DE2205413A1

DE2205413A1 - INSULATING BODY

Info

Publication number: DE2205413A1
Application number: DE19722205413
Authority: DE
Inventors: Franz Boehm; Johann Krauss
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-02-05
Filing date: 1972-02-05
Publication date: 1973-08-16
Also published as: JPS4883365A; DE2205413B2; JPS5314135B2

Description

Isolierkörper Die Erfindung bezieht sich auf einen Isolierkörper zur Abstandshalterung und Kühlmittelführung zwischen Haltekonstruktionen, Spulen und/oder Geilspulen elektrischer Maschinen oder Apparate.Insulating body The invention relates to an insulating body for Spacer and coolant guide between holding structures, coils and / or Horny reels of electrical machines or apparatus.

Bei elektrischen supraleitenden Scheibenspulen ist es-bekannt, zwischen den Haltekonstruktionen, z.B. den Flanschteilen von Spulenkörpern und den Stirnseiten der äußeren Scheibenspulen Gitterscheiben aus Draht oder Kunststoff anzuordnen, die aber bei größeren Haltekräften eine zu hohe mechanische Beanspruchung der Spulenstirnseiten an den kleinen Gitterkreuzungsauflageflächen bedingen. Mit bekannten, radial geschlitzten Isolierscheiben kann eine überhöhte mechanische Druckbeanspruchung der Scheibenspulen zwar verhindert werden, jedoch besteht hierbei der einschneidende Nachteil, daß ein Kühlmittelzutritt nur an den radialen Schlitzen möglich ist und daß in Umfangsrichtung der Scheibenspulen ein Austausch und eine gewünschte notwendige Vermengung der den Schlitzen zugeführten Kühlmittelteilmengen verhindert wird. Es sind auch mit Noppen, Stegen od.dgl. Vorsprüngen versehene volle Isolierscheiben bekannt, bei denen zwar ein Austausch aller Kühlmittelteilmengen möglich ist, jedoch ist hierbei die Dicke der Isolierscheiben nach unten begrenzt. Außerdem sind die im Preßverfahren herzustellenden Isolierscheiben teuer in der Fertigung.In the case of electrical superconducting disc coils, it is known to have between the support structures, e.g. the flange parts of coil bodies and the end faces to arrange wire or plastic lattice disks of the outer disc coils, However, with greater holding forces, the mechanical stress on the coil end faces is too high at the small grid intersection support surfaces. With well-known, radially slotted Insulating washers can place excessive mechanical pressure on the washer coils can be prevented, but there is the significant disadvantage that a coolant access is only possible at the radial slots and that in the circumferential direction the disc coils an exchange and a desired mixing of the den Slits supplied coolant subsets is prevented. There are also nubs, Webs or the like. Full insulating washers provided with projections are known in which an exchange of all coolant sub-quantities is possible, but this is the thickness the insulating washers are limited at the bottom. In addition, those are to be produced in the pressing process Insulating washers are expensive to manufacture.

Bei mehrlagigen Zylinderspulen, insbesondere für supraleitende Spulen, ist es bekannt, zwischen die einzelnen Lagen axial erstreckte Kühlstege einzufügen, so daß axialerstreckte Kanäle für das Kühlmittel entstehen, die einen Austausch der in den einzelnen Kanälen befindlichen Kühimittelteilmengen untereinander verhindern. Damit ist auch ein Wärmeaustausch unterbunden, so daß bei in axialer Richtung langen und horizontal angeordneten Zylinderspulen Dampfblasen entstehen, die nur langsam, wenn überhaupt, entweichen und die leicht zu einer schädlichen örtlichen Überhitzung der Spulen führen können.In the case of multi-layer cylinder coils, especially for superconducting coils, it is known to insert axially extending cooling webs between the individual layers, so that axially elongated channels for the coolant are created, which require an exchange of the coolant sub-quantities located in the individual channels prevent one another. This also prevents heat exchange, so that long in the axial direction and horizontally arranged solenoids vapor bubbles arise, which only slowly, if anything, escape and easily lead to harmful local overheating of the coils can lead.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfach zu fertigenden Isolierkörper der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei anpaßbarer Auflagefläche einen EWhlmittelzufluß über seine ganze Fläche verteilt und sowohl in axialer bzw. radialer Richtung als auch in Umfangseinrichtung ohne mechanische, thermische oder dielektrische Überlastung der Spule zuläßt.The invention is based on the object of an easy-to-manufacture To create insulating body of the type mentioned, with an adjustable support surface a resource inflow distributed over its entire surface and in both axial and radial direction as well as in circumferential device without mechanical, thermal or dielectric overload of the coil allows.

Die Lösung der gestellten Aufgabe ge gelingt nach der Erfindung dadurch, daß er aus minesn zwei aneinanderliegenden flächigen Teilisolierkörpern kiit Jeweils auf die Fläche verteilten Durchlässen besteht und die Durchlässe des einen Teilisolierkörpers zu den burchlässen der benachbarten Teilisolierkörper teilabdeckend versetzt sind, so da3 Jeder Durchlaß eines Teilisolierkörpers mit den benachbarten Durchlässen im gleichen Teilisolierkörper riurch Uie freien Durchlaßflächen der Durchlässe im Jeweils beachbarten Teilisolierkörper über die ganze Fläche des Isolierkörpers in Verbindung stehen.The solution to the problem posed is achieved according to the invention by that he consists of two adjacent flat partial insulating bodies kiit each There is passages distributed over the surface and the passages of one part of the insulating body are offset to partially cover the passages of the adjacent partial insulating bodies, so da3 each passage of a partial insulating body with the adjacent passages in the same partial insulating body through Uie free passage areas of the passages in the Part of the insulating body to be observed in each case over the entire surface of the insulating body in Connected.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele nachfolgend näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 Isolierkörper nach der Erfindung an den Stirnseiten von Scheibenspulen, Fig. 2 Isolierkörper nach der Erfindung am Umfang zwischen Seillagen von Zylinderspulen, Fig. Da bis e verschiedene Formen und Anordnungen von Durchlässen von Deilisolierkörpern.Further details of the invention are based on several in the drawing illustrated embodiments explained in more detail below. 1 shows Insulating body according to the invention on the end faces of disc coils, Fig. 2 insulating body according to the invention on the circumference between cable layers of cylinder coils, Fig. Da to e different shapes and arrangements of passages of Deilisolierkkörpers.

Zwischen dem angedeuteten einen Flansch 4, dem Spulenkörper 5 und einer Außenabdeckung 6 der Spulenanordnung nach Fig. 1 sind mehrere Scheibenspulen 7 gegen den Spulenkörper 5 bei 8 isoliert angeordnet und gegeneinander und gegen jeden Flansch 4 durch einen Isolierkörper 1 abgestützt. In nicht näher dargestellter Weise sind Kühlmittelzu- und -ableitungen vorgesehen, so daß jeder Isolierkörper 1 von Kühlmittel durchdrungen wird und das Kühlmittel auf die ganze Fläche der Isolierkörper 1 verteilt in jeder Richtung (d.dh. axial, radial und in Umfaxgsrichtung) strömen kann und auf diese Weise eine Wärmeabfuhr von allen innen liegenden Stellen der Scheibenwicklungen nach außen ermöglicht.Between the indicated a flange 4, the coil body 5 and An outer cover 6 of the coil arrangement according to FIG. 1 is a plurality of disc coils 7 arranged isolated from the coil body 5 at 8 and against each other and against each flange 4 is supported by an insulating body 1. In not shown Way coolant supply and discharge lines are provided so that each insulating body 1 is penetrated by coolant and the coolant on the entire surface of the insulating body 1 flow distributed in each direction (i.e. axially, radially and circumferentially) can and in this way a heat dissipation from all internal locations of the Disk windings to the outside possible.

In Fig. 2 ist ein Teil einer Zylinderspule angedeuttt, mit zwei Seillagen 9, 10, die außen von einer Bandage 11 sowie zwei Isolierkörpern 1' nach der Erfindung umfaßt sind. Die weiter unten beschriebener Isolierkörper nach der Erfindung erlauben eine Strömung des Kühlmittels in jeder Isolierlage in axialer und radialer Richtung sowie in Umfangsrichtung.In Fig. 2 a part of a solenoid is indicated, with two layers of rope 9, 10, the outside of a bandage 11 and two insulating bodies 1 'according to the invention are included. Allow the insulating body described below according to the invention a flow of the coolant in each insulating layer in the axial and radial directions as well as in the circumferential direction.

Der Isolierkörper 1 ist für Scheibenspulen als ebene Scheibe, bestehend aus beispielsweise zwei Teilisolierkörpern 1a, 1b ausgebildet, die gemäß Fig. 3a mit gleichmäßig über die ganze Fläche verteilt angeordneten runden Durchlässen 2a, 2b versehen sind, wobei die Teilisolierkörper 1c, ib so gegeneinander versetzt verschoben sind, daß sich die Durchlässe in ihnen teilweise abdecken. Es verbleiben dann freie Durchlaßflächen 3, über die in jeder Richtung ein Kühlmitteltransport möglich ist.The insulating body 1 is made up of a flat disk for disk coils formed from, for example, two partial insulating bodies 1a, 1b, which according to FIG. 3a with round passages 2a evenly distributed over the entire surface, 2b are provided, the partial insulating bodies 1c, 1b being displaced in relation to one another are that the passages in them partially cover each other. Free ones then remain Passage areas 3 through which coolant can be transported in any direction.

In den Fig. 3b bis e sind kreuzförmige, viereckige und längliche Durchlässe gezeigt, die jeweils eine gleiche Anzahl von freien Durchlaßflächen 3 aufweisen.In FIGS. 3b to e there are cross-shaped, square and elongated passages shown, each having an equal number of free passage areas 3.

Durch die Größe, Form und Verteilung der Durchlässe, die auch unregelmäßig sein kann, ist ein gewünschtes Verhältnis vom Durchtrittsquerschnitt für das Kühlmittel zur Auflagefläche des Isolierkörpers auf der Spule und die mechanisch nicht abgestützte freie Leiterlänge (Kriechstromwege) einstellbar.Due to the size, shape and distribution of the passages, which are also irregular can be, is a desired ratio of the passage cross section for the coolant to the contact surface of the insulator on the coil and the mechanically unsupported Free conductor length (leakage current paths) adjustable.

In einfacher Weise kann jeder Teilisolierkörper aus mindestens einer schmiegsamen gelochten Isolierfolie bestehen und die den Isolierkörper bildenden, gleichmäßig gelochten Teilisolierkörper um das die freien Durchlaßflächen bestimmende Überdeckungsmaß gegeneinander verschoben sein. Jeder Teilisolierkörper kann in diesem Fall sowohl flächenmäßig als auch hinsichtlich der Materialstärke beliebig gewählt werden.In a simple manner, each part of the insulating body can consist of at least one flexible perforated insulating film and the insulating body forming, evenly perforated part of the insulating body around that which determines the free passage areas Coverage measure to be shifted against each other. Each part of the insulating body can in this Case arbitrarily chosen both in terms of area and in terms of material thickness will.

5 Patentansprüche 3 Figuren5 claims 3 figures

Claims

Fatent claims insulating body for spacer and Eühlmittelführung between holding structures, coils and / or sub-coils of electrical machines or apparatus, characterized in that it consists of at least two contiguous flat partial insulating bodies (1a, 1b) each with passages distributed over the surface (2a, 2b) and the passages of one part of the insulating body to the passages the adjacent part of the insulating body are offset partially covering, so that each passage of a partial insulating body with the adjacent passages in the same partial insulating body through the free passage areas (3) of the passages in the respective adjacent part of the insulating body are in communication over the entire surface of the insulator.

2. Insulating body according to claim 1, characterized in that each Has partial insulating body evenly distributed arranged passages.

3. Insulating body according to claim 1 or 2, characterized in that each leilisolierkörper has passages v of the same shape.

4. Insulating body according to claim 2 or 3, characterized in that the passages in each part of the insulating body have the same passage cross-section.

5. Insulating body according to claims 2 to 4, characterized in that that each part of the insulating body (1a, ib) from at least one pliable perforated There is insulating film and the insulating body forming, evenly perforated Partial insulating body around the overlap dimension that determines the free passage areas (3) are shifted against each other.