Kombinierte Flüssigkeits- und Luftkühlung für dynamoelektrische Maschinen
Bei vollständig gekapselten Maschinen werden bekanntlich die mechanischen und elektrischen
Verluste einzig durch die die Mantelfläche der Maschine umspülende Luft abgeleitet.
Um die Wärmeabgabe zu verbessern, wird die Mantelfläche meistens innen und außen
noch mit Kühlrippen versehen. Ferner wird. im Innern für eine gute Umlaufventilation
und außen, durch einen Ventilator, für eine gute Ausblasung der Mantelfläche gesorgt.Combined liquid and air cooling for dynamo-electric machines
In the case of fully enclosed machines, it is well known that the mechanical and electrical
Losses are only diverted by the air flowing around the surface of the machine.
In order to improve the heat dissipation, the outer surface is mostly inside and outside
still provided with cooling fins. Furthermore,. inside for good circulation ventilation
and on the outside, a fan ensures that the surface area is well blown out.
Da bei Wechselstrommaschinen die Verluste (Eisen und Wicklungskupfer)
hauptsächlich im Stator konzentriert sind, ist die Wärmeableitung dieser Verluste
über das die Statorbleche als metallischer Zwischenträger umgebende Gehäuse verhältnismäßig
gut. Dagegen bei Gleichstrommaschinen, wo die Verluste zur Hauptsache im Rotor liegen,
müssen dieselben vorerst an die den Rotor umgebende Luft und dann von dieser an
die Mantelfläche abgegeben werden. Die Wärmeableitung der im Innern einer Gleichstrommaschine
erzeugten Verluste ist aus diesen Gründen wegen der Luft als Zwischenträger schwieriger,
und zwar um so mehr, als zu den erwähnten Verlusten noch die im Kommutator erzeugten
Verluste hinzukommen.Since in AC machines the losses (iron and winding copper)
mainly concentrated in the stator is the heat dissipation of these losses
relative to the housing surrounding the stator laminations as a metallic intermediate carrier
Well. In contrast, with DC machines, where the losses are mainly in the rotor,
must first of all to the air surrounding the rotor and then from there on
the outer surface are released. The heat dissipation of the inside of a DC machine
generated losses is more difficult for these reasons because of the air as an intermediate carrier,
and all the more so since, in addition to the losses mentioned, those generated in the commutator
Losses are added.
Für die Kühlung von elektrischen Maschinen ist es bekannt, axiale
Kühlkanäle vorzusehen, die den Rotorkörper durchsetzen, wobei der Kühlluftstrom
in der Mitte des Rotorkörpers durch radiale Öffnungen seitlich abgelenkt wird. Ferner
sind auch Anordnungen bekannt, bei denen im Rotor selbst flüssigkeitsgekühlte Hohlleiter
vorgesehen werden, wobei die Enden dieser Hohlleiter an das gleiche Maschinenende
geführt werden und die Kühlflüssigkeit jeweils am einen Leiterende zugeführt und
am anderen Leiterende abgeführt wird. Für die Zu- und Abführung der Kühlflüssigkeit
zu den Hohlleitern sind noch im Rotorkörper entsprechende Ringräume und Kanäle notwendig.
Bei diesen bekannten Kühlanordnungen handelt es sich aber nicht um eine kombinierte
Flüssigkeits- und Luftkühlung für vollständig gekapselte Maschinen.For cooling electrical machines, it is known to be axial
Provide cooling channels that penetrate the rotor body, the cooling air flow
is deflected laterally through radial openings in the center of the rotor body. Further
arrangements are also known in which the rotor itself has liquid-cooled waveguides
be provided, with the ends of these waveguides at the same machine end
are performed and the cooling liquid is supplied at one end of the conductor and
is discharged at the other end of the conductor. For the supply and discharge of the coolant
Corresponding annular spaces and channels are also necessary in the rotor body for the waveguides.
However, these known cooling arrangements are not combined
Liquid and air cooling for completely enclosed machines.
Zweck der Erfindung ist, nunmehr eine kombinierte Flüssigkeits- und
Luftkühlung für dynamoelektrische Maschinen der gekapselten Bauart, insbesondere
Gleichstrommaschinen, zu schaffen, bei welcher die Abfuhr der Verlustwärme noch
wirksamer als bei den bisherigen gekapselten Maschinen ist. Gemäß der Erfindung
wird dies dadurch erreicht, daß der massive Rotorkörper der Maschine mit einer zentralen
Bohrung und einer Vielzahl am äußeren Umfang des Rotorkörpers gleichmäßig verteilter
Längskanäle für die Flüssigkeitskühlung versehen wird, wobei die Kühlflüssigkeit
am einen Ende des Rotors über eine Bohrung im Rotorwellenstummel der Rotorbohrung
zugeführt wird und über die Längskanäle und einen Ringraum über den gleichen Wellenstummel
wieder zurückfließt, und daß ferner zwischen der zentralen Bohrung und den Längskanälen
für die Kühlflüssigkeit weitere gleichmäßig verteilte durchgehende Längskanäle vorgesehen
werden, durch welche die innerhalb des Maschinengehäuses umgewälzte Luft hindurchströmt.The purpose of the invention is now a combined liquid and
Air cooling for dynamo-electric machines of the enclosed type, in particular
DC machines to create, in which the dissipation of the heat loss
is more effective than with the previous encapsulated machines. According to the invention
this is achieved in that the massive rotor body of the machine with a central
Bore and a large number of evenly distributed on the outer circumference of the rotor body
Longitudinal channels for liquid cooling is provided, the cooling liquid
at one end of the rotor via a bore in the rotor shaft stub of the rotor bore
is supplied and via the longitudinal channels and an annular space via the same stub shaft
flows back again, and that further between the central bore and the longitudinal channels
further uniformly distributed continuous longitudinal channels are provided for the cooling liquid
through which the air circulated inside the machine housing flows.
An Hand der Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert, und zwar
zeigt die Fig. 1 als Ausführungsbeispiel derselben einen Gleichstrommotor im Längsschnitt,
während die Fig. 2 einen Querschnitt durch den Rotorkörper darstellt.The invention is explained in more detail with reference to the drawing, namely
Fig. 1 shows as an embodiment of the same a direct current motor in longitudinal section.
while FIG. 2 shows a cross section through the rotor body.
In der Zeichnung bedeutet 1 den als Trommel ausgebildeten Rotorkörper,
der aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise Siluminlegierung,
Bronze usw., besteht und aus einem massiven Stück ausgearbeitet wird. In unmittelbarer
Nähe der Rotorbleche 2 sind am äußeren Umfang des Rotors 1 axiale Längskanäle 3
vorgesehen. Diese Längskanäle 3 dienen für eine Flüssigkeitskühlung des Rotors,
beispielsweise Wasserkühlung, und sind durch radiale Löcher 4 bzw. 4' an den Enden
des Rotors mit dem inneren Hohlraum des Rotorkörpersverbunden. Die Wasserzufuhr
erfolgt über die im Wellenstummel 5 vorgesehene Bohrung 6, die durch den Rotorkörper
1 hindurch das Wasser zu den radialen Löchern 4 leitet, während das Wasser durch
die radialen Löcher 4', den Hohlraum 7 und den Ringraum 8 über das gleiche Wellenende
wieder abfließt. Außer den Längskanälen 3 für die Wasserführung
sind
ferner im Rotorkörper 1 noch die mit Kühlrippen versehenen Längskanäle 9 für den
Durchlaß der Luft der inneren Umlaufventilation vorgesehen. Die Zirkulation der
Luft im Innern der Maschine ist durch die gestrichelten Pfeile angedeutet und wird
durch den Ventilator 10 erreicht.In the drawing, 1 means the rotor body designed as a drum,
made of a material with high thermal conductivity, for example silumin alloy,
Bronze, etc., and is worked out from one solid piece. In the immediate
In the vicinity of the rotor laminations 2, there are axial longitudinal channels 3 on the outer circumference of the rotor 1
intended. These longitudinal channels 3 are used for liquid cooling of the rotor,
for example water cooling, and are through radial holes 4 and 4 'at the ends
of the rotor connected to the inner cavity of the rotor body. The water supply
takes place via the bore 6 provided in the stub shaft 5 through the rotor body
1 passes through the water to the radial holes 4, while the water passes through
the radial holes 4 ', the cavity 7 and the annular space 8 over the same shaft end
flows off again. Except for the longitudinal channels 3 for the water supply
are
furthermore in the rotor body 1 the longitudinal channels 9 provided with cooling fins for the
Passage of the air of the internal circulation ventilation provided. The circulation of the
Air inside the machine is indicated by the dashed arrows and is
achieved by the fan 10.
Bei der beschriebenen Anordnung wird die im Innern der Maschine erzeugte
Verlustwärme, einschließlich der Verlustwärme im Stator, im wesentlichen von einem
mit Wasser und Luft durchströmten Rotorkörper absorbiert und mittels Wasser als
Wärmeträger nach außen abgeführt. Die Abfuhr der im Stator erzeugten Wärmeverluste
kann noch durch das Anbringen eines Außenventilators 11 unterstützt werden, der
einen Kühlluftstrom entlang den Kühlrippen 12 der Mantelaußenfläche leitet.In the arrangement described, the one generated inside the machine
Heat loss, including the heat loss in the stator, essentially from one
with water and air flowing through the rotor body and absorbed by means of water as
Heat transfer medium discharged to the outside. The dissipation of the heat losses generated in the stator
can still be supported by attaching an outdoor fan 11, the
directs a flow of cooling air along the cooling fins 12 of the jacket outer surface.
Diese komprimierte Luft- und Wasserkühlung ermöglicht eine sehr wesentliche
Verbesserung der Wärmeabgabe bei gekapselten Maschinen und ist selbstverständlich
nicht auf Gleichstrommaschinen beschränkt, obwohl ihre Vorteile bei dieser Art Maschinen
am größten sind.This compressed air and water cooling enables a very substantial one
Improvement of the heat emission with encapsulated machines and is a matter of course
not limited to DC machines, although their advantages are with these types of machines
are greatest.