DE202006016164U1

DE202006016164U1 - Anordnung zur Kühlmediumführung zur Schleifringraumbelüftung für Schleifringläufermaschinen

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Publication number: DE202006016164U1
Application number: DE200620016164
Authority: DE
Original assignee: VEM Sachsenwerk GmbH
Current assignee: VEM Sachsenwerk GmbH
Priority date: 2006-10-21
Filing date: 2006-10-21
Publication date: 2007-06-28
Anticipated expiration: 2016-10-22

Abstract

Anordnung zur Kühlmediumführung zur Schleifringraumbelüftung für Schleifringläufermaschinen, insbesondere für große Schleifringläufermaschinen mit Wärmetauscher, einem Schleifringgehäuse und mindestens einem Ventilator zur Fremdkühlung und am oder im Schleifringgehäuse wahlweise angeordneten Kühlmediumfilter,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anordnung so ausgeführt ist, das Kühlmedium aus einem im Maschinengehäuse (4) angeordneten Kühlmediumzuströmraum (5) über eine daran angeordnete axiale Spaltdüse (6) direkt bis auf den Schleifringapparat (7) zuführbar ist,
dass das Kühlmedium über einen unten oder seitlich im Schleifringraum (8) angeordnete Leitblechkonstruktion (9) umgelenkt und gesammelt und
über einen Abströmkanal (10), der am Maschinengehäuse (4) angeordnet ist,
in einen Kühlmediumabströmraum (11) geführt ist, der neben dem Kühlmediumzuströmraum (5) angeordnet ist und im Kühlmediumzuströmraum (5) und/oder im Kühlmediumabströmraum (11) mindestens ein Ventilator (12) angeordnet ist, der das Kühlmedium erneut in den Kühlkreislauf zuführt.

Description

Die Erfindung betrifft eine neuartige Anordnung zur Kühlmediumführung zur Schleifringraumbelüftung für Schleifringläufermaschinen, insbesondere für große Schleifringläufermaschinen mit Wärmetauscher, einem Schleifringgehäuse und mindestens einem Ventilator zur Fremdkühlung und am oder im Schleifringgehäuse wahlweise angeordneten Kühlmediumfilter für rotierende elektrischen Maschinen.
Konstruktionen mit Schleifringläufer werden heute für immer größere Maschinenleistungen eingesetzt. Die Übertragung von höheren Stromstärken mittels des Bürste-Schleifring-Kontakts führen zwangsläufig zu einem weiteren Ansteigen der Erwärmung des gesamten Systems und insbesondere zur Erwärmungsproblemen beim Schleifring. Deshalb ist es erforderlich eine möglichst gute Kühlung von Bürste und Schleifring zu realisieren. Schleifringe für große rotierende elektrische Maschinen werden heute hauptsächlich durch axial oder radial zugeführte Kühlluft gekühlt. Besonders problematisch sind dabei Schleifringanordnungen für Asynchronmaschinen, bei denen in der Regel die drei Schleifringe sehr eng nebeneinander angeordnet sind. Um die Erwärmungsprobleme bei solcherart Schleifringanordnungen lösen zu können, gibt es eine Reihe von konstruktiv aufwendigen Lösungen. Dabei wird in einigen Ausführungen Kühlluft über speziell angeordnete Düsen auf den Schleifring geblasen. In einigen anderen Ausführungen wird die Kühlluft durch in die Oberfläche eingearbeitete Rillen der Schleifringe oder zusätzlich angeordnete Bohrungen in den Schleifringen geführt um eine gute Kühlung gewährleisten zu können. Allerdings werden dadurch die Durchmesser der Schleifringe oftmals größer gewählt und zudem kommt es zu einer unkontrollierten Verteilung des Bürstenabriebes im gesamten Schleifringraum. Vor allem an Stellen die wenig von Kühlluft oder nur von Kühlluft mit geringer Geschwindigkeit umströmt werden kann, es zu Ablagerungen von Bürstenabrieb kommen, wodurch sich Kriechwege bilden können und die Gefahr von Schäden bedingt durch Überschläge besteht.
Eine Möglichkeit einer Ausführung einer Kühlung, die gleichzeitig neben einer guten Wärmeabführung auch zur Absaugung des Bürstenstaubes um aus dem Bürste-Schleifring-Kontaktbereich dient, ist in der DE 21 23 278 A1 beschrieben. Bei dieser Ausführung der Schleifringanordnung einer elektrischen Maschine liegen ringförmige Sammelräume zur Absaugung der Kühlluft und gleichzeitig auch des durch den Abrieb der Bürsten entstehenden Bürstenstaubes auf der dem Bürstenträger abgewandten Seite der Bürsten. Sie sind jeweils mit radial gerichteten rohrförmigen, trichterartigen Absaugkanälen verbunden, die sich von der Bürste bis zur Oberfläche des Schleifringes erstrecken und so die unmittelbar vor der Bürstenauflagefläche liegende Absaugöffnung bilden. Die Schleifringoberfläche ist dabei mit einer schraubenlinienförmigen Rillung versehen, die zu den Absaugöffnungen hinführen. Da die Absaugvorrichtung aber allein unmittelbar auf den Bürstenbereich beschränkt sind, besteht aber doch die Möglichkeit, dass in den Rillen des Schleifringes verbleibender Bürstenabrieb doch in den Zwischenraum zwischen den Absaugöffnungen in den Schleifringraum austreten kann und sich dort auf den Isolierteilen ablagern kann, wodurch bekanntlich Kriechstromwege ausgebildet werden können, welche die Spannungsfestigkeit herabsetzt. Außerdem ist bei dieser Ausführung die Wartung und Kontrolle der Bürsten nur eingeschränkt möglich, die Konstruktion ist relativ aufwendig und lässt sich nur schlecht reinigen.
Die DE 34 18 014 A1 beschreibt dagegen eine technische Lösung, wo ringförmige in Umfangsrichtung der Schleifringe verlaufende Sammelräume innerhalb der Bürstenträger angeordnet sind und von den Bürstenbolzen durchsetzt sind und wobei ringförmige über den gesamten Umfand der Schleifringe verlaufende Absaugöffnungen angeordnet sind. Eine solche Ausführung ist ebenfalls konstruktiv aufwendig und lässt sich sehr schlecht reinigen. Zudem besteht hier ebenfalls die Gefahr, dass sich unkontrollierbare Kriechstrecken bilden können.
In der EP 0 052 385 A1 ist eine Schleifringanordnung beschrieben, bei der alle drei angeordneten Schleifringe durch eine durchgehende Kühlgasbohrung verbunden sind, in denen ein Isolierrohr angeordnet ist. Dabei schneidet die Kühlgasbohrung spiralig verlaufende Rillen, die in die Oberfläche der Schleifringe eingearbeitet sind an. Durch diese Kühlgasrohre wird mittels eines Radiallüfters Luft gefördert um die Schleifringe optimal zu kühlen und den Bürstenabrieb absaugen zu können. Solch eine technische Lösung ist allerdings konstruktiv sehr aufwendig und führt zu erheblich höheren Kosten für den gesamten Schleifringapparat.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neuartige einfache Anordnung zur Kühlmediumführung zur Schleifringraumbelüftung für Schleifringläufermaschinen zu schaffen, die eine bessere und gleichmäßigere Wärmeabführung aus den Schleifringen ermöglicht, zu weniger Ablagerungen von Bürstenabrieb führt und die gleichzeitig die freie Zugänglichkeit zum Schleifringraum für jegliche Wartungsarbeiten gewährleistet.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit den technischen Merkmalen des ersten Patentanspruches gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Hauptanspruches sind Bestandteil der abhängigen Unteransprüche. Die erfindungsgemäße Anordnung zur Kühlmediumführung zur Schleifringraumbelüftung für Schleifringläufermaschinen, insbesondere für große Schleifringläufermaschinen arbeitet wie bisher im Zusammenwirken mit dem im Maschinengehäuse integriertem Wärmetauscher. Die neuartige Anordnung der Kühlmediumführung ist in das Schleifringgehäuse integriert. Zur Fremdkühlung ist wie allgemein bekannt, mindestens ein Ventilator am oder im Schleifringgehäuse angeordnet. Außerdem ist es möglich wahlweise zum Abscheiden des im Schleifringapparat entstehenden Abriebs des Bürsten- und Schleifringmaterials einen Kühlmediumfilter anzuordnen. Die erfindungsgemäße Anordnung ist so ausgeführt, dass das Kühlmedium aus einem im Maschinengehäuse 4 angeordneten Kühlmediumzuströmraum 5 über eine daran angeordnete axiale Spaltdüse 6 direkt bis auf den Schleifringapparat 7 zuführbar ist. Durch die axiale Spaltdüse 6, deren Gestaltung und deren Dimensionierung wird das Kühlmedium bedingt durch mindestens einen angeordneten Ventilator 12 über die gesamte axiale Länge der Schleifringe mit hoher Strömungsgeschwindigkeit durch den Schleifringapparat 7 hindurch bis aus die Oberflächen aller Schleifringe geführt. Die Schleifringe werden vom Kühlmedium umströmt und das Kühlmedium wird anschließend über eine unten oder seitlich im Schleifringraum 8 angeordnete neuartige Leitblechkonstruktion 9, die in einem gesondert angeordnetem Gestell oder direkt am Maschinengehäuse 4 befestigt ist, umgelenkt und gesammelt. Aus der Leitblechkonstruktion 9 und wird das Kühlmedium über einen neuartigen Abströmkanal 10, der am Maschinengehäuse 4 angeordnet ist, in einen Kühlmediumabströmraum 11 geführt. Dieser ist unmittelbar neben dem Kühlmediumzuströmraum 5 angeordnet. Sowohl der Kühlmediumzuströmraum 5 als auch der Kühlmediumabströmraum 11 ist von den Kühlrohren 19 durchsetzt. Im Kühlmediumzuströmraum 5 und/oder im Kühlmediumabströmraum 11 ist mindestens ein Ventilator 12 angeordnet, der die Fremdkühlung realisiert, für die Zwangsumwälzung des Kühlmediums sorgt und der das Kühlmedium erneut in den Kühlkreislauf zuführt. Sehr vorteilhaft ist die wahlweise Anordnungsmöglichkeit eines Filterelements 16, das die sonnst regelmäßige Reinigung des Bürsten- und Schleifringabriebs weitgehend vermeidet, bzw. die Zeiträume zwischen den erforderlichen Reinigungen erheblich verlängert. Durch die neuartige Aufteilung der einzelnen Bestandteile der Anordnung zur Kühlmediumführung zur Schleifringraumbelüftung für Schleifringläufermaschinen entsteht eine einfach zu fertigende Konstruktion, die eine bessere und gleichmäßigere Wärmeabführung aus den Schleifringen ermöglicht, zu weniger Ablagerungen von Bürstenabrieb an den kritischen Stellen, wie vor allem innerhalb des Schleifringapparates 7 führt und die gleichzeitig eine freie problemlose uneingeschränkte Zugänglichkeit zum Schleifringraum 8 für jegliche Arten von Wartungsarbeiten gewährleistet. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass alle Einzelelemente der gesamten Anordnung zur Kühlmediumführung innerhalb des Schleifringraumes 3 und des Wärmetauschers 2 integriert sind.
In einer vorteilhaften Anordnung zur Kühlmediumführung zur Schleifringraumbelüftung für Schleifringläufermaschinen ist nur im Kühlmediumzuströmraum 5 mindestens ein Ventilator 12 angeordnet ist. Der bzw. die Ventilatoren 12 müssen entsprechend so dimensioniert sein, dass sie zum einen für eine große Zuströmgeschwindigkeit des Kühlmediums in den Schleifringapparat 7 sorgen und zum anderen einen ausreichend großen Unterdruck über den Abströmkanal 10 in der Leitblechkonstruktion 9 erzeugen.
Es ist bei der neuartigen Anordnung auch möglich, dass nur im Kühlmediumabströmraum 11 ein oder mehrere Ventilatoren 12 mit der gleichen Wirkung wie unmittelbar vorstehend beschrieben angeordnet sind.
Bei einer besonders einfachen konstruktiven Ausbildung der Anordnung zur Kühlmediumführung zur Schleifringraumbelüftung ist der Abströmkanal 10 entweder unmittelbar seitlich innen oder außen direkt am Schleifringgehäuse 3 angeordnet, wobei der Abströmkanal 10 in seinem Verlauf annähernd der Gehäusekontur des Schleifringgehäuses 3 in seinem Verlauf folgt. Dadurch ist eine einfache Befestigung des Abströmkanals 10 im Schleifringgehäuse 3 möglich.
Es ist auch eine Konstruktion ausführbar, bei der die Schleifringgehäuseseitenwand 13 selbst bereits eine Seitenwand des neuartigen Abströmkanals 10 bildet. Dadurch verringert sich die Anzahl der Einzelteile für den Abströmkanal 10.
Bevorzugt besitzt der Abströmkanal 10 in der Anordnung zur Kühlmediumführung zur Schleifringraumbelüftung für Schleifringläufermaschinen die gleiche Breite wie die Schleifringgehäuseseitenwand 13. Dadurch kann der Strömungsverlauf des Kühlmediums optimiert und der Strömungswiderstand innerhalb der neuartigen Anordnung gering gehalten werden.
Es ist aber auch möglich, dass der Abströmkanal 10 im Bereich einer seitlich im Schleifringgehäuse 3 angeordneten Bedienungsöffnung 14 entlang der Schleifringgehäuseseitenwand 13 verjüngt ausgebildet ist. Dies kann erforderlich sein, um z. B. von beiden Seiten innerhalb des Schleifringraums 8 Wartungsarbeiten problemlos und schnell ausführen zu können. Dabei kann im Bereich der axialen Verjüngung des Abströmkanals 10 eine radiale Verbreiterung erfolgen, so dass der Querschnitt des Abströmkanals 10 über seinen gesamten Verlauf gleich groß ausgebildet ist, was zu einer optimierten Kühlmediumführung beiträgt.
Es ist auch denkbar die Schleifringgehäuseseitenwand 13 doppelwandig auszubilden, so dass die Schleifringgehäuseseitenwand 13 selbst den größten Teil des Abströmkanals 10 bildet. Dies bedeutet noch weniger konstruktive Einzelteile innerhalb der neuartigen Anordnung zur Kühlmediumführung zur Schleifringraumbelüftung für Schleifringläufermaschinen. Dabei sollten allerdings die Strömungsquerschnitte innerhalb des Verlaufes des Abströmkanals 10 und möglich Umlenkstellen des Kühlmediums im Abströmkanal aufeinander abgestimmt ausgeführt sein. In den Fällen, wo die Schleifringgehäuseseitenwand 13 eine Außenwand des Abströmkanals 10 bildet, wird zudem Wärme an die Umgebung abgeführt, was zu einer verbesserten Abkühlung des Kühlmediums beiträgt.
Auch eine Ausführung ist möglich, bei der sowohl die seitliche Bedienungsöffnung 14 in der Schleifringgehäuseseitenwand 13 als auch in der Abströmkanalinnenwand 15 möglichst gleich groß angeordnet ist. Dabei sind beide Bedienungsöffnungen verschließbar und abdichtbar ausgebildet. Dabei kann die gesamte Breite der Schleifringgehäuseseitenwand für die Ausbildung des Abströmkanals genutzt werden und der Schleifringraum 8 ist auch von dieser Seite optimal zugänglich.
Besonders vorteilhaft ist es, innerhalb der neuartigen Anordnung zur Kühlmediumführung zur Schleifringraumbelüftung zwischen Schleifringraum 8 und Kühlmediumabströmraum 11 ein Filterelement 16 anzuordnen, was zu den bereits vorstehend beschriebenen Vorteilen der verlängerten Reinigung des Schleifringraums 8 führt.
Optimal ist das Filterelement 16 in der neuartigen Anordnung zur Kühlmediumführung zur Schleifringraumbelüftung platziert, wenn es innerhalb oder unmittelbar an der Leitblechkonstruktion 9 angeordnet ist. An dieser Stelle ist es sehr schnell und ohne großen Aufwand austauschbar oder kann gereinigt werden.
Eine kleinere räumliche Ausführung des Abströmkanals 10 ist ausführbar, wenn zur Kühlmediumführung der Abströmkanal 10 doppelt, d. h. links und rechts an den Schleifringgehäuseseitenwänden 13 angeordnet ist.
Zusätzlich ist es von erheblichen Vorteil, wenn in der neuartigen Anordnung zur Kühlmediumführung zur Schleifringraumbelüftung für Schleifringläufermaschinen im Kühlmediumzuströmraum 5, oder in der axialen Spaltdüse 6, oder im Schleifringraum 8, oder in der Leitblechkonstruktion 9, oder im Abströmkanal 10 oder im Kühlmediumabströmraum 11 an jeweils geeigneten Stellen eine oder mehrere Überwachungseinrichtungen zur Kühlmediumüberwachung angeordnet sind. Damit ist es erstmals möglich zuverlässig sowohl Störungen bei der Kühlung des Schleifringapparates als auch den Verschleiß durch Bürstenabrieb rechtzeitig erkennen zu können und rechtzeitig geeignete Gegenmaßnahmen einleiten zu können.
Eine vorteilhafte Anordnung zur Kühlmediumführung kann ausgebildet werden, wenn ein Ventilator 12 mittig zwischen Kühlmediumzuströmraum 5 und Kühlmediumabströmraum 11 angeordnet ist, bzw. an dieser Position sein volles Wirkungsfeld entfaltet.
Bei der neuartigen Anordnung zur Kühlmediumführung zur Schleifringraumbelüftung für Schleifringläufermaschinen ist es auch möglich im Schleifringraum 8 anstelle der Düse nur eine Kühlmediumzuführöffnung 17 mittig anzuordnen, so dass das Kühlmedium genau mittig zwischen Kühlmediumzuströmraum 5 und Kühlmediumabströmraum 11 dem Schleifringraum 8 zugeführt ist. Dies bedingt eine einfachere Ausführung der neuartigen Anordnung.
Eine zwar etwas aufwendigere aber durchaus für spezielle Anwendungen sinnvolle Ausführung der neuartigen Anordnung zur Kühlmediumführung zur Schleifringraumbelüftung für Schleifringläufermaschinen liegt vor, wenn der Abströmkanal 10 axial stirnseitig am Lagerschild der Schleifringläufermaschine 1 und/oder an der abnehmbaren axialen Zwischenwand 18 angeordnet ist.
Für besonders intensive Kühlung der Schleifringe ist auch eine neuartige Anordnung zur Kühlmediumführung ausführbar, bei der ein Teil des Kühlmediums durch axiale Öffnungen 20 in der Zwischenwand zwischen Schleifringraum 8 und dem Maschineninneren der Schleifringläufermaschine 1 in die nächste benachbarte Kammer des Maschinengehäuses 4 über einen zusätzlich angeordneten Bypass des Abströmkanals 10 geführt ist. Das Kühlmedium wird dabei in unteren Öffnungen 20 axial in die Nachbarkammer geführt in der Nachbarkammer entlang einer Maschinenseite nach oben, oben in den Öffnungen 20 wieder axial zurück in Richtung des Schleifringraumes und von dort in den Kühlmediumabströmraum 11. Dies hat den Vorteil, dass dann die Bedienungsöffnung 14 an der optimalen Stelle der Schleifringgehäuseseitenwand 13 und zudem entsprechend groß angeordnet werden kann.
Die Erfindung soll nachstehend an Hand der 1 bis 2 näher beschrieben werden.
1 zeigt eine axiale Draufsicht auf die Schleifringseite einer Schleifringläufermaschine 1 mit neuartiger Kühlmediumführung
2 zeigt eine um 45 Grad gedrehte räumliche Darstellung einer erfindungsgemäßen Kühlmediumführung
3 zeigt die Kühlmittelführung in der neuartigen Anordnung
Entsprechend 1 ist der Schleifringraum 3, wie immer unmittelbar an das Lagerschild einer Schleifringmaschine 1 angekoppelt. Das Schleifringgehäuse 3 besitzt hier in diesem Ausführungsbeispiel die gleichen räumlichen Abmessungen wie das Maschinengehäuse 4 der Schleifringläufermaschine 1. Oben auf dem Maschinengehäuse 4 ist über die gesamte Länge der Schleifringläufermaschine 1 einschließlich der Länge des Schleifringraumes 8, wie bekannt, ein Wärmetauscher 2 mit innenliegenden Kühlrohren 19 angeordnet. Der Raum im Wärmetauscher 2 oberhalb des Schleifringraumes 8 ist unterteilt in einen Kühlmediumzuströmraum 5 und einen Kühlmittelabströmraum 11. Die Unterteilung erfolgt hier in dieser Ausbildungsform mit einer abgewinkelten Trennwand 21, die sich oben aufsitzend mittig vom Schleifringgehäuse 3 bis zur rechten Seitenwand des Wärmetauschers 2 erstreckt. Zwischen Oberwand des Wärmetauschers 2 und Querwand der Trennwand 21 entsteht ein freier Raum in dem ein Ventilator 12 angeordnet ist. Der Ventilator 12 wird von oben durch die Oberwand des Wärmetauschers 2 hindurch angetrieben. In der Querwand der Trennwand 21 ist eine runde Öffnung angeordnet, durch die das Kühlmedium gefördert wird. Die Größe der Öffnung ist auf den Durchmesser und die Leistung des Ventilators 12 und den Querschnitt des Abströmkanals 10 abgestimmt. Zur Optimierung der Ventilatorleistung kommen geeignete Luftleitbleche zum Einsatz. In der oberen Wand des Schleifringgehäuses 3, d. h. zwischen Kühlmediumzuströmraum 5 und Schleifringraum 8 ist eine hier rechteckig ausgebildete Kühlmediumzuströmöffnung 17 angeordnet. Unmittelbar an dieser Kühlmediumzuströmöffnung 17 ist eine axiale Spaltdüse 6 ausgebildet. Sie erstreckt sich über die gesamte Länge der drei Schleifringe. In Richtung der Schleifringe verjüngt sich der radiale Querschnitt der axialen Spaltdüse 6, damit der Kühlmittelstrom mit erhöhter Geschwindigkeit in die Bereiche zwischen den Schleifringapparat 7 bis unmittelbar auf die Oberfläche der Schleifringe zwangsgeführt strömt. Dann durchströmt und umströmt das Kühlmedium den Schleifringapparat 7, wie aus 3 ersichtlich und nimmt dabei die dort bedingt durch den Bürste-Schleifring-Kontakt entstehende Wärme auf. Gleichzeitig wird der Abrieb des Bürste-Schleifring-Kontaktes durch die hohe Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmediums mitgerissen und lagert sich nur wenig im Schleifringapparat 7 ab. Das erwärmte Kühlmedium einschließlich des mitgeführten Abriebs wird unten über ein Filterelement 16 in die Leitblechkonstruktion durch die von oben drückende und von unten saugende Strömung zwangsgeführt. Das Filterelement 16 ist dabei so ausgebildet und auf der Leitblechkonstruktion 9 befestigt, dass es sehr schnell montiert und demontiert werden kann. Das erwärmte und nunmehr gefilterte Kühlmedium wird in der Leitblechkonstruktion gesammelt und in den daran angeschlossenen Abströmkanal 10 umgelenkt. Der neuartige Abströmkanal 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel entlang der Außenkontur der rechten Schleifringgehäuseseitenwand 13 ausgebildet und geführt. Eine Kanalwand des Abströmkanals 10 wird durch die rechte Innenoberfläche der Schleifringgehäuseseitenwand 13 gebildet. Die anderen Kanalseitenwände werden durch eine abgewinkelte Blechkonstruktion gebildet, die auf der Innenoberfläche der Schleifringgehäuseseitenwand 13 befestigt ist. Die Abströmkanalinnenwand 15 verläuft parallel zur rechten Innenoberfläche der Schleifringgehäuseseitenwand 13 mit einem optimierten abgestimmten Querschnitt. Dabei werden möglichst weitgehend rechtwinklige Umlenkungen des Kühlmediums vermieden, um die inneren Strömungswiderstände in der gesamten neuartigen Anordnung zur Kühlmediumführung gering zu halten. In den beiden Schleifringgehäuseseitenwänden 13 sind, wie aus 2 ersichtlich, links und rechts jeweils verschließbare Bedienungsöffnungen 14 zur Ausführung von Wartungsarbeiten angeordnet. Der Abströmkanal 10 mündet oben in der oberen Wand des Schleifringgehäuses 3 über eine rechtwinklige Öffnung im Kühlmediumabströmraum 11. Der Ventilator 12 ist dabei so ausgebildet, dass er im Kühlmediumabströmraum 11 saugend und im Kühlmediumzuströmraum 5 drückend wirkt. Die mitgeführte Wärme aus dem Schleifringapparat 7 wird über die Kühlrohre 19 sowohl der Kühlmediumabströmkammer 11 als auch der Kühlmediumzuströmkammer 5 dem Kühlmedium entzogen, da alle Kühlrohre 19 des gesamten Wärmetauschers 2 in den gesonderten Kühlkreislauf einbezogen sind und intensiv umströmt werden. Eine weitere Wärmeabgabe an die Umgebung erfolgt über die rechte Schleifringgehäuseseitenwand 13. Dadurch entsteht ein geschlossener hochwirksamer Kühlkreislauf auch für die Bürsten-Schleifring-Kontakte. Die neuartige Anordnung zur Kühlmediumführung kann wahlweise mit Luft oder mit anderen gasförmigen Kühlmedien beaufschlagt werden.
In 2 ist zum besseren Verständnis eine um 45 Grad gedrehte räumliche Darstellung der bevorzugten Ausführungsvariante einer neuartigen Anordnung zur Kühlmediumführung zur Schleifringraumbelüftung für Schleifringläufermaschinen gezeigt. In der großen Schleifringläufermaschine sind die Kühlrohre 19 des Wärmetauschers 2 nicht bis in den Bereich des Schleifringgehäuses 3 durchgehend gezeichnet, um die Bauweise und räumliche Anordnung der einzelnen wirksamen Komponenten der Anordnung verständlich darstellen zu können. Aus dieser Abbildung ist insbesondere ersichtlich, wie der Abströmkanal 10 unter Einbeziehung der rechten Schleifringgehäuseseitenwand 13 einschließlich der im Maschinengehäuse 4 angeordneten Maschinenfüße zur Befestigung der rotierenden elektrischen Maschine auf einem Fundament ausgebildet ist. Die Abnehmbare axiale Zwischenwand ist in 2 ebenfalls nicht dargestellt.
In 3 ist der Strömungsverlauf der Kühlmediumführung in der neuartigen Anordnung zur Schleifringraumbelüftung mittels Pfeilen für Schleifringläufermaschinen 1 in diesem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel nochmals übersichtlich abgebildet. Hier wird nochmals deutlich, das die Kühlwirkung auf Grund der Einbeziehung aller Kühlrohre 19 des Wärmetauschers 2, durch die Ausnutzung des Inneren des gesamten Maschinengehäuses 4 maximiert ist.
Die neuartige Anordnung zur Kühlmediumführung zur Schleifringraumbelüftung für Schleifringläufermaschinen ist insbesondere für große rotierende elektrischen Maschinen anwendbar.

1: Schleifringläufermaschine
2: Wärmetauscher
3: Schleifringgehäuse
4: Maschinengehäuse
5: Kühlmediumzuströmraum
6: axiale Spaltdüse
7: Schleifringapparat
8: Schleifringraum
9: Leitblechkonstruktion
10: Abströmkanal
11: Kühlmediumabströmraum
12: Ventilator
13: Schleifringgehäuseseitenwand
14: Bedienungsöffnung
15: Abströmkanalinnenwand
16: Filterelement
17: Kühlmediumzuströmöffnung
18: Abnehmbare axiale Zwischenwand
19: Kühlrohre
20: axiale Öffnungen
21: Trennwand

Claims

Anordnung zur Kühlmediumführung zur Schleifringraumbelüftung für Schleifringläufermaschinen, insbesondere für große Schleifringläufermaschinen mit Wärmetauscher, einem Schleifringgehäuse und mindestens einem Ventilator zur Fremdkühlung und am oder im Schleifringgehäuse wahlweise angeordneten Kühlmediumfilter, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung so ausgeführt ist, das Kühlmedium aus einem im Maschinengehäuse (4) angeordneten Kühlmediumzuströmraum (5) über eine daran angeordnete axiale Spaltdüse (6) direkt bis auf den Schleifringapparat (7) zuführbar ist, dass das Kühlmedium über einen unten oder seitlich im Schleifringraum (8) angeordnete Leitblechkonstruktion (9) umgelenkt und gesammelt und über einen Abströmkanal (10), der am Maschinengehäuse (4) angeordnet ist, in einen Kühlmediumabströmraum (11) geführt ist, der neben dem Kühlmediumzuströmraum (5) angeordnet ist und im Kühlmediumzuströmraum (5) und/oder im Kühlmediumabströmraum (11) mindestens ein Ventilator (12) angeordnet ist, der das Kühlmedium erneut in den Kühlkreislauf zuführt.
Anordnung zur Kühlmediumführung zur Schleifringraumbelüftung für Schleifringläufermaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nur im Kühlmediumzuströmraum (5) mindestens ein Ventilator angeordnet ist.
Anordnung zur Kühlmediumführung zur Schleifringraumbelüftung für Schleifringläufermaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nur im Kühlmediumabströmraum (11) mindestens ein Ventilator angeordnet ist.
Anordnung zur Kühlmediumführung zur Schleifringraumbelüftung für Schleifringläufermaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abströmkanal (10) unmittelbar seitlich innen oder außen am Schleifringgehäuse (3) angeordnet ist und der Gehäusekontur des Schleifringgehäuses (3) in seinem Verlauf folgt.
Anordnung zur Kühlmediumführung zur Schleifringraumbelüftung für Schleifringläufermaschinen nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifringgehäuseseitenwand (13) eine Seitenwand des Abströmkanals (10) bildet.
Anordnung zur Kühlmediumführung zur Schleifringraumbelüftung für Schleifringläufermaschinen nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abströmkanal (10) die gleiche Breite wie die Schleifringgehäuseseitenwand (13) besitzt.
Anordnung zur Kühlmediumführung zur Schleifringraumbelüftung für Schleifringläufermaschinen nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abströmkanal (10) im Bereich einer seitlich im Schleifringgehäuse (3) angeordneten Bedienungsöffnung (14) entlang der Schleifringgehäuseseitenwand (13) verjüngt ausgebildet ist.
Anordnung zur Kühlmediumführung zur Schleifringraumbelüftung für Schleifringläufermaschinen nach Anspruch 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifringgehäuseseitenwand (13) doppelwandig ausgebildet ist und den größten Teil des Abströmkanals (10) bildet.
Anordnung zur Kühlmediumführung zur Schleifringraumbelüftung für Schleifringläufermaschinen nach Anspruch 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die seitliche Bedienungsöffnung (14) sowohl in der Schleifringgehäuseseitenwand (13) als auch in der Abströmkanalinnenwand (15) angeordnet ist und beide verschließbar und abdichtbar ausgebildet sind.
Anordnung zur Kühlmediumführung zur Schleifringraumbelüftung für Schleifringläufermaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Schleifringraum (8) und Kühlmediumabströmraum (11) ein Filterelement (16) angeordnet ist.
Anordnung zur Kühlmediumführung zur Schleifringraumbelüftung für Schleifringläufermaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb oder unmittelbar an der Leitblechkonstruktion (9) ein Filterelement (16) angeordnet ist.
Anordnung zur Kühlmediumführung zur Schleifringraumbelüftung für Schleifringläufermaschinen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abströmkanal (10) doppelt links und rechts an den Schleifringgehäuseseitenwänden (13) angeordnet ist.
Anordnung zur Kühlmediumführung zur Schleifringraumbelüftung für Schleifringläufermaschinen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Kühlmediumzuströmraum (5), oder in der axialen Spaltdüse (6), oder im Schleifringraum (8), oder in der Leitblechkonstruktion (9), oder im Abströmkanal (10) oder im Kühlmediumabströmraum (11) eine oder mehrere Überwachungseinrichtungen zur Kühlmediumüberwachung angeordnet sind.
Anordnung zur Kühlmediumführung zur Schleifringraumbelüftung für Schleifringläufermaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventilator (12) mittig zwischen Kühlmediumzuströmraum (5) und Kühlmediumabströmraum (11) angeordnet ist.
Anordnung zur Kühlmediumführung zur Schleifringraumbelüftung für Schleifringläufermaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schleifringraum (8) eine Kühlmediumzuführöffnung (17) mittig angeordnet ist, so dass das Kühlmedium genau mittig zwischen Kühlmediumzuströmraum (5) und Kühlmediumabströmraum (11) dem Schleifringraum (8) zugeführt ist.
Anordnung zur Kühlmediumführung zur Schleifringraumbelüftung für Schleifringläufermaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das der Abströmkanal (10) axial stirnseitig am Lagerschild der Schleifringläufermaschine (1) und/oder an der abnehmbaren axialen Zwischenwand (18) angeordnet ist.
Anordnung zur Kühlmediumführung zur Schleifringraumbelüftung für Schleifringläufermaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Kühlmediums durch axiale Öffnungen (20) in der Zwischenwand zwischen Schleifringraum (8) und dem Maschineninneren in die nächste benachbarte Kammer des Maschinengehäuses (4) über einen Bypass des Abströmkanals (10) geführt ist.