DE1136412B - Elektrische Maschine mit einem von einem fluessigen Kuehlmittel durchstroemten doppelwandigen Staender-gehaeuse und mit den Innenkuehlluftstrom fuehrenden Kuehlrohren - Google Patents

Description

• Elektrische Maschine mit einem von einem flüssigen Kühlmittel durchströmten doppelwandigen Ständergehäuse und mit den Innenkühlluftstrom führenden Kühlrohren Bei der Entwicklung von Kühlsystemen wassergekühlter, geschlossener elektrischer Maschinen ging man verschiedene Wege, die zu zahlreichen Lösungen führten. Immer noch sucht man jedoch nach Verbesserungen, um die Kühlwirkung des Wasserstromes zu verbessern bzw. die jeweils erforderliche Kühlwassermenge herabzusetzen. Derzeit angewandte Konstruktionen wassergekühlter elektrischer Maschinen werden derart ausgeführt, daß man z. B. um das Ständergehäuse spiral- oder schlangenlinienförmig gebogene Rohre anschweißt, in denen das Kühlmedium geleitet wird. Diese Anordnung erscheint nicht ausausreichend wirksam, da das Kühlmittel mit dem Ständergehäuse nicht in genügend breitem wärmeleitendem Kontakt steht. Andere bekannte Kühlsysteme sehen am Ständerumfang gleichmäßig verteilte und axial gegeneinander versetzte Kühlkanäle vor, wobei die Kanäle vom Wasser umspült werden. Diese Ausführung bietet zwar den Vorteil der intensiven Ausnutzung der Kühlwirkung des turbulent und in Schlangenform strömenden Kühlmediums, hat aber den Nachteil, daß ein schwierig herzustellendes Gußstück für das Ständergehäuse erforderlich ist. Das komplizierte Gußstück wird in einem anderen bekannten Fall nur unwesentlich dadurch vereinfacht, daß man die mäanderförmige Kühlkanalführung durch Aufpressen eines glatten, etwa äußeren Ständerzylinders auf einen zweiten, mit der Mäanderform versehenen, etwa inneren Ständerzylinder erreicht. Eine weitere bekannte Konstruktion gibt an, daß ein mäanderförmiges Kühlrohr in Nuten am Umfang des Ständerpaketes eingelegt und mit diesem verschweißt ist. Man erreicht dadurch wohl eine direkte wärmeleitende Verbindung vom warmen Ständereisen zum Kühlmedium, jedoch weist diese Ausführung gewisse Nachteile bei der Ausbildung des Ständer-Blechpaketes und dessen Unterbringung im Ständergehäuse auf.
• Erfindungsgemäß wird dieser Nachteil dadurch behoben, daß die elektrische Maschine mit einem von einem flüssigen Kühlmittel durchströmten doppelwandigen Ständergehäuse und mit den Innenkühlluftstrom führenden Kühlrohren derart ausgeführt ist, daß jedes der zwischen dem Doppelmantel des Ständergehäuses angeordneten Kühlrohre mit zwei fest verbundenen, radial nach innen bis zu dem Ständermantel und radial nach außen bis zu dem äußeren Gehäusemantel reichenden Kühl- und Flüssigkeitsleitrippen versehen ist, welche an den über den Ständerumfang aufeinanderfolgenden Kühlrohren in axialer Richtung derart versetzt angeschweißt sind, daß abwechselnd an der einen Ständerstirnseite und darauffolgend an der anderen Stirnseite Durchflußöffnungen für die Kühlflüssigkeit frei bleiben, wodurch ein labyrinthartiges Flüssigkeitskanalsystem entsteht, das in an sich bekannter Weise abwechselnd in der einen und dann in der entgegengesetzten axialen Richtung von dem Kühlflüssigkeitsstrom durchflossen wird, der im Bereich der Eintritts- und Austrittsöffnungen für die Kühlflüssigkeit durch eine über die ganze axiale Länge des Doppelmantels durchlaufende Trennrippe abgeteilt wird.
• Der Vorteil dieses neuen Kühlsystems für Ständergehäuse mit Doppelmantel, das sich aus Kühlelementen einer Konstruktionseinheit von Kühlrohr und Flüssigkeitsleit- und Kühlrippen, um den Ständerumfang gleichmäßig oder ungleichmäßig verteilt, zusammensetzt, besteht nicht nur in dem für den intensiven Wärmeaustausch bekannten Vorteil des wärmeleitenden Kontaktes zwischen dem warmen aktiven Eisen und dem von Flüssigkeitsstrom umflossenen inneren Ständermantel, sondern im wesentlichen auch darin, daß die Oberfläche des inneren Ständermantels noch durch radiale Kühlrippen - jene Rippen, die von dem Kühlrohr radial bis zu dem inneren Ständermantel reichen - vergrößert wird, die dazu beitragen, den Wärmeübergang vom warmen aktiven Eisen in das Kühlmittel zu verstärken. Das gleiche gilt für die Vergrößerung der Kühlrohraußenfläche durch die beiden radial an dasselbe angeschweißten Leit- und Kühlrippen.
• Da die Kühlrohre, in Verbindung mit den radial angeordneten, sich an dem inneren und äußeren Gehäusemantel abstützenden Leit- und Kühlrippen im wesentlichen einen Teil der Tragkonstruktion bilden, kann das doppelwandig ausgebildete Ständergehäuse im ganzen leichter bemessen werden. Somit stellt die technischeLösung nach vorliegenderErfindung gleichzeitig eine gewichtsparende Konstruktion von wassergekühlten elektrischen Maschinen dar: Die Erfindung soll an Hand der nachstehend angeführten Zeichnung beispielsweise erläutert werden. Fig.1 stellt einen Querschnitt durch die Maschine dar.
• Das doppelwandige Ständergehäuse der elektrischen Maschine besitzt einen inneren zylindrischen Ständermantel l und einen äußeren zylindrischen Gehäusemantel 4. Im Raum des Flüssigkeitssystems 3 zwischen dem Ständer- und Gehäusemantel 1, 4 sind um den ganzen Umfang der Maschine in gleichmäßigen oder ungleichmäßigen Abständen Kühlrohre 5 angeordnet und an den Ständer-Stimseiten in Gehäuseringe 9, 10 eingeschweißt. Jedes Kühlrohr 5 trägt zwei Flüssigkeitsleu- und Kühlrippen 2, wobei an jedem Rohr je eine Rippe in radialer Richtung nach außen und je eine Rippe in radialer Richtung nach innen angeschweißt ist und diese zweite Rippe auch noch mit dem inneren Ständermantel l des doppelwandigen Ständergehäuses verschweißt ist. Die Rippen 2 sind an den am Umfang aufeinanderfolgenden Rohren derart gegeneinander versetzt (Fig. 2, 3), daß abwechselnd an der einen Ständerstimseite 9 und darauffolgend an der anderen Ständerstirnseite 10 Durchflußöffnungen 12 für die Kühlflüssigkeit frei bleiben. wodurch diese von Kühlrohr zu Kühlrohr jeweils in der axialen Richtung am Ständerumfang um 180° gewendet wird. Die Ein- und Austrittsöffnung 6, 7 für die Kühlflüssigkeit sind vorteilhaft an der Unterseite des doppelwandigen Ständergehäuses angebracht. In Fig. 2 sind diese der besseren Übersicht halber um 90° in die horizontale Achse versetzt gezeichnet. Fig. 3 stellt einen Längsschnitt durch einen Asynchronmotor mit doppelwandigem Ständergehäuse 1, 4 und mit den Kühlelementen der Erfindung dar, die aus den Kühlrohren 5, mit den Flüssigkeitsleit- und Kühlrippen 2 bestehen. Weiter ist der Durchgang des Innenkühlstroms durch die Kühlrohre 5 durch Pfeile dargestellt. Mit 12 sind die Durchflußöffnungen an den Leitrippen zum Umleiten der axialen Strömungsrichtung bezeichnet.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Elektrische Maschine mit einem von einem flüssigen Kühlmittel durchströmten doppelwandigen Ständergehäuse und mit den Innenkühlluft-Strom führenden Kühlrohren, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der zwischen dem Doppelmantel des Ständergehäuses (1, 4) angeordneten Kühlrohre (5) mit zwei fest verbundenen; radial nach innen bis zu dem Ständermantel (1) und radial nach außen bis zu dem äußeren Gehäusemantel (4) reichenden Kühl- und Flüssigkeits-Leitrippen versehen ist, welche an den über den Ständerumfang aufeinanderfolgenden Kühlrohren (5) in axialer Richtung derart versetzt angeschweißt sind, daß abwechselnd an der einen Ständerstimseite (9) und darauffolgend an der anderen Stirnseite (10) Durchflußöffnungen (12) für die Kühlflüssigkeit frei bleiben, wodurch ein labyrinthartiges Flüssigkeitskanalsystem (3) entsteht, das in an sich bekannter Weise abwechselnd in der einen und dann in der entgegengesetzten Richtung von dem Kühlflüssigkeitsstrom durchflossen wird, der im Bereich der Eintritts-(6) und Austrittsöffnungen (7) für die Kühlflüssigkeit durch eine über die ganze axiale Länge des Doppelmantels durchlaufende Trennrippe (8) abgeteilt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 516 474, 672 623; 899 390; britische Patentschrift Nr. 618111.