CN106489228A - 具有改善的冷却的电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电机，包括：空心圆柱形的定子(1)；在定子(1)中能围绕旋转轴线(2)旋转地支承的转子(3)；壳体(4)，具有在其中布置有定子(1)和转子(2)的空心圆柱形的第一壳体部件(5)，以及在其中布置有空心圆柱形的第一壳体部件(5)的空心圆柱形的第二壳体部件(6)；以及热交换罩(7)，其布置在第一壳体部件(5)和第二壳体部件(6)之间。为了提供具有改善的冷却的电机而提出，热交换罩(7)具有至少一个基本上螺旋轨道形地围绕旋转轴线(2)延伸的导向部件(8)以及基本上轴向地延伸的、穿过相应的导向部件(8)引导的管(9)，其中电机至少区段式地如下地设计，使得第一冷却介质能在第一轴向优先方向上穿过第一壳体部件(5)引导，其中热交换罩(7)至少区段式地如下地设计，使得第一冷却介质能够在管(9)之间螺旋轨道形地在相应的导向部件(8)处、沿着与第一轴向优先方向相反设置的第二轴向优先方向引导，其中热交换罩(7)至少区段式地如下地设计，使得第二冷却介质能在轴向方向上穿过管(9)引导。

Description

具有改善的冷却的电机

技术领域

本发明涉及一种电机，包括：空心圆柱形的定子；在定子中能围绕旋转轴线旋转地支承的转子；壳体，其具有空心圆柱形的第一壳体部件和空心圆柱形的第二壳体部件，在第一壳体部件中布置有定子和转子，在第二壳体部件中布置有空心圆柱形的第一壳体部件；以及热交换罩，其布置在第一壳体部件和第二壳体部件之间。

背景技术

这种类型的电机例如作为空气冷却的电机使用。这样的电机常常或者通过外部通风或者自身通风进行冷却循环。

这种类型的电机经常单流程地且管冷却地设计，其中至今为止例如冷却空气都平行于紧凑布置的冷却管道、沿着机器轴线流动。

由DE 10 2012 213 070 A1公开了一种具有用于通过在冷却罩中流动的流体冷却的冷却罩的电机，其中冷却罩包括具有内罩和外罩的罩，其中该罩在轴向端部处具有开口。此外，冷却罩包括密封件，其布置在该开口中，以及包括径向的变形部，其将罩与密封件连接，其中径向的变形部延伸到该开口中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有改善的冷却的电机。

该面对通过开头所述类型的电机如下地实现，热交换罩具有至少一个基本上螺旋轨道形地围绕旋转轴线延伸的导向部件以及基本上轴向延伸地、穿过相应的导向部件引导的管，其中，电机至少区段式地如下地设计，使得第一冷却介质能够在第一轴向优先方向上穿过第一壳体部件引导，其中，热交换罩至少区段式地如下地设计，使得第一冷却介质能够在管之间螺旋轨道形地在相应的导向部件处、沿着与第一轴向优先方向相反的第二轴向优先方向引导，其中，热交换罩至少区段式地如下地设计，使得第二冷却介质能在轴向方向上穿过管引导。

电机的特别有效的冷却尤其通过热交换罩实现。在运行期间，第一冷却介质能够吸收电机的、尤其是在第一壳体部件中布置的定子和转子的废热，并且通过热交换罩输出给第二冷却介质。为了改善的热传输，在此设置有至少一个导向部件，其基本上螺旋轨道形地围绕旋转轴线延伸。螺旋轨道在此被理解为一种曲线，其以基本上恒定的斜度围绕圆柱体的罩缠绕，并且也被描述为蜗形线(Helix)，螺纹线或者螺旋线。第一冷却介质在相应的导向部件处顺沿引导，从而能够至少区段式地螺旋轨道形地在相应的部件处顺沿流动。第一冷却介质的设定的冷却介质流动因此具有轴向流动分量与在周向方向上的流动分量的叠加。为了输入和输出第一冷却介质，热交换罩相应地具有空隙。在此提出，第一冷却介质在第一壳体部件中至少区段式地在第一轴向优先方向上并且在冷却罩中沿着第二轴向优先方向引导。尤其可以封闭地设计出在其中引导第一冷却介质的第一冷却循环，这进一步带来提高的防爆的优点。

第二冷却介质穿过基本上轴向延伸的管经由热交换罩引导，其中该管实际上穿透相应的导向部件。例如，在其中引导第二冷却介质的第二冷却循环设计为封闭的或者开放的，其中，第二冷却循环优选引导第二冷却介质在经过热沉，从而使第二冷却介质能够排出电机的废热。优选的是，第二冷却循环在此开放地设计，从而使第二冷却介质从电机的或者壳体的外部引入到壳体中，并且最后再次向电机的或者壳体的外部排出。

由第一冷却介质吸收的电机的废热因此能够通过该管输出给第二冷却介质。在此特别有利的是，第一冷却介质基于螺旋轨道形的引导经由相应的导向部件不平行于在其中可以流动有第二冷却介质的管地引导。进一步提出，第一冷却介质倾斜地直至几乎垂直于管地引导，由此能够实现特别良好的热传递。提出的电机因此尤其通过第一冷却介质的改善的和优化的引导来实现改善的冷却。在此，由第一冷却介质通过管到第二冷却介质的热传递特别有利地进行设计，尤其是相对于平行地由冷却介质环流的管。

例如空气、冷却水或者油可以被选择用于第一冷却介质和/或第二冷却介质。这尤其取决于电机的、提供的构造空间的和可能存在的供应接口的待排除的热量。优选的是，在此空气尤其在封闭的第一冷却循环中作为第一冷却介质使用。优选在开放的第二冷却循环中的空气，或者例如通过相应的供应管道引入和排出的冷却水可以作为第二冷却介质使用。

优选的是，一个或者多个导向部件至少沿着定子的四分之三的轴向延伸部、尤其是至少沿着定子的整个轴向延伸部进行延伸。管优选在轴向方向上长于一个或者多个导向部件的轴向延伸，其中，管优选至少沿着定子的整个轴向延伸部延伸，尤其是至少沿着包括绕组头在内的定子的全部轴向延伸部延伸。管在原则上能够具有环形的横截面，或者尤其是为了扩大表面而具有其他类型的横截面。

在本发明的一个有利的设计方案中，相应的导向部件如下地设计，使得相应的螺旋轨道的倾斜角最高为60°，优选10°至30°。

也称为螺距角的倾斜角取决于螺距高度和螺旋轨道的半径，其中，螺距高度是在轴向方向上的如下的长度，即相应的导向部件在完全旋转一周时在轴向方向上缠绕的长度。能够从螺距高度和周长的商中计算出作为反正切的倾斜角，其中周长为2乘以圆周率π乘以半径。

通过倾斜角同时确定冲击角(Auftreffwinkel)，第一冷却介质能够以该角度向着管流动。在小的或者大的倾斜角时，第一冷却介质的流几乎垂直地或者几乎平行地冲击到管上。有利的是，螺距高度如下地选择，即倾斜角最高为60°，优选的是该倾斜角在50°至0°的范围中，其中，特别有利的结果能够利用从10°至30°的倾斜角实现。相应地，冲击角为至少30°，优选的是冲击角在40°至低于90°的范围中，其中，特别良好的结果能够利用从60°至80°的冲击角实现。

在本发明的一个有利的设计方案中红，电机如下地设计，使得第一冷却介质流体密封地与第二冷却介质隔离。

两种冷却介质的流体密封的隔离实现了特别良好的防爆。由此能够尤其可靠地阻止的是，有点燃风险的灰尘能够侵入到具有高电压的电机的区域中，尤其是定子附近以及也许转子附近。流体密封的隔离例如能够由此实现，即在其中引导有第一冷却介质的第一冷却循环设计成封闭的。

在本发明的另一个有利的设计方案中，定子具有定子有源部件，并且在其相应的轴向端侧处具有从定子有源部件伸出的绕组头，其中，转子具有转子有源部件，其中，转子至少在第一轴向端侧处具有至少一个转子开口，其中，转子和定子在多个轴向位置处具有径向向外开放的转子冷却通道以及定子冷却通道，其中，转子冷却通道与相应的转子开口连接，其中，在定子和第一壳体部件之间布置有至少一个凹槽，相应流动的第一冷却介质能够穿过凹槽在轴向方向上引导。

在第一壳体部件内部，第一冷却介质至少区段式地沿着第一轴向优先方向引导，其中，转子在此至少在其第一轴向端侧处具有至少一个转子开口。相应的转子开口与沿着转子的轴向延伸部布置的转子冷却通道连接，从而第一冷却介质通过相应的转子开口和冷却通道能够穿过转子流动。在此，第一冷却介质的流穿过相应的转子开口基本上在轴向方向上延伸，并且穿过径向向外开放的转子冷却通道基本上在径向方向上延伸。

为了低损失地引导第一冷却介质的流，定子冷却通道如转子冷却通道一样在大约相同的轴向位置处布置，其中，第一冷却介质的流因此也穿过定子基本上在径向方向上延伸。在径向向外开放的定子冷却通道上连接有在定子和第一壳体部件之间布置的相应的凹槽，从而使得第一冷却介质接下来能基本上在轴向方向上穿过相应的凹槽流动。

这种类型的设计方案实现了对电机的有源部件的可靠冷却。优选的是，转子在此具有搭接轴(Stegwelle)，在其上布置有转子有源部件，例如转子叠片组或者有永磁装置。相应的转子开口和至向外打开的转子冷却通道的供应管路因此通过在搭接轴的两个相邻的接片之间的相应的槽实现。在旋转的转子的情况中，搭接轴的接片在此对第一冷却介质的循环产生作用。这此外可以通过所谓的压销(Druckfinger)实现，其在两个转子冷却通道之间布置，其在轴向方向上在大约相同的位置处并且在此在周向方向上彼此相邻地布置。

在本发明的另外优选的设计方案中，电机在此至少在其第一轴向端侧处具有至少一个第一导向装置，就在于第一导向装置，第一冷却介质能够分别从热交换罩向着相应的转子开口并且向着相应的绕组头引导。

相应的第一导向装置确保的是，第一冷却介质可靠地穿过转子和定子引导，并且附加地向着相应的绕组头引导。尤其是通过相应的第一导向装置能够阻止在流动技术上的短路。优选的是，相应的第一导向装置布置在转子的如下的轴向端侧的区域中，在该轴向端侧处也设置有相应的转子开口。

在本发明的另一个有利的设计方案中，电机在此具有一个用于循环第一冷却介质的第一流动机，其中，电机至少在其第二轴向端侧处具有至少一个第二导向装置，其中，第一冷却介质借助于相应的第二导线装置能够从相应的绕组头向着第一流动机引导，并且从第一流动机向着热交换罩引导。

为了对第一冷却介质进行循环，电机具有第一流动机，其布置子在如下的轴向区域中，该区域中也存在相应的第二导向装置。通常，相应的第二导向装置在此在定子的或者转子的轴向延长部中布置在壳体内部，尤其是布置在第一壳体部件的内部。

相应的第二导向装置实现的是，第一冷却介质从相应的绕组头至第一流动机以及接下来从第一流动机至热交换罩的、损失少的冷却剂流动。然而，原理上也可以考虑第一冷却介质的相反的流动方向。

尤其是设置有仅仅一个用于对第一冷却介质进行循环的第一流动机，其中第一冷却介质例如在第一轴向端侧处输送给定子和转子，并且在第二轴向端侧处流出。对于该种情况，第一冷却介质穿过定子和转子，经过其相应的整个轴向延伸部在轴向优先方向上从第一轴向端侧向着第二轴向端侧流动，其中，第一流动机优选地设计为径向流动机。有利的是，转子开口布置在转子的与径向流动机相对设置的端侧上，其中，转子在径向流动机的端侧上不具有这种类型的、在其端侧上的转子开口。

对于相反的流动方向的情况来说，第一冷却介质由相应的第二导向装置特别从热交换罩向着第一流动机引导，并且接下来从第一流动机向着相应的绕组头引导。为此，第一流动机有利地设计为轴向流动机。有利地，相应的第二导向装置此外实现的是，第一冷却介质可以除了输送给绕组头之外必要时也输送给存在的转子开口。如果转子和定子沿着其整个轴向延伸部，沿着第二轴向优先方向从第二轴向端侧向着第一轴向端侧由第一冷却介质穿流，那么转子开口优选地仅仅布置在转子的第二轴向端侧上。附加地，在第一轴向端侧处可以设置至少一个另外的导向装置，借助于该导向装置，第一冷却介质能够相应从相应的绕组头引导至热交换罩中。

在本发明的可替换的优选设计方案中，电机具有两个用于循环第一冷却介质的第一流动机，其中，电机在其两个轴向端侧处分别具有第三导向装置，其中，第一冷却介质借助于相应的第三导向装置能够从热交换罩向着相应的第一流动机引导，并且从相应的第一流动机向着相应的转子开口并且向着相应的绕组头引导。

在两个轴向端侧的每一个处设置有用于循环第一冷却介质的两个第一流动机中的一个，其中，相应的第三导向装置确保的是，第一冷却介质能够从热交换罩高效地向着相应的第一流动机并且接下来从相应的第一流动机向着相应的转子开口并且向着相应的绕组头引导。为此，转子在其两个轴向端侧处具有相应的转子开口，其中，分别优选地使用轴向流动机。在运行期间，电机因此在第一壳体部件的内部关于第一冷却介质的流动具有相应的轴向优先方向，其从相应的端侧向着轴向中部指向。由此实现了第一冷却介质尤其相对于轴向中央对称的冷却剂流动，从而可靠地阻止了例如在其轴向中央区域和尤其两个绕组头的区域中的电机过热。

原理上，在此也可以考虑第一冷却介质的相反的流动方向，其中，为此以优选的方式相应地使用径向流动机。尤其是可以将上述的至少一个第一导向装置设计成第三导向装置中的一个。

在本发明的另外的优选设计方案中，第一壳体部件在此在其轴向中央的区域中具有通孔，第一冷却介质能够相应地穿过该通孔从第一壳体部件的内部引导到热交换罩中。

通过在第一壳体部件的轴向中央的区域中布置相应的通孔，尤其实现了第一冷却介质相对于轴向中央对称的冷却剂流动，由此可靠地阻止了例如在其轴向中央区域和尤其两个绕组头的区域中的电机过热。

有利的是，热交换罩在此具有两个螺旋轨道形地设计的导向部件，其从轴向中央的区域向着相应的端侧延伸。两个热导向部件在此可以如下地设计，即其螺旋轨道具有相同的旋转方向或者优选彼此相反的旋转方向。

在本发明的另外优选的设计方案中，壳体具有至少一个第一壳体开口和至少一个第二壳体开口，以便引入和排出第二冷却介质，其中，电机具有用于循环第二冷却介质的第二流动机，其中，第二流动机和热交换罩的管在流动技术上布置在相应的第一壳体开口和相应的第二壳体开口之间。

在其中引导第二冷却介质的第二冷却循环因此开放地设计，其中第二冷却介质通过相应的第一壳体开口和相应的第二壳体开口能够穿过壳体向内或者向外地流动。第二冷却介质在此通过第二流动机循环，由此确保了电机的废热的可靠的向外传输。

在本发明的另外优选的设计方案中，至少一个第一壳体开口在此布置在第一轴向端侧的区域中，并且至少一个第二壳体开口布置在第二轴向端侧的区域中。

管以有利的方式至少沿着转子的或者定子的整个轴向延伸部延伸，其中第二冷却介质一直在相同的轴向方向中流动。优选地，其余的电机也如下地设计，使得第一冷却介质在热交换罩中沿着转子的或者定子的整个轴向延伸部、在相同的轴向方向上流动。特别良好的热传递在此如下地实现，即实现对流冷却，从而使第二冷却介质的流动方向与第一冷却介质的流动方向相反。

例如，相应的壳体开口布置在壳体的径向的或者轴向的外面上，从而使第二冷却介质在轴向或者在径向方向上能够流动到壳体中或者从壳体中流出。

优选地提出，第二冷却介质在进入到壳体中之后借助于合适地设计的导向单元径向向内地导向，向着径向通风机引导，并且借助于导向单元引导到管中。

在本发明的可替换的有利的设计方案中，第一壳体开口在此相应地布置在相应的轴向端侧的区域中，并且至少一个第二壳体开口布置在轴向中央的区域中。

管以有利的方式至少从定子的或转子的相应的轴向端侧延伸至轴向中央的区域中，其中，管在相应的轴向端侧上与相应的第一壳体开口并在轴向中央的区域中与相应的第二壳体开口连接。在此设置有两个第二流动机，其中，在一个轴向端侧处的一个第二流动机和在另一个轴向端侧处的另一个第二流动机分别布置在管和相应的第二壳体开口之间。

在相应的轴向部段中，尤其获得第二冷却介质从相应的轴向端侧至轴向中央的冷却剂流，其中，相应的第二流动机优选地设计为径向流动机。优选地，其余的电机如下地设计，使得第一冷却介质在热交换罩中通过相应的上述通孔从轴向中央向着相应的轴向端侧流动，从而实现对流冷却，其中第二冷却介质的流动方向在两个轴向的区域中分别与第一冷却介质的流动方向相反。

在此，原理上也可以考虑第二流动介质的相反的流动方向。

例如，相应的第一壳体开口能够布置在壳体的径向的或者轴向的外面上，从而使第二冷却介质在径向或者轴向方向上能够流动到壳体中或者从壳体中流出。

在本发明的另外优选的设计方案中，电机能够以至少1MW、尤其超过3MW的电功率运行，其中，电机具有至少500mm、尤其超过630mm的轴高度，和/或其中电机设计为发电机、尤其是风力发电机，或者设计为用于泵驱动装置、压缩机驱动装置、或者钢厂驱动装置的驱动电机。

上述的流动机尤其能够具有抗扭地与电机的轴或者转子连接的螺旋桨叶片，其中能够使用不取决于转子的或者轴的转速运行的流动机。

附图说明

接下来，根据在附图中示出的实施例进一步说明和阐述本发明。其示出：

图1示出根据本发明的电机的第一实施例，

图2示出第一实施例的可替换的视图，

图3示出根据本发明的电机的第二实施例，以及

图4示出第二实施例的可替换的视图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的电机的第一实施例。在此示出了沿着电机的旋转轴线2的纵向截面。

电机具有带有空心圆柱形的第一壳体部件5和空心圆柱形的第二壳体部件6的壳体4。在第一壳体部件5中布置有空心圆柱形的定子1和在定子1中能围绕旋转轴线2旋转地支承的转子3。第一壳体部件5又布置在第二壳体部件6的内部。在第一壳体部件5和第二壳体部件6之间布置有热交换罩7。热交换罩7具有基本上螺旋轨道形地围绕旋转轴线2延伸的导向部件8以及基本上轴向延伸的、穿过导向部件8引导的管9，这在图2中进一步示出。

电机如下地设计，使得第一冷却介质能够在第一轴向优先方向上穿过第一壳体部件5引导。在本实施例的范畴中，第一冷却介质在第一壳体部件5的内部从第一轴向端侧12、图1右侧向着第二轴向端侧13、图1左侧引导。为此，第一冷却介质的一部分能够在第一轴向端侧12处通过至少一个转子开口16在轴向方向上进入到转子3中，并且通过布置在转子有源部件15中并且径向向外开放的转子冷却通道17再次离开转子3。为此，转子3在第二轴向端侧13上不具有这样的转子开口16。在定子有源部件11中，定子冷却通道18连接至转子冷却通道17，第一冷却介质能够穿过其径向向外地流动。第一冷却介质的另外的部分能够环绕绕组头4流动，该绕组头在第一轴向端侧12处轴向地从定子有源部件11伸出。第一冷却介质接下来全部地在定子1和第一壳体部件5之间布置的凹槽19中、在轴向方向上向着第二轴向端侧13引导，以便经过在那里的绕组头14由第一壳体部件5向着第一流动机21引导，借助于该第一流动机能够循环第一冷却介质。优选地，第一流动机21在此设计为径向流动机。

热交换罩7如下地设计，使得第一冷却介质能够在管9之间螺旋轨道形地在导向部件8处、沿着与第一轴向优先方向相反设置的第二轴向优先方向引导。在本实施例的范畴中，第一冷却介质在热交换罩7的内部从第二轴向端侧13向着第一轴向端侧12引导。

为了引导第一冷却介质，在此在第一轴向端侧12处设置有第一导向装置20，第一冷却介质借助于其能够从热交换罩7向着相应的转子开口16并且向着相应的绕组头14引导。此外，在第二轴向端侧13处设置有第二导向装置22，第一冷却介质借助于其能够从相应的绕组头14向着第一流动机21引导，并且从第一流动机21向着热交换罩7引导。

此外，热交换罩7如下地设计，使得第二冷却介质能够在轴向方向上穿过管引导。在本实施例的范畴中，壳体4为此具有在第一轴向端侧12处的第一壳体开口25和在第二轴向端侧13处的第二壳体开口26，通过其能使得第二冷却介质进入到壳体4中或者从壳体4中流出。为了循环第二冷却介质而设置有第二流动机27。在此，管9和第二流动机27在流动技术上布置在第一壳体开口25和第二壳体开口26之间。

图2示出了第一实施例的可替换的视图。如图1中的相同的参考标号在此描述相同的部件。在图2中尤其示出了热交换罩7的细节，该热交换罩布置在第一壳体部件5和第二壳体部件6之间。热交换罩7具有基本上轴向延伸的管9，第二冷却介质能够穿过该管流动。在本实施例的范畴中，第二冷却介质穿过管9在轴向方向上从第一轴向端侧12向着第二轴向端侧13流动。管9穿过基本上螺旋轨道形地围绕旋转轴线2延伸的导向部件8。第一冷却介质能够在导向部件8处沿着管9经过地、螺旋轨道形地从第二轴向端侧13向着第一轴向端侧12流动。导向部件8在此具有关于其螺旋轨道的倾斜角10，其优选地最高为60°，尤其是10°至30°。

图3示出了根据本发明的电机的第二实施例。与第一实施例的区别在于，第二实施例的电机基本上相对于穿过电机的轴向中央的横截面是对称的。

第一冷却介质的引导如下地设计。关于第一冷却介质的流动，电机具有两个部段，即从相应的轴向端侧12或13到轴向中央的部段。在两个部段的每一个中，第一冷却介质穿过第一壳体部件5在第一轴向优先方向上引导，其在本实施例的范畴中从相应的轴向端侧12或13向着轴向中央引导。在热交换罩7中，第一冷却介质在与第一轴向优先方向相反设置的第二轴向优先方向上引导，其从轴向中央向着相应的轴向端侧12或13引导。

第一冷却介质可以在相应的轴向端侧12或13的区域中从热交换罩7流出，穿过相应的第三导向装置23引导，径向向内地向着相应的第一流动机21流动，借助于该第一流动机能够循环第一冷却介质。优选的是，相应的第一流动机21设计为轴向流动机。接下来，第一冷却介质借助于相应的第三导向装置23向着相应的转子开口16并且向着相应的绕组头14引导。第一冷却介质的相应的第一部分在此能够通过相应的转子开口16和相应的转子通道17以及定子1经由接下来的定子通道18流动。第一冷却介质的第二部分能够围绕相应的绕组头14流动，以便与第一冷却介质的相应的第一部分在凹槽19中汇合，并且向着轴向中央流动。在轴向中央的区域中，第一壳体部件5具有通孔24，通过该通孔，第一冷却介质能够从第一壳体部件5的内部引导到热交换罩7中。在热交换罩7中，一部分第一冷却介质向着第一轴向端侧12引导，并且剩余部分的第一冷却介质向着第二轴向端侧13引导。在此，第一冷却介质在热交换罩7中分别在管9之间沿着螺旋轨道形地设计的导向部件8引导。

第二冷却介质可以通过在相应的轴向端侧12或13处布置的第一壳体开口25进入到壳体4中，并且输送至热交换罩7的管9。热交换罩7在此如下地设计，使得第二冷却介质能通过管9从相应的轴向端侧12或者13向着轴向中央引导，其中，第二冷却介质能够通过在轴向中央的区域中布置的第二壳体开口26离开热交换罩7。为了循环第二冷却介质，在相应的轴向端侧12或13处设置有第二流动机27。优选地，相应的第二流动机27设计为径向流动机。管9和相应的第二流动机27在流体技术上布置在相应的第一壳体开口25和第二壳体开口26之间。

图4示出了第二实施例的可替换的视图。类似于在图2中的第一实施例，在图4中尤其示出了第二实施例的热交换罩7的细节。热交换罩7基本上具有轴向延伸的管9，其从相应的轴向端侧12或13延伸到轴向中央的区域中，并且进入到第二壳体开口26中。在本实施例的范畴中，第二冷却介质围绕管9在轴向方向上从相应的轴向端侧12或13向着轴向中央流动。管9穿过基本上螺旋轨道形地围绕旋转轴线2延伸的导向部件8。在本实施例的范畴中，导向部件8具有两个螺旋轨道，它们关于轴向中央是彼此对称的。第一冷却介质可以提通过通孔24从第一壳体部件5的内部进入到热交换罩7中，并且在导向部件8处沿着管9经过地、螺旋轨道形地从轴向中央向着相应的轴向端侧12或13流动。导向部件8在此具有关于其相应的螺旋轨道的倾斜角10，其优选地最高为60°，尤其10°至30°。

原理上，在两个所述的实施例中，径向流动机也可以取代轴向流动机使用并且反之亦然，尤其在使用合适地成型的导向件的情况下高效地引导相应的流。也可以考虑的是，将第一冷却介质的和/或第二冷却介质的流动方向反转，其中优选的是，径向流动机也可以取代轴向流动机使用并且反之亦然。

综上，本发明涉及一种电机，包括：空心圆柱形的定子；在定子中能围绕旋转轴线旋转地支承的转子；壳体，具有在其中布置有定子和转子的空心圆柱形的第一壳体部件，以及在其中布置有空心圆柱形的第一壳体部件的空心圆柱形的第二壳体部件；以及热交换罩，其布置在第一壳体部件和第二壳体部件之间。为了提供具有改善的冷却的电机而提出，热交换罩具有至少一个基本上螺旋轨道形地围绕旋转轴线延伸的导向部件以及基本上轴向延伸的、穿过相应的导向部件引导的管，其中，电机至少区段式地如下地设计，使得第一冷却介质能在第一轴向优先方向上穿过第一壳体部件引导，其中，热交换罩至少区段式地如下地设计，使得第一冷却介质能够在管之间螺旋轨道形地在相应的导向部件处、沿着与第一轴向优先方向相反设置的第二轴向优先方向引导，其中，热交换罩至少区段式地如下地设计，使得第二冷却介质能在轴向方向上穿过管引导。

Claims (12)

1.一种电机，包括：

-空心圆柱形的定子(1)；

-在所述定子(1)中能围绕旋转轴线(2)旋转地支承的转子(3)；

-壳体(4)，所述壳体具有空心圆柱形的第一壳体部件(5)和空心圆柱形的第二壳体部件(6)，在所述第一壳体部件中布置有所述定子(1)和所述转子(3)，在所述第二壳体部件中布置有空心圆柱形的所述第一壳体部件(5)；

-热交换罩(7)，所述热交换罩布置在所述第一壳体部件(5)和所述第二壳体部件(6)之间，

其特征在于，

所述热交换罩(7)具有至少一个基本上螺旋轨道形地围绕所述旋转轴线(2)延伸的导向部件(8)以及基本上轴向地延伸的、穿过相应的所述导向部件(8)引导的管(9)，

其中，所述电机至少区段式地如下地设计，使得第一冷却介质能够在第一轴向优先方向上穿过所述第一壳体部件(5)引导，

其中，所述热交换罩(7)至少区段式地如下地设计，使得所述第一冷却介质能够在所述管(9)之间螺旋轨道形地在相应的所述导向部件(8)处、沿着与所述第一轴向优先方向相反设置的第二轴向优先方向引导，

其中，所述热交换罩(7)至少区段式地如下地设计，使得第二冷却介质能在轴向方向上穿过所述管(9)引导。

2.根据权利要求1所述的电机，其中，相应的所述导向部件(8)如下地设计，使得相应的螺旋轨道的倾斜角(10)最高为60°，优选10°至30°。

3.根据前述权利要求中任一项所述的电机，其中，所述电机如下地设计，使得所述第一冷却介质流体密封地与所述第二冷却介质隔离。

4.根据前述权利要求中任一项所述的电机，其中，所述定子(1)具有定子有源部件(11)，并且在所述定子的相应的轴向端侧(12，13)处具有从所述定子有源部件(11)伸出的绕组头(14)，其中，所述转子(3)具有转子有源部件(15)，其中，所述转子(3)至少在第一轴向端侧(12)处具有至少一个转子开口(16)，其中，所述转子(3)和所述定子(1)在多个轴向位置处具有径向向外开放的转子冷却通道(17)以及定子冷却通道(18)，其中，所述转子冷却通道(17)与相应的所述转子开口(16)连接，其中，在所述定子(1)和所述第一壳体部件(5)之间布置有至少一个凹槽(19)，相应流动的所述第一冷却介质能够穿过所述凹槽在轴向方向上引导。

5.根据权利要求4所述的电机，其中，所述电机至少在所述电机的所述第一轴向端侧(12)处具有至少一个第一导向装置(20)，所述第一冷却介质借助于所述第一导向装置能够分别从所述热交换罩(7)向着相应的所述转子开口(16)并且向着相应的所述绕组头(14)引导。

6.根据权利要求4或5所述的电机，其中，所述电机具有一个用于循环所述第一冷却介质的第一流动机(21)，其中，所述电机至少在所述电机的第二轴向端侧(13)处具有至少一个第二导向装置(22)，其中，所述第一冷却介质借助于相应的所述第二导线装置(22)能够从相应的所述绕组头(14)向着所述第一流动机(21)引导，并且从所述第一流动机(21)向着所述热交换罩(7)引导。

7.根据权利要求4或5所述的电机，其中，所述电机具有两个用于循环所述第一冷却介质的第一流动机(21)，其中，所述电机在所述电机的两个轴向端侧(12，13)处分别具有第三导向装置(23)，其中，所述第一冷却介质借助于相应的所述第三导向装置(23)能够从所述热交换罩(7)向着相应的所述第一流动机(21)引导，并且从相应的所述第一流动机(21)向着相应的所述转子开口(16)并且向着相应的所述绕组头(14)引导。

8.根据权利要求4，5或7所述的电机，其中，所述第一壳体部件(5)在所述第一壳体部件的轴向中央的区域中具有通孔(24)，所述第一冷却介质能够相应地穿过所述通孔从所述第一壳体部件(5)的内部引导到所述热交换罩(7)中。

9.根据前述权利要求中任一项所述的电机，其中，所述壳体(4)具有至少一个第一壳体开口(25)和至少一个第二壳体开口(26)，以便引入和排出所述第二冷却介质，其中，所述电机具有用于循环所述第二冷却介质的第二流动机(27)，其中，所述第二流动机(27)和所述热交换罩(7)的所述管(9)在流动技术上布置在相应的所述第一壳体开口(25)和相应的所述第二壳体开口(26)之间。

10.根据权利要求9所述的电机，其中，至少一个所述第一壳体开口(25)布置在所述第一轴向端侧(12)的区域中，并且至少一个所述第二壳体开口(26)布置在所述第二轴向端侧(13)的区域中。

11.根据权利要求9所述的电机，其中，所述第一壳体开口(25)相应地布置在相应的所述轴向端侧(12，13)的区域中，并且至少一个所述第二壳体开口(26)布置在所述轴向中央的区域中。

12.根据前述权利要求中任一项所述的电机，其中，所述电机能够以至少1MW、尤其超过3MW的电功率运行，其中，所述电机具有至少500mm、尤其超过630mm的轴高度，和/或其中所述电机设计为发电机、尤其是风力发电机，或者设计为用于泵驱动装置、压缩机驱动装置、或者钢厂驱动装置的驱动电机。