DE1928358A1

DE1928358A1 - Anordnung zur Kuehlung von Rotationskoerpern

Info

Publication number: DE1928358A1
Application number: DE19691928358
Authority: DE
Inventors: Fries Dr Rer Nat Paul; Schulze Dipl-Ing Peter
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-06-04
Filing date: 1969-06-04
Publication date: 1970-12-10
Also published as: DE1928358C3; DE1928358B2

Description

Anordnung zur Kühlung von Rotationskörpern Zusatz zum Patent . ... ... (Anm.: P 19 00 411.6-32 - PLA 68/1689) Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Kühlung eines Rotationskörpers, vorzugsweise eines Läufers elektrischer Maschinen, der auf einer als Wärmerohr ausgebildeten Hohlwelle angeordnet ist, die ein verdampfbares Arbeitsmedium zur Ubertragung der Wärme enthält. Es ist bekannt, ein solches Wärmerohr zur Kühlung von elektrischen Maschinen zu verwenden, indem die Läuferwelle als Wärmerohr ausgestaltet wird. Nach der Hauptanmeldung P 19 00 411.6-32 kann nun der Aufwand für die Kühleinrichtung beträchtlich vermindert werden, wenn das Wärmerohr während der Wärmeübertragung rotiert. Es wurde nämlich erkannt, daß die Zentrifugalkraft der rotierenden Hohlwelle zur Auskleidung der inneren Wandung der Hohlwelle mit dem Arbeitsmedium verwendet werden kann. Der in den bekannten Wärmerohren zur Rückführung des Arbeitsmediums vorgesehene Docht ist dann nicht mehr erforderlich.
Die auf einer solchen Hohlwelle angeordneten Rotationskörper haben im allgemeinen ein verhältnismäßig großes Gewicht. Dementsprechend ist auch eine starke Wandung der Hohlwelle aus einem festen Metall, Vorzugsweise Stahl, erforderlich. Stahl hat aber einen großen Wärmewiderstand. Die Erfindung geht nun aus von der Erkenntnis, daß die Wärmeabführung der Kuhlanordnung wesentlich verbessert werden kann, wenn der Wärmewiderstand der Hohlwelle wenigstens im Bereich eines der Kondensierungsabschnitte vermindert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Hohl-Welle wenietens zum Teil, vorzugsweise wenigstens ein Ende der Hohlwelle, aus einem gut wärmeleitenäen Material besteht. An diesem Teilstück der Welle können zweckmäßig noch besondere M4ttel Zur Beschleunigung der Wrmcabführung' insbesondere ein Lüfter angebracht sein. Es kann auch die Einwirkung eines zusätzlichen Kühlmediums vorzusehen sein. Unter Umständen, beispielsweise bei elektrischen Maschinen' mit Läufern verhältnismäßig geringer Ausdehnung, kann auch die gesamte Hohlwelle aus einem gut wärmeleitenden Material hergestellt sein.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der als Ausführungsbeispiel eine Anordnung zur Kühlung einer elektrischen Maschine schematisch veranschaulicht ist.
Auf einer als Hohlwelle 2 ausgebildeten Läuferwelle einer elektrisehen Maschine ist ein Läufer 3 angeordnet, der vom Ständer 4 durch einen nicht näher bezeichneten Luftspalt getrennt ist. Die Hohlwelle 2 ist nach der Hauptanmeldung als doch- reies Wärmerohr ausgestaltet. Sie enthält ein flüssiges Arbeitsmedium, das unter der Eirkung der Rotation der Hohlwelle 2 die Innenwandung der Welle auskleidet, duroh die zugeführte Wärme im Verdampfungsabschnitt 7 verdampft, in den Kondensierungsabechnitten 9 und 11 wi@der kondensiert und an der Innenwand der Hohlwelle 2 zum @@@@@mpfungsabschnitt 7 zurückwandert. Die Kondensierungsabschnitte werden zwecks besserer Abführung der Kondensationswärme zusätzlich gekühlt. Zu diesem Zweck kann im Abschnitt 11 auf der Welle ein Kühlsystem 16 angeordnet sein, das beispielsweise Kühlrippen enthalten kann, durch Luftumwälzung eine zusätzliche Kühlung; dieses Teiles der Welle 2 herbeiführt und die Wärme an die Raumluft abführt, wie durch Pfeile 17 angedeutet ist. Solche Maschinenwellen sind im allgemeinen aus schlecht wärmeleitendem Material, insbesondere aus Stahl, hergestellt. Zur Verbesserung der Wärmeabführung wird deshalb nach der Erfindung ein Teil 18 der Hohlwelle 2 aus einem gut wärmeleitenden Material, beispieleweise Kupfer, hergestellt, dessen Wärmewiderstand etwa eine Größenordnung kleiner ist als der Wärmewiderstand von Stahl.
Durch diese Gestaltung wird die Wärmeabfilhrung wesentlich verbessert. Durch die Anordnung einer zusätzlichen Kiibleinriehtung 19, beispielsweise eines Lüfters, auf dem Wellenteil 18 wird die WärmeabfUhrung aus dem Kondonsierungsabschnitt 9 nochmals verbessert. Der Lüfter 9 k@@@ zweckmäßig ebenfalls aus einem gut wärm:sleitenden Material bestehen.
Neben der im Ausführungsbeispiel dargestellten Luftkühlung ist auch jede andere Art der Kühlung der Kondensierungsabschnitte, beispielsweise eine Flüssigkeitskühlung, geeignet.
Unter Umständen kaIuL es zweckmäßig sein, beide Enden der Hohlwelle 2 oder die gesamte Hohlwelle 2 aus einem gut wärmeleitenden Material herzustellen.
Als Ausführungsbeispiel wurde die Kühlung einer elektrischen Maschine gewählt. Die. Erfindung kann jedoch auch zur Kühlung jeder Art von Rotationskörper angewendet werden, der auf einer Welle angeordnet ist.
1 Figur 2 Patentansprüche

Claims

Patentansprüche (1.)Anordnung zur Kühlung eines Rotationskörpers, vorzugsweise des Läufers elektrischer Maschinen,der auf einer als Wärmerohr ausgebildeten Hohlwelle angeordnet ist, die ein verdampfbares Arbeitsmedium zur Übertragung der Wärme enthält und bei der die Zentrifugalkraft der rotierenden Hohlwelle zur Auskleidung der inneren Wandung der Hohlwelle mit dem Arbeitsmedium vorgesehen ist, nach Patent . ... ... (um.5 P 19 00 411.6-32 - PLA 68/1689), insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (2) wenigstens zum Teil (18), vorzugsweise wenigstens ein Ende der Hohlwelle, aus einem gut wärmeleitenden Material besteht.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Hohlwelle aus einem gut wärmeleitenden Material besteht.