DE148966C - - Google Patents

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DE148966C
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/02Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
    • H02K9/04Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium
    • H02K9/06Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium with fans or impellers driven by the machine shaft

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Bei den bisher bekannten Kühleinrichtungen elektrischer Maschinen, bei denen im Eisen des feststehenden Teiles für den Durchgang der Kühlluft Schlitze ausgespart wurden, war es allgemein üblich, die Luft durch diese Schlitze in radialer Richtung vom kleineren zum größeren Durchmesser zu führen, wobei der die Maschine umgebende Gußmantel den freien Austritt der Luft möglichst wenig verhinderte. In the previously known cooling devices for electrical machines, in those in iron the fixed part has slots for the passage of the cooling air, It was common practice to pass the air through these slots in a radial direction away from the smaller one to lead to the larger diameter, with the cast casing surrounding the machine prevented the free escape of air as little as possible.

Diese Anordnung, welche sich unter gewöhnlichen Verhältnissen gut bewährt hat, genügt jedoch nicht in den Fällen, wo eine besonders wirksame Abkühlung der Maschinen erzielt werden muß.This arrangement, which has proven itself well under normal conditions, However, it is not sufficient in cases where a particularly effective cooling of the machines must be achieved.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist nun, auf einfache Weise eine kräftige Luftströmung und dadurch eine wirksame Kühlung" von elektrischen Maschinen zu erzielen.The purpose of the present invention is now, in a simple manner, a powerful air flow and thereby to achieve effective cooling "of electrical machines.

Auf einer oder beiden Stirnseiten der Maschine sind Kammern angeordnet, welche zur Aufnahme der unter einem gewissen Druck stehenden Kühlluft bestimmt sind. Diese Kammer oder diese Kammern stehen in Verbindung mit einem oder mehreren' Kanälen, welche in achsiäler Richtung zwischen dem Gußgehäuse und dem Eisen des feststehenden Teils der Maschine angeordnet sind, und von welchen aus die unter Druck stehende Luft in die im Eisen des feststehenden Teils ausgesparten Schlitze hineingepreßt wird. Auf dem übrigen Umfange des Eisens des feststehenden Teils sind diese Schlitze nach außen hin durch das Gehäuse abgeschlossen, so daß die zur Kühlung dienende Luft verhindert ist, einen andern Weg als den durch die Schlitze zu nehmen.On one or both front sides of the machine chambers are arranged, which for Intake of the cooling air under a certain pressure are intended. This chamber or chambers are in communication with one or more 'channels, which axially between the Cast housing and the iron of the fixed part of the machine are arranged, and of from which the pressurized air is recessed into that in the iron of the fixed part Slots is pressed into it. On the rest of the size of the iron of the fixed In part, these slots are closed off from the outside by the housing, so that the air used for cooling is prevented is to take a different route than that through the slits.

Für den Austritt der warmen Luft aus den Schlitzen nach außen werden eine oder mehrere Öffnungen an passenden Stellen im Gußgehäuse oder in achsiäler Richtung verlaufende und nach außen führende Kanäle zwischen Gußgehäuse und Eisen des feststehenden Teiles angeordnet.For the exit of the warm air from the Outward slots become one or more openings at suitable locations in the cast housing or axially extending and outwardly leading channels between Cast housing and iron of the fixed part arranged.

Während also bei den bisherigen Kühleinrichtungen mittels die Schlitze durchstömender Luft bei der Anordnung des Gehäuses für den feststehenden Teil, soweit dieselbe für die Kühleinrichtung überhaupt in Betracht kam, nur der freie Abzug der warmen Luft berücksichtigt wurde, bildet bei der vorliegenden Erfindung das Gußgehäuse des feststehenden Teiles mit seiner neuen Anordnung einen eigenartigen Teil der Kühleinrichtung, indem es dazu dient, die Strecken zu bestimmen, auf welchen die zur .Kühlung dienende Luft durch die Schlitze im Eisen strömen muß, sowie den Luftaustritt auf bestimmte Stellen zu begrenzen.While with the previous cooling devices by means of air flowing through the slots in the arrangement of the housing for the fixed part, as far as the same for the cooling device was even considered, only the free exhaustion of warm air was taken into account in the present invention, the cast housing of the fixed part with its new arrangement forms one peculiar part of the cooling system in that it serves to determine the routes, on which the air used for cooling must flow through the slits in the iron, as well as to limit the air outlet to certain places.

In beiliegender Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele auf Grund der dargelegten Grundsätze veranschaulicht. Es sei in allen Beispielen: 1 der umlaufende Teil mit dem Ventilator oder den Ventilatoren 2; 3 ist ein Gehäuse, welches das Eisen des feststehenden Teiles 4 trägt; 5 sind die Deckel auf den Stirnseiten, die gleichzeitig auch die Lager 6 tragen. Der Einfachheit halber ist die Wick-In the accompanying drawing, some exemplary embodiments are based on the presented Principles illustrated. In all examples it is: 1 the circumferential part with the Fan or fans 2; 3 is a housing that holds the iron of the fixed Part 4 carries; 5 are the covers on the end faces, which are also the bearings 6 wear. For the sake of simplicity, the wick

lung der Maschinen nicht eingezeichnet; dieselbe kann auf die übliche Weise ausgeführt werden.development of the machines not shown; same can be done in the usual way.

Die Fig. ι und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel mit je einer Druckkammer auf jeder Stirnseite der Maschine und einem mit diesen beiden Druckkammern in Verbindung stehenden Längskanal 7. Der Kühlungsvorgang hierbei ist folgender: Durch die Ventilatoren 2 wird beim Gang der Maschine Luft von außen angesogen und in den beiden Kammern unter Druck gebracht. Diese beiden Kammern sind auf dem ganzen Umfange des feststehenden Teiles gegen das Eisen zu abgeschlossen, mitFigs. Ι and 2 show an embodiment with a pressure chamber on each Front side of the machine and one with these two pressure chambers in connection Longitudinal duct 7. The cooling process here is as follows: Through the fans 2 When the machine is running, air is sucked in from the outside and below it in the two chambers Pressure brought. These two chambers are on the whole perimeter of the fixed one Part to complete against the iron, with

Ausnahme je einer Öffnung, durch welche die unter Druck stehende Luft in den Kanal 7 gelangt. Von hier aus wird die Luft in die Schlitze 8 gedruckt und muß, da die Schlitze auf dem übrigen Umfange durch die Wandung des Gehäuses abgeschlossen sind, die Schlitze in der durch Pfeile angedeuteten Richtung" durchströmen, bis sie bei der Ausströmöffnung 9 heraustreten kann. Da die Schlitze 8 gegen den umlaufenden Teil der Maschine hin offen sind, bestreicht die Luft auch die Oberfläche dieses Teiles der Maschine und verursacht so dessen Abkühlung.Except for one opening through which the pressurized air enters channel 7 got. From here the air is pressed into the slots 8 and must, as the slots are closed on the rest of the circumference by the wall of the housing, the slots "flow through" in the direction indicated by the arrows until they reach the outlet opening 9 can step out. Since the slots 8 against the rotating part of the machine are open, the air also sweeps the surface of this part of the machine and thus causes its cooling.

Ein Ausführungsbeispiel einer Maschine mit zwei Druckkammern, zwei Zuleitungskanälen und zwei Ausströmöffnungen ist in Fig. 3 und 4 dargestellt. Ein Unterschied gegenüber der ersten Ausführungsform besteht darin, daß die Luft statt aus einem Längskanal aus zwei Längskanälen 7 in die Schlitze 8 gepreßt wird, um aus den .Öffnungen 9 wieder auszuströmen.An embodiment of a machine with two pressure chambers, two supply channels and two outflow openings are shown in FIGS. There is a difference from the first embodiment in that the air instead of from one longitudinal duct from two longitudinal ducts 7 into the slots 8 is pressed in order to flow out of the .openings 9 again.

Ein Ausführungsbeispiel mit nur einer Druckkammer, vier Zuleitungs- und vier Ableitungslängskanälen für die Kühlluft ist in Fig. 5 und 6 veranschaulicht. Die vier Zuleitungslängskanäle 7 sind gegen die Druckkammer hin offen, auf der entgegengesetzten Stirnseite der Maschine aber geschlossen. Die Ableitungslängskanäle 9 dagegen sind gegen die Druckkammer hin geschlossen und öffnen sich auf die entgegengesetzte Stirnseite hinaus, nach welcher Seite hin auch der Austritt der Luft erfolgt. Um von den Zuleitungslängskanälen in die Ableitungskanäle zu gelangen, muß die Luft also durch die Schlitze im Eisen strömen, wobei sie die durch Pfeile angedeutete Bewegung annimmt. Zum Zwecke des tieferen Eintretens der Luft in die Schlitze können die Rippen am Gehäuse, welche die Zuleitungskanäle von den Ableitungskanälen trennen, mit Vorteil so ausgeführt werden, daß sie, wie in Fig. 5 und 6 angedeutet, in die Schlitze hineinragen, oder es können, an diese Rippen anschließend, Zwischenlagen in den SchlitzenAn embodiment with only one pressure chamber, four supply and four discharge longitudinal channels for the cooling air is illustrated in FIGS. 5 and 6. The four longitudinal supply ducts 7 are open towards the pressure chamber, but closed on the opposite end of the machine. The longitudinal drainage channels 9, on the other hand, are closed towards the pressure chamber and open to the opposite end whichever side the air escapes. To from the supply line longitudinal channels To get into the drainage channels, the air must flow through the slots in the iron, where it assumes the movement indicated by arrows. For the purpose of the deeper Entry of the air into the slots can be the ribs on the housing, which the supply channels separate from the drainage channels, are advantageously designed so that they, as indicated in Fig. 5 and 6, protrude into the slots, or it can, on these ribs then, liners in the slots

befestigt werden, welche den Übertritt der Luft aus den Zuleitungs- in die Ableitungskanäle verhindern, bevor dieselbe eine bestimmte Strecke innerhalb der Schlitze durchstrichen hat.be attached, which prevent the passage of air from the supply in the discharge channels before the same a certain Has crossed the line within the slots.

Wie aus diesen Beispielen ersichtlich ist, unterscheidet sich die neue Anordnung wesentlich von den bisher üblichen Anordnungen, bei welchen die Luftströmung durch die Schlitze des feststehenden Teiles vom kleinsten Durchmesser der zu kühlenden Teile radial nach dem äußeren Umfange strömte, währenddem bei der vorliegenden Anordnung die Luft, nachdem sie in das Gehäuse eingetreten ist, in den zu kühlenden Teil der Maschine am äußeren Umfange eintritt, die Schlitze nicht radial, sondern in der Kreisrichtung durchströmt und dieselben auch wieder am äußeren Umfange verläßt.As can be seen from these examples, the new arrangement differs significantly of the previously common arrangements in which the air flow through the Slits of the fixed part with the smallest diameter of the parts to be cooled radially flowed to the outer circumference, while with the present arrangement the air, after it has entered the housing, into the part of the machine to be cooled on outer circumference occurs, the slots not radially, but flows through in the circular direction and leaves them again on the outer circumference.

Für die günstige Wirkung einer solchen Anordnung gegenüber den bisherigen Einrichtungen sprechen Versuche, welche mit einem mit einer Dampfturbine unmittelbar gekuppelten, mit 3000 Umdrehungen per Minute im normalen Betrieb, bei 500 K. W. und cos qj .= o,s laufenden Stromerzeuger angestellt wurden." Die äußeren Abmessungen des Gehäuses (also des festen Teiles) mit dem Deckel betrugen 1400 mm achsiale Länge und 1150 mm Durchmesser. Bei Vollbelastung, wobei der in Wärme sich umsetzende Verlust etwa 40 K. W. beträgt, beläuft sich die maximale Erwärmung des Eisens des festen Teiles an der Luftaustrittsstelle, also am wärmsten Teil gemessen, kaum auf 40 bis 450 C. über die Temperatur der Umgebung. Die andern inneren Teile und hauptsächlich die Wicklungen, sind naturgemäß kühler. Die warme Luft strömt eben aus dem Gehäuse nur aus einer Öffnung nach außen, so daß, wenn man bedenkt, daß elektrische Maschinen ohne die Belästigung der nach allen Richtungen nach außen herausgeschleuderten Luft eine verhältnismäßig so geringe Erwärmung zeigen, daraus ersichtlich ist, daß durch die vorliegende Erfindung eine bedeutend bessere Wirkung als bisher erzielt wird.For the favorable effect of such an arrangement compared to the previous devices, tests which were made with an electricity generator directly coupled to a steam turbine, running at 3000 revolutions per minute in normal operation, at 500 KW and cos qj. = O, s. "The The outer dimensions of the housing (i.e. the fixed part) with the cover were 1400 mm axial length and 1150 mm diameter. At full load, whereby the heat dissipated loss is about 40 KW, the maximum heating of the iron of the fixed part amounts to the Air outlet point, measured on the warmest part, hardly to 40 to 45 ° C. above the temperature of the environment. The other inner parts and mainly the windings are naturally cooler. The warm air flows out of the housing only through an opening to the outside, so that if you consider that electrical machines can be used without the nuisance of air being thrown out in all directions show relatively so little heating, it can be seen that a significantly better effect than before is achieved by the present invention.

Statt die Luft durch am umlaufenden Teil angebrachte Flügel 2 anzusaugen, könnte sie auch durch einen besonderen Ventilator oder durch irgend eine andere geeignete Einrichtung an passender Stelle zugeführt werden.Instead of sucking in the air through the wing 2 attached to the rotating part, it could also by a special fan or by any other suitable device be fed at the appropriate point.

Selbstverständlich kann die Anzahl der Druckkammern, Längskanäle, Schlitze und Ausströmöffnungen den jeweiligen Verhältnissen entsprechend beliebig gewählt werden. Eine. Vermehrung der Luftkanäle wird namentlich bei ganz großen, vielpoligen Maschinen von Vorteil sein.Of course, the number of pressure chambers, longitudinal channels, slots and Outflow openings can be chosen arbitrarily according to the respective conditions. One. The increase in the number of air ducts is particularly evident in very large, multi-pole machines be beneficial.

Claims (1)

Patent-ANSPRUCH :Patent CLAIM: Einrichtung zur Kühlung elektrischer Maschinen,, bei welchen das wirksameDevice for cooling electrical machines, in which the effective Eisen des feststehenden Teiles mit Schlitzen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die von außen zugeführte Kühlluft zuerst längs eines Teiles des äußeren Umfanges des feststehenden wirksamen Eisens in achsialer Richtung geführt wird, dann durch die Schlitze des letzteren um den Läufer herum strömt und am äußeren Umfange des feststehenden wirksamen Eisens austritt, um nunmehr unmittelbar durch Öffnungen des Gehäuses in radialer oder achsialer Richtung ins Freie zu treten.Iron of the fixed part is provided with slots, characterized in that the cooling air supplied from the outside first along part of the outer circumference of the fixed effective iron is guided in the axial direction, then through the slots of the latter flows around the runner and emerges at the outer circumference of the fixed effective iron, in order to step into the open air directly through openings in the housing in the radial or axial direction. Hierzu ι Blatt Zeichnungen.For this purpose ι sheet of drawings.
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