DE2124463C3 - Kühleinrichtung für einen Elektromotor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühleinrichtung für einen Elektromotor nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

So eingeschlossene Motore werden häufig in Kühlanlagen verwendet, um den Kompressor der Anlage anzutreiben. Eine solche Kühleinrichtung für einen Elektromotor ist durch die US-PS 31 63 790 bekannt. Dort befindet sich die ringförmige Kammer am Außenumfang des Motorgehäuses. Die Einlaßöffnung und die Auslaßöffnung für das Kühlmittel sind an der Kammerdecke vorgesehen.

Der Kühlmittelstrom für den Spalt zwischen Stator und Rotor ist vom Kühlmittelstrom durch die ringförmige Kammer getrennt und wird von diesem über Rohrleitungen indirekt gekühlt.

Aus der US-PS 32 18 825 ist es bekannt, die ringförmige Kammer am Statorblechpaket unmittelbar anliegen zu lassen und das Kühlmittel in flüssiger Form über eine Einlaßöffnung am Kammerboden zuzuführen und in Dampfform über eine Auslaßöffnung an der Kasimerdecke abzuführen, derart, daß in der ringförmigen Kammer ein oberhalb des Rotors liegender Flüssigkeitspegel aufrechterhatten wird. Dies geschieht mittels eines Vorratsbehälters. Ausgehend von einer Kühleinrichtung für einen Elektromotor der eingangs genannten Art, liegt der Erfindung die Aufgäbe zugrunde, die Kühlung zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruches gelöst.

Bei dieser Lösung ist vorteilhaft, daß auch bei stark schwankenden Innentemperaturen eine rasche Kühlwirkung erzielt wird.

Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung. Es zeigt:

F i g. 1 ein Aufriß einer Kühlanlage, die einen durch ein Kühlmittel gekühlten hermetisch abgedichteten Elektromotor enthält, wobei Teile der Ansicht gebrochen dargestellt sind, um das Innere des Motors erkennen zu lassen;

F i g. 2 eine Vertikalschnittansicht des Motors und Fig.3 eine Schnittansicht längster Linie I1I-III von

m Fig.Z

In der Zeichnung stellt Fig. 1 eine Kühlanlage dar, die einen hermetisch abgedichtetem Motor 1 enthält, um einen Kompressor 2 anzutreiben. Verdampftes Kühlmittel tritt über ein Rohr 3 in den Kompressor 2 ein, wird komprimiert und wird einem Verflüssiger 4 über ein Rohr 5 zugeführt Kühlwasser wird durch den Verflüssiger 4 umgepumpt, um das Kühlmittel in die flüssige Form zu kondensieren, in welcher es durch ein Rohr 7 in einen Behälter 8 austritt. Der Behälter 8 Hefen

M flüssiges Kühlmitte! durch ein Rohr 9 zu einem Verdampfer 10. Ein sekundäres Medium, wie beispielsweise Wasser, das an den Kühlverlbraucher angeschlossen ist, läuft mittels einer Rohrleitung 11 durch den Verdampfer 10 und führt Wärme zu, um das Kühlmittel in dem Verdampfer zu verdampfen, wobei der Dampf in das Rohr 3 austritt, und zu dem Kompressor 2 zurückkehrt, um dadurch den Kühlzyklus xu vollenden. Der spezielle Aufbau und Betrieb des Kompressors des Verflüssigers und des Verdampfers, sind dem Fachmann bekannt, und eine weitere Beschreibung derselben wird als unnötig erachtet

Wie am besten in F i g. 2 dargestellt, ist der Motor 1 vollständig eingekapselt und weist ein zylindrisches Gehäuse 15 auf, das an den Enden durch eine Stirnwand 16 und den Kompressor 2 abgeschlossen ist Die Stirnwand 16 ist durch eine Reihe von am Umfang im Abstand zueinander angeordnete Schrauben 17 abgedichtet an dem Gehäuse 15 angelbracht während der Kompressor 2 an einer Umfangskante 18 des Gehäuses

*o 15 in gleicher Weise (nicht dargefellt) an am Umfang im gleichmäßigen Abstand zueinander angeordneten Löchern 19 befestigt ist.

Ein Rotor 20 ist in dem Motor 1 befestigt und angebracht, um ein Laufrad 21 in dem Kompressor 2

anzutreiben. Eine Rotorwelle 22 ist durch ein in der Stirnwand 16 befestigtes Lager 23 und ein ähnliches Lager 24 geeignet aufgenommen, das in dem Gehäuse 15 durch eine Lagerhalterung 25 befestigt ist. Ein öleinlaß 26 ist in der Lagerhalterung angebracht, um dem Lager Schmiermittel zuzuführen.

Der Rotor 20 enthält ferner eine Anzahl von Rotorlamellen 27, die mit Hilfe einer Keilnut 28 auf der Welle 22 befestigt sind. Der Rotor 20 enthält ferner eine herkömmliche Kurzschlußläufer-Motorwicklung mit

** Kurzschlußringen, an welchen sich axial erstreckende

Ventilatorflügel 29 angebracht sind, um das Kühlmittel

umlaufen zu lassen, wie ausführlicher beschrieben wird.

Ein Stator 30 umgibt den Rotor 'M zylindrisch und ist

aus einer Anzahl von zylindrischen Statorlamellen 31

*° gebildet. Die Lamellen 31 sind von herkömmlicher Konstruktion und enthalten Wicklungsnuten zum Anbringen von Statorwieklungen 32, die Wickelköpfe 45 aufweisen. Die Wicklungen 32 sind über einen Anschlußkasten und eine Abschirmung 34 elektrisch an

^h5 eine äußere Stromquelle angeschlossen und davon erregbar.

Eine ringförmige Kammer 38 ist in dem Motor 1 ausgebildet, um den Stator 30 mit den Wickelköpfen 45

zu umfassen.

Wie in Fig. 1 schematisch dargestellt, ist diese Kammer 38 durch eine Einkapselungsanordnung 61 gebildet, welche besteht aus einem Kreisring 62, der sich von dem Gehäuse 15 radial nach innen erstreckt, und einer sich axial erstreckenden zylindrischen Wandung 63, die an einem Ende neben dem Spalt 60 an dem Stator 30 befestigt ist und an dem anderen Ende an dem Kreisring 62 befestigt is*. Ein ähnlicher Aufbau ist auf der anderen Seite des Stators 30 vorgesehen, so daß die zwei Einkapselungsanordnungen und der Teil des Gehäuses 15 zwischen ihnen die ringförmige Kammer

38 den äußeren Umfang des Stators 30 definieren.
Fig.2 stellt ausführlich den Aufbau der Einkapselungsanordnung 61 dar. Die obenerwähnten Kreisringe '5 62 umfassen Stützringe 39 und 40, die axial durch am Umfang im gleichmäßigen Abstand zueinander angeordnete Stangen 43 angebracht sind. Während der Herstellung des Motors 1 werden die Statorlamellen 31 in den durch die Stangen 43 gebildeten Käfig gepreßt, um in der gewünschten Ausrichtung mit dem Rotor 20 und dem Lager 24 angebracht zu sein, das mittels Lagerhalterungen 25 auf dem Stützring 40 !refestigt ist. Die oben angeführte Motoranordnung, die Stützringe

39 und 40, Stangen 43, Stator 30 und Rotor 20 enthält, wird in das Gehäuse 15 gepreßt und angebracht.

Ein Paar von Dichtungsringen 36 und 37 ist auf den Stützringen 39 bzw. 40 durch Schrauben 41 befestigt und erstreckt sich von dem Gehäuse 15 radial nach innen, etwa zu dem Spalt 60, um den Aufbau der Kreisringe 62 zu vollenden. Die zylindrischen Wandungen 63 und 64 erstrecken sich zwischen den äußeren Lamellen des Stators 30 und den Dichtungsringen 36 bzw. 37.

Ein Vorratsbehälter 8 ist über ein Rohr 12 mit einer Einfaßleitung 46 verbunden, welche eine öffnung zur ringförmigen Kammer 38 vorsieht. Der Pegel 59 des flüssigen Kühlmittels in der Kammer 38 wird durch den Behälter 8 vorgegeben und ist so hoch, daß die Statorwicklungen 32 und die Wickelköpfe 45 eintauchen. Als Überlauf von dem Behälter 8 ist das Rohr 9 an diesem angebracht, um dadurch einen Behälterpegel 66 einzurichten, welcher einen Flüssigkeitsdruck vorsieht.

der ausreicht, um den Flüssigkeitspegel 59 in der Kammer 38 zu halten, wie am besten aus Fig. 1 zn ersehen.

Wenn Wärmeübertragung zwischen dem Stator 30 und dem Kühlmittel eintritt, verdampft das Kühlmittel und tritt durch die Auslaßcffnung 47 und das Rohr 13 aus, und kehrt zurück zum Verflüssiger 4.

Um den Rotor 20 wirksam zu kühlen, wird eine ausgewählte Kühlmittelmenge von der ringförmigen Kammer 38 einem Ringraum 48 zugeführt, welche auf einer Seite des Rotors 20 angebracht isL Eine ortsfeste Prallwand 49 ist mit der zylindrischen Wandung 63 verbunden, um den Ringraum 48 zu bilden, der Schaufeln Ά enthält. Ein Leitungsrohr 50 läuft durch die Prallwand 49 und ist mittels eines AnscHusses 51, eines Kniestückes 52 und einer Mutter 53 durch den Dichtungsring 37 hindurch mit der ringförmigen Kammer 38 verbunden.

Das in den Ringraum 48 eintretende Kühlmittel wird durch die Schaufeln 29 rund um den Umfang des Rolors 20 angetrieben und durch den Spal' ?ß gedruckt, um die Wärmeübertragung vorzusehen und den Rotor und Stator zu kühlen. Die Schaufeln 29 bilden somit eine Verteilvorrichtung für das Kühlmittel. Die Wickelköpfe 45 des Stators sind durch die zylindrischen Wandungen

63 und 64 vor dem Spritzen des Kühlmittels mit hoher Geschwindigkeit geschütz;, das mittels der Schaufeln 29 erzeugt wird.

Kühlmittel, das um den Rotor 20 herum gelaufen und verdampft ist, strömt in den Ringraum 33 und wird durch Rohre 55 und 56 abgesaugt, welche mit dem Rohr 13 zur Rückkehr zu dem Verflüssiger 4 verbunden sind. Der Külilmitteldampf kann auch in die ringförmige Kammer 38 über Durchgänge 67,68 strömen, die in den Dichtungsringen 36 und 37 angebracht sind. In flüssiger Form verbleibendem Kühlmittel kann durch Rohre 57 und 53 ablaufen und durch das Rohr 14 zu dem Verdampfer 10 zurückkehren.

Es kann ein Auslaß 54 in der zylindrischen Wandung

64 vorgesehen sein, damit Kühlmittel auf die Schaufeln 29 tropft, wenn diese auch auf der von der Prallwand 49 abgewandten Seite des Rotors 20 angebracht sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Kühleinrichtung für einen Elektromotor mit einem gegen die Atmosphäre hermetisch abgeschlossenen, den Stator und den Rotor enthaltenden Gehäuse, bei dem das Statorblechpaket von einer ringförmigen Kammer umgeben ist, deren zylindrische Außenwand eine Einlaßöffnung und eine Auslaßöffnung für das Kühlmittel aufweist, und bei dem zu beiden Seiten des Rotors Ringräume vorhanden sind, die über den Spalt zwischen Stator und Rotor miteinander in Verbindung stehen, wobei mittels am Rotor stirnseitig angebrachter Schaufeln ein Kühlmittel durch den Spalt gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Kammer (38) am Statorblechpaket unmittelbar anliegt, die Wickelköpfe (45) enthält und gegenüber dem Rotorraum durch zylindrische Wandungen (63, 64) getrennt ist, daß der Ringraum (48) an einem Rotorende über eine Flüssigkeitsleitung (50, 51, 52, 53) mit dem· unteren Teil der ringförmigen Kammer (38) und der Ringraum (33) am anderen Rotorende über eine öffnung (67) mit dem oberen Teil der ringförmigen Kammer (38) verbunden ist und daß die Einlaßöffnung (46) für das Kühlmittel am Boden und die Auslaßöffnung (47) für das Kühlmittel an der Decke der ringförmigen Kammer (38) vorgesehen ist, wobei das Kühlmittel in flüssiger Form der ringförmigen Kammer (38) zugeführt und aus dieser in Dampfform abgeführt wird, derart, daß in der ringförmigen Kammer (38) ein oberhalb des Rotors liegender Flüssigkeitspegel aufrechterhalten wird.