DE337561C - Anordnung zur Kuehlung von elektrischen Maschinen - Google Patents

Description

• Anordnung zur Kühlung von elektrischen Maschinen. Der Gedanke, elektrische Maschinen anstatt durch Luft mittels Flüssigkeit zu kühlen, ist nicht mehr neu. Die praktische Ausführung der Flüssigkeitskühlung scheiterte jedoch an der störenden Wirkung des umlaufenden Teiles, die einerseits durch die Fliehkraft, anderseits durch die relative Dewegung zwischen den beiden Teilen herbeigeführt wird. Selbst Vorschläge sind nur so weit gediehen, die Flüssigkeitskühlung- des Ankers allein durch Einkapselung desselben zu ermöglichen, wobei aber für den nach außen ebenfalls abgeschlossenen Magnetring wegen der störenden Einwirkung des unilaufenden Ankers die Luftkühlung beibehalten werden mußte.
• Gemäß der Erfindung. wird die Flüssigkeitskühlung durch die vollständige Beseitigung der erwähnten Störungen für beide Teile der elekl#dschen Maschinen ermöglicht. Dies wird durch eine Anordnung erreicht, die dadurch gekennzeichnet ist, daß jeder der beiden Teile seine eigene Kühlflüssigkeit in einem ausschließlich zu dem betreffenden Teil gehörigen Gehäuse eingeschlossen trägt, so ,laß die Kühlflüssigkeit des einen Teiles den anderen Teil oder dessen Gehäuse nicht bestreicht. Insbesondere wird die ungestörte Flüssig #l:eitsl:iihlung des auswärtigen Teiles dadurch ermöglicht, daß sein Flüssigkeitsraum auch nach innen, gegen den in«-endigen Teil zu, durch das eigene Gehäuse abgeschlossen wird. Das die Kühlflüssigkeit ein- ; schließende Gehäuse kann am einfachsten j den umlaufenden oder ruhenden Teil der 1laschine völlig in sich scliließen, es kann aber auch z. B. nur die eine stärkere Kühlung beanspruchenden Teile umfassen.
• Die Gehäuse können in verschiedenster Weise gebaut werden. Einige Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung veranschaulicht.
• Gemäß Fig. i werden die Gehäuse bei einem Turbogenerator mit Hilfe zweier den Luftspalt durchsetzender und über die Stirn-\-erbindungen Hinausragender Verschalungen hergestellt. Die eine Verschalung, ein an den Seitenschilden i und 2 des ruhenden Teiles dicht befestigtes Rohr 3, schließt (las Gehäuse des ruhenden Teiles nach innen ab. Die zweite Verschalung besteht aus einem über den umlaufenden Teil gezogenen Rohr .4, Blas an den beiden Enden durch über die Wellenteile 5 und 6 gestülpte Scheiben und 8 dicht abgeschlossen ist. Sowohl der ruhende wie auch der umlaufende Teil sind soinit zu je einem dicht geschlossenen Gehäuse ausgebildet, das mit dem flüssigen Kühlmittel gefüllt wird. -Die Spulenköpfe 1ä, i9 des ruhenden so-«vie 2o, a1 des umlaufenden Teiles befinden sich in den mit Kühlflüssigkeit gefüllten Räumen 22, 23 bzw. 2d., 25 der Gehäuse, so (laß ihnen eine wirksame Kühlung zuteil wird. Zur Kühlung der Eisenkerne 13, 26 sind in diesen - «-i e bei der Luftkühlung -ii der Wellenrichtung verlaufende Nuten 27, 25, 29, Bohrungen 3o, Langlöcher 31 usw. (Fig.8) oder zwischen den Blechpaketen 32 senkrecht zur Welle verlaufende Spalte 33 (Fig. i) ausgebildet, durch welche das Kühlmittel von einem Flüssigkeitsraum in den anderen geleitet wird.
• Um die Wicklungen 34 und 35 durch die Kühlflüssigkeit unmittelbar bestreichen zu lassen, sind dieselben in den Nuten 36 und 3; der Eisenkerne unter Belassung eines freien Durchtrittsquerschnittes für die Kühlflüssigkeit angeordnet. Als solche freie Durchtrittsquerschnitte können entsprechende Ausschnitte 27, 28 der Nuten 38 (Fig.8), Aussparungen 39, 40 im Leitermaterial selbst (Fig.3 und 4), innerhalb der Isolation zwischen die Leiter eingesetzte Rohre 41 (Fig. 6), die Zwischenräume 42, 43 und 4-,1 zwischen mehreren innerhalb der Isolation untergebrachten Leitern (Fig.5, 7 und 12) dienen.
• Bei Maschinen, deren Luftspalt zur Aufnahme der beiden Verschalungen 3, 4 nicht breit genug ist, oder bei denen dieVerschalung des umlaufenden Teiles wegen der sehr großen Umfangsgeschwindigkeit zu stark ausfallen würde, werden für ein Gehäuse an Stelle einer einzigen durchgehenden Verschalung deren zwei verwendet, die sich nur auf die die Stirnverbindungen enthaltenden Endteile der Maschine erstrecken. Eine solche Anordnung ist in Fig. 2 dargestellt, wo die inneren Enden der an Stelle der Verschalung 3 (Fig. i) verwendeten Rohre 9 und io an den Endscheiben ii und 12 des Ständerblechkörpers 13 angedichtet sind. Ebenso können die Läuferenden durch einerseits an die Scheiben 7 und j 8 (Fig. i), anderseits an die Endscheiben 14, 15 des Läufers angeschlossene Rohre oder, ; wie in Fig.2 dargestellt, durch in gleicher Weise abgedichtete kappenartige Verschalungen 16 und i7 abgeschlossen werden. Natürlich könnten die Rohre 9 und -io mit den Seitenschilden i bzw. 2 aus einem Stück bestehen. Auch können die verschiedenen Ausführungen für den stehenden und drehenden Teil nach Belieben kombiniert werden.
• Damit die Kühlflüssigkeit bei nur seitlichen Verschalungen von dem einen Flüssigkeitsraum 24 in den anderen 25 geleitet wer-. den kann, ohne zwischen den Blechlamellen oder durch die offenen Nuten entweichen zu können, «erden Rohre 4.6, 48 in die in der Wellenrichtung verlaufenden Nuten bzw: , öffnungen des Eisenkernes gelegt, welche die seitlichen Flüssigkeitsräume miteinander verbinden und in den Endscheiben 14, 15 abgedichtet münden. Die letzteren werden zu t diesem Zwecke auch dann mit geschlossenen I Nuten ausgeführt. wenn die Eisenkerne j offene Nuten besitzen. In Fig. i i und i2 ist diese Anordnung für den ruhenden Teil in. größerem Maßstabe dargestellt. Die Dichtungsrohre 46, 48 «-erden aus .Metall oder, wenn notwendig, aus entsprechendem Isoliermaterial hergestellt. Hierbei können alle Ausführungen nach Fig. 3 bis 7 Verwendung finden.
• Der Weg des Kühlmittels durch die lIaschine ist folgender: - Beim ruhenden Teil: Eintrittsöffnung 49, Raum 22, achsiale Öffnungen des Blechkörpers, Raum 23, Durchgang 5o, Raum 51, Spalte 33, Austrittsöffnung 52; beim umlaufenden Teil: Wellenbohrungen 53 und 54, Raum 24, achsiale Nuten und Öffnungen des Eisenkörpers, Raum 25, Wellenbohrungen 55 und 56. Die austretende Flüssigkeit wird vor der Wiederverwendung in einen Kühler geleitet.
• Bei den Ausführungsformen nach Fig.9 und io, welche einen massiv ausgeführten umlaufenden Teil eines Turbogenerators darstellen, werden die seitlichen Flüssigkeitsräume statt der Verschalungen durch die Wellenflanschen 57, 58 gebildet. Außerdem sind die Nuten 6o für die Wicklungen 59 als geschlossene Bohrungen des Eisenkörpers ausgeführt, welche, falls Hohlräume zwischen einzelnen Leitern oder zwischen diesen und den Nutenwänden vorgesehen sind, ohne <veiteres als Leitungen für das flüssige I,'-ühlmittel verwendet «'erden können, so claß das Einziehen besonderer Rohre, wie nach Fig. i i und 12, überflüssig wird.
• Selbstverständlich kann man statt eines zusammenhängenden Gehäuses für die Kühlflüssigkeit auch zwei oder mehrere Gehäuse verwenden, ohne dem Erfindungsgedanken Abbruch zu tun.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Kühlung von elektrischen Maschinen, dadurch gekennzeichnet, daß der ruhende und der umlaufende Teil derselben durch eigene, ausschließlich zu dem betreffenden Teil gehörige Gehäuseteile gegeneinander abgeschlossen sind; so daß die Kühlströme des einen Teils den andern Teil oder dessen Gehäuse nicht bestreichen, wobei der äußere und der innere Maschinenteil durch Flüssigkeit oder nur der äußere Maschinenteil durch diese, der innere aber durch Luft gekühlt werden.
2. 2. Ausführungsform nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Aufnahme der Kühlflüssigkeit dienenden geschlossenen Gehäuse mit Hilfe von den üblichen Luftspalt durchsetzenden, über die Endscheilx:ii hinausragenden und an den Seitenschilden befestigten Verschalungen hergestellt sind.
3. 3. Anordnung zur Flüssigkeitskühlung elektrischer Maschinen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß beiderseits derEisenkerne mit Hilfe von an den Stirnflächen angeschlossenen, an sich bekannten Verschalungen hergestellte Flüssigkeitsräume miteinander durch den Eisenkern durchsetzende, abgedichtete Rohrleitungen verbunden sind, «-elche gegebenenfalls zugleich unter Wahrung von ; Hohlräumen für den Durchtritt des Kühlmittels zur Aufnahme der Wicklunäen dienen. -4.. Ausführungsform nach Anspruch i, daclurch gekennzeichnet, daß der umlaufende Teil seitlich durch an sich bekannte Flanschenwellcn abgeschlossen ist, die zwecks Zufülirun#- des Kühlmittels achsial durchbohrt und an den Innenflächen der Flanschen so -geformt sind, daß Raum für den Durchtritt des Kühlmittels bleibt. Ausführungsform nach Anspruch 3 und .4 für massiv ausgeführte Eisenkerne, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen den seitlichen Flüssigkeitsräumen durch geschlossene Bohrungen des Eisenkernes hergestellt ist, welche bei entsprechender Wahrung von Hohlräumen für den Durchtritt der Kühlluft gegebenenfalls zugleich zur Aufnahme der Wicklungen dienen.