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Auf
dem Gebiet der Konstruktion elektrischer Generatoren ist erkannt
worden, dass magnetische und ohmsche Verluste in einem Generator
Wärme erzeugen,
die verteilt und abgeführt
werden muss, um einen elektromechanischen Defekt zu vermeiden, und
dass diese Verluste eine beträchtliche
Beschränkung
der Kapazität
einer Maschine von einer gegebenen physikalischen Abmessung darstellen.
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Konventionelle
Generatorsysteme werden typischerweise durch Luft oder Wasserstoff,
in beiden Fällen
in Form einer erzwungenen konvektiven Strömung innerhalb von Kanälen und
Umlenkbereichen gekühlt.
Ein industrielles Erfordernis für
die Ständerstäbe innerhalb
des Generatorkerns besteht darin, dass die Temperatur des Zentralbereichs
zwischen leitenden Stäben
eine im Voraus festgelegte Grenze nicht überschreitet. Zahlreiche Faktoren,
die die Gestaltung und Isolierung der Ständerstäbe, das Feld des magnetischen
Flusses, die Kernkonstruktion und die Gestaltung der Kühlung enthalten,
beeinflussen die im Betrieb auftretende maximale Zentralbereichstemperatur.
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Um
in Generatoren eine hohe Leistungsdichte zu erreichen, benötigt der
Ständerkern
ein bestimmtes Ausmaß an
Kühlung
durch Stapel von Blechen hindurch. In konventionellen Generatoren
werden Abstandhalterrippen oder -blöcke zwischen Blechen verwendet,
um Raum für
Kühlkanäle für eine Kühlgasströmung zu
schaffen. Kühlgas,
wie z.B. Luft, wird von einem Gebläse durch diese Kühlkanäle hindurch
in verschiedenen Intervallen durch den Ständerkern gepresst. Konkreter
wird das Kühlgas
von den radial äußeren Bereichen
des Ständerkerns
zu den inneren Bereichen des Kerns (oder umgekehrt) geleitet, wodurch
es durch den Kern hindurch und an den Ständerstäben vorbei strömt. Das
Kühlgas nimmt
Wärme auf
und transportiert diese von dem Ständerkern und dem zu ihm gehörenden Rotor
weg. Das erwärmte
Gas kann danach durch (einen) Wärmetauscher
geschickt werden, wo die Wärme
auf ein anderes Kühlmittel,
wie z.B. Wasser, übertragen wird.
Das nun gekühlte
Gas kann danach in einem wiederholten und kontinuierlichen Vorgang
zu den Kühlkanälen zurückgeführt werden.
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In
konventionellen Generatoren weisen die Kühlkanäle in dem Ständer entweder
Kanäle
mit glatten Wänden
oder Kanäle
mit Verwirblern auf. Siehe z.B. US-Patent Nr. 5,869,912. In dem
US-Patent NR. 5,869,912 sind benachbarte Pakete von gestapelten Blechen
durch mehrere sich radial erstreckende Abstandhalterrippen oder
-blöcke
getrennt, wobei jedes benachbarte Paar von Abstandhalterblöcken zusammen
mit angrenzenden, axial beabstandeten Blechen einen Kühlkanal
bildet und in jedem Kühlkanal mehrere
Verwirblerelemente aufweist, wobei jedes Verwirblerelement sich
von einem der angrenzenden, axial beabstandeten Bleche in den Kanal
hinein erstreckt. Der Zweck der Verwirbelungselemente besteht darin,
die Wärmeübertragungsleistung
gegenüber
Kanälen
mit glatten Wänden
zu erhöhen.
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Während die
Wärmeübertragungsleistung mit
Verwirbelungselementen verbessert wird, geht mit höheren Reibungs-
oder Störkörper(Bluff
Body)-Verlusten in den Ständerkühlkanälen ein
Kühlmitteldrucknachteil
einher, so dass die Gesamteffizienz des Generators nachteilig beeinflusst
werden kann, wenn der Druckabfall ansteigt, weil die Kühleffizienz steigt.
Mit anderen Worten können
Verwirbelungselemente zu mehr Reibung führen, die ihrerseits mehr Energie
erfordert, um Kühlgas durch
das System zu treiben, wodurch die Effizienz des Generators verringert
wird.
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In
SU-A-547921 ist eine Ständeranordnung allgemein
in Übereinstimmung
mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 hieraus beschrieben. In M. YA.
Belen'kiy und andere, „Heat Transfer
Augmentation Using Surfaces Formed by a System of Spherical Cavities", Heat Transfer Research,
Band 25, Nr. 2, 1993, Seiten 196-203, XP008045494, und in Afanasyev
v.N. und andere, "Turbulent
Flow Friction and Heat Transfer Characeristics for Spherical Cavities on
a Flat Plate", Experimental
Thermal and Fluid Science, Elsevier Science Inc., New York, USA,
Band 7, 1993, Seiten 1-8, ISSN: 0894-1777, ist eine Anordnung von
sphärischen
Vertiefungen in einer Oberfläche
zur Steigerung der Wärmeübertragung
beschrieben.
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Demnach
ist es wünschenswert,
eine Kühlsystemgestaltung
mit Ständerkanälen zu erhalten, die
die Kühleffizienz
erhöht,
während
sie die Verluste durch Reibungsnachteile in konventionellen Generatoren
minimiert oder verhindert. Es ist weiterhin wünschenswert, die gesamte Leistungseffizienz
zu erhöhen,
während
die gleiche Grundgröße des Ständerkerns
beibehalten wird.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Ständerblechpaketanordnung gemäß Anspruch
1, die benachbarte Pakete von gestapelten Blechen aufweist, die
durch mehrere sich radial erstreckende Abstandhalterblöcke getrennt
sind, wobei die einzelnen Paare von benachbarten Abstandhalterblöcken zusammen
mit angrenzenden, axial beabstandeten Blechen mehrere radiale Kühlkanäle bilden,
wobei jeder Kanal wenigstens eine Blechoberfläche mit mehreren Vertiefungen
aufweist. Wenigstens einige der Vertiefungen bilden eine strukturierte
Anordnung, wobei die strukturierte Anordnung mehr als eine einzige
radiale Reihe von Vertiefungen auf der wenigstens einen Blechoberfläche aufweist,
so dass auf der Blechoberfläche
jedes der Kühlkanäle in dem
Jochabschnitt (66) des Bleches einer einzelnen Vertiefung in
der Radialrichtung zwei Vertiefungen vorausgehen und zwei Vertiefungen
folgen, wobei die einzelne Vertiefung im Wesentlichen in dem Schnittpunkt
der zwei diagonalen Linien liegt, die jeweils eine der zwei vorausgehenden
Vertiefungen mit einer der zwei folgenden Vertiefungen verbinden,
und wobei keine Verwirbelungselemente vorhanden sind, die sich von
den Blechoberflächen
aus in die Kühlkanäle hinein
erstrecken.
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Die
Vertiefungen erstrecken sich von den Ständerkernkühlkanälen weg. Die Vertiefungen erhöhen den
Grad der Wärmeübertragung
zwischen den der Kanalwand benachbarten, erwärmten Gas und dem relativ kühleren Gas
in der Nähe
der Zentrallinie des Kanals. Dieses erhöhte Ausmaß an Mischung bringt kühleres Gas
mit der Kanalwand in Berührung, wodurch
es eine größere Wärmeübertragung
zulässt.
Darüber
hinaus vergrößern die
Vertiefungen die dem Kühlgas
ausgesetzte Oberfläche.
Ein weiteres Merkmal besteht darin, dass an jeder Vertiefung ein
Wirbel von geordneter Strömung
erzeugt und aus dieser Vertiefung ausgestoßen wird, um kühlerem Gas
das Eintreten in die Vertiefung zu ermöglichen. Das Endergebnis ist,
dass das mit der vorliegenden Erfindung wegen (1) einer verstärkten Mischung
zwischen kühlerem
Gas und erwärmtem
Gas, (2) mehr Oberfläche
für einen
Kontakt zwischen Kühlgas
und -kanälen
und (3) Wirbeln, die kühlerem
Gas das Eintreten in die Vertiefung ermöglichen und danach Wärme von
den Kanälen
abführen,
mehr Kühlung
erreicht wird.
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Darüber hinaus
bewirkt die Ausgestaltung gemäß der vorliegenden
Erfindung eine verstärkte Kühlung, während Reibungsverluste
minimiert werden. Folglich löst
die vorliegende Erfindung das Hauptproblem der Reibungsverluste
in Verbindung mit Bauarten, die Verwirbelungselemente verwenden.
Die vorliegende Erfindung bietet den gleichen oder einen ähnlichen
Nutzen und die gleichen oder ähnliche
Anwendungen wie Konstruktionen mit Verwirbelungselementen (siehe
US-Patent Nr. 5,869,912), erreicht aber eine höhere Gesamteffizienz, weil
sie die Reibungsverluste im Zusammenhang mit Bauarten mit Verwirbelungselementen
vermeidet oder minimiert.
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Die
vorliegende Erfindung kann leicht in neue Maschinen eingebaut oder
in vorhandenen Maschinen nachgerüstet
werden. Die vorliegende Erfindung kann in einen weiten Bereich von
Generatorkühlkonstruktionen
eingebaut werden, weil sie in Verbindung mit einem beliebigen gasförmigen oder
flüssigen
Kühlmedium
angewandt werden kann, das gegenwärtig in Gebrauch ist oder von
Fachleuten vernünftigerweise
für eine
zukünftige
Anwendung erwartet wird.
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Es
werden nun Ausführungsformen
der Erfindung im Wege eines Beispiels unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben:
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1 ist
ein partieller seitlicher Aufriss einer konventionellen Ständerkernblechanordnung
mit Kühlkanälen mit
glatten Wänden;
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2 stellt
eine partielle Endansicht dar, die entlang der Linie 2-2 aufgenommen
ist, von einer konventionellen, in 1 gezeigten
Ständerkernblechanordnung;
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3 ist
eine partielle seitliche Aufrissansicht einer konventionellen Ständerkernblechanordnung
mit Verwirbelungselementen;
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4 ist
eine vergrößerte partielle
perspektivische Ansicht eines in 3 gezeigten
Verwirblers;
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5 stellt
eine partielle Endansicht, die entlang der Linie 5-5 aufgenommen
ist, einer konventionellen, in 3 gezeigten
Ständerkernblechanordnung
dar;
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6 stellt
eine partielle seitliche Aufrissansicht einer Ständerkernblechanordnung gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar;
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7 stellt
eine partielle Endansicht, die entlang der Linie 7-7 aufgenommen
ist, von der in 6 gezeigten Ständerkernblechanordnung
dar;
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8 stellt
eine partielle Endansicht einer Ständerkernblechanordnung gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar;
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9 stellt
eine partielle Endansicht einer Ständerkernblechanordnung gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar;
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10 stellt
eine partielle Endansicht einer Ständerkernblechanordnung gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar; und
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11 stellt
eine partielle Endansicht einer Ständerkernblechanordnung gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar.
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12 stellt
eine partielle Endansicht einer Ständerkernblechanordnung gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar.
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13 stellt
eine partielle Endansicht einer Vertiefung einer Ständerkernblechanordnung
gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar.
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Wie
oben angegeben beschreibt das US-Patent Nr. 5,869,912 Ständerkernblechanordnungen, die
Kühlkanäle mit glatten
Wänden
oder Kühlkanäle mit Verwirbelungselementen
enthalten. In den 1 und 2 ist ein
Ausschnitt aus einer konventionellen Ständerkernblechanordnung 10 mit
Kühlkanälen 11 mit
glatten Wänden
gezeigt. Die Anordnung kann innerhalb eines „Paketes" 12 näherungsweise 70 einzelne Bleche
aufweisen. Wenn unten nichts angegeben ist, sind diese Blechpakete
näherungsweise
25,4 bis 76,2 mm (1 bis 3 Zoll) dick. Mehrere innere Abstandhalterblöcke oder
-stäbe 16 sind
an dem „äußersten" Blech 14 des
Paketes befestigt und erstrecken sich radial entlang des Jochabschnitts
oder Bereiches 18 des Kernbleches, und längere Abstandhalterblöcke oder
-stäbe
erstrecken sich radial nicht nur entlang des Jochabschnitts 18,
sondern auch entlang des radial inneren Zahnbereiches 20.
Das Blech, mit dem die inneren Abstandhalterblöcke verschweißt sind,
ist dicker als die übrigen
Bleche in dem Paket, typischerweise 0,64 mm (0,025 Zoll) dick. Die
inneren Abstandhalterblöcke 16 weisen
eine allgemein rechteckige oder quadratische Form mit einem Paar
von flachen Seiten auf, die angrenzende Ständerkernblechpakete 12 erfassen,
um dadurch mehrere sich radial erstreckende Kühlmitteldurchgänge oder
-kanäle
zwischen benachbarten Abstandhalterblöcken zu bilden. Die inneren
Abstandhalterblöcke 16 können verschiedene
andere Querschnitte, z.B. einen I-Balken-Querschnitt aufweisen. In Abhängigkeit
von der jeweiligen Kühlanordnung kann
die Kühlmittelströmung radial
in Einwärtsrichtung
oder radial in Auswärtsrichtung
erfolgen. Typischerweise weisen die inneren Abstandhalterblöcke eine
Höhe von
etwa 6,35 mm (0,250 Zoll) auf, die dann auch die Höhe des Kühlmittelkanals
festlegt. Die Breite der Abstandhalterblöcke beträgt auch etwa 6,35 mm (0,250
Zoll). 2 zeigt eine partielle Endansicht der konventionellen
Ständerkernblechanordnung 10,
die Kühlkanäle 11 mit
glatten Wänden aufweist
(wobei nur ein Kanal 11 gezeigt ist).
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In
den 3, 4 und 5 sind Teilansichten
einer konventionellen Ständerkernblechanordnung
mit Verwirbelungselementen gezeigt. Das Ständerkernblechpaket 22 ist
dem in 1 gezeigten im Wesentlichen in der Weise ähnlich,
dass durch sich radial erstreckende Abstandhalterblöcke 24 und zwei
angrenzende Bleche der benachbarten Blechpakete radial ausgerichtete
Kühlmittelkanäle gebildet werden. 3 stellt
auch die Lage und die Ausrichtung mehrerer Verwirbler 26 in
den einzelnen der sich radial erstreckenden Kühlkanäle dar. Wie in dem US-Patent Nr. 5,869,912
beschrieben sind die Verwirbler 26 in der Radialrichtung
in regelmäßig beabstandeten
Intervallen angeordnet und folgen im Wesentlichen der Krümmung der
Ständerkernanordnung
in Umfangsrichtung. 4 ist eine vergrößerte partielle
perspektivische Ansicht eines in 3 gezeigten
Verwirblers. Wie in dem US-Patent Nr. 5,869,912 beschrieben sind
die Verwirbler 26 nur in dem einzelnen Blech 32 von
den vielen Blechen 32, 32a, 32b, 32c,
... in dem Paket ausgebil det, das eine Wand des Kühlkanals
bildet. In dieser Ausführungsform
kann der Verwirbler 26 eine Breite von 9,65 mm (0,380 Zoll)
aufweisen, und er ist unter 90° relativ
zu der Ebene der Blechanordnung ausgerichtet. Die Verwirbler können jedoch
unter einem Winkel von zwischen z.B. 30° oder 45° relativ zu der Ebene des Bleches
ausgebildet sein, wie es in dem US-Patent Nr. 5,869,912 beschrieben
ist. Diese Verwirbler werden durch Rippen oder Vorsprünge gebildet,
die aus dem Blech ausgestanzt und danach so gebogen worden sind,
dass sie sich in dem Kühlmittelkanal
hinein erstrecken. Dies wird vor der Montage des jeweiligen Paketes
durchgeführt.
Das Blech, in dem die Verwirbler ausgebildet sind, hat eine Dicke
von etwa 0,64 mm (0,025 Zoll), während
die anderen Bleche 32a, b, c etc. in dem Paket eine Wanddicke
von etwa 0,36 mm (0,014 Zoll) aufweisen. Das Verhältnis zwischen dem
radialen Abstand der Verwirbler (z.B. etwa 9,53 mm (0,375 Zoll))
zu der Höhe
der Verwirbler (z.B. etwa 6,4 mm (0,25 Zoll)) beträgt etwa
15, kann aber zwischen etwa 5 und 20 liegen. 5 stellt
eine partielle Endansicht dar, die entlang der Linie 5-5 einer in 3 gezeigten
konventionellen Ständerkernblechanordnung
aufgenommen ist. Weitere Ausführungsformen
von Verwirblern sind in dem US-Patent Nr. 5,869,912 beschrieben
und gezeigt.
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Die 6 und 7 stellen
eine Ständerkernblechanordnung 62 gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar. Das Ständerkernpaket 64 ist
dem in den 1 und 3 gezeigten
allgemein in der Weise ähnlich,
dass durch sich radial erstreckende Abstandhalterblöcke 68 und
zwei angrenzende Bleche von benachbarten Blechpaketen radial ausgerichtete
Kühlmittelkanäle gebildet werden. 6 stellt
auch die Lage und Ausrichtung mehrerer Vertiefungen 70 in
jedem der sich radial erstreckenden Kühlkanäle dar. Wie gezeigt können sich
die Ver tiefungen 70 in dem Jochbereich 66 oder dem
Zahnbereich 67 befinden.
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Konkreter
ist das Abstandhalterblech 72 in dieser Ausführungsform
mit einer Anordnung 74 von Oberflächenvertiefungen 70 versehen.
Das Abstandhalterblech 72 weist etwa die gleiche Dicke
wie die anderen Bleche 73 auf, diese kann aber größer sein, wenn
es erwünscht
ist. Die Vertiefungsanordnung 74 hat die folgenden Eigenschaften:
- 1. Jede Vertiefung oder Dimple 70 in
der äußeren Oberfläche 78 des
Abstandhalterbleches 72 weist eine Öffnung 71 mit einem
Oberflächendurchmesser
von 2 bis 5 Millimeter (mm) auf.
- 2. Jede Vertiefung ist eine Halbkugelform, wenn auch nicht notwendigerweise
eine volle Halbkugel. Die vorliegende Erfindung umfasst Vertiefungen,
die halbkugelförmige
Sektoren oder Sehnen aufweisen. Das Verhältnis von Tiefe zu Oberflächendurchmesser
bei der Vertiefung kann von etwa 0,1 bis 0,50 betragen. Wenn das
Verhältnis von
Tiefe zu Oberflächendurchmesser
der Vertiefung 0,50 beträgt,
ist die Vertiefung eine volle Halbkugel.
- 3. Jede Vertiefung 70 weist eine maximale Tiefe von
0,3 bis 1,5 mm auf.
- 4. Der Abstand der Vertiefungen 70 von Mitte zu Mitte
beträgt
in der Anordnung 74 von etwa 1,1D bis 2D, wobei D der Oberflächendurchmesser
jeder einzelnen Vertiefung 70 an der Öffnung 71 ist.
- 5. Die Struktur der Anordnung 74 kann, wie es gezeigt
ist, eine aus gleichmäßig beabstandeten Vertiefungen 70 mit
einer gestaffelten Ausrichtung zwischen den Reihen sein. Es ist
jedoch vorstellbar, dass sich die Abmessungen und der Abstand der
Vertiefungen mit der Lage in dem Ständerkanal ändern, weil sich mit dem Ort
die Kanalbreite ändert.
- 6. Jede Vertiefung 70 weist eine Wand 77 auf,
die mit einer Oberfläche 78 einen
Winkel 79 bildet. Ferner kann jede Vertiefung 70 an
der Oberfläche 78 eine
scharfe Kante 76 aufweisen, dies ist der Fall, wenn der
Winkel 79 etwa 90° beträgt. Wenn es
erwünscht
ist, können
in dem Herstellungsprozess jedoch abgerundete Kanten erhalten werden,
z.B. für
einen Anstrich, um elektrische Kurzschlüsse zu verhindern. In dem Beispiel
abgerundeter Kanten ist der Winkel 79 größer als
etwa 90°. 13 zeigt
eine abgerundete Kante 109, wobei der Winkel 79 größer als
etwa 90° ist.
Mit anderen Worten ist „R", wie in 13 gezeigt,
der Radius des größten Kreises,
der der abgerundeten Kante 109 der Vertiefung 70 einbeschrieben werden
kann, wie es in der Querschnittsansicht zu sehen ist. „R" kann von etwa 0
bis 0,1 Zoll (2,54 mm) betragen. Ein Wert von R=0 würde eine scharfe
Kante 76 bezeichnen, wie sie in 8 gezeigt
ist.
- 7. Die Vertiefungen 70 können in Abhängigkeit von dem Herstellungsverfahren
abgewandelte (nicht halbkugelförmige)
Geometrien annehmen.
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Fachleute
werden erkennen, dass die exakte oder optimale Gestaltung oder Ausrichtung
der Vertiefungen für
eine gegebene Anwendung von den speziellen Bedingungen der Maschinenkonstruktion abhängt. Es
sind praktikable Bereiche für
Parameter angegeben worden, um die wahrscheinlichen Gestaltungen
darzustellen, die unter bestimmten Bedingungen zu verwenden sind.
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Fachleute
werden erkennen, dass die Vertiefungen 70 gemäß der vorliegenden
Erfindung auf eine Anzahl von Arten gebildet werden können. Beispiele
enthalten die folgenden, sind aber nicht auf diese beschränkt:
- 1. Vorgeformte, gepresste Bleche;
- 2. Verformung durch Stanzen einer Struktur auf ein einzelnes
Blech;
- 3. Verformung oder Einkerbung durch lokale Bearbeitung oder
Handstanzen;
- 4. Verformung eines Bleches durch Bearbeiten oder Stanzen zur
Bildung von Vertiefungen, wobei dieses Blech dann auf die Oberseite
eines zweiten Blechs gestapelt wird, das in dieses geschnittene
oder gestanzte Durchgangslöcher
aufweist, um das verformte Material des oberen Bleches aufzunehmen
(diese Konstruktion ist in 8 gezeigt).
- 5. Stanzen von konischen Löchern
in die Bleche (diese Konstruktion ist in 9 gezeigt);
- 6. Stanzen kreisförmiger
Löcher,
gefolgt von einem leichten Prägen
zum Abrunden des Bodens der Vertiefung (diese Konstruktion ist in 10 gezeigt);
und
- 7. Stapeln von gelochten Schichten mit Löchern verschiedener Größen (verschiedene
dieser Konstruktionen sind in den 11 und 12 gezeigt).
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Wie
in 8 gezeigt weist eine Kernblechanordnung 81 ein
Ständerkernpaket 83 auf,
das ein erstes Blech 80 enthält, das zum Aufweisen von Vertiefungen 70 ausgebildet
ist, und ein zweites Blech 82 weist Löcher 84 auf, die darin
zum Aufnehmen der Vertiefungen 70 des ersten Bleches 80 ausgebildet sind.
Wie 7 zeigt 8 eine scharfe
Kante 76, wobei der Winkel 79 etwa 90° beträgt.
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Wie
in 9 gezeigt können
zwei oder mehr Bleche 90 einzeln oder zusammen gelocht
und danach aufeinander gestapelt werden. Ein Lochen der Bleche 90 als
Stapel ermöglicht
Genauigkeit und enge Toleranzen für die sich ergebenden Vertiefungen 92.
Der Stapel 94 von zwei oder mehr Blechen 90 kann
auf ein flaches Bodenblech 96 gelegt werden. 9 stellt
einen Stapel 94 mit einer Dicke von etwa 0,7 mm, eine Öffnung 93 einer
Vertiefung 92 von etwa 2 bis 5 mm und einen Winkel von
etwa 45° bis
50° zwischen
einer Schrägfläche 91 jedes
Bleches 90 und der horizontalen Oberfläche des nächsten Bleches in dem Stapel 94 dar.
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Wie
in 10 gezeigt ist in einem Blech 100 ein
rundes Loch 102 gestanzt worden, und das Blech ist auf
ein flaches Blech 104 gestapelt worden, das danach leicht
geprägt
wird, um den Boden 106 der Vertiefung 108 abzurunden. 10 stellt
ein Blech 100 mit einer Dicke von etwa 0,35 mm und eine Öffnung 101 der
Vertiefung 108 von etwa 2 bis 5 mm dar.
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Wie
in 11 gezeigt können
mehrere Bleche 110 und 111, die jeweils verschieden
bemessene konische Löcher 112 bzw. 113 aufweisen,
auf ein flaches Blech 114 gestapelt werden. Das Endergebnis ist
eine Vertiefung 116 mit einem Paar von geneigten Wänden 115.
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Wie
in 12 gezeigt, können
mehrere Bleche 120 und 121, die jeweils verschieden
bemessene Löcher 122 bzw. 123 aufweisen,
auf ein flaches Blech 124 gestapelt werden. Das Endergebnis
ist eine Vertiefung 126 mit einem Paar von vertikalen Wänden 125.
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Jede
einzelne Vertiefung kann eine Halbkugelform sein (wie es z.B. in
den 6 bis 8 gezeigt ist) oder eine Geometrie
aufweisen, die sich einer Halbkugelform annähert (wie es z.B. in den 9 bis 12 gezeigt
ist). Eine Vertiefung mit einer Geometrie, die sich einer Halbkugelform
annähert,
weist eine Öffnung 93 mit
einer Querschnittsfläche
für die Vertiefung
auf, die gleich groß wie
oder größer als
die Querschnittsfläche
des Bodens 95 der Vertiefung ist, wobei wenigstens eine
Querschnittsfläche
der Vertiefung von kreisförmiger
oder im Wesentlichen kreisförmiger
Gestalt ist.
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Es
wird angemerkt, dass in jeder der beschriebenen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung die Vertiefungen so gezeigt sind, dass
sie sich nur von einer Seite der jeweiligen Kühlkanäle erstrecken. Die Vertiefungen
könnten
sich jedoch entweder in einer gleich gerichteten oder einer versetzten
Beziehung in der Radialrichtung von beiden Seiten der Kanäle erstrecken.
Eine weitere Verstärkung der
Kühlung
kann z.B. in der in den 6 und 7 gezeigten
Ausführungsform
durch die Anordnung von Vertiefungen 70 auf der Oberfläche 86 des
an grenzenden Abstandhalterbleches 88 erzielt werden, die
der Abstandhalterblechoberfläche 78 mit
den Vertiefungen 70 gegenüberliegt, so dass beide Oberflächen 86 und 78 des
Strömungskanals
Vertiefungen 70 aufweisen.
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Tests
der Kühlkanäle mit Vertiefungen 70,
die der in den 6 und 7 dargestellten
Anordnung ähnlich
sind, zeigen, dass die Wärmeübertragungsleistung
an der Wand mit Vertiefungen um etwa 40-50 % gegenüber derjenigen
verstärkt
wird, die an Kühlmittelkanälen mit
glatten Wänden
festzustellen ist, und ergeben einen geringen oder keinen Reibungsnachteil.