы холодильной машины, объединенные с ротором, и трубопроводы, соединенные с компресором и элементами холодильной машины указанные отверстия и проходящие внури вала, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повьпиения надежности, компрессор установлен на валу, и уплотнения, ограничивающие зону расположения отверстий, установлены в местах соединения компрессора с валом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Швейцарии № 519264, кЛ. Н .02 К 9/10, 1972.

2.Авторское сввдетельство СССР hfc 448547, КЛ. Н О2 К 9/10, 1972 (прототип).