DE619520C

DE619520C - Einrichtung zur Kuehlung des Laeufers elektrischer Maschinen durch rueckgekuehlte Fluessigkeiten

Info

Publication number: DE619520C
Application number: DEA72431D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Walter Volkers
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1934-02-07
Filing date: 1934-02-07
Publication date: 1935-10-02

Description

DEUTSCHES REICH

■ BIbiloihssk
2 5 ΝΟΥ, 1935

AUSGEGEBEN AM
2. OKTOBER 1935

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

M619520 KLASSE 21 d V GRUPPE 56 oi

Patentiert im Deutschen Reiche vom 7. Februar 1934 ab

Die Flüssigkeitskühlung für den umlaufenden Teil elektrischer Maschinen hat trotz des Vorzuges einer günstigen Wärmeabfuhr im Vergleich zur Luftkühlung bisher in der Praxis noch keinen Eingang gefunden. Die Ursache hierfür bildet die technische Schwierigkeit, welche in. der Überleitung des flüssigen Kühlmittels aus dem feststehenden Behälter oder Rückkühler in die Kanäle des umlaufenden Maschinenteiles mit sich bringt, und welche vor allem in der Herstellung einer einwandfreien Dichtung an den Laufstellen zu erblicken ist. Es ist bekannt, daß man deshalb die Läuferwelle hohl ausgeführt hat, um von ihrer zentralen Bohrung aus die Flüssigkeit zu verteilen. Diese Lösung befriedigte jedoch nicht, weil durch die Querdurchbohrung der Welle unerwünschte Materialschwächen eintraten.

Um eine Flüssigkeitskühlung des Läufers unter Vermeidung von Dichtungen zu ermöglichen, ist vorgeschlagen worden, den Läufer der Maschine zu einem Hohlkörper auszubilden und die Kühlflüssigkeit durch seitlich hineinragende feststehende Rohre zu- und abzuleiten. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß durch das Herausspritzen der in dem Hohlraum des Läufers befindlichen Kühlflüssigkeit eine Gefahr des Feuchtwerdens der Maschine besteht.

Ferner ist bekanntgeworden, eine leicht verdampfbare Flüssigkeit in geeigneter Weise auf die zu kühlenden Teile des Läufers zu spritzen. Auch bei dieser Anordnung besteht die Gefahr, daß die Eisenteile und die Wicklungen von dem Kühlmittel angegriffen werden.

Diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß der Rückkühler für die Kühlflüssigkeit des Läufers mit diesem umlaufend angeordnet wird. Damit die Überleitung zwischen dem drehenden Rückkühler und dem Kühlkanalsystem des Läuferkernes keine Behinderung durch die Lagerstützen erfährt, ist ferner der Rückkühler zwischen dem Stirnende des wirksamen Läufereisens und dem Lager dieser Seite untergebracht.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele veranschaulicht. Einheitlich bedeutet α den aktiven Teil des Läufers, c seine Welle mit den beiden Stützlagern ^₁ bzw. do, b den Ständerblechkörper und f die Fundamentplatte der elektrischen Maschine. Der Rückkühler g ist hier der. Einfachheit halber als Rippenrohrgebilde angedeutet und kann natürlich jede Bauart erhalten, die in Rücksicht auf seine Rotation geeignet ist.

Abb. ι zeigt den mit der Welle c umlaufenden Kühlerg an der rechten Stirnseite

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr.-Ing. Walter Volkers in Berlin-Wilmersdorf.

zwischen ihr und dem Lagerbock d₂. Die Ableitungsrohre m, welche zweckmäßigerweise zugleich als Leiter des Läufers dienen mögen, führen unmittelbar zu den der Erwärmung ausgesetzten Teilen im Läufereisen, während die Rückleitungskanäle k in diesem Fall an der Welle liegen, wo die Kühlflüssigkeit keine . merkliche Wärme mehr aufzunehmen hat. Ist indessen der Temperaturanstieg der Flüssigkeit über die Länge des Läufers in solchen Grenzen geblieben, daß auch noch weitere Läuferteile von ihr gekühlt werden können, so steht nichts im Wege, auch die Rückleitungsrohre k mit zur Kühlung heranzuziehen und sie dort zu verlegen, wo die Flüssigkeit weitere Wärmemengen aufnimmt, ehe sie in den Kühler zurückfließt.

Die Förderung der Kühlflüssigkeit, welche z. B. Öl sein kann, ist gemäß Abb. ι durch Pumpen p bewerkstelligt. Sie sind mit ihren Gehäusen und ihren Antriebsmotoren auf dem Läufer befestigt, damit die Zuleitungen und Dichtungen möglichst einfach hergestellt werden können. Da die Pumpen im allgemeinen nur arbeiten brauchen, wenn die zu kühlende . Maschine umläuft, ist es zweckmäßig, sie selbsttätig mit dem Beginn der Maschinendrehung einzuschalten.

Die Rückkühlung der erwärmten Kühl-So flüssigkeit im umlaufenden Rückkühlerg· kann in mannigfacher Weise geschehen. Für - diesen Zweck ist die Anbringung eines feststehenden Kühlkörpers h zu empfehlen, der die Umlaufbahn des Kühlers g umschließt. S5 Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. ι ist angenommen, daß ein Kaltluftstrom von einer Öffnung der Fundamentplatte her nach oben unmittelbar gegen den Kühler geblasen wird. Indessen läßt sich auch eine Flüssigkeits- [o beaufschlagung als sekundäres Kühlmittel anwenden, wie etwa der Abb. 3 zu entnehmen ist. Dort ist der Kühler g₂ zwischen-zwei mitlaufenden Trennwänden t abgeteilt und in diesem so gebildeten Raum eine Sprühvorrichtung s eingefügt, welche gegebenenfalls als Ring ausgebildet sein kann.

Eine weitere günstige Gestaltung des Erfindungsgedankens ergibt sich, wenn, jede Stirnseite des Läufers einen Rückkühler erhält. Abb. 2 zeigt diese Ausführungsform mit beiderseitigen Kühlern ^₁ und g₂. Hierbei wird also die auf einer Axiallänge in dem Rohr q erwärmte Flüssigkeit an jeder Stirnseite zunächst gekühlt, ehe sie erneut durch den Läufer strömt, kann also auf ihrem Rückweg vollwertig zur Kühlung dienen. Daraus ergibt sich, daß der wirksame Läuferkörper keine für die Kühlung ausscheidenden Rohre aufzunehmen braucht.
ο Bei Maschinen mit stehender Welle können besondere Förderpumpen ρ entbehrlich werden, wenn man den Umlauf des flüssigen Kühlmittels im Läufer über seinen mitlaufenden Rückkühler (Abb. 4) durch Temperaturgefälle bewirkt. Auch wenn hierbei sowohl das Zuleitungs- als auch das Ableitungsrohr des Kühlers zur Kühlung benutzt wird, läßt sich das Förderprinzip mit Hilfe eines Temperaturgefälles anwenden, sofern die Ableitungsrohre in ihrem Querschnitt oder in ihrer Anzahl größer gewählt sind als die der Zuleitungsrohre, oder wenn letztere an Stellen liegen, die einer stärkeren Erwärmung ausgesetzt sind.

Zufolge der Umdrehung des Kühlers kann man einzelne geeignete Bestandteile davon, z. B. seine Kühlrippen, so gestalten, daß sie als Förderorgan des sekundären Kühlmittels für den Kühler dienen, z. B. als Luftbeweger.

Claims

80 Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Kühlung des Läufers elektrischer Maschinen durch rückgekühlte Flüssigkeiten, dadurch gekenn- zeichnet, daß der Rückkühler (g) für das flüssige Kühlmittel des Läufers mit diesem umläuft.

2. Einrichtung nach Anspruch x, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückkühler (g) zwischen dem Stirnende des Läufereisens (α) und dem Lager (d) der einen Maschinenseite auf dem Läufer angeordnet ist.

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem der beiden Stirnenden des Läufereisens ein Rückkühler (g_t, g₂) auf dem Läufer angeordnet ist (Abb. 2).

4. Einrichtung nach den Ansprüchen r 10c bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufenden Rückkühler von einem feststehenden Kühlgürtel (/;) umgeben sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der umlaufende »°5 Rückkühler (g) vom Kühlmittel des umgebenden Kühlgürtels (/() unmittelbar beaufschlagt ist, beispielsweise durch einen.· innerhalb dieses Gürtels gegen den umlaufenden Rückkühler geleiteten Luft- oder Flüssigkeitsstrom.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückleitungsrohre (fr) zum umlaufenden Rückkühler (g-j und die Ableitungsrohre (m) vom Rückkühler durch den Läuferkörper geleitet sind und zur Kühlung mit· herangezogen werden, indem die Rohre durch wärmeabgebende Teile des Läufers geführt werden.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, bei Anwendung auf Läufer mit stehender

Welle, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlauf des flüssigen Kühlmittels im Läufer über seinen mitlaufenden Rückkühler entweder durch Temperaturgefälle bewirkt oder durch Pumpen (p) vorgenommen wird, deren Gehäuse mit dem Läufer umlaufen.

8. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpen (p)' mit Beginn des Läuferumlaufes selbsttätig einschalten.

9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Bestandteile des umlaufenden Rückkühlers, insbesondere seine Kühlrippen als Luftbeweger ausgebildet sind.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen