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Innenbelüftete elektrische Maschine mit Wasserrückkühlung Die Erfindung
bezieht sich auf eine innenbelüftete elektrische Maschine mit Wasserrückkühlung
des inneren Maschinenkühlluftkreislaufs und einem konzentrisch zur Masclliiienwelle
unterhalb des Längsmantels des Maschinengehäuses angeordneten, vom Kühlwasser durchflessenen
Röhrenbündel als Wäarmeaustauscher, bei der die Röhren des Röhrenbündels jeweils
zwischen den beiden Stirnflächen des Maschinengehäuses angeordnet und über stirnseitig
am Maschinengehäuse Engeordnete Wasserverteilungs- und -umlenk-Kammern einzeln oder
in Gruppen derart mit Kühlwasser gespeist sind, daß das Kühlwasser Röhren oder Röhrengruppen
einzeln und nacheinander zwischen den Kuinern im Vor- und -rücklauf durchfließt.
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Maschinen dieser Ausbildung sind bekannt (vergl. z.B. die deutsche
Patentschrift i 231 797), und sie gestatten os, die Maschine beispielsweise bei
Vollast mit Wasserrückkühlung des inneren Kühlluftkreislaufs und bei Teillast mit
Luftrückühlung dieses Kühlluftkreislaufs zu betreiben.
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Bekannte Maschinen dieser Art sind derart ausgebildet, daß die Kühl
röhren des Wärmeaustauschers in Bohrungen der beiden Maschinenstirnwände eingerollt
oder eingeschweißt sind. Die Wasserverteilungs- und -umlenkkammern sind auf beiden
Stirnseiten des Maschinenmantels in Form von Ringsegmenten mit zugehörigen Trennwinden
angeordnet und von außen durch Reinigungsverschlußdeckel flüssigkeitsdicht verschlossen.
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Anordnungen in dieser Ausbildung leiden unter dem Mangel, daß sie
es nicht gestatten, die eine Stirnfläche des Maschizengehäuses als Dichtungsflansch
auszubilden und das Maschinengehäuse unter Verwendung dieses Flansches 2,13. mit
einem zugehörigen Verdichter, der durch die Maschine angetrieben werden soll, über
einen zugehörigen Gegenflansch gasdicht zu verbinden. Da derartigc Verbindungen
häufig in Form gasdichter Schweißverbindungen erforderlich worden, ist es bei Anwendung
der bekannten innenbelüfteten Maschine nicht mehr möglich, die im Bereich des Bcfestigungsflansches
befindlichen Umlenkkammerns zu öffnen und gegebe nenfalls zu reinigen. Maschinen
dieser Art sind deshalb für entsprechende Antriebszwecke ungeeignet.
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Die bekannten Anordnungen leiden auch unter dem Mangel, daß in die
Stirnwandungen eingerollte Kühl röhren des Wärmeaustauschersystems unterhalb der
Wasserverteilungs- und -umlenkk-mern als Folge von Korrosionswirkungen im Bereich
der Stirnwandbohrungen des Maschinengehäuses undicht werden. Zugehörige Leckagen
des Wärmeaustauscllersyatems werden dabei unter anderem auch durch
geringfügig
unterschiedliche thermische Abstandsänderungen zwischen den Stirnflächen des Maschinengehäuses
und den zugeörigen Längen der Wärmeaustauscher zurückgeführt.
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In Verbesserung derartiger Maschinen wird eine innenbelüftete elektrische
t1aschine der eingangs näher bezeiclineten Art vorgeschlagen, die sich erfindungsgemäß
dadurch kennzeichnet, daß die Röhren des Rückkühlsystems aus einseitig an eine Stirnwand
des Maschinengehäuses angelenkten, paarweise koaxial angeordneten Rohren bestehen,
von denen jeweils eines in der Nähe der zweiten Gehäusestirnwand verschlossen und
das andere, innerhalb dieses Rohres angeordnet und offen ist, und dadurch,' daß
das eine Rohr ir Vor- und das andere Rohr im Rücklauf von der Seite der lagernden
Stirnwand her über die Vertcilungs- und -umlenkkammern speisbar ist.
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Die Anordnung wird dabei zweckmäßig derart getroffen, daß die jeweils
verschlossenen Rohre des Röhrenbündels an ein loses, in einer Führung bewegliches
Bauteil angelenkt sind, wodurch unterschiedliche Abstandsänderungen zwischen den
Abständen der beiden Stirnflächen des Maschinengehäuses und der Länge der zugehörigen
Röhren selbsttätig ausgeglichen werden.
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Die anliegenden Zeichnungen erläutern ein bevorzugtes Ausführungs
beispiel Teig. 1 zeigt im Schnitt eine innenbelüftete elektrische Maschine nach
der Erfindung schematisch.
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Fig, 2 erläutert ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Ausbildung.
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Fig. 3 zeigt ein Kühlwasserflußdiagramm für die flaschine naclr Fig.
1 und 2.
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In Fig. 1 bezeichnen in Teildarstellung 1 und 2 die beiden Stirnwandungen
einer Asynciironmaschine, deren antriebsseitige Stirnwandung 1 als Anschlußflansch
ausgebildet ist.
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Mit 3 sind der äußere Längsmantel des Maschinengehäuses, mit 4 das
Ständerblechpaket der Maschine, mit 5 die Ftaschinenwelle, mit 6 der Läufer der
Maschine, mit 7 die Wickelköpfe der Maschine und mit 8 und 9 zwei auf der Motorwelle
5 angeordncte Innenlufter der Maschine bezeichnet.
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10 kennzeichnet das zwischen den beiden Stirnwandungen 1 und 2 konzentrisch
zur Motorwelle 5 unterhalb des Maschinenmantels 3 um die Welle 5 verteilt angeordnete
Röhrenbündel des Rückkühlersystems, das iiber die Wasserverteilung- und ~umlenkkammern
11 von der Seite der Stirnwandung 2 des Maschinengehäuses her mit kühlwasser (oder
Kühlluft ) speisbar ist. Die durch Kühlkanäle und kühlschlitze über die Lüfter 8
und 9 axial in den Uiufer und in den Ständer der Maschine eingedrückte Kühlluft
tritt radial aus dem Ständer 4 aus und wird an den Röhren 10 des Wärmeaustauschersystems
rückgekühlt.
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Die Röhren 10 sind in Bohrungen der Stirnwandung 2, die unterhalb
der Wasserverteilungs- und -umlenkkammern 11 angeordnet sind, in an sich bekannter
Weise eingerollt oder eingeschweißt.
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Das der Stirnwandung 2 abgewandte, in der Nähe der Stirnwandung 1
angeordnete Ende des Röhrenbündels 10 ist axial freibeweglich an Halterungen 12
angelenkt, die jeweils für einzelne Röhren oder Röhrengruppen gesondert vorgesehen
sind.
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Der 1ig. 2 sind Details dieser Ausbildung entnehmbar. In ihr bezeichnet
13 ein in eine Bohrung 14 der Stirnfläciie 2 eingerolltes Rohr, das koaxial-zu einem
zweiten Rohr 15 angeordnet ist und dieses umfaßt.
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Nit 16 ist eine das Rohr 13 verschließende Endplatte bezeichnet, die
gleichzeitig Träger einer ebenen Zentrierspitze 17 ist.
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Das Rohr 15 ist auf diese Zentrierspitze lose aufgesteckt und mit
seinem anderen Ende an einer Trennwand 18 der Wasserverteilungs- und -umlenkkammern
11 befestigt.
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Diese Kammern, die die Stirnfläche 2 des Maschinengehäuses an ihrem
äußeren Umfang ringförmig oder in Form von Kreisringseg menten umfassen, bestehen
jeweils aus zwei radial versetzt übereinanderliegenden Teilräumen 19 und 20. bie
Teilräume 19 stehen mit einem Wasseranschluß- bzw.-abflußstützen 21 in Verbindung,
und die Teilräume 20, die gegebenenfalls mit einem Wasserabfluß- bzw. -anschlußstutzen
in Verbindung stehen können oder aber reine Umlenkfunktionen aufweisen, erbinden
jeweils
im Rückkühlersystem iO örtlich benachbart angeordnete Röhren
15 bzw. 15A.
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Uber die Klammern 19 werden in entsprechender Woise örtlich benachbarte
Röhren 13 bzw. 13A des Rückkühlersystems verbunden.
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Ein Deckel 20A der Kammer 20 ist lösbar über zugehörige abgedichtete
Schraubverbindungen mit zugehörigen Wandungen 19A der Kammer 19 lösbar und flüssigkeitsdicht
verbunden. Durch Lösen des Deckels 20 lassen sich durch Abnehmen der Trennwandungen
18 die mit dieser Trennwandung verbundenen Röhren 15 bzw. 15A aus dom Inneren der
Röhren 13 bzw. 13A herausnehmen und orforderlictsenfalls reinigen. Beim Wiedereinstecken
dieser Röhren zentrieren sich diese Röhren selbsttätig auf den zugehörigen Zentrierspitzen
17.
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Die Anordnung ist derart getroffen, daß das z.B. über den Anschlunstutzen
21 in den naum 19 eintretendes Kühlwasser zunächst das von der Außenwandung der
ore 15 und 15A und der Innenwandung dor Rohre 13 und 13A gebildete Zylindervolumen
dur,chfließt, und danach in das Innere der Rohre 15 und 15A eintritt und in den
Raum 20 gelangt. Von dort tritt es wieder in das Innere der Rohre 15 und 15A der
daneben angeordneten Rohrgruppe, welche durch eine Trennwandung 22 im Raum 19 abgetrennt
ist, ein.
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Diese Verhältnisse erläutert die Fig. 3, die eine abgewickelte Darstellung
der Anordnung des Rückkühlersystems wiedergibt.
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Die Darstellung ist ohne weitere Erlauterung verständlich.
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Im übrigen ist die Anordnung derart getroffen, daß das verschlossene
Ende der Röhren 15, 15A ... jeweils starr an eine zugehörige Endplatte 12 angelenkt
ist, die in einer Führung 12A in der Nähte der Stirnwandung 1 des Maschinengehäuses
in axialer Richtung beweglich gelagert ist.
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5 Ansprüche 3 Zeichnungen