DE1906922A1 - Elektromagnetische Pumpe oder Foerderrinne - Google Patents

Description

AEG-Elotherm GmbH.
JRemscheid-Hasten
Hammesberger Str. 31

Elektromagnetische Pumpe oder Förderrinne

Die Erfindung betrifft elektromagnetische Pumpen oder Förderrinnen, die mit einem magnetischen Wanderfeld arbeiten, welches einen mit elektrisch leitender Flüssigkeit z. B. einer Metallschmelze gefüllten Kanal durchsetzt. Dieses Feld induziert innerhalb der leitenden Flüssigkeit einen elektrischen Strom, der gemeinsam mit dem induzierenden magnetischen Wanderfeld elektromagnetische Kräfte in der leitenden Flüssigkeit erzeugt, die zu deren Förderung ausgenutzt werden.

Das magnetische Wanderfeld wird dabei von einem oder mehreren Induktoren erzeugt, welche im Prinzip als eine ebene Abwicklung des an einer Längsseite aufgeschnittenen Stators eines gewöhnlichen Wechselstrommotors aufgefasst werden können. Sie bestehen aus einem ebenen, langgestreckten, lamellierten und genuteten Blechpaket und •in«r mehrphasigen Wicklung aus elektrisch leitendem Material, welches elektrisch isoliert in die offenen Nuten dieses Blechpaketes eingelegt ist.

Die mehrphasige Wicklung hat die Aufgabe, bei Betrieb des Induktors «inen mehrphasigen elektrischen Wechselstrom zu führen, dessen Magnetfeld vom magnetisch gut leitenden Blechpaket geführt wird. Dabei sind die einzelnen Phasenabschnitt· dar mehrphasigen Wicklung in bekannter Weis· räumlich so über das Bischpaket verteilt, dass ·& zur Ausbildung eines magnetischen Wanderfeldes kommt.

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Der Betrieb solcher Induktoren für elektromagnetische Pumpen und Förderrinnen erfordert in der Regel eine sehr hohe elektrische Stromdichte innerhalb des Leitermaterials der mehrphasigen Wiekltang. Die dadurch entstehenden höhen Stromwärmeverluste können nur durch eine direkte Kühlung abgeführt werden. Deshalb wird die mehrphasige Wicklung aus rohrförmigen elektrischen Leitern hergestellt) die während des Betriebes von einem Kühlmittel, beispielsweise Luft oder Wasser, durchströmt werden*

Es hat sich aus elektrotechnischen und konstruktiven

W Erwägungen als günstig herausgestellt, jeweils zwei solcher rohrförmigen Leiter elektrisch voneinander isoliert räumlich übereinanderliegend in einer Nut des Blechpaket®» an« zuordnen, wobei der untere Leiter einer Hut die direkte Fortsetzung des oberen Leiters einer anderen Nut darstellt. Der untere und der obere Leiter einer Nut werden aus Rohren gleichen Querschnitts hergestellt. Wenn die beiden in einer Nut des Bleohpaketes übereinanderliegenden rohrförmigen Leiter einen elektrischen Wechselstrom führen, treten in ihnen zwei an sich bekannte elektrische Erscheinungen aufs

l) Unter der Wirkung des vom elektrischen Strom in den

rohrförmigen Leitern selbst erzeugten, quer durch die W Nut verlaufenden magnetischen Wechselgeldes wird der Strom innerhalb dieser Leiter nach der offenen Seite der Nut verdrängt. Das Maß dieser Stromverdrängung kann rechnerisch bestimmt werden. Es ist frequenz- und materialabhängig und wird durch die sogenannte elektromagnetische Eindringtiefe bestimmt, welche in einer Längeneinheit angegeben wird und die Dicke der Schicht unter der Leiteroberfläche darstellt, in der man sich den gesamten Strom gleichmässig verteilt fliessend vorstellen kann. Sie beträgt beispielsweise für Kupfer bei Raumtemperatur und einer Frquenz von 5o Hs etwa βin©κ

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Zentimeter. Die Stromverdrängung verkleinert den ausnutzbaren Leiterquerschnitt für den Stromtransport und führt dadurch zu erhöhten Stromwärmeverlusten.

2) Der an der Nutöffnung liegende rohrförmige Leiter befindet sich im quer durch die Nut verlaufenden magnetischen Wechselfeld des am Nutgrund liegenden Leiters, welches in ihm zusätzliche Wirbelströme induziert. Diese Wirbelströme haben Zusatzverluste zur Folge.

Zweck der Erfindung ist es, die beiden rohrförmigen Leiter in dor Nut des Blechpaketes einer elektromagnetischen Pumpe oder Förderrinne geometrisch so auszubilden, dass die ungünstige, den elektrischen Wirkungsgrad beeinträchtigende Wirkung, der beiden vorbeschriebenen Erscheinungen möglichst weit herabgesetzt wird.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß indem bei geometrisch ungleicher Querschnitbsf orin der beiden Leiter, der am Nutengrund liegende Leiter eine aus der Mitte zum Nutengrund verschobene Bohrung aufweist«, Desweiteren soll die Höhe des an der Nutenöffnung liegenden rohrförmigen Leiters auf ein Maß beschränkt werden, das die elektromagnetische Bin dringtiefe praktisch nicht überaslireitet.

Durch die Wahl der besonderen Leiterq\ierschnittsformen gelingt es in einfacher Weise, den elektrischen Wirkungsgrad bei einer an sich gegebenen Anordnung auf ein Höchstmaß zu bringen.

In den Zeichnungen ist eine bevorzugte Ausführuiigsform der Erfindung im senkrechten Längsschnitt dargestellt.

Fig. 1 zeigt den Stand der Technik mit einem schematisch dargestellten Teil aus dem Längsschnitt durch eine elektromagnetische Pumpe oder Förderrinne. Mit 1 ist das lameliierte Blechpaket bezeichnet, das mit Pressbolzen 2 verspannt ist,

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und sich unterhalb der aus feuerfestem Material bestehenden Rinne R befindet, in der das flüssige Metall M gefördert wird. In die Nuten 3 des Blechpaketes 1 sind je zwei rohrförmiga Leiter k gleichen Querschnittes eingelegt, die durch eine Isolation 8 elektrisch, voneinander getrennt sind.

Einen gleichen Ausschnitt aus einer Rinne stellt Fig» 2 dar, jedoch mit erfindungsgemässer Ausbildung der rohr·» fö'rmigen Leiter 9 und 10 in den Nuten 3. 1 bezeichnet das lameliierte Blechpaket, das durch Fressbolzen 2 verspannt ist. Die rohrförmigen Leiter 9 und 10 sind in die Nuten 3 eingelegt. Dabei ist die Bohrung 6 des am Nut« grund liegenden Leiters 9 zum Nutgrund hin aus der Mitte verschoben. Die in Richtung der Nuttiefe gemessene Höhe des an der Nutöffnung gelegenen rohrförmigen Leiters 10 ist auf ein Maß beschränkt, das die elektromagnetische Eindringtiefe nicht wesentlich übersteigt.

Die erfindungsgemässe Anordnung führt dazu, dass das für die Förderung der Metallschmelze erforderliche magnetische Feld mit einem Mindestmaß an elektrischer Energie erzeugt werden kann.

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Claims (2)

1. Patentanspruch·

   fl.)) Elektromagnetische Pump· oder Förderrinn· mit zwei ^■^ übereinander angeordneten rohrförmigen Leitern je Nut des Induktorblechpaketes, dadurch gekennzeichnet, dass bei geometrisch ungleicher Querschnittsform der beiden Leiter (9 und 10) der am Nutengrund liegende Leiter (9) eine aus der Mitte zum Nutengrund verschobene Bohrung (6) aufweist.
2. 2.) Pumpe oder Förderrinne nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe (7) des an der Nutöffnung liegenden rohrförmigen Leiters (1O) auf ein Maß beschränkt ist, das die elektromagnetische Bindringtiefe praktisch nicht überschreitet.

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