DE2944751A1

DE2944751A1 - Einrichtung zur gaskuehlung des stators geschlossener elektrischer maschinen

Info

Publication number: DE2944751A1
Application number: DE19792944751
Authority: DE
Inventors: Hans 1000 Berlin Hanspach
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1979-11-02
Filing date: 1979-11-02
Publication date: 1981-05-14

Description

Einrichtung zur Gaskühlung des Stators
geschlossener elektrischer Maschinen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Gaskühlung des Stators geschlossener elektrischer Maschinen gemä dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. eine solche Einrichtung ist bereits in der deutschen Patentanmeldung P 28 28 955 vorgeschlagen worden.
Bei dieser Einrichtung ergibt sich insbesondere bei Maschinen mit relativ langem Blechpaket der Nachteil, daß die aus den Stirnseiten des Blechpakets benachbarten radialen Kühlschlitzen austretende Kühl luft beim Durchtritt durch die Ausströmöffnungen zum Kühlmantelraum sehr stark, d.h. um 180 Grad umgelenkt werden muß, was zu entsprechenden Druckverlusten fiihrt. Würde man in diesem Falle deswegen die Ausströmöffnungen axial so weit verbreitern, daß diese starke Umlenkung vermieden wird, müßte man wiederum als Nachteil in Kauf nehmen, daß der Mittelabschnitt der Kühlrohre nicht in ausreichendem Maße von der Kühlluft umströmt werden würde, so daß der Kühlerwirkungsgrad relativ schlecht sein würde.
Die Aufgabe der Erfindung ist es nun, die Einrichtung zur Gaskühlung derart vorzusehen, daß sie mit möglichst geringer. Druckverlusten arbeitet, aber trotzdem hohe Stömungsgeschwindigkeiten des Kühlgases, verbunden mit gutem Wärreübergang, aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art'durch die Merkmale des kennzeichwenden Teils des Patentanspruches 1 gelöst. Eine vorveilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist mit Patentanspruch 2 beschrieben.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in den Figuren der Zeichnung dargestellten Aasführungsbeispiels erläutert; dabei sind die Figuren Systemskizzen und stellen mit Figur 1 lm wesentlichen die Kühlanordnung im Schnitt maschinenachsparallel und mit Figur 2 im Axialschnitt dar.
In Figur 1 ist mit 22 die Maschinenwelle, mit 20 das Rotorblechpaket, mit 21 das Statorblechpaket und mit 30 ein Wärmetauscher bezeichnet, dessen parallel zur Maschinenachse verlaufenden Kühlronre 23 gleichmäßig über den Umfang des Kühlmantelraums verteilt sind und ein primäres Kühlmittel führen, das durch eine nicht dargestellte Fördereinrichtung durch die Rohre gedrückt wird.
Der Ständerinnenraum 1 ist durch eine Abdeckung 3 vom Kühlmantelraum 2 und durch stirnseitige Gasleitbleche 6 vom äußeren Axial-Kühlungsringraum getrennt. Das Kühlgas wird vom Kühlmantelraum 2 durch Öffnungen 7 in der Abdeckung 3 über die .Vxial-Kühlungsringräume 15, 15' und axiale Kanäle 11 des Rotorblechpakets angesaugt ur.d durch die radialen Kühlschlitze 9 desselben über die radialen KÜhlschlitze des Ständerblechpakets und Offnungen 8 in der Abdeckung 3 wieder in den Kühlmantelraum zurückgefördert.
Der Verlauf der Kühlströmung ist durch Pfeile gekennzeichnet. Radial ausgerichtete Leitbleche 5 und maschinen&chsparallel ausgerichtete Leitbleche 4, die den Kühlmantelraum und den Wärmetauscher 30 in zwei radial aufeinarderliegende Abschnitte unterteilen, führen zu einer Umlenkung des Kühlstromes um 180 Grad von der einen Maschinenseite auf die andere.
Ferner ist der Kühlmantelraum 2 bzw. der Wärmetauscher 30 durch radiale Bleche 13 in einzelne Sektoren 14 unterteiit, und es ist die Anordnung der Umlenköffnungen 16 und der Uberströmöffnungen 7, indem diese abwechselnd auf verschiedenen Stirnseiten der Maschinen gelagert sind, derart getroffen, daß die Strömungsrichtungen in einem Wärmetauschersektor entgegengesetzt zu denen in den benachbarten sind.
Die Strömungsrichtungen sind in Figur 2 durch Kreuze (für die Pfeilenden) und Kreise (für die Pfeilspitzen) angegeben.
Durch diese Anordnung erreicht man, daß das Kühlgas jedesmal sowohl im Geichstrom als auch im Gegenstrom in den Wärmetauschersektoren strömt. Weiterhin verteilt sich auch das aus einem Wärmetauschersektor herausströmedde Kühlgas derart, daß es bein nächsten Mal theoretisch zur nälfte auf die Wärmetauschersektoren verteilt wird, die dem Wärsetauschersektor benachbart ind, der die andere Hälfte dieses Kühlgasstromes aufnimmt.
Auf diese Weise erhalten die zu kühlenden Stellen des Blechbakets und die Wicklungen der elektrischen Maschine jeweils Kühlgas mit eier möglichst gleichmäßigen Temperatur, wcdurch insbesondere auch die temperaturmäßige Beanspruchung der Wicklungen an geringsten gehalten werden kann. Anderereit- it durch die hohe Kühlgasgeschwindigkeit für eine gote Kühllwirkung des Wärmetauschers 30 gesorgt.
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Claims

Patentansprüche S inrichtung zur Gaskühlung des Stators geschlossener elektrischer Maschinen mit einem am Außenumfang des Statorblechpakets in einem Kühlmantel angeordneten, aus maschinenachsparallelen Rohren bestehenden, zur Rückkühlung des Kühl gases dienenden Wärntetauschers und einer am Außenumfang des Ständerblechpakets angeordneten, den Ständerinnenraum vom Wärmetauscher teilweise trennenden Abdeckung und radial ausgerichteten Gasleitblechen, bei der zu beiden Stirnseiten des Ständerblechpakets etwa den gleichen Außenradius wie dieses aufweisende Axial-Kühlungsringräume angeordnet sind, die abwechselnd uberströmöffnungen zum Kühlmantelraum aufweisen, bei der weiter vom Ständerinnenraum zum Kühlmantelraum führende Ausströmöffnungen im Bereich radial außerhalb des Ständerblechpakets und in der Nähe der Rotorwelle angeordnete, sich maschinenachsparallel erstreckende Kühlkanäle vorgesehen sind, über die die mit radial verlaufenden Distanzblechen versehenen, sich ebenfalls radial erstreckenden Kühlschlitze des Rotorblechpakets das Kühl gas durch ebenfalls sich radial erstreckende Kühlschlitze des Ständerblechpakets fördern, dadurch gekennzeichnet, daß maschinenachsparallel sich erstreckende Gasleitbleche (4) vorgesehen sind, die den Kühlmantelraum (2) und den Wärmetauscher (30) überwiegend in zwei radial übereinander liegende Teile unterteilen, wobei radial ausgerichtete Leitbleche (5) in Umfangsrichtung verlaufen und an den Enden der maschinenachsparallelen Leitbleche (4) an diese stoßen, daß der Kühlmantelraum (2) wie der Wärmetauscher (30) durch im wesentlichen etwa radial ausgerichtete Gasleitbleche (13) in am Ständerumfang aufeinanderfolgende, etwa gleich große Sektoren (14) unterteilt ist, daß die Uberströmöffnungen (7) der Axial-Kühlungsringräume (15,15) sich auf beiden Stirnseiten des Ständerblechpakets abwechselnd in jeden zweiten Kühlmantelraumsektor (14) öffnen, daß die maschinenachsparallelen Gasleitbleche (4) an ihrem von der Ausströmöffnung (8) des jeweiligen Kühlmantelraumsektors (14) entfernten Ende eine die beiden radial übereinander liegenden Teile jedes Wärmetauschersektors (14) verbindende Umlenköffnung (16) freilassen und auf der axial gesehen anderen Meschinenseite höchstens bis zum Bereich der Überströmöffnungen (7) reichen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausströmöffnungen (8) in der Abdeckung (3) des Ständerblechpakets (21) jeweils derjenigen Stirnseite es Ständerblechpakets (21) zu, die der Überströmëffnung (7) des jeweiligen Kühlmantelraumsektors (14) zugewandt ist, verschoben sind.