CS204459B1 - Chladič rotoru stroje, zejména elektrického - Google Patents

Description

Vynález se týká chladiče rotoru stroje, zejména elektrického, s dutým vodorovným hřídelem, jehož dutina tvoří výpamou a adiabatickou část tepelné trubice, jejíž kondenzační část je tvořena dutinou oběžného kola ventilátoru.

Chladič uvedeného druhu je velmi účinný, pokud otáčky rotoru dostačují k tomu, aby ventilátor s ním spojený dodával potřebné množství vzduchu. Nehodí se proto pro regulační stroje, například stejnosměrné elektromotory, kde se otáčky stroje mění ve velmi Širokém rozsahu a kde obvykle při nízkých otáčkách, kde je vlastní chlazení málo účinné, se vyvíjí v těchto strojích velké tepelné ztráty. Proto se většinou tyto stroje vybavují cizí ventilační jednotkou, to jest ventilátorem, jehož otáčky nezávisí na otáčkách motoru. Nelze však v tomto případě použít tepelné trubice, ježto tato tvoří celek s rotorem stroje.

Tato nevýhoda je u chladiče rotoru stroje podle vynálezu odstraněna tím, že oběžné kolo ventilátoru je na hřídeli rotoru uloženo otočně, dutina oběžného kola ventilátoru je vůči dutině hřídele rotoru utěsněna rotační ucpávkou a oběžné kolo ventilátoru má samostatný pohon, například pomocný motorek.

Chladič rotoru stroje podle vynálezu je velmi účinný i při malých otáčkách rotoru a proto je vhodný zejména pro uvedené regulační stroje.

204 459

204 459

Příklady provedení chladiče rotoru stroje podle vynálezu jsou zobrazeny na připojených výkresech, na nichž na obr. 1 je axiální řez elektrickým strojem točivým, z něhož je zobrazena horní polovina, na obr. 2 je axiální řez ventilátorem uvedeného stroje a na obr» 3 je částečný axiální řez jiného provedení ventilátoru stroje.

/Aktivní železo 1 rotora elektrického stroje točivého a komutátor 2 jsou nasazeny na hřídeli 14 rotoru, který je dutý. Dutina J hřídele 14 rotoru, souosá s osou 16 rotoru, tvoří výparnou a adiahatickou část tepelné trubice. Na volném konci hřídele 14 rotoru je nasazeno oběžné kolo 2 ventilátoru. Spojení hřídele 14 rotoru a oběžného kola 2 ventilátoru je provedeno rotační ucpávkou £. Ventilátor je poháněn pomocným motorkem 6.

V dutině 15 oběžného kola 5. ventilátoru, tvořící kondenzační čáet tepelné trubice, je sběrač J kondenzované pracovní látky, který je udržován v relativním klidu vůči rotujícímu oběžnému kolu £ ventilátoru permanentním magnetem 8, upevněným ne štítu stroje. Sběrač 2 kondenzovaná pracovní látky má vstup v prostoru 12 s kondenzovanou pracovní látkou a výstup v dutině j hřídele .14 rotoru. Výkon chladiče podle vynálezu lze měnit velikostí teplosměnných ploch, například lopatek oběžného kola % ventilátoru, a otáčkami oběžného kola 2 ventilátoru, čerpací výkon sběrače 2 kondenzované pracovní látky lze přiv způsobovat změnou jeho hydraulického odporu.

U provedení chladiče podle obr. 3 je v oběžném kole 2 ventilátoru uspořádána ještě jímka 11 vzduchu, která je a oběžným kolem 2 ventilátoru souosá, leží při obvodu dutiny 15 oběžného kola % ventilátoru a vyúsťuje v dutině 15 oběžného kola % ventilátoru mezi prostorem 17 s kondenzovanou pracovní látkou a prostorem 18 s parami pracovní látky. Vyústění jímky 11 vzduchu je provedeno radiálně směřující trubicí 12 tvaru písmene U, která mé nestejně dlouhá ramena. Konec jednoho ramene je spojen s jímkou 11 vzduchu^- a konec druhého ramene je otevřen do dutiny 15 oběžného kola 2 ventilátoru. Jímka 11 vzduchu je dále spojena ae štěrbinou mezi rotační ucpávkou £ a hřídelem 14 rotoru spojovací trubicí 1J.

Chladič podle vynálezu pracuje následovně. Tepelným tokem z aktivních částí stroje, to jest z aktivního železa 1 a komutátoru 2, se odpařuje pracovní látka, rozprostřená při rotaci rotoru v tenké vrstvě na obvodu dutiny j hřídele 14 rotoru. Pára proudí do dutiny 15» oběžného kola 2 ventilátoru, kde ochlazena stěnami oběžného kola 2 ventilátoru zkondenzuje a steče po stěnách k vnějšímu okraji dutiny 15 oběžného kola 2 ventilátoru. Stojícími radiálními sběrači 2 kondenzovaná pracovní látky se vlivem přetlaku kondenzovaná pracovní látky vůči tlaku v ose 16 rotoru uvnitř dutiny j hřídele 14 rotoru přepouětí Zkondenzovaná pracovní látka zpět do dutiny j. hřídele 14 rotoru a proces se opakuje. B&taSmí ucpávka £ musí zabránit unikání páry pracovní látky z dutiny J hřídele 14 rotoru i z úuííiqf 15 oběžného kola 2 ventilátoru.

Výkon chladiče podle vynálezu zmenšuje vzduch, který je těžší než páry pracovní látky, stlačený při rotaci nad hladinou £ kondenzované pracovní látky v dutině 15 oběžného

J ventilátoru. 7 prostoru mezi hladinou 2 kondenzované pracovní látky a hladinou 10

204 459 vzduchu Se shromáždí všechen vzduch, vyplňující za klidového stavu volný prostor tepelného systému, a tím se vyřadí z činnosti poměrně velká část teplosměnného povrchu dutiny 15 oběžného kola 2 ventilátoru. Tento nedostatek lze odstranit odvzdušněním prostoru mezi hladinou 2 kondenzované pracovní látky a hladinou 10 vzduchu odvedením vzduchu do jímky 11 vzduchu. Trubice 12 tvaru písmene U má tento tvar, aby do jímky 11 vzduchu nenatekla kondenzovaná pracovní látka, když je trubice 12 tvaru písmene U v dolní poloze.

Přetlaku vzduchu v jímce 11 vzduchu vůči tlaku v,dutině J hřídele 14 rotoru (blízko osy 16 rotoru) a vůči tlaku okolního prostředí je použito s výhodou k posíleni těsnosti rotační ucpávky £ spojením jímky 11 vzduchu se štěrbinou mezi rotační ucpávkou 4 a hřídelem 14 rotoru. Vzduch z jímky 11 vzduchu uniká bu3 do volné atmosféry, nebo zpět do dutiny 15 oběžného kola 2 ventilátoru. Dříve než se rotační ucpávkou £ vytlačí veškerý vzduch chladiče do okolního vzduchu, což lze regulovat dimenzováním součástí, nebude z chladiče unikat pára pracovní látky.

Chladič podle vynálezu je určen v první řadě pro chlazení elektrických strojů točivých větších výkonů, lze ho ovšem použít u všech točivých strojů, kde je nutno odvádět teplo z rotoru.

Claims (4)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Chladič rotoru stroje, zejména elektrického, s dutým vodorovným hřídelem, jehož dutina tvoří výparnou a adiabatickou část tepelné trubice, jejíž kondenzační část je tvořena dutinou oběžného kola ventilátoru, vyznačující se tím, že oběžné kolo (5) ventilátoru je na hřídeli (14) rotoru uloženo otočně, dutina (15) oběžného kola (5) ventilátoru je vůči dutině (3) hřídele (1) rotoru utěsněna rotační ucpávkou (4) a oběžné kolo (5) ventilátoru má samostatný pohon, například pomocný motorek (6).
2. 2. Chladič rotoru stroje podle bodu 1, vyznačující se tím, že oběžné kolo (5) ventilátoru je opatřeno prstencovitou jímkou (11) vzduchu, s ním souosou, ležící při obvodu dutiny (15) oběžného kola (5) ventilátoru v prostoru mezi prostorem (17) s kondenzovanou pracovní látkou a prostorem (18) s parami pracovní látky.
3. 3. Chladič rotoru stroje podle bodu 2, vyznačující se tím, že vyústění jímky (11) vzduchu je provedeno alespoň jednou radiálně směřující trubicí (12) tvaru písmene U s nestejně dlouhými rameny, jejíž jeden konec je spojen s jímkou (11) vzduchu a druhý je otevřen do dutiny (15) oběžného kola (5) ventilátoru.
4. 4. Chladič rotoru stroje podle bodu 2, vyznačující se tím, že jímka (11) vzduchu je spojena se štěrbinou mezi rotační ucpávkou (4) a hřídelem (14) rotoru, například spojovací trubicí (13)·