DE2915546A1 - Kuehlmittelzustandsueberwachungseinrichtung einer elektromaschine mit kryokuehlung am ausgang der kuehlmitteleinfuehrungseinheit - Google Patents

Kuehlmittelzustandsueberwachungseinrichtung einer elektromaschine mit kryokuehlung am ausgang der kuehlmitteleinfuehrungseinheit

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Description

Spetsialnoe Konstruktorskoe Bjuro "Energokhimmash"
ü ElHER ELEKDROMA-SCHIKE MIT KRXOEUHLUNb AM AUSGANG DER
Die Erfindung betrifft die Kryotechnik und bezieht sich insbesondere auf Kühlmittelzustandsüberwachungseiiirichtungen einer EIektromaschine mit Kryokühlung am. Ausgang der Kühlmitteleinführungseinheit·
Die vorliegende Kühlmittelzustandsüberviachungseinrichtung einer Elektromaschine mit Kryokühlun^ am Ausgang der KüMmitteIeinführ ungs einheit wird für die Untersuchung der Kühlmitteleinfuhrungseinheit verwendet, die in der mengenmäßigen Bestimmung des Verhältnisses der flüssigen zurgasförmigen Phase des Kühlmittels vor seiner unmittelbaren Zufuhr zur supraleitenden iSrregerwicklung der Elektromaschine besteht. Sie kann auch zur Untersuchung von kryogenen Flüssigkeiten z. B. Helium und Stickstoff in einem Fliehkraftfeld eingesetzt werden.
Bei Elektromaschinen mit Kryokühlung findet gewöhnlich flüs-
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siges Helium mit einer Temperatur von 4,2 K als Kühlmittel Verwendung ο Eine wichtige Baugruppe der ülektromaschinen dieser uattun^ bildet die Kühlmitteleinführungseinheit, deren Verwendungszweck darin "besteht, das Kühlmittel in flüssigem Zustand von einem ortsfesten Behälter zur umlaufenden supraleitenden .Erregerwicklung der EIektromaschine zu übertragen.
Bei der Überleitung von flüssigem Helium
kommt es zu einer zweiphasigen Strömung infolge der Verdunstung eines Heliumteils durch Reibung des flüssigen Heliumstromes an den umlaufenden Teilen der zilektromaschine und örtlicher hydraulischer Verluste des Heliumstromes.
Von der' konstruktiven Ausführung und den Betriebszuständen (Verbrauchsmenge, Dtuck, Temperatur des Kühlmittels) der Kühlmitteleinführungseinheit ist das mengenmäßige Verhältnis von flüssiger zu gasförmiger Phase des Kühlmittels d. h. die Wirksamkeit der Kühlung der supraleitenden Erregerwicklung abhängig, wodurch die Leistung und der Wirkungsgrad der ganzen Elektromaschine bestimmt wird. Bei einer unzureichend wirksamen Kühlung kann sich ein Dünnschichtsiedezustand des flüssigen Kühlmittels in den Kühlkanälen der supraleitenden Erregerwicklung einstellen, was zum Verlust der supraleitenden Eigenschaften des Supraleiters führt»
Bekannt ist eine Kühlmittelzustandsüberwachungseinrichtung einer Elektromaschine mit Kryokühlung am -ausgang der KühlmitteIeinführungseinheit (s. P. A. Bios, B. B. uamble, and E. T. Lascaris. Development of coolant circuit for rotors of super—
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conducting Qsneratox's. Conference on technical applications of superconductivity, alushta, UdSH, September, 16 - 19, General Electric), die einen unbeweglichen Teil, der aus zwei koaxial und mit einem Spiel angeordneten Rohren "besteht, und einen beweglichen Teil aufweist, welche einen Hohlläufer enthält, in dem die Kryotemperatur aufrechterhalten wird und innerhalb deren an dem einen Ende gleichachsig mit dem Hohlläufer die Kühlmitte!einführungseinheit der BIektromaschine angeordnet ist, deren unbeweglicher Teil mit einem Kühlmittelzufuhrbehälter und der bewegliche Teil mit einer innerhalb des Hohlläufers befindlichen Kühlmittelsammelkammer und einer damit verbundenen Einheit für die Kühlmittelabführung in einen Kühlmittelaufnahmebehälter in Verbindung steht.
Diese Einrichtung stellt ein Modell der Blektromaschine mit Kryokühlun^· dar und beinhaltet alle Grundelemente einer solchen Elektromaschine· Ihre konstruktive Ausführung ist daher kompliziert. Kompliziert ist die konstruktive Ausführung der Kühlmittelabführungseinheit. Zur Kühlmittelabführung aus der Kühlmittelsammelkammer sind Kanäle vorgesehen, die in Schüssen und Böden der Kühlmittelsammelkammer, im Thermoschild, innerhalb
der Welle angeordnet sind. Der Zustand des Kühlrait-
wird beurteilt nach dem tels in der Kühlmittelsammelkammer ν Stand seiner flüssigen Phase, was zur Notwendigkeit führt, eine Stromabnahmevorrichtung am Modell anzubringen, was konstruktiv ziemlich kompliziert ist, insofern das eine Läuferende mit dem Antrieb ver-
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bunden, am anderen die Kühlmitteleinführungseinheifc angeordnet und Kanäle zur Kühlmittelabführung aus der Kühlmittelsammelkammer ausgebildet sind.
Der iirfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kühlmittelzustandsüberwachungseinrichtung einer .ülektromaschine mit Kryo~ kühlung am Ausgang der Kühlmitteleinführungseinheit zu schaffen, deren konstruktive Ausführung es ermöglicht, die Messung des Verhältnisses von flüssiger zu gasförmiger Phase des Kühlmictels am Ausgang der -Binführungseinheit zu vereinfachen.
Die gestellte Aufgabe wurde dadurch gelöst, daß in der Kühlmittelzustandsüberwachuxjgseinrichtung einer Elektromaschine mit Kryokühlung am Ausgang der Kühlmiuteleinführungseinheit, die einen uribewegliehen Teil, der in Form von zwei koaxial und mit einem Spiel angeordneten Rohren ausgebildet ist, und einen beweglichen Teil aufweist, welche einen Hohlläufer enthält, in dem die Kryotemperatur aufrechterhalten wird und innerhalb deren an dem einen Ende gleichachsig mit dem Läufer die Kühlmitteleinführungseinheit der Elektromaschine angeordnet ist, deren unbeweglicher Teil mit einem Kühlmittelzufuhrbehälter und der bewegliche Teil mit einer innerhalb des Hohlläufers befindlichen Kühlmittelsammeikammer und einer damit verbundenen Einheit für die Kühlmittelabführung in einen Kühlmittelaufnahmebehälter in Verbindung stehen, erfindungsgemäß die Kühlmittelabführungseinheit an dem anderen ilnde des Hohlläufers angeordnet und mit einem beweglichen Teil, der mit dem Hohlläufer starr verbunden ist, und einem unbeweglichen Teil der analog dem unbeweglichen
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Teil der Kühlmitteleinführungseinheit in Form von zwei koaxial und mit einem Spiel angeordneten Rohren ausgeführt ist, ausgebildet ist, ein Ende des inneren dieser Rohre sich innerhalb der Kühlmittelsammelkammer befindet, und an diesem ist ein Entnahmee le ment angeordnet, und es sind wenigstens zwei in Vakuumgehäusen untergebrachte Kammern zur Abführung von gasförmigem Kühlmittel vorgesehen, die an "beiden Enden des Hohlläufers angeordnet sind, von denen die eine durch einen Spielraum zwischen den Rohren des unbeweglichen Teils der Kühlmitteleinführungseinheit mit dem beweglichen Teil der Kühlmitteleinführungseinheit und die andere durch einen Spielraum zwischen den Rohren des unbeweglichen Teils der Kühlmittelabführungseinheit mit der Kühlmittelsammeikammer in Verbindung steht, wobei der Kühlmittelzufuhr— behälter und der Kühlmittelaufnahmebehälter jeweils mit einem entsprechenden Mittel zur Mengenmessung von flüssigem Kühlmittel verbunden sind.
Es ist zweckmäßig, zur Verminderung der Verdunstungsverluste des flüssigen Kühlmittels in der Kühlmittelzustandsüberwachungseinrichtung einer Elektromaschine mit Kryokühlung am Ausgang der Kühlmitteleinführungseinheit erfindungsgemäß das Entnahmeelement in Form eines gekrümmten Stutzens auszuführen und dessen Eintrittsöffnung in unmittelbarer Nähe der Wand der Kühlmit te Is amme lkammer anzuordnen und entgegen dem Kühlmittelstrom zu richten.
Eine solche konstruktive Ausführung der Einrichtung bietet die Möglichkeit, den Meßvorgang des Verhältnisses von flüssiger
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zu gasförmiger Phase des Kühlmittels am Ausgang der Kühlmitteleinführungseinheit unter gleichzeitiger Vereinfachung der Bauart der ganzen Kühlmittelzustandsüberwachungseinrichtung zu vereinfachen.
Die Erfindung wird durch die nachfolgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Jüs zeigt:
Pig. 1 die erfindungsgemäße KühlmittelzustandsÜberwachungseinrichtung einer iilektromaschine mit Kryokühlung am Ausgang der Kühlmitteleinführungseinheit (im Längsschnitt),
Pig, 2 einexi Schnitt gemäß der Linie It-Hin -B1IjJ. 1 in vergrößertem Maßstab, der die Anordnung des ükitnahme element es in der Kühlmifctelsamrae!kammer erläutert·
Die erfindungsgemäße Einrichtung enthält einen Hohlläufer 1 (Fig. 1), der hermetisch ausgeführt ist und Mittel zur Auf— rechterhaltung der Kryotemperatur in. seinem Innern aufweist. Der &ohlläufer 1 ist in Lagereinheiten 2 montiert. Innerhalb des Hohlläufers 1 ist koaxial mit diesem von dem einen .Binde die zu prüfende Kühlmitteleinführungseinheit 3 einer iftektromaschine angeordnet, die aus einem unbeweglichen Teil besteht, der aus koaxial und mit einem Spiel angeordneten Rohren - einem Mitten·* rohr 4 und einem es umfassenden Rohr 5 - ausgeführt ist. Die Kühlmitteleinführungseinheit 5 na^ einen starr mit dem Hohlläufer 1 verbundenen beweglichen Teil, der sich aus einem dünnwandigen
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Rohr 6, dessen Durchmesser dem des Rohres 5 gleich ist, einem Wellrohr 7» einer Aufnahmekammer 8, einer Nadel 9» Kanälen 10 zur Kühlmittelzufuhr an die supraleitende Erregerwicklung der Jillektromaschine, die an einem Tragelement 11 schraubenlinienförmig angeordnet sind, zusammensetzt. Das lVlittenrohr 4 des unbeweglichen Teils der Kühlmitteleinführungseinheit 3 ist vakuumisoliert ausgeführt und mit Hilfe einer kryogenen Rohrleitung 12, die ein biegsames Glied 13 aufweist, durch das eine Jünde mit einem Kühlmittelzufuhrbehälter 14 verbunden, der ein Dewarsches Gefäß darstellt. Als Kühlmittel wird flüssiges Helium mit einer '.Temperatur von 4,20K verwendet. Durch das andere Ende ist das Mittenrohr 4 mit der üufnanmekammer 8 der Kühlmitteleinführungseinheit 3 verbunden. Das dünnwandige Rohr 6, das Wellrohr 7 und ein Teil der Aufnähmekammer 8 umfassen das Micteiirohr 4, wobei dadurch ein gleichmäßiger Ringspalfc gebildet wird. Im Spielraum zwischen dem Rohr 5 und der vtfand des Hohlläufers 1 ist eine auf bekannte Weise ausgeführte Dichtung 15 zur Verhütung eines Entweichens von gasförmigem Helium vorgesehen. Die KühlmitteIeinführungseinheit 3 schließt sich an der Kühlmittelsamme !kammer 16 an, die an einem Ende mit dem Tragelement 11 uad den Kanälen 10 starr verbunden ist«, An dem anderen .finde des Hohlläufers 1 ist eine Kühlmittelabführungseinheit 17 angeordnet, die einen unbeweglichen Teil, der aus längs der Läuferachse koaxial und mit einem Spiel angeordneten Rohren 18 und 19 ausgeführt ist, und einen beweglichen
und
Teil enthält, der ein dünnwandiges Rohr 20vein Wellrohr 21 auf-
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weist. Alle diese Elemente der Kühlmittelabführungseinheit sind ebenso wie in der Kühlmitteleinführunaseinhi it 3 ausgeführt. D^r bewegliche Teil der Küblmittelabführungseinheit 17 ist mit Hilfe des dünnwandigen Rohres 20 durch das eine üiride mit den Wänden des Hohlläufers 1, durch das andere nkide über einen Hals 22 mit der Kühlmittelsammelkammer 16 verbunden. Das Mittenrohr 18 des unbeweglichen Teils der Kühlmittelabführungseinheit 17 steht mit Hilfe einer kryogenen !Rohrleitung 23, die ein bieg« sames Glied 24 aufweist, durch das eine Ende mit einem Kühlmittelaufnahmebehälter 2^, der ein Dewarsches Gefäß darstellt, in Verbindung, Das andere ilnde des Mittenrohres 18 ist innerhalb dar Kühlmittelsammelkammer 16 angeordnet, und an diesem ist ein Jintnahmeelemerit 26 zum stoßfreien -hinströmen der umlaufenden Flüssigkeit in das unbewegliche Mittenrohr 18 angebracht. Zwischen dem Rohr 19 des unbeweglichen Teils der Kühlmitte!abführung s einheit 17 und der viand des Hohlläufers 1 ist eine der Dichtung 15 ähnliche Dichtung 27 vorgesehen.
Zur Aufrechterhaltuxig der Kryotemperaour innerhalb des Lau—
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fers wird sein -tic-hlraum bis zu einem Druck von etwa 1,3·10 Pa evakuiert. Dazu weist der Läufer 1 zwei iävakuierventile 28 auf. Zwecks Verminderung des Wärmeaustausches durch Strahlung sind die itohre 6, 20, die Aufnahmekammer 8, das Tragelement 11 mit den Kanälen 10, die Kühlmittelsamraelkammer 16, der Hals 22 mit Superisolation z. B. in .Form eines (nicht dargestellten) dünnen, in einigen Schichten gelegten Moirdfilmes überzogen.
Der bewegliche Teil der Kühlmitteleinführungseinheit 3 i
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innerhalb des Hohlläufers 1 mit; Hilfe von wenig ■wärmeleitenden Stützen 29 fixiert.
Von beiden Enden ist der Hohlläufer 1 von Vakuumgehäusen 30 und 51 umfaßt, innerhalb derer sich wenigstens zwei Kammern zum Ableiten des gasförmigen Kühlmittels befinden. Die vorliegende Einrichtung weist vier solche Kammern auf. An dem einen iinde weist das Vakuumgehäuse $0 aneinander anstoßende Kammern 32 und 33 auf. Über einen durch das Mitteiirohr 4- mit dem Rohr 5» das dünnwandige Rohr 6, das Wellrohr 7 und einen Teil der imfnahmekammer 8 gebildeten Ringspalt ist die Kammer 32 unmittelbar mit der üufnähmekammer 8 verbunden. Die Kammer 33 ist zum Sammeln von Leckagen durch die Dichtung 15 bestimmt und ebenfalls über die betreffende Dichtung 15 und einen durch die .Rohre 4-, 6, das Wellrohr 7 und einen Teil der Kammer 8 gebildeten Spielraum mit d»-r Aufnahmekammer 8 der Kühlmitteleinführungseinheit 3 verbunden. An dem anderen Ende des Läufers 1 weist das Vakuumgehäuse 31 Kammern 34 und 35 auf, die den Kammern 32 und 33 ähnlich sind. Über einen durch das Mittenrohr 18 mit dem Rohr 19, das dünnwandige Rohr 20, das Wellrohr 21 und den Hals 22 gebildeten Ringspalt steht die Kammer 34- mit der Kühlmit te Is amme !kammer 26 in Verbindung. Die Kammer 35 i-s^ zum Sammeln von Leckagen durch die Dichtung 27 bestimmt und auch durch die Dichtung 27 und den erwähnten Ringspalt mit der Kühlmittelsammeikammer 26 verbunden. Zwischen den Kammern 33, 35 Und den Enden des Hohlläufers 1 sind jeweils auf bekannte Weise ausgeführte Dichtungen 36 und 37 angeordnet, die zur 7er-
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hütung von Leckagen des gasförmigen Heliums in die Umwelt bestimmt sind.
Die Yakuunio'ehäuse 30 und 31 sind zur genauen itonittlung der Wärmemenge notwendig, die zum flüssigen Kühlmittel eindringt. Da ein Wärmeaustausch der von den Vakuumgehäusen JO und 31 umfaßten Teile des Läufers 1 mit der Umwelt ausgeschlossen ist, dringt die tfärme nur über vVärmebrücken ein und läßt sich in Kenntnis von der Temperatur an den üinden der Wärmebrücken leicht bestimmen.
Die Vakuumgehäuse 30 und 31 sind jeweils mit Stutzen 38 und 39 mit Ventilen 4-0 zum Anschluß an (nicht dargestellte) Vakuumpumpen versehen. Die Kammern 32, 33, 34, 35 sowie der Kühlmittelzufuhrbehälter 14 und der Kühlmittelaufnahmebehälter 25 sind entsprechend mit Stutzen 41, 42, 43, 44, 45, 46 mit Ventilen 47 versehen, deren jedes an ein entsprechendis Gerät zur Mengen-, Druck-, Temperaturmessung des gasförmigen Kühlmittels angeschlossen ist (nicht dargestellt).
Zur Mengenmessung des flüssigen Kühlmittels sind der Kühlmittelzufuhrbehälter 14 und der Kühlmittelaufnahmebehälter 25 jeweils mit einem entsprechenden Mittel zur Mengenmessung des Kühlmittels verbunden. Es ist zweckmäßig, Wiegesysteme 48 als Mittel zur Mengenmessung des Kühlmittels zu verwenden. Es ist auch möglich, die Menge des flüssigen Kühlmittels nach dem Volumenverfahren zu messen»
Der Hohlläufer 1 wird von einem Elektromotor 49 mit Drehzahlregelung mit Hilfe eines Keilriementriebs 50 angetrieben. Mit Pfeilen ist in Fig. 1 die Bewegungsrichtung des Kühl-
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mittels dargestellt.
Fig. 2 zeigt das Entnahmeelement 26, das in Form eines gekrümmten iatutzens ausgeführt ist, dessen .Eintrittsöffnung sich, in der unmittelbaren üähe von der vifand der Kühlmittelsammeikammer 16 befindet und entgegen der Drehrichtung des Hohlläufers 1 .gewandt ist. Die Drehrichtung dts Hohlläufers 1 ist in Fig. 2 mit einem ffeil bezeichnet.
Der Zustand des Kühlmittels .einer Elektromaschine mit Kryokühlung am Ausgang der KühlmitteIeinfuhrungseinheit 3 wird wie folgt überwacht«
ο Das Kühlmittel - flüssiges Helium bei 4,2 K - wird aus dem
Kühlmittelzufuhrbehälter 14 (I1Xg-. 1) durch die kryogene itohrleitung 12 und das Mittenrohr 4 der Kühlmitbeleinführungseinheit J der umlaufenden Aufnähmekammer 8 zugeführt, wo es von der Hadel 9 verdralltund gegen die Wände der Kammer 8 geschleudert wird. In der umlaufenden Aufnahme kammer 8 findet; die Phasentrennung des Kühlmiutels statt: unter dem Einfluß von Fliehkräften bildet die Flüssigphase eine liingschicht an den Wänden der Kammer 8, und das im Ergebnis der Verdunstung entstandene gasförmige Kühlmittel füllt den zentralen Teil der Kammer 8# Das flüssige Kühlmittel wird durch die Kanäle 10 der Kühlmittelsammelkammer 16 zugeführt, und das gasförmige Kühlmittel strömt durch den Spielraum zwischen dem Mittenrohr 4 und dem Wellrohr 7, dem dünnwandigen Rohr 6, dem Hohr 5 i-ö. die Kühltnittelabführungskammer 32 ein, von wo es durch den Stutzen 41 dem Meßgerät zugeführt wird. Dem Eindringen der Wärme
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zum flüssigen. Kühlmittel durch das dünnwandige .Rohr 6 und das Mittenrohr 4 wirkt der gasförmige Kühlmittelstr%
im Ringspalt entgegen. Das durch die Dichtung 15 durchgedrungene Kühlmittel gelangt in die Kammer 33 zum Sammeln von Leckagen und wird durch den Stutzen 42 ebenfalls dem Meßgerät zugeführt.
flach dem Durchströmen durch die Kühlmitteleinführungseinheit
3 gelangt das flüssige Kühlmittel in die Kühlmittelsamraelkammer
eine eine
16, wo es auch invflüssige undvjasförmige .Phase getrennt wird.
Das gasförmige Kühlmittel strömt durch den encsprechenden Hingspalt in die Kammer 34- zum Ableiten des gasförmigen Kühlmittels und die Kammer 35 zum Sammeln von Leckagen ein, von wo es durch die Stutzen 43 und 44 den jeweiligen Meßgeräten zugeführt wird. Das flüssige Kühlmittel bildet eine umlaufende Ringschicht in der Kühlmittelsammeikammer 16, wird von dem Jänt nähme element 26 (I1Xg. 1, 2), dessen Eintrittsöffnung entgegen dem auflaufenden Kühlmittelstrom gerichtet ist, mitgerissen und dem Mittenrohr 18 (Fig. 1) der Kühlmittelabführungseinheit 17 und durch die kryogene .Rohrleitung 23 dem Kühlmittelaufnahmebehälter 25 zugeführt. Die Plüssigkeitsbewegung in der Hauptleitung - Mittenrohr 18 kryogene Rohrleitung 23 - erfolgt durch das Druckgefälle in der Kühlmittelsammelkammer 16 und dem Kühlmittelaufnahmebehälter 25 und die Ausnutzung des Staudruels des umlaufenden Kühlmittelstromes in der Kammer 16 mit Hilfe des Batnahmeelemenfces 26. Der Flüssigkeitsdruck wird in der Kühlmittelsammelkammer 16 durch Fliehkräfte erzeugt.
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Die erfindungsgemäße konstruktive Ausführung der Kühlmittelabführung seinheit 17 ermöglicht es, die gasförmige und flüssige Phase des Kühlmittels zur Bestimmu^ ihres Mengenverhältnisses am Ausgang der Kühlmitteleinführungseinheit 3 getrennt abzuführen. Die Menge des flüssigen Kühlmittels in dem Kühlmittelzufuhrbehälter 14 und dem Kühlmittelaufnahmebehälter 25 wird mit Hilfe der Waage 48 bestimmt. Die Menge des bei der Verdunstung entstehenden gasförmigen Kühlmittels in der Kühlmiütelsammelkammer 16, der Aufnahmekammer 8, den Behältern 14 und 25 wird mit Hilfe entsprechender Geräte z, B. Gaszähler, die an die Stutzen 41, 42, 43, 44, 45, 46 angeschlossen sind, gemessene
In Kenntnis dieser Größen sowie durch die Temperaturmessung z. B. mit Hilfe von (nicht dargestellten) Thermoelementen an den unbeweglichen Elementen der Einrichtung lassen sich die Vorgänge erfassen, die sich in der Kühlmitteleinführungseinheit 3 einer Elektromaschine abspielen. Durch Druckänderung in den Kühlmittelabführungskammern 32 und 34, dem Kühlmittelzufuhrbehälter 14 und Kühlmittelaufnahmebehälter 25, durch Änderung der Drehzahl des Hohlläufers 1 lassen sich verschiedene Betriebezustände der zu prüfenden Kühlmitteleinführungseinheit 3 einer Elektromaschine mit Kryokühlung nachbilden.
Die erfindungsgemäße Einrichtung ermöglicht es, das Verhältnis von flüssiger zu gasförmiger Phase am Ausgang der Kühlmit— teleinführungseinheit einer üilektromaschine mit Kryokühlung recht leicht und genau zu bestimmen und die optimale Bauart der
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einführungseinheit und deren Betriebszustände vor ihrem Einbau in der JiIe ktr oma s chine zu wählen, was eine rationellere und wirkungsvollere Kühlung der supraleitenden Erregei'wicklung der Elektromaschine begünstigt. Die iüinrichtung ist einfach bedienbar und hat einen im Vergleich zu den bekannten Einrichtungen geringeren Preis,
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KLbKTROMSGHIHE MIT KRY0KÜHLUHU JiM AUSGAWG DER KÜHLMIT'i'ELEIl^ÜHRUWGbEIHHBIT
Zusammenfassung
Die Erfindung "betrifft Kuhlmittelzustandsuberwachuugseinrichtungen einer Elektromaschine mit Kryokühluag am ausgang der Kühlmitteleinführungseinheit.
Die Kühlmittelzustandsüberwachunüseinrichtung enthält einen Hohlläufer (1), in dem die Kryo tempera tür aufrechterhalten wird und innerhalb dessen an dem einen Ende gleichachsig mit dem Hohlläufer (1) die Kühlmitteleinführungseinheit (3) der Elektromaschine angeordnet ist, die einen in form von zwei ko·* axial und mit einem Spiel angeordneten Rohren (4, 5) ausgeführten unbeweglichen Teil und einen starr mit dem Hohlläufer verbundenen beweglichen Teil aufweist. Die Kühlmitteleinführungseinheit (3) ist an einem Ende mit einem Kühlmittelzufuhrbehälter (14) und am andere^mit einer Kühlmitcelsamme!kammer (16) verbunden^ die ihrerseits mit einer Einheit (17) zur Kühlmittelabführung in einen Behälter (25) zur Aufnahme des flüssigen Kühlmittels$ der am anderen im.de des Hohlläufers (1) angeordnet und ähnlich der liühlmitteleinführungseinheit (3) als zwei koaxial angeordnete Rohre (18, 19) ausgeführt ist, in Verbindung steht. An den Enden des Hohlläufers (1) sind wenig*, stens zwei Kammern (32, 3^0 zum Ableiten des gasförmigen Kühlmittels vorgesehen, die jeweils mit dem beweglichen Teil der Einfüiirungseinheit (3) und mit der Kühlmittelsammelkammer (16)
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verbunden sind· Die Kühlmittelaufnahme- und Zufuhrbehälter (14, 25) weisen ein Mittel (48) zur Mengenmessung des flüssigen Kühlmittels auf.
Die iüL'findun^ wird zur Bestimmung des Mengenverhältnisses der flüssigen zur gasförmigen Phase des Kühlmittels einer .olektromaschine mit Kryokühlui^ am Ausgang der Kühlmitteleinführungseinheit verwendet.
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Claims (2)

  1. KÜHLMITTELZUSTAHDSUBJ;;RWiiCHUi>iGSEIi>iRlCHTMGr EDJKR ELilKx'ROMASGHINB MIT KRYOKÜHLUlta AM aTEjüäM I)JiR KÜHMITTEiLEI
    PATENTANSPRÜCHE
    W) Kühlaittelzustandsüberwachungseinrichtung einer Elektromaschine rait Kryokühlung am Ausgang der Kühlmitteleinführungseinheit, die tinen unbeweglichen Teil, der in Form von zwei
    angeordneten
    koaxial und mit einem üpiel Rohren ausgebildet ist, und einen beweglichen Teil, der mit dem Läufer der üJlektromaschine starr verbunden ist, aufweist, welche einen Hohlläufer enthält, in dem die Kryοtemperatur aufrechterhalten wird und innerhalb dessen von dem einen Ende gleichachsig mit dem Läufer die Kühlmitteleinführungseinheit der -Elektromaschine angeordnet ist, deren unbeweglicher Teil mit einem Kühlmittelzufuhrbehälter und der bewfcoliche Teil mit einer innerhalb des Hohlläufers befindlichen Kühlmifctelsammelkammer und einer damit verbundenen Einheit für die Kühlmitte!abführung in einem Kühlmittelaufnahmebehälter in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Kühlmittelabführungseinheit (17) an dem anderen Ende des Hohlläufers (1) angeordnet und mit einem beweglichen Teil, der mit dem Hohlläufer (1) starr verbunden ist, und einem unbeweglichen Teil, der in Analogie zum unbeweglichen Teil der Kühlmitteleinführungseinheit (3) in Form von zwei koaxial und mit einem Spiel angeordneten bohren (18, 19) ausgeführt ist, ausgebildet ist, ein Ende des Mittenrohres (18) sich innerhalb der Kühlmittelsammelkammer (16) befindet, und an diesem ist ein Entnahmeelement (26) angeordnet, und es sind wenigstens zwei in
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    Yakuumgehäusen (30, 31) untergebrachte Kammern (32, 3^0 zur Abführung von. gasförmigem Kühlmittel vorgesehen, die an "beiden Jfinden des Ho&lläufers (1) angeordnet sind, von denen die eine durch den Spielraum zwischen den ßohren (4, 5) des unbeweglichen Teils der Kühlmitteleinführungseinheit (3) mit dem beweglichen Teil der Kühlmitteleinführungseinheit (3) und die andere durch den Spielraum zwischen den Rohren (18, 19) des unbeweglichen Teils der Kühlmittelabführungseinheit (17) mit der Kühlmiutelsammelkammer (16) in Verbindung steht, wobei der Kühlmi^telzufuhrbehälter (14) und der Kühlmittelaufnahmebehälter (25) jeweils mit einem entsprechenden Mittel (48) zur Mengenmessung von flüssigem Kühlmittel verbunden sind,
  2. 2. Kühlmituelzustandsüberwachungseinrichtung einer üilektro— maschine mit Kryokühlung am Ausgang der Kühlmitteleinführungseinheit (3) nach Anspruch 1,daduroh gekennzeichnet , daß das Entnahmeelement (26) in Form eines gekrümmten Stutzens ausgeführt ist, dessen ixntrittsöffnung sich in unmittelbarer .biähe der Wand der Kühlmittelsammei— kammer (16) befindet und entgegen dem Kühlmittelstrom .gewandt ist.
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DE2915546A 1978-04-27 1979-04-18 Prüf- und Überwachungsvorrichtung für die Kühlmitteleinführungseinheit im Läufer einer kryogengekühlten elektrischen Maschine Expired DE2915546C2 (de)

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US4250744A (en) 1981-02-17
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