Full resolution (TIFF)
- On this page / på denna sida
- Häfte 5. Maj 1932
- H. Lundkvist: Vätgaskylning av stor synkronmaskiner
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has been proofread at least once.
(diff)
(history)
Denna sida har korrekturlästs minst en gång.
(skillnad)
(historik)
80
TEKNISK TIDSKRIFT
7 MAJ 1932
VÄTGASKYLNING AV STORA SYNKRONMASKINER.
Av H. LUNDKVIST.
Frågan om användning av vätgas som kylmedel i
elektriska maskiner har varit föremål för
undersökningar vid de stora elektriska firmorna i Förenta
staterna sedan åtskilliga år tillbaka. Uppsatser om
dessa undersökningar, liksom under de senaste åren
även om för praktisk drift utförda vätgaskylda
maskiner, ha publicerats av olika författare i
amerikanska fack- och firmatidskrifter.[1] Då vätgaskylningen
otvivelaktigt innebär en av de senaste årens mest
genomgripande förändringar i utförandet av elektriska
maskiner, och då metoden nu har passerat
experimentstadiet, åtminstone för synkronkondensatorers
vidkommande, kan måhända en kort redogörelse för
denna kylmetod och dess utveckling i Amerika vara
motiverad.
Genom materialförbättringar och fulländning av den
elektriska dimensioneringen har utnyttningen av det
aktiva materialet och minskningen av förlusterna i
de elektriska maskinerna drivits så långt, att de
ytterligare vinster, som äro möjliga med fasthållande vid
hittills vanliga konstruktionsprinciper, torde vara
ganska små. Med fortgående förbättring av
dynamoplåten och nedbringande av järnförlusterna ha
ventilationsförlusterna i hastigtgående maskiner blivit en
alltmer dominerande andel av totalförlusterna, och
möjligheterna till minskning av
ventilationsförlusterna i på vanligt sätt luftkylda maskiner äro icke
heller stora. Användning av vätgas som kylmedel i
maskiner med slutet kylsystem erbjuder emellertid
möjlighet till såväl ytterligare stegrad utnyttning av
det aktiva materialet som minskning av
gasfriktionsförlusterna, särskilt i stora, hastigtgående maskiner,
såsom turbogeneratorer och synkronkondensatorer.
Som kylmedel för roterande maskiner är vätgasen i
flera avseenden betydligt förmånligare än luft och
övriga gaser, endast helium har tillnärmelsevis lika
goda egenskaper som vätgas.
Vätgasens täthet är endast 7 % av tätheten för
luft, och då gasfriktionsförlusterna äro
proportionella mot gastätheten, bli dessa förluster i en
vätgaskyld maskin mycket små. Även om vätgasen icke
är alldeles ren utan uppblandad med luft till någon
procent av blandningens volym, exempelvis 97 %
vätgas och 3 % luft, minskas gasfriktionsförlusterna
sålunda till endast omkring 10 % av värdet i luft. Då
luftfriktionsförlusterna i en stor synkronkondensator
kunna vara omkring 25 %, i en turbogenerator
omkring 40 % av totalförlusterna, medför
Vätgaskylning en avsevärd minskning av förlusterna i en sådan
maskin. Med minskade förluster följer också
minskning av den värmemängd, som skall bortföras från
maskinen.
Värmeledningsförmågan är ungefär 7 gånger
bättre för vätgas än för luft. Gasfyllda mellanrum i
isolermaterialet och glapprum mellan isolering och
järn få därför icke samma skadliga inflytande på
värmeledningen från koppar till järn i en vätgaskyld
maskin som vid luftkylning, och värmeledningen
vinkelrätt mot lamineringen i järnkärnan blir bättre i
vätgas än i luft. Konvektionen är omkring 30 %
bättre i vätgas än i luft, så att vätgasen bortför en
viss värmemängd per ytenhet från de delar, som
skola kylas, och avger värmet till kylaren med
mindre temperaturfall än luft.
Specifika värmet för vätgas är ungefär 14 gånger
större än specifika värmet för luft, och produkten av
tätheten och specifika värmet är ungefär lika för
vätgas och luft.
Till följd av de minskade förlusterna och den
förbättrade kylningen kan en vätgaskyld maskin ge 25
till 30 % större effekt än en luftkyld maskin med
samma mängd aktivt material vid samma
temperaturstegring.
Förutom förbättringarna i förlust- och
kylningshänseende medför vätgaskylningen även andra
fördelar. I en vätgaskyld maskin uppstår ringa eller
ingen inverkan på isolermaterialet till följd av
glimning, vilket är fördelaktigt för isolermaterialets
beständighet och underlättar byggandet av maskiner
för hög spänning. På grund av frånvaron av syre
är brand förorsakad av kortslutning icke möjlig i en
vätgaskyld maskin, och några anordningar för
eldsläckning behövas därför icke. Oljan i lagren
oxideras icke i en vätgaskyld maskin - under
förutsättning att lagren befinna sig inom maskinens
slutna del - och den håller sig därför länge ren och
fri från slam. En vätgaskyld maskin är mera
tystgående än en lika stor luftkyld maskin på grund av
det mindre ventilationsbullret i den tunna vätgasen;
ljudet från en vätgaskyld maskin i drift är ungefär
detsamma som ljudet från en transformator av
motsvarande storlek.
Mot användningen av vätgas som kylmedel i
maskiner kan man göra den anmärkningen, att den
medför risk för explosion, om vätgasen blir
uppblandad med luft. Explosionsfaran torde dock vara
mycket liten, enär en blandning av luft och vätgas
med mer än 70 % vätgas icke är explosiv, och det
har visat sig vara lätt att hålla vätgashalten i
gasblandningen i en maskin över 95 % och ända upp
till 98 à 99 %. Den minsta vätgashalten, vid vilken
explosion kan uppstå, är 10 %, det högsta
explosionstrycket, upp till omkring 5 kg/cm2, uppstår vid
en vätgashalt av 35 %. Då maskinen skall fyllas
med vätgas, utdrives först luften med kolsyra, som
sedan ersattes med vätgas, och på motsvarande sätt
utdrives vätgasen med kolsyra, innan luft insläppes
i maskinen, då den skall demonteras, varigenom
uppkomsten av explosiv blandning av luft och
vätgas förhindras. Genom att hålla något övertryck på
vätgasen i maskinen förhindrar man inträngande av
luft utifrån, och den läckning som uppkommer blir
en vätgasläckning utåt.
Demontering för reparation blir givetvis dyrbarare
för en vätgaskyld maskin än för en luftkyld maskin,
men å andra sidan är det troligt, att det ej blir
[1] Litteraturförteckning se The Electric Journal, mars 1931,
Developments in hydrogencooled condensers, av C. J.
Fechheimer. Även i Teknisk tidskrift, Elektroteknik, har
vätgaskylningen förut blivit omnämnd, t. e. i en notis på sidan 162
i årgång 1925 och i översikter rörande elektromaskinteknikens
utveckling i Amerika.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Project Runeberg, Tue Dec 12 02:13:39 2023
(aronsson)
(diff)
(history)
(download)
<< Previous
Next >>
https://runeberg.org/tektid/1932e/0082.html
