DE1928358C3 - Anordnung zur Kühlung von Rotations korpern - Google Patents

Anordnung zur Kühlung von Rotations korpern

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DE1928358C3
DE1928358C3 DE1928358A DE1928358A DE1928358C3 DE 1928358 C3 DE1928358 C3 DE 1928358C3 DE 1928358 A DE1928358 A DE 1928358A DE 1928358 A DE1928358 A DE 1928358A DE 1928358 C3 DE1928358 C3 DE 1928358C3
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Paul Dr.Rer.Nat. Fries
Peter Dipl.-Ing. Schulze
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/22—Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges
    • H02K9/225—Heat pipes

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

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung /ur Kühlung eines auf einer Hohlwelle angeordneten Läufers einer elektrischen Maschine mittels eines verdampfbarcp. Kühlmittels, das in einem von den zu kühlenden Teilen des Läufers bestimmten Verdampfungsabschnitt in der Hohlwelle verdampft und in einem Kondensalionsabschnill an einem Ende der hermelisch abgeschlossenen Hohlwelle kondensiert. vvobei durch die Rotation des Läufers ein geschlossener Kreislauf des Kühlmittels nach Art eines Wärmerohres mit der Zentrifugalkraft erzeughar ist. durch die die Innenwandung der Hohlwelle mit dem Kühlmittel ausgekleidet und das Kühlmittel vom Kondensationsabschnitt zum Verdampfungsabsehnhi zurückführbar ist, wobei der Kondensationsabschniti und der Verdampfungsabschnitt gleichen Durchmesser haben. Eine solche Anordnung wird in der Patentanmeldung P 19 00411.6-32 (deutsche Auslcgeschrift 1 900 411) vorgeschlagen.
!"5er auf einer solchen Hohlwelle angeordnete rolierende Läufer hat im allgemeinen ein verhältnismäßig großes Gewicht. Dementsprechend ist auch eine siarke Wandung der Hohlwelle aus einem festen Melall, vorzugsweise Stahl, erforderlich. Stahl hat aber einen großen Wärmewiderstand. Die Erfindung geht nun aus von der Erkenntnis, daß die Wärmeabführung der Kühlanordnung wesentlich verbessert werden kann, wenn der Wärmewiderstand der Hohlwelle wenigstens im Bereich einc-s der Kondcnsieningsabschnitte vermindert wird.
Atis der USA.-Patentschrift 2 364 000 ist bereits eine Anordnung zur Kühlung eines auf einer Hohlwelle angeordneten Läufers einer elektrischen Masehine mittels eines verdampfharcn Kühlmittels hekannl. bei der die Zentrifugalkraft der rotierenden Hohlwelle /ur Auskk-idunu ihrer inneren Wandung mil dein Kühlmittel verwendet wird. Oa-, Kühlmittel. Mii/iiusueise flüssiges Erigen, wird dabei in das eine InUe der Hohlwelle eingeleitet und innerhalb der rolierenden Hohlwelle durch die \ erlusiwarme der Ma.schine verdampft. Her Zulauf ist so bemessen, dall eine klein-· Menge des Kühlmittels flüssig hleihl und die innere Wandung auskleidet. Um den Warmeubergang von dem Rotor über die Wand der Höh welle /um Kühlmittel /u erleichtern, kann die Hohlwelle dabei aus Silber, einem guten Wärmeleiter, bestehen Das verdampfte Kühlmittel wird durch Öffnungen an: anderen Lnde der Hohlwelle und durch den Ringspall /wischen Stator und Rotor nach aulien abg> führt. Im Gegensat/ /ur eingangs genannten Anordnung handelt es sich also hierbei um eine Durehlaulkühlung mil beidseitig offener Hohlwelle, bei der fm das verdampfte Kühlmittel fortlaufend flüssiges Kühlmittel nachgeliefert werden muß.
Die Aufgabe, bei der eingangs genannten Anordnung die Kühlwirkung weiterhin /u verbessern, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Hohlwelle wenigstens /um Teil aus einem gut wärmeleitenden Material besteht Vorzugsweise besieht die Hohlwelle wenigstens an ei.iom Linde aus einend gut wärmeleitenden Material. An dem besagten 1 eilstück der Welle können zweckmäßig noch besondere Mittel zur Beschleunigung der Wärmeabführung, insbesondere ein Lüfler angebracht sein. Es kann auch die Einwirkting eines zusätzlichen Kühlmediums vorgesehen sein. Linier Umständen, beispielsweise bei elektrisehen Maschinen mil Läufern verhältnismäßig geringer Ausdehnung, kann auch die gesamte Hohlwelle aus einem mit wärmeleitenden Material hergestellt sein.
vur weiteren Erläiiierutm der Erfindung wird auf <jje Zeichnung Bezim genommen in der als Ausführunusheispiel eine Anordnung zur Kühlung einer elektrischen Maschine schemalisch veranschaulicht i.·,;.
Auf einer als Hohlwelle 2 ausgebildeten Lliuferwelle einer elektrischen Maschine ist ein Läufer 3 angeordnet, der vom Ständer 4 durch einen nicht näher bezeichneten Luftspalt getrennt ist. Die Hohlwelle 2 ist bekanntermaßen als dochtfreics Wärmerohr ausgestallet. Sie enthält ein flüssiges Arbeitsmedium, das unter der Einwirkung der Rotation der Hohlweüe 2 die Innenwandung der Welle auskleidet, durch die zugeführte Wärme im Verdampfungsabschnitt 7 verdampft, in den Kondensierungsabschnitten 9 und 11 wieder kondensiert und an der Innenwand der Hohlwelle 2 zum Verdampfungsabschnitt 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 enlhallen kann, durch Luftumwälzung eine zusätzliche Kühlung dieses Teiles der Hohlwelle 2 hcrbcifühti und die Wärme an die Raumluft abführt, wie durch Pfeile 17 angedeutet ist. Solche Maschinenwcllcn sind im allgemeinen aus schlecht wärmeleitendem Matcrial, insbesondere aus Stahl, hergestellt. Zur Verbcsserung der Wärmeabführung wird deshalb nach der Erfindung ein Ende 18 der Hohlwelle 2 aus einem gut wärmeleitenden Material, beispielsweise Kupfer, hergestellt, dessen Wärmewiderstand etwa eine Größenordnunu kleiner ist als der Wärmcvvidersland von
SmIiI. ΠιιαΊι diese Gesialuing wird d;e \\';ίπικ·;ιInulining wesentlich verhesserl. Durch die Anordnung einer /iisäl/liehen Kühleinrichtung 19. beispielsweise eines I .Lifters, auf dem \V-.vllenende 18 wird die Wärmeabführung aus dem Kondensierimgsabschniti 9 nochmals \erhesseil. Der I.üfier9 kann /weckmiiliig ebenfalls aus einem gut wärmeleitenden Material bestehen.
Neben der im Ausfiilirunusbeispiel dargestellten I tiftkuhlung ist auch jede andere Art der Kühlung der KiHidensierungsabschnille. beispielsweise eine HusMiikeilsküliluni!, geeignet.
I nier Inistanden kann es /weckmiiliig sein, beide l;iulen der Hohlwelle 2 oder die gesamte Hohl- \seilii2 aus einem gut wärmeleitenden Material her-
Hierzu 1 Blatt Zeichnuncen

Claims (3)

I'uienlanspriiche:
1. Anoidnunu /ur Kühlung eines auf einer Hohlwelle angeordneten Läufer·, einer eleklrischen Maschine mittels eines verdampfbaren kühlmittels, das in einem von den /u kühlenden Teilen des Läufers bestimmten Yerdampt'umisahschniti in der Hohlwelle verdampft und in einem Kondensatinnsabsehniü an einem I tide der her- in indisch abueschlossenen Hohlwelle kondensiert. wobei durch die Rotation des Läufers ein »eschlossener Kreislauf des Kühlmittels nach Art eines Wärmerohres mit der Zentrifugalkraft er-/eugbar ist. durch die die Innenwandung der Hohlwelle mil dem Kühlmittel ausgekleidet und das Kühlmittel vom Kondensationsabschnitt /um Verdampi'uni'sabsehnitl /urückführbar ist. wobei der Kondevisationsabschnitt und der Verdampfungsabschnilt gleichen Durchmesser haben, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (2) wenigstens zum Teil aus einem gut wärmeleitenden Material besteht.
2. Anordnung nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (2) wenigstens an einem Lnde (18) aus einem gut wärmeleitenden Material besteht. ~
3. Anordnung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die gesainie Hohlwelle (2) aus einem gut wärmeleitenden Material besteht.
DE1928358A 1969-01-04 1969-06-04 Anordnung zur Kühlung von Rotations korpern Expired DE1928358C3 (de)

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DE3405297A1 (de) * 1984-02-15 1985-09-05 Anton Piller GmbH & Co KG, 3360 Osterode Drehende maschine mit waermerohr-kuehlung
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