DE1922765C3 - Fluessigkeitsgekuehlter Rotor einer dynamoelektrischen Maschine - Google Patents
Fluessigkeitsgekuehlter Rotor einer dynamoelektrischen MaschineInfo
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- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
- H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
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Description
d/natnodektna*eMasctane ist da-Lmiaufaahme.aidGruml·dermaxial
der Wickelkopfverbrndungen ränkt (britische Patentschnu
^ Erwännung des Blechpaketes
u^rbi„deni, ist es bereits bekannt, m
zu * KanäIe zum DurchtnU oes
„aeehcn. die mit dem Kotomvmrbunden
sind und in Rmgräume munu νθ:Ώ
Blechpaket des Rotors geforrn, % zim& weisen an ihrem Außen-
^J0 oder Durchbrechungen auf se
° . d auch m den Bereich zwischen
elangen kann, von wo aus die
^ίη ,adiale Statorkanäle eindringt
Sen Düsen gelangt, durch die die
£& Endwindungen der Statorwick-
^d Diese brauseartigen Düsen Hnnte Art der Kühlung be-
ene Kühlräume bzw. geschlosf
^ konstruktiv aufwendig sind, die «3ώ in einer bestimmten Strömungsbahn
Kuhlfluss^ert J «« ver^eichsweise hohen Reihalten
müssen uno zu ν ^^ radialen
^upf ^ten^ren ^e «* he Patem8chrift
Kühlsystem für eine ^t SÄrwelle korn-
£sb^i «ie weist keinen inneren
werS jedoch * Endabschnitte
Die Erfindung bezieht sich auf einen flüssigkeitsgekühlten
Rotor einer dynamoelektrischen Maschin';, deren Gehäusemantel sich über einen Teil des Umfanges
erstreckende erste Kühlkanäle aufweist, die über im Gehäusemantel angeordnete Verbindungskanäle mit einem in der Rotorwelle angeordneten
arm-aimrrmvcn Ζπ£ιΐ£Π KÜhlkSSä! J2 Verbad5?!g
45
"St M.
«-- ein«
radial zsr Rcisrvysut:· »=·■«"-*«««»■
kanäle für die Kühlflüssigkeit vorgesehen, um die Wickelköpfe der Statorwicklung durch Aufspritzen,
von Kühlflüssigkeit zu kühlen. Auch wird bei diesem bekannten Kühlsystem die Kühlflüssigkeit nur auf
den unteren, zur Rotorwelle hinweisenden Bereich der Wickelköpfe der Statorwicklung aufgespritzt,
nicht jedoch auf die gesamte Fläche der Wickelköpfe, so daß diese bekannte Art der Kühlung zu keinem
besonders guten Kühlwirkungsgrad führt. Die vom Sntor abliegende Seite der Wickelköpfe der Statorwicklung
wird bei diesem bekannten Kunisysxem also nicht oder n1 " "*"* —·-«"* «.«» ,,, Oinom «tai
MSctoe w eder Sk Dieser bekannte Kühlkreislauf bietet dahingehend Vorteile, daß auch bei unter-
Kühlwirkungsgrad ^^JSSfffÄlflSS;
wicklung in Berührung gebracht, da die Kunlttussig
P" feit, die aus den radialen Kanälen der Rotorwelle gestellt, daß die stirnseitigen
justritt, nur auf die untere Seite dieser Wickelköpfe gen des Rotors an der Außentläcne una
t tuftrifit, so daß auch hier die Wickelköpfe thermisch gleichmäßig gekühlt werd*lV
ungleichmäßig belastet werden, da die vom Rotor ab- Bei einem flüssigkeitsgeicunuea
liegende Seite der Wickelköpfe der Rotorwicklung 5 definierten Art oder d&*.m™™??^Rototaii
nicht oder nur schlecht gekühlt bzw. mit der Kühl- kann weiter vorgesehen seui, daß bei.einem kciot ^
flüssigkeit in Berührung gebracht wird (britische nur an seinem einen Ende samserag -uB
_ . . ι •f.^/i^-iiix v τ»« j»— c«ri«7f-ina des anderen Eaues
ί- fttentschrift727761). Düsen an dem Spritzring des anderen ■&***»£
W SrhließUch ist es auch bekannt, zwischen denPolen außen eine halbflexible ^f^^^S^.
ψ eines Schenkelpolläufers eine WicMungsstütze aus «β ist, daß sie die KüMussl?eiVn tnrSK S
r wämieleitendemMaterial anzuordnen, die mit Durch- Wickelkopfverbindungen «« RotorwicKiung π .
; trittskanälen für ein Kühhr:«d ausgestattet ist (deut- Bei einem flüssigkeitsgekuhlten Roxot m" "*"
sehe Auslegeschrift 1 205 Is2). vor definierten Merkmalen ergibt sich weiter der vor
Aufgabe der Erfindung ist 4S ~ Kühlsystem einer teü einer raumsparenden Flusslßsz^uhrung^r
ί dynamoelektriscnen Maschin . eingangs definier- 15 die HohlweUe, wodurch auch gtecfazertg eine wire
ί ten Mt, unter weitgehendste . »meidung der durch same Kühlung des Rotoreisens bewirK: wiro.
die Kühlflüssigkeit bcd^a Reibungsverluste, im Im folgenden mid die Erfindung an nan
; «„.,=. «;«*.= »rniUroii ^ ,^!,^rVnn^nro^ ,,, ,„.κ»«. Ancfiiiirnnasbeismels unter Hinweis am u»
P $ern . nung näher erläutert. Es zeigt ^ ..t
C DeseAufgabe^.dbeieinemflüssigkeitsgekühlten » Fig. 1 eine SctoittdarsteUumj[einer ögarnoeieK-fei
Rotor der eingangs genannten Art nach der Erfin- irischen Maschine inn ^n Merkmalen nacn oer vor
dun·; dadurch gelöst, daß an den sirnseitigen Wickel- liegenden Erfindung, .^.^ji,,«» «ach d-r
koF'verbindunien des Rotors Spritzringe angeordnet Fig. 2 eine teüweise Schnittdarstellung nach ü
sind, denen die Kühlflüssigkeit über erste radiale Bon- Linie 2-2 der Fig. i, Ah«-hnittes der
Hingen von dem zweiten Kühlkanal zuführbar ist und »5 F i g. 3 eine Endansicht eines Abscönmes η
die eine Vielzahl von axial innenliegenden öffnun- Wickelkopfverbindungen und
gen aufweisen, und daß auf die Stirnseiten der Fig. 4 eine «^^J?8™?!^
Wickelkopfverbindungen ausgerichtete, an derRotor- kanäle im Gehäuse der Maschine nac«T * S;
welle befestigte Düsen über Versorgungskanäls und Die in der Zeichnung ä^™&ajaan*
eine zweite radiale Bohrung in der Rotorwelle mit 30 sehe Maschine ist z.B. em burstenloser Generaior *.
dem zweiten Kühlkanal in Verbindung stehen. Dieser weist ein Gehäuse 2 und emen Ro or 3 am
Eine sehrviel bessere Kühlleistung ergibt sich zwei- und besteht aus emem Hai—— n*nr* emem Er
felsohne dann, wenn effektiv die gesamte Durch- regergenerator S und einet
strömmenge der Kühlflüssigkeit mit den zu kühlenden Der Hauptgenerator 4 hat eine
Teilen in Berührung gebracht wird, wie dies nach 35 eme Rotorwicklung 8. Der dem Vorschlag gemäß der vorliegenden Erfindung er- eine Stetorwicklung9 und
reicht wird, da hier die Kühlflüssigkeit nicht mit HUfe Der Hilfserregergenerato- »J^^^
^ines begrenzten Strömungsraumes mit den zu kühlen- lung 11 und einen Permane- 1^0
den TeUen in Berührung gebracht wird, sondern in Das Gehäuse 2 ectnalt
jedem FaU die Kühlflüssigkeit auf diese zu kühlenden 40 13 zur Befestigung des U ««,f-Räounes-
TeUe aufgespritzt wird, io daß im wesentlichen die dargestellten Antaebsmaschme. ^er Befestigung^
ganze Durctetrömmenge der Kühlflüssigkeit mit die- flansch 13 weist emtn Kanal^ ^uf (Fig. 2), der an
L Teilen Ln BsrähruW gebrüht ™rd und dabsi eine KühlflüssigkeitsoueUe ^ψ^°ψ^^Ά%
Wärme mit einem sehr °vid besseren Wirkungsgrad Kanal 14 ist an>
paralM verfaufende ™^££
dUf die Kühlflüssigkeit übertragen wird. 45 angeschlossen, die am Umfang des Gehausemanie
Bei dem Kühlsystem nach der vorliegenden Erfin- Π verlaufen. Der Gd^S^S rJffiKl^md
dung entsteht auch zwischen den sich relativ zuein- mit RUlen versehenen Ted 16 des^ Gehäuses Z una
ander drehenden TeUen, also zwischen Rotor und bUdet ^ f^^^^^ts S'rmt einem
Stator, keine homogene zusammenhängende Kühl- Das andere Ende der ^^^„^„des Ge-
flüssigkeitsmasse, die* Reibungsverluste bedingt, son- 5» Verbkdungskanal 18 «ι emem Anschnitt19 des Uedern
es entsteht im wesentiichen eine nicht boroigene häuses 2 strom^ungsmaß>g verbun^den uer ^ e^o
Kühlflüssigkeitswolke, die die ReibungsverlusteW f™gsk^ 18τ§ίω3^^ 7ΖΆ
schwindend klein werden läßt, dabei jedoch zu einem laser 21_uber. Der KanalZO ^.m^t<, M hesteht
sehr viel besseren Kühlwirkung« -»rad der Kühlflüssig- m aer wei^^ "c» ^VeUM auf dem die Rotokeit
führt. Mit anderen Worten liegt die Kühlflüssig- 55 aus emem aof^T™S3oren montiert sind. Die
keit im Raum zwischen Rotor und Stator im wesent- ren der einzelnen ^generatore^monnen
liehen nur in zerstäubter Form vor, so daß man das Weue 23 >***£&?*£^S'wSteil 26
vorliegende Kühlsystem auch als Spriihkühlsystem, das außere Wellented24 ist em.f^™6^^,.
im Gegensatz zum'strömungskühlsystem gemäß den eingepaßt ^ΓαΑ^f dSSXg iieses
bekannten Kühlsystemen bezeichnen kann. 60 kanal 27 aufweist, der sicn um u^ ,6
Bei einem flüssigkeitsgekuhlten Rotor mit Sehen- TeUes erstreckt. Em^5g^J^»JiSSen u3
kelpolen und zwischen diesen angeordneten Wick- ^ΖΣ^Ά^^^ΤΖ ^ndelungssiützen
aus wärmeleitendem Material und mit aas «"»wc u Di Welle24 endigt in emem
Durchirktskanälen für ein Kühlmittel kann gemäß ^,,^^29 Der Wellenstummel 29 ^at ,nen
einer vorteilten Ausführungsform vorgesehen sein 65 ^l^nune^L; ^^ ^ ^ ^
daß die Durchtrittskanäle der Wick ungsstutzen axial *T™SSer M in Verbindung steht,
verlaufen und daß die Düsen auf die Durchmtts- mi^fät5™r demspiraiförmigB verlaufenden Kühl
kanäle ausgerichtet sind. Auf diese Weise wird sicher- ^usaizuui v
kanal 27 ist das innere Wellenteil 26'mit einem sich auf Grund seinei Schwerkraft in einen Sumpf 54
umfangsmaßig erstreckenden Kanal 31 ausgestattet. strömt, Der Sumpf 54 ist mit einem Kanal 55 in Ver-
Mehrere kleine radiale Bohrungen;33 sind im Bereich bindung. ;
des äußeren Wellenteils 24 vorgesehen; sie haben z. B. Im Betrieb gelangt Kühlflüssigkeit unter Druck
einen Durchmesser von 0,5 mm und sind im gleichen f5 durch den Kanal 14 in die Kuhlkanäle 15 im Ge-Abstand
zueinander aim den Umfang dieses äußeren häuse2 und dann zum Verbindungskanal 18. Von
Wellenteiles verteilt! angeordnet.. Weitere-entspre- diesem gelangt sie'in die Welle 23, durch den"Kanal
chende radiale Bohrungen 33 sind im Bereich der 20 in das Gleitlager 21 und dann in die Kammer 22.
Kammer 28 in deia äußeren Wellenteil 24 vorgesehen. Von der Kammer 22 strömt ein kleiner Teil der
Auf die Bohrungen 33 sind Spritzringe 36 ausgerich- io Ku ilflüssigkeit zur Schmierung des Lagers 25 zurück
tet, die drehbar an dem äußeren Wellenteil 24 be- duich den Spielraum 52. Die übrige Kühlflüssigkeit
festigt sind. Die Spritzringe 36 haben um den Umfang fließt in den spiralförmig verlaufenden Kühlkanal 27
eine Vielzahl von Öffnungen 37, für den Austritt der in der Rotorwelle. Ein Teil dieser Kühlflüssigkeit ge-Kühlflüssigkeit.
Eine Prallwand 38 aus einem geeig- langt durch die Bohrung 40 heraus und strömt durch
neten Isoliermaterial ist nahe dem äußeren Spritzring 15 die Rille 41 und die Versorgungskanäle 43 zu den
36 vorgesehen, um die Kühlflüssigkeit nahe bei der Düsen 44, von wo aus sie auf und durch die Wick-Rotorwicklung
8 zu halten. Die Prallwand 38 ist halb- lungsstützen 47 der Rotorwicklung 8 des Hauptgeneflexibel
und hält die Kühlflüssigkeit zwischen der rators 4 gesprüht wird. Die Wicklungsstützen 47 be-Prallwand
und der Rotorwicklung 8. stehen aus Aluminium oder einem anderen, eine gute
Das innere Wellenteil 26 hat ebenso einen weiteren ao Wärmeleitfähigkeit aufweisenden Material. Ein anam
Umfang verlaufenden Kanal 39. Dieser steht mit derer Teil der Kühlflüssigkeit strömt in den spiraleiner
Bohrung 40 in dem äußeren Wellenteil 24 in förmig verlaufenden Kühlkanal 27, gelangt durch die
Verbindung. Die Bohrung 40 ist auf eine innere um- radialen Bohrungen 33 in dem äußeren Wellenteil 24
fangsmäßig verlaufende Rille 41 in einem Teil 42 des heraus in den Spritzring 36, der die Kühlflüssigkeit
Rotors des Erregergenerators ausgerichtet. Das Teil as auf dieWickelkopfverbindungen der Rotorwicklung 8
42 besitzt eine Vielzahl von Versorgungskanälen 43, sprüht. Die übrige Kühlflüssigkeit strömt im spiraldie
einerseits mit der Rille 41 verbunden sind und an- förmig verlaufenden Kühlkanal 27 weiter und gelangt
dererseits zu einer Mehrzahl am Teil 42 befestigten in die Kammer 28, wo ein Teil davon durch weitere
Düsen 44 führen. Das Teil 42 ist an dem äußeren Bohrungen 33 in den äußeren Spritzring 36 geleitet
Wellenteil 24 befestigt und befindet sich nahe einem 30 wird. Die halbflexible Prallwand 38 hält die Kühl-Kühlkörper
45, der Gleichrichter 46 trägt und ebenso flüssigkeit in Berührung mit den Wickelkopfverbineine
Halterung für die Rotorwicklung 10 des Erreger- düngen der Rotorwicklung 8. Die verbleibende Kühlgenerators
5 darstellt. Die Düsen 44 sind so angeord- flüssigkeit tritt durch den Kanal 3fl im Welknstumnet,
daß sie in einer Linie mit Wicklungsstutzen 47 mel aus der Maschine aus.
liegen, die zwischen den Polwicklungen angeordnet 35 Die überschüssige Kühlflüssigkeit in dem Lagsrund
sind, die die Rotorwicklung 8 des Hauptgenerators 4 die Kühlflüssigkeit innerhalb des Gehäuses 2 fließen
darstellen (Fig. 3). auf Grund der Schwerkraft in den Sumpf 54 und
Das Gleitlager 21 hat einen flexiblen Abschnitt 48 werden von dort über den Kaual 55 abgesogen,
und einen Lagerabschnitt 49 und ist im Gehäuse 2 In Fi g. 4 ist der Verlauf der ersten Kühlkanäle" 15
mit Hilfe eines Klemmringes 50 befestigt. Ein kleiner 40 der Fig. 1 in einer Ebene dargestellL Wegen des
Spielraum 52 ist /wischen dem Lagerabschnitt 49 und Kanals 55 ist es erforderlich, die Kühlkanäle 15 an
dem drehbaren Teil 51 der Welle 23 vorgesehen, da- beiden Seiten der Wände der Kanäle 55 zu foegren-
mit die Kühlflüssigkeit in eine Kammer 53 gelangen zen. Die Pfeile zeigen die Bahn der Kühlflüssigkeii
kann und dann durch das Lager 25 fließt, von wo es durch die Kühlkanäle 15 an.
Hierzu 1 Blatt. Zeichnungen
Claims (1)
- «-»^S-siÄ-ESSEPatentansprüche:1. Flüssigkeitsgelriihlter Rotor einer dynamoelektrischen Maschine, deren Gehäusemantel sich über einen TeU des Umfanges erstreckende ersteKühlkanäle aufweist, die über im Gehäusemantel angeordnete Verbindungskanäle mit einem m der Rotorwelle angeordneten spiralförmigen zweUen Kühlkanal in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß an den stirnse.tigen Wickelkopfverbindungen des Rotors Spntzrmgi (36) angeordnet sind! denen die Kühlflüssigkeit far erste radiale Bohrungen (33) von dem zweitea Kühlkanal i27) zufüh ar ist und die eine Vielzahl von axial innenuer nden öffnungen (37) aufweisen, unddaß auf di Stirnseiten derWickelkopfverbiislungen ausgenchtete, an der RotorweUe befestigt! Düsen (44) über Versorgungs- » kanäle (43) L· eine zweite radiale Bohrung; (4Θ in der Rotorweile mit dem zweiten Kühlkanal(27) in Verbindung stehen. i-HüssigkeitsgekühlterRotornachAnspruchlmit Schenkelpolen und zwischen diesen angeord- »s neten Wicklungsstützen aus wärmeleitendem Material und mitDurchtrittskanälen für em Kühlmittel, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittskanale der Wicklungsstützen (47j1 axial verlaufen und daß die Düsen (44) auf die Durch- trittskanäie ausgerichtet siüd.3. Fiüssigkeiisgekünliß Rotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Rotor mit nur a^seinem einen Ende stimsdtig angeordneten Düsen an dem Spritzring (36) des anderenEndes axial außen eine halbflexiblePrallwand (38) derart angebracht ist, daßsie die Kühlflüssigkeit in Berührung mit den Wickelkopfverbindu?gen der Rotorwicklung (8) hältdaßschiedhcher BdaeWJg ^gefäUe vom teeren der Mm ^^ ^ ^im wesentlichen *»re mechanische Spannungen ^f ir b aws?tet werdea können. Es sind kÄ** Maßnahmen getroffen um blßdungen des Rotorszujcuhlen ^ ^^ eitler starken Erwärmung ausgesetzt die bat-ππ
Applications Claiming Priority (1)
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DE1922765C3 true DE1922765C3 (de) | 1973-01-25 |
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ID=24925600
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19691922765 Expired DE1922765C3 (de) | 1968-05-10 | 1969-05-05 | Fluessigkeitsgekuehlter Rotor einer dynamoelektrischen Maschine |
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FR (1) | FR2008202A1 (de) |
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