Kühlvorrichtung an geschlossenen elektrischen Haschinen. Kühlvorrichtungen für geschlossene elek trische Motoren, Generatoren sind bereits be kannt, bei welchen die Kühlung vermittelst durch Ventilatoren getriebener Luft erzielt wird, die um die zu kühlenden Teile der Ma schine und um Kühlelemente strömt-, durch welche die Luft wieder abgekühlt wird. Als Abkühlungsmittel ist teils ein anderer Luft strom und teils Wasser verwendet worden. Die bisher bekannten Kühlvorrichtungen, besonders diejenigen, bei -welchen Wasser als Kühlinittel dient, sind sehr umfangreich und nehmen viel Platz an der Seite oder unter der elektrischen Maschine in Anspruch.
Bei ge wissen Ausführungsformen sind die Kühlele mente in dem die Maschine umgebenden Man tel angeordnet. Die bekannten Anordnungen haben aus verschiedenen Ursachen keine ge nügende Wirkung erzielt, so dass ausreichende Kühlung nicht erreicht werden konnte Bei einer bekannten Ausführung sind die inner- balb des Mantels der Maschine angebrachten Kühlelemente nur in achsialer Richtung ein- steckbar und ausnehmbar, so dass sie hier durch schwer zugänglich werden und nur mit Schwierigkeiten ausgewechselt werden kön nen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sieh auf eine Kühlvorrichtung an geschlossenen elektrischen Maschinen, deren Kühlluft so wohl um die zu kühlenden Teile, als auell. um ausserhalb der Masc*hi-nenwicklungen be- findlielie Kühlerelemente strömt, wobei die Kühlerelemente aus tangential in das Ge häuse eingesteckten Flachrohrbündeln beste- lien, deren durch die Abflachung gebildeten ebenen Flächen in senkrecht zur Maschinen,
- welle stellender Richtung verlaufen.
Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbei spiel des Erfindungsgegenstandes dar.
Fig. <B>1</B> zeigt einen Längsschnitt durch einen elektrischen Generator; Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch den selben, wobei dessen Oberteil ein Schnitt ge- mäss Linie A-A und der Unterteil ein Schnitt gemäss Linie B-B in Fig. <B>1</B> ist; Fig. <B>3</B> zeigt eine Einzelheitder Kühlvor richtung.
In Fig. <B>1</B> gibt<B>1</B> die Generatorwelle, 2 den Rotor und<B>3.</B> den Stato#r an. Die Welle <B>1</B> ist bei 4 und<B>5</B> in zum Generatorenmantel <B>6</B> gehörenden Endstücken<B>7</B> und<B>8</B> aufgela gert. Auf der Welle<B>1</B> beim Lager<B>5</B> ist ein Propellerventilator<B>9</B> angebracht, welcher während des Betriebes der Maschine die im Mantel<B>6</B> befindliche Luft in der Richtung des Pieils <B>10</B> durch die in Gruppen<B>11</B> bezw. 12 angeordneten Külllelemente radial nach aussen treibt.
Diese Kühlelementgruppensind in einem Mantel<B>13.</B> angeordnet, -der die Verlängerung des Mantels<B>6</B> darstellt. Die Elemente sind mit Bezug auf die Maschinen welle tangential in den Mantel -6, eingesteckt und das eine Ende derselben liegt ausserhalb dieses Mantels. In den Mänteln<B>6</B> und 1.,3 sind Kanäle angeordnet, welche die Luft von und zu den zu kühlenden Teilen der Maschine leiten.
Die Luft, die die Gruppe<B>11</B> -passiert hat, wird alse durch einen Kanal 14 geleitet, wo sie, wie die Richtung des Pfeils angibt, um die Statorbleche herum weiterströmt. Ein Teil der im Kanal 14 strömenden Luft wird auch, wie der Pfeil<B>15</B> zeigt, zwischen Tei len in der Nähe der Rotorwelle und dest Ro tors geleitet.
Der Kanal 14 nimmt nur einen kleinen Teil des äussern Teils des Mantels.<B>6</B> in Anspruch und wirdclurch radiale Wände begrenzt, wie aus Fig. 2 ersichtlich, in wel- eher dieselben Beziehungen wie für in Fig. <B>1</B> trezeigte Teile verwendet werden. In, dieser Figur sind im Unterteil die Kanäle, die die kalte Luft leiten, mit 14 bezeichnet, während die Räume, in welchen Luft vom Innern der Maschine zu den Kühlelementen geleitet wird, mit<B>16</B> bezeichnet sind.
Die Kühlluft strömt also in radialer Richtung durch die Statorbleche, und zwar sowohl nach innen als auch nach aussen, und wird durch den Kanal<B>16</B> zum Ventilator zurücko-eführt <B>ei</B> (siehe auch Fig. <B>1).</B>
Bei der hier beschriebeneu Ausführungs form sind die Kühlelemente in vier Grup- peu<B>11,</B> 1,2, <B>17</B> und<B>18</B> angeordnet. Die Grup- peu sind mit -dem einen Ende durch von aussen leicht zugängliche Flanschen und Bol zen fest an dem äussern Teil des umgebenden Mantels angebraelit. Jede Elementgruppe, zum Beispiel<B>17,</B> kann somit leicht, nachdem die Bolzen entfernt sind, in der Richtung des Pfeils <B>19</B> herausgenommen und durch eine andere ersetzt werden, die in entgegen gesetzter Richtung einzusetzen ist-.
Diese Gruppen enthaJten, mehrere Elemente, wie aus Fig. <B>3</B> liervorgeht, wo-bei die Elemente 2.0 mit den Enden in Verteilungskammern 21 bezw. 22, in welchen das Wasser strömt, durch welches die Luft abgekühlt werden soll, angebracht sind.
Die Kammer 2.1 ist durch ei-ne Scheidewand 23# in zwei Teile ge teilt, wobei der eine Teil mit einer Zuführ- leitung 24 für Wasser verbunden ist, wäh rend der andere Teil mit einer Ablassleitung <B>25</B> verbunden ist. Das Wasser strömt somit wie die Pfeile angeben, zuerst in der einen Richtung durch eine gewisse Anzahl von Elementen, um in der Kammer 22 die Rieh- tung zu ändern und durch die andern Ele mente in derselben Gruppe zu. strömen.
Die Elemente sind aus abgeflachten Rohren zu sammengesetzt, die durch gewellte Bleche H voneinander getrennt sind, welche auf den flachen Seiten der abgeflachten Rohre, fest gelötet sind. Sie sind derart angeordnet, dass ,sich die durch die Abflachung gebildeten ebenen Flächen der Rohre parallel zur Luft- strömungsrielltung und senkrecht zur Ma schinenwelle befinden-. Die Luft hat also. eine grosse Fläche zu bestreichen im Verhältnis zu der Fläche, welche vom Kühlwasser be rührt wird, was mit der Grösse des Über gangskoeffizienten zwischen Luft und Metall und Metall und Wasser übereinstimmt.
Diese Gruppen, deren Anzahl mindestens drei sein soll, sind an einer Stirnseite der Maschine ausserhalb des Ventilators<B>9</B> rings um die Welle angeordnet und bilden Seiten einer ,geenietrischen Figur. Bei der hier beschrie benen Ausführungsforni bilden die Gruppen Seiten eines. Quadrates, in dessen Zentrum sich die, Rotorwelle befindet. Um gegebenen- falls Leckagewasser abzuleiten, ist der äussere Begrenzungsring<B>27</B> des Ventilators als eine, unter den Kühlelementen gelegene Rinne aus gebildet, durch welche das Wasser zu einer im Mantel angeordneten Abzapfvorrielitung abgeleitet wird.
Die besehriebdue Kühleinriclituno, ist weniger umfangreich als früher bekannte. Es sind auch andere Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes denkbar. So kann zum Beispiel der Mantel<B>6</B> der Maschine sich achsial länger erstrecken, so dass die Kühlelemente von diesem Mantel anstatt von der Verlängerung<B>13</B> desselben umschlossen werden. Die abgeflaeliten Rohre der Kühl elemente können in anderer Weise voneinan der getrennt sein; sie können zum Beispiel in bekannter Weise mit vorstehenden Rippen eventuell in sich kreuzenden Richtungen, aus- c,erüstet sein.
Falls Wellbleche zwischen den Rohren vorhanden sind, brauchen diese nicht unbedingt an den Rohren festgelötet zu sein, obwohl dieses eine bessere Wärmeüberfüh rung- gibt. Ebenfalls ist es nicht notwendig, dass die Gruppen der Kühlelemente Seiten einer geometrischen Figur um die Welle der Maschine bilden. Vorzugsweise ist das jedoch der Fall; jedoch braucht die Figur natürlich nicht ein Quadrat zu sein, sondern kann in Abhängigkeit von der Anzahl Elemente auch eine andere Figur sein.
Cooling device on closed electrical machines. Cooling devices for closed electric motors and generators are already known, in which the cooling is achieved by means of fans driven air that flows around the parts of the machine to be cooled and around cooling elements, through which the air is cooled again. A different air flow and partly water were used as cooling means. The previously known cooling devices, especially those in which water is used as the cooling medium, are very extensive and take up a lot of space on the side or under the electrical machine.
In ge know embodiments, the cooling elements are arranged in the jacket surrounding the machine. For various reasons, the known arrangements have not achieved sufficient effect, so that sufficient cooling could not be achieved. In a known embodiment, the cooling elements attached inside the shell of the machine can only be inserted and removed in the axial direction, so that they can be removed here difficult to access and can only be replaced with difficulty.
The present invention relates to a cooling device on closed electrical machines, the cooling air of which surrounds the parts to be cooled as well as auell. The cooler elements flow around the outside of the machine windings, the cooler elements being made up of flat tube bundles inserted tangentially into the housing, the flat surfaces of which are formed by the flattening in perpendicular to the machine,
- run in the direction of the wave.
The drawing represents an exemplary embodiment of the subject matter of the invention.
Fig. 1 shows a longitudinal section through an electrical generator; 2 shows a cross section through the same, the upper part of which is a section along line A-A and the lower part is a section along line B-B in FIG. 1; Fig. 3 shows a detail of the cooling device.
In Fig. 1, <B> 1 </B> indicates the generator shaft, 2 the rotor and <B> 3. </B> the stato # r. The shaft <B> 1 </B> is at 4 and <B> 5 </B> in end pieces <B> 7 </B> and <B> 8 </ that belong to the generator casing <B> 6 </B> B> supported. A propeller fan <B> 9 </B> is attached to the shaft <B> 1 </B> at the bearing <B> 5 </B>, which during the operation of the machine the in the jacket <B> 6 </ B > located air in the direction of the Pieils <B> 10 </B> through the groups <B> 11 </B> respectively. 12 arranged Külllelemente drives radially outward.
These cooling element groups are arranged in a jacket <B> 13. </B> which represents the extension of the jacket <B> 6 </B>. With respect to the machine shaft, the elements are tangentially inserted into the jacket -6, and one end thereof is outside this jacket. In the jackets <B> 6 </B> and 1, 3 channels are arranged which guide the air from and to the parts of the machine to be cooled.
The air that has passed through the group 11 is passed through a duct 14 where, as the direction of the arrow indicates, it continues to flow around the stator laminations. Some of the air flowing in the channel 14 is also, as the arrow <B> 15 </B> shows, directed between parts near the rotor shaft and the rotor.
The channel 14 takes up only a small part of the outer part of the shell and is delimited by radial walls, as can be seen from FIG. 2, in which the same relationships as for in FIG > 1 </B> parts shown are used. In this figure, the channels that conduct the cold air are denoted by 14 in the lower part, while the spaces in which air is conveyed from the interior of the machine to the cooling elements are denoted by <B> 16 </B>.
The cooling air thus flows in a radial direction through the stator laminations, both inwards and outwards, and is returned to the fan through channel 16 (see also Fig. <B> 1). </B>
In the embodiment described here, the cooling elements are arranged in four groups <B> 11, </B> 1, 2, <B> 17 </B> and <B> 18 </B>. One end of the group is firmly attached to the outer part of the surrounding jacket by flanges and bolts that are easily accessible from the outside. Each element group, for example <B> 17, </B> can thus easily, after the bolts have been removed, be taken out in the direction of the arrow <B> 19 </B> and replaced by another in the opposite direction is to be used.
These groups contain several elements, as shown in FIG. 3, where the elements 2.0 with the ends in distribution chambers 21 or 22, in which the water flows through which the air is to be cooled, are attached.
The chamber 2.1 is divided into two parts by a partition 23 #, one part being connected to a supply line 24 for water, while the other part is connected to a discharge line 25 . Thus, as the arrows indicate, the water first flows in one direction through a certain number of elements in order to change the direction in the chamber 22 and through the other elements in the same group. stream.
The elements are composed of flattened tubes, which are separated from one another by corrugated metal sheets H, which are firmly soldered to the flat sides of the flattened tubes. They are arranged in such a way that the flat surfaces of the tubes formed by the flattening are parallel to the air flow direction and perpendicular to the machine shaft. So the air has. to coat a large area in relation to the area which is touched by the cooling water, which corresponds to the size of the transition coefficient between air and metal and metal and water.
These groups, the number of which should be at least three, are arranged on an end face of the machine outside the fan 9 around the shaft and form sides of a geometric figure. In the embodiment described here, the groups form sides of one. Square with the rotor shaft in the center. In order to divert leakage water if necessary, the outer limiting ring 27 of the fan is designed as a channel located under the cooling elements through which the water is diverted to a tapping supply line arranged in the jacket.
The besehriebdue Kühleinriclituno is less extensive than previously known. Other embodiments of the subject matter of the invention are also conceivable. For example, the jacket <B> 6 </B> of the machine can extend axially longer, so that the cooling elements are enclosed by this jacket instead of by its extension <B> 13 </B>. The Geflaeliten tubes of the cooling elements can be separated from the voneinan in other ways; they can, for example, be equipped in a known manner with protruding ribs, possibly in intersecting directions.
If there are corrugated sheets between the pipes, they do not necessarily have to be soldered to the pipes, although this gives better heat transfer. It is also not necessary for the groups of cooling elements to form sides of a geometric figure around the shaft of the machine. However, this is preferably the case; however, the figure does not need to be a square, of course, but can also be another figure, depending on the number of elements.