Elektrische Maschine mit Flüssigkeitskühlung Die Erfindung bezieht
sich auf elektrische Maschinen mit Flüssigkeitskühlung,. insbesondere mit Kühlung
durch Wasser, und löst die Aufgabe;' das_ Kühlwasser so wirtschaftlich wie möglich
auszunutzen. Die Erfindung besteht zunächst darin, daß in- das mit Doppelmantel
ausgeführte Gehäuse besondere Führungswände eingebaut sind, die die Kühlflüssigkeit
zu einem spiralförmigen Umlauf zwingen. Weiterhin sind für die kreisende Innenluft
Kühlrohre im Strom der Kühlflüssigkeit innerhalb des Gehäusedoppelmantels vorgesehen,
diese Kühlrohre durchsetzen die Führungswände für die Kühlflüssigkeit. Durch den
spiralförmigen Umlauf, bei dem kein Richtungswechsel auftritt, fließt die Kühlflüssigkeit
mit erhöhter Geschwindigkeit gegenüber einer Maschine ohne entsprechende Flüssigkeitsführung
und hat infolge der größeren Strömungsgeschwindigkeit bessere Wärmeübergangsverhältnisse
zwischen Wand und Kühlflüssigkeit. Durch die Kühlrohre wird der Innenluft die Wärme
entzogen, die sie während ihrer Strömung im Innern des Motors aufgenommen hat. Bei
der erfindungsgemäßen Anordnung ist die Kühlwirkung deswegen besonders groß, weil
der Umlauf der Kühlflüssigkeit quer zu den Kühlrohren verläuft, wodurch der Wärmeübergang
wegen der hohen Wärmeübergangsziffer besonders leicht vor sich geht. Elektrische
Maschinen mit unterteiltem doppelwandigem Ständergehäuse sind an sich bekannt; bei
einer derartigen Lösung sind Längskammern vorgesehen mit dem Zweck, gute Reinigungsmöglichkeit
für den Kühlraum zu schaffen. Bei einem anderen bekanntgewordenen Motor sind Querkammern
angeordnet, durch die das -Wasser labyrinthförmig hin- und herfließt; auch in diesem
Fall dient die Anordnung zur bequemen Reinigung und hat nicht die Aufgabe der Verbesserung
der Abkühlverhältnisse. Diese bekannte Anordnung hat außerdem den Nachteil, daß
die Kühlflüssigkeit dauernd die Richtung ändern muß.Liquid-cooled electric machine The invention relates to
on electrical machines with liquid cooling. especially with cooling
through water, and solve the problem; ' the_ cooling water as economically as possible
to take advantage of. The invention consists first of all in that in that with a double jacket
Executed housing special guide walls are built in, which the coolant
force to a spiral-shaped rotation. Furthermore, are for the circulating indoor air
Cooling pipes are provided in the flow of the cooling liquid inside the double casing,
these cooling tubes penetrate the guide walls for the cooling liquid. Through the
The cooling liquid flows in a spiral-shaped revolution in which there is no change of direction
with increased speed compared to a machine without a corresponding fluid flow
and has better heat transfer conditions due to the higher flow velocity
between wall and coolant. The inside air gets the warmth through the cooling tubes
withdrawn, which it has absorbed during its flow inside the engine. at
the arrangement according to the invention, the cooling effect is particularly great because
the circulation of the cooling liquid runs transversely to the cooling tubes, whereby the heat transfer
is particularly easy because of the high heat transfer rate. Electric
Machines with a divided double-walled stator housing are known per se; at
such a solution longitudinal chambers are provided with the purpose of easy cleaning
to create for the cold room. Another engine that has become known has transverse chambers
arranged through which the water flows back and forth like a labyrinth; also in this
In the case, the arrangement is used for convenient cleaning and is not intended to improve
the cooling conditions. This known arrangement also has the disadvantage that
the coolant must constantly change direction.
Bei weiteren bekannten Motorausführungen sind Kühlrohre für die kreisende
Innenluft vorgesehen. Bei keiner dieser Ausführungen ist jedoch ein spiralförmiger
Umlauf der Kühlflüssigkeit erzwungen; dadurch wird nicht die hohe Kühlwirkung erreicht
wie bei der erfindungsgemäßen Anordnung.In other known engine designs are cooling tubes for the circular
Indoor air provided. However, none of these designs is spiral
Forced circulation of coolant; this does not achieve the high cooling effect
as with the arrangement according to the invention.
Bei einer bekannten Motorausführung durchströmt die Kühlflüssigkeit
spiralförmig das Gehäuse, und zwar durch ein zusätzliches schraubenförmig aufgewickeltes
Rohr in dem darumgepreßten Kunststoffgehäuse. Schließlich ist noch eine Motorausführung
bekannt, bei der über das an sich normale Gehäuse des Ständers ein Hohlkörper mit
Schraubengang geschoben ist; durch diesen Schraubengang strömt die Kühlluft eines
Außenlüfters.In a known engine design, the coolant flows through it
spirally the housing, through an additional helically wound
Tube in the molded plastic housing. Finally, there is one more engine version
known, in the case of the normal housing of the stator with a hollow body
Screw thread is pushed; the cooling air flows through this screw thread
External fan.
Bei diesen Ausführungen handelt es sich im Gegensatz zum Erfindungsgegenstand
nicht um Motoren der Kennzeichnung und Ausführung der vorliegenden Erfindung.These statements are in contrast to the subject matter of the invention
not engines characterizing and carrying out the present invention.
Die vorliegende Erfindung sei an Hand der Zeichnung Fig. 1 bis 4 beschrieben,
in der 1 das Gehäuseblechpaket, 2 das Läuferblechpaket, 3 und 4 -den inneren bzw.
äußeren Doppelmantel mit den- Abschlußplatten 5 darstellen. Die Führungsbleche 6
zwingen die Kühlflüssigkeit zum spiralförmigen Umlauf.The present invention will be described with reference to the drawing Figs. 1 to 4,
in Figure 1 the laminated housing core, 2 the laminated rotor core, 3 and 4 - the inner or
represent outer double jacket with the end plates 5. The guide plates 6
force the coolant to circulate in a spiral shape.
In dem flüssigkeitsdurchströmten Doppelmantelsystem sind die Rohre
8 angeordnet, durch die die Innenluft zirkuliert. Diese Kühlrohre, die in- einer
oder mehreren konzentrischen Reihen vorgesehen sind, stehen in direkter Verbindung
mit den Lufträumen an den Maschinenenden. Der auf der Welle des Motors sitzende
Ventilator 11 sorgt für Kreisbewegung der Innenluft, wofür im Ständerpaket oder
im Läuferpaket oder in beiden Paketen entsprechende Luftwege 9 bzw. 10 vorgesehen
sind.The pipes are in the double jacket system through which the liquid flows
8 arranged through which the indoor air circulates. These cooling tubes, which are in one
or several concentric rows are provided are in direct connection
with the air spaces at the machine ends. The one sitting on the shaft of the motor
Fan 11 ensures circular movement of the indoor air, for which purpose in the stator package or
Corresponding airways 9 and 10 are provided in the rotor package or in both packages
are.
Die F'ig. 2 bis 4 zeigen schematisch einige Möglichkeiten dafür, wie
der spiralförmige Umlauf der Kühlflüssigkeit vorgesehen werden kann. Die Bezugszeichen
sind die gleichen wie in Fig. 1, die Pfeile geben in Verbindung mit den Schlangenlinien
den Umlauf der Kühlflüssigkeit an.The F'ig. 2 to 4 show schematically some possibilities for how
the spiral circulation of the cooling liquid can be provided. The reference signs
are the same as in Fig. 1, the arrows indicate in conjunction with the serpentine lines
the circulation of the coolant.
Die in Fig. 2 dargestellte Anordnung kann bei Motoren kleinerer Abmessungen
verwendet werden, bei denen nicht mit erheblichen Temperatursprüngen zwischen der
Mitte des Blechpakets und dem Ende des Blechpakets gerechnet werden muß. Bei großen
Motoren ist es zweckmäßig, die Kühlflüssigkeit in der Mitte, also in der Gegend
der größten Wärmestauung, zuzuleiten und am den Enden abfließen zu lassen. Das entsprechende
Schema für den Flüssigkeitsumlauf
zeigen Fig. 3 und 4, die sich
nur dadurch unterscheiden, daß in Fig. 4 eine zusätzliche Trennwand eingebaut ist,
um die beiden Flüssigkeitsströme voneinander zu trennen. Ob die Flüssigkeitsströme
in den beiden Zweigen. gleichsinnig oder ungleichsinnig umlaufen, ist eine Frage,
die von Fall zu Fall zu entscheiden ist. Wesentlich ist jedoch bei allen Anordnungen,
daß die Kühlflüssigkeit ihre Umlaufrichtung innnerhalb des Gehäuses: nichtmehr ändert.The arrangement shown in Fig. 2 can be used in engines of smaller dimensions
are used where there are no significant temperature jumps between the
Center of the laminated core and the end of the laminated core must be expected. With big ones
For engines, it is useful to have the coolant in the middle, i.e. in the area
the greatest accumulation of heat, to be fed in and drained off at the ends. The corresponding
Liquid circulation scheme
show Figs. 3 and 4, which are
differ only in that an additional partition is installed in Fig. 4,
to separate the two liquid flows from each other. Whether the liquid flows
in the two branches. circulating in the same direction or in the same direction is a question
to be decided on a case-by-case basis. However, it is essential for all arrangements
that the cooling liquid does not change its direction of circulation within the housing.