Einrichtung zur Kühlung von massiven Läufern von Unipolarmaschinen. Bei Läufern für elektrische Maschinen bietet die Abführung der auf gleitenden Kon takten durch Reibung und Stromübergang entstehendes Wärme in vielen Fällen grosse Schwierigkeiten, besonders wenn es. sich ent weder um grosse Geschwindigkeiten oder grosse Stromstärken handelt und ganz beson ders wo beides miteinander gleichzeitig auf tritt. Dieses ist beispielsweise bei Kollektoren und Schleifringen elektrischer Maschinen der Fall, bei denen in der Regel Luft als Kühl mittel verwendet wird, gegebenenfalls unter Verwendung besonderer Lüfter.
Genügt aber auch dieses Kühlmittel nicht mehr, so hat man bereits strömende Flüssigkeit zur 'Wärmeabfuhr herangezogen. Es ist zum Bei spiel bekannt, als Kühlmittel Wasser unter den umlaufenden Schleifring zu führen, der isoliert auf eine Welle aufgezogen ist. Ob wohl diese Lösung in bezug .auf den Wärme entzug sehr wirksam ist, bietet doch die iso lierte Montage der Schleifringe, die zugleich gegen Flüssigkeitsverluste sich schliessen müssen, baulich praktisch unlösbare Schwie rigkeiten. Ganz besonders schwierig wird das Problem bei Unipolarmaschinen, weil man diese speziell für die Fälle baut, in denen kleine Spannungen, aber sehr grosse Ströme von Tausenden von Amperes benötigt werden.
Die Erfindung bezieht sich auf solche Uni- polarmaschinen,deren Läufe aus massivem magnetisierbarem Material bestehen und mit Schleifflächen für die Stromabnahme ver sehen sind. Erfindungsgemäss werden die Schleifflächen von im Läufereisen verlaufen den Längsbohrungen für die Kühlflüssigkeit durchsetzt, welche -durch wenigstens einen der beiden Läuferwellenzapfen zu- und ab geführt wird.
In der Zeichnung sind vier Ausführungs beispiele für die Erfindung dargestellt, und zwar Längsschnitte von massiven Läufern aus magnetischem Werkstoff, die an ihren Aussenflächen mit Schleifflächen für die Stromzu- und -ableitung versehen sind. Es, handelt sich dabei um die raschlaufenden Läufer von Unipolarmaschinen für hohe Stromstärken. Der Läuferkörper ist mit a. die Schleifflächen sind mit b und die Wellen zapfen mit c und d bezeichnet. .Das Kühl mittel fliesst in der Pfeilrichtung.
Gemäss Fig. 1 sind die Wellenzapfen c und d und der Läuferkörper c.- lediglich mit einer zentralen Bohrung e versehen; das Kühlmittel, zweckmässig Wasser, tritt durch den Zapfen c ein und durch d aus. Auch ge mäss Fig. 2 sind die Wasser-Ein- und Aus trittsstellen die gleichen, doch wird das ein tretende Wasser nach aussen in am Umfang verteilte Längsbohrungen f verteilt, um beim Austritt aus dem Eisenkörper wieder nach innen zum Zapfen d abgelenkt zu werden. Die Verbindung zwischen der Bohrung der Wellenzapfen c,<I>d</I> und den Aussenkanälen<I>f</I> kann aus radialen Kanälen oder aus einem flachen Hohlraum bestehen, der nach aussen durch einen ringförmigen Dichtungskörper k abgeschlossen sein kann.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 strömt das Kühlwasser von einem Innenrohr g in .der Bohrung des Zapfens c zunächst in die zentrale Bohrung e des Läuferkörpers a, dann radial nach aussen zu den Längsbohrun gen f des Läuferumfanges und zum Schluss ausserhalb des Rohres g in der Bohrung des Zapfens c zurück. Es könnte auch den umge kehrten Weg machen.
Fig. 4 zeigt eine Anordnung für beson ders lange Läufer, bei denen die Anordnung nach Fig. 3 durch eine mittlere Trennwand h, im Kanal e und besondere radiale Zufüh rungskanäle i zu den Aussenbohrungen f ver doppelt ist.
Selbstverständlich sind nach der Erfin dung noch weitere Anordnungen und Kombi nationen möglich.
Device for cooling massive rotors of unipolar machines. In the case of runners for electrical machines, the dissipation of the heat generated on sliding contacts by friction and current transfer offers great difficulties in many cases, especially when it is. Either high speeds or high currents are involved, and especially where both occur at the same time. This is the case, for example, with collectors and slip rings of electrical machines, in which air is usually used as a coolant, possibly using special fans.
But if this coolant is no longer sufficient either, flowing liquid has already been used to dissipate heat. It is known, for example, to run water under the rotating slip ring as a coolant, which is pulled onto a shaft in an isolated manner. Although this solution is very effective in terms of heat extraction, the insulated assembly of the slip rings, which at the same time have to close to prevent fluid loss, presents structurally practically insoluble difficulties. The problem becomes particularly difficult with unipolar machines, because these are specially built for cases in which small voltages but very large currents of thousands of amperes are required.
The invention relates to such uni-polar machines, the barrels of which are made of solid magnetizable material and are provided with grinding surfaces for power consumption. According to the invention, the grinding surfaces are penetrated by the longitudinal bores for the cooling liquid which run in the rotor iron and which is fed in and out through at least one of the two rotor shaft journals.
In the drawing, four execution examples for the invention are shown, namely longitudinal sections of solid runners made of magnetic material, which are provided on their outer surfaces with grinding surfaces for the current supply and discharge. These are the high-speed rotors of unipolar machines for high currents. The rotor body is marked with a. the grinding surfaces are marked with b and the shaft pin with c and d. The coolant flows in the direction of the arrow.
According to Figure 1, the shaft journals c and d and the rotor body c.- are only provided with a central bore e; the coolant, expediently water, enters through pin c and exits through d. 2, the water entry and exit points are the same, but the water entering is distributed to the outside in longitudinal bores f distributed around the circumference, in order to be deflected back inwards to the pin d when it exits the iron body. The connection between the bore of the shaft journal c, <I> d </I> and the outer channels <I> f </I> can consist of radial channels or a flat cavity which can be closed off from the outside by an annular sealing body k .
In the embodiment according to FIG. 3, the cooling water flows from an inner pipe g in the bore of the pin c first into the central bore e of the rotor body a, then radially outward to the longitudinal bores f of the rotor circumference and finally outside the pipe g in the bore of the pin c back. It could also do the opposite way.
Fig. 4 shows an arrangement for FITS long runners in which the arrangement of FIG. 3 is doubled ver by a central partition h, in the channel e and special radial feed channels i to the outer bores f.
Of course, further arrangements and combinations are possible according to the invention.