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Vorrichtung zum Herausleiten von Kühlflüssigkeit aus einer
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elektrischen Maschine mit flüssigkeitsgekühltem Rotor Die Erfindung
bezieht sich auf den flüssigkeitsgekühlten Läufer einer elektrischen Maschine, der
durch eine im Kreislauf umgewälzte Kühlflüssigkeit gekühlt wird. Genauer gesagt
betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Herausleiten der Kühlflüssigkeit äus
der Maschine.
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Es ist bekannt, daß eine Leistungssteigerung bei umlaufenden elektrischen
Maschinen davon abhängt, wie deren Temperaturzunahme verringert werden kann, d.
h., wie die Maschine wirksam gekühlt werden kann. Mit anderen Worten, die maximal
mögliche Leistung einer umlaufenden elektrischen Maschine wird durch ihre maximale
Temperatur bestimmt und folglich durch die Fähigkeit, die auftretende Verlustwärme
abzuleiten. Andererseits besteht starker Bedarf zur Leistungssteigerung bei elektrischen
Maschinen und insbesondere auch bei Turbogeneratoren, um den Wirkungsgrad von Kraftwerken
steigern zu können. Für diesen Zweck wird Wasserstoffgaskühlung bei Turbogeneratoren
angewendet.
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Bei dieser Technik scheinen jedoch die Grenzen weiterer Leistungssteigerung
erreicht zu sein, so daß es nötig wird, weitere brauchbare Kühlverfahren zu entwickeln.
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Es ist deshalb vorgeschlagen worden, anstelle von Wasserstoffgas eine
Kühlflüssigkeit, wie etwa Wasser, einzusetzen, mit der ein sehr guter Kühlwirkungsgrad
erzielt werden kann.
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Hierbei wird die Kühlflüssigkeit durch den Ständer geleitet, um diesen
zu kühlen. Wenn diese Technik so zufriedenstellend weiterentwickelt werden könnte,
daß die Kühlflüssigkeit nicht nur durch den Ständer, sondern auch durch
den
Läufer hindurchgeleitet wird, ließe sich die Kühlung derartiger Maschinen erheblich
verbessern.
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Zum Erzeugen einer 60 Hz-Spannung läuft der Läufer eines Turbogenerators
mit der hohen Drehzahl von 36001/min.
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Das Hindurchtreiben der Kühlflüssigkeit durch die gewünschten Bahnen
in einem sich mit so hoher Drehzahl drehenden Bauteil stellt ein Problem dar, dessen
Lösung erhebliche Schwierigkeiten aufwirft. Dadurch wurde die wirtschaftliche Anwendung
von elektrischen Maschinen mit flüssigkeitsgekühlten Läufern verzögert.
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Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung, mit der ein Kühlflüssigkeitsstrom durch
einen flüssigkeitsgekühlten Rotor hindurchgeleitet werden kann und bei der die Erfindung
einsetzbar ist. Über ein Zulaufrohr 1 wird eine Kühlflüssigkeit, wie destilliertes
Wasser, mit Hilfe einer (nicht gezeigten) Förderpumpe zugeführt und über eine Öffnung
2a in den Hohlraum 2b eines zylindrischen Einlaufrohres abgegeben, durch das der
Zuströmweg für die Kühlflüssigkeit gebildet wird. Mit allseitigem Abstands spalt
3b umgibt ein Flüssigkeitsablaufrohr 3 das Zuströmrohr 2. Als Kühlmittel wird destilliertes
Wasser bevorzugt, da die Rohre durch keinerlei Verunreinigungen korrodieren. Der
Abstandsspalt 3b wird als Ablaufweg für die Kühlflüssigkeit verwendet. Das Ablaufrohr
3 besitzt eine Öffnung 3a, über die die-Kühlflüssigkeit abgegeben wird.
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Das Ablaufrohr 3 und das Zulaufrohr 2 sind miteinander so verbunden,
daß sie eine gemeinsame Kühlflüssigkeitszu- und -abführung 4 bilden, wie es in der
Fig. 2 dargestellt ist.
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Hieraus geht hervor, daß das Zulaufrohr 2 mehrere (im Falle der Fig.
2 die Zahl von sechs) auf der Außenwand vorstehende Rippen 2c trägt. Diese Rippen
2c dienen als Abstandshalter und Verbindung des Zulaufrohres 2 mit dem Ablaufrohr
3 und damit gleichzeitig als Versteifung. Das Zulaufrohr 2 mit den vorstehenden
Rippen 2c ist mit dem Ablaufrohr 3 z. B. durch Schrumpfsitz zu einem Stück vereinigt.
An dieser Rohrkonstruktion befindet sich ein Flansch 4a an einem
Ende,
der mit dem Flansch 5a der Rotorwelle mittels Bolzen oder dgl. verbunden ist. Auf
der Welle 5 des Rotors befindet sich die Rotorwicklung (nicht gezeigt). Es versteht
sich aus Fig. 1, daß der Zulaufpfad 5b und der Ablaufpfad 5c in der Rotorwelle 5
ausgebildet und mit dem Zulaufpfad 2b und dem Ablaufpfad 3b im Zu- und Abführrohr
4 so verbunden sind, daß das über den Zulaufpfad 5b nach dem Hindurchtreten durch
die Rotorwicklung in den Ablaufpfad 5c abgegeben wird. In der Fig. 1 ist der Kühiwasserstrom
durch Pfeile angedeutet. Die Abgabe der erhitzten Kühlflüssigkeit erfolgt-über die
Öffnung 3a.
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Die gesamte Vorrichtung weist eine erste Auslaßkammer 61 auf, die
die aus der Öffnung 3a abgegebene Flüssigkeit aufnimmt. Die Kammer 61 ist ständig
mit Kühlflüssigkeit angefüllt, damit diese (destilliertes Wasser) nicht verunreinigt
werden kann, was dann möglich wäre, wenn sie mit Luft in Berührung käme. An die
erste Auslaßkammer 61 ist ein erstes Auslaßrohr 71 angeschlossen, über das die Kühlflüssigkeit
aus der Kammer 61 abgeführt wird. Auch im Auslaßrohr 71 kommt die Kühlflüssigkeit
nicht mit der umgebenden Luft in Berührung, so daß sie nach Abgabe ihrer Wärme in
einem Wärmetauscher oder dgl. über das Einlaßrohr 1 wieder zugeführt werden kann.
Mit 81 ist in Fig. 1 eine erste Labyrinthdichtung bezeichnet, die verhindert, daß
Kühlwasser vom Zulaufrohr 1 in die erste Auslaßkammer 61 eindringt. Ein derartiger
Leckfluß zwischen einem stillstehenden und einem sich drehenden Teil kann nicht
vollständig unterbunden werden, doch ist es auch nicht erforderlich, zur Verhinderung
dieses Leckflusses höchsten Aufwand zu treiben.
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In die Kammer 61 eingedrungende Leckflüssigkeit verursacht keine wesentlichen
Schwierigkeiten, da sie über das Auslaßrohr 71 wieder in den Kreislauf eingeführt
wird. Dennoch sollte die Leckflüssigkeitsmenge so klein wie möglich gehalten werden,
da andernfalls der dadurch auftretende Leistungsverlust den Gesamtwirkungsgrad mindert.
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Das umlaufende Rohr 4 wird von einer zweiten Labyrinthdichtung 82
umgeben, um Flüssigkeitsaustritt aus der ersten Auslaßkammer 61 zu verhindern. Eine
zweite Auslaßkammer 62 dient dazu, durch die zweite Labyrinthdichtung hindurchgelangte
Leckflüssigkeit aus der ersten Auslaßkammer 61 aufzunehmen. Im Gegensatz zur ersten
Auslaßkammer 61 ist die zweite Auslaßkammer 62 nicht vollständig mit Kühlflüssigkeit
angefüllt, so daß sie durch die Berührung mit Luft verunreinigt werden könnte. Um
dies zu verhindern, wird über eine Zuführleitung 9 ein Schutzgas, wie Stickstoff
oder Wasserstoff, in die zweite Auslaßkammer 62 eingeführt, so daß der Druck in
der zweiten Auslaßkammer 62 stets etwas über dem Atmosphärendruck liegt und folglich.
keinerlei Luft in die zweite Auslaßkammer 62 eindringen und damit Kühlflüssigkeit
nicht verunreinigen kann. Es kann deshalb auch die über ein zweites Abführrohr 72
aus der zweiten Auslaßkammer 62 abgeführte Kühlflüssigkeit über einen Wärmetauscher
und eine Förderpumpe in gleicher Weise wie die aus der ersten Auslaßkammer 61 abgeführte
Kühlflüssigkeit wieder in den Kreislauf eingeführt werden.
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In Fig. 1 dient ferner eine dritte Labyrinthdichtung 83 dazu, den
Leckfluß zwischen der zweiten Auslaßkammer 62 und dem umlaufenden Rohrkörper 4 zu
verhindern, während durch diese dritte Labyrinthdichtung 83 aus der zweiten Auslaßkammer
62 hindurchgetretene Flüssigkeit dann in einer dritten Auslaßkammer 63. aufgenommen
wird, welche über eine dritte Auslaßleituna-. 73 entleert wird. Die Menge der in
die dritte Auslaßkammer eingedrungenen Leckflüssigkeit ist aufgrund der beiden Dichtungen
82 und .83 gering, so daß es nicht nötig ist, die dritte Auslaßkammer 63 gegen atmosphärische
Luft abzuschirmen, so daß die aus dem Aus laßrohr
73 ablaufende
Kühlflüssigkeit dann nicht wieder in den Kühlkreislauf zurückgeführt wird. Selbstverständlich
ist eine Rückführung dann möglich, wenn die Flüssigkeit zunächst eine Aufbereitungsanlage
durchläuft.
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Die Rotorwelle 5 ist ihrerseits gelagert, während der Flüssigkeitszu-
und -abführrohrkörper 4 daran freitragend befestigt ist, denn wegen der ihn umgebenden
Auslaßkammern ist es kaum möglich, den Rohrkörper 4 selbst zu lagern. Der Vorrichtung
haftet deshalb der Mangel an, daß Schwierigkeiten aufgrund von Vibrationsschwingungen
des Rohrkörpers 4 auftreten können. Durch diese Vibrationsschwingungen kann die
Dichtwirkung der Dichtungen aufgehoben werden. Das Auftreten von Vibrationsschwingungen
ist umso wahrscheinlicher und umso stärker, je länger der Zu- und Ableitrohrkörper
4 ist. Unter dem Gesichtspunkt der Abdichtung ist es also anzustreben, den Rohrkörper
4 so kurz wie möglich zu machen. Bei der oben beschriebenen Vorrichtung sind drei
Auslaßkammern vorgesehen, so daß der Rohrkörper 4 lang genug sein muß, um durch
alle drei Kammern zu verlaufen, was zu starken Vibrationsschwingungen Anlaß gibt.
Ein weiterer Nachteil ergibt sich aus der Tatsache, daß die Auslaßkammer 61 mit
Flüssigkeit vollständig angefüllt ist und es deshalb erforderlich ist, das Gehäuse
der Auslaßkammer 61 wirksam abzudichten. Außerdem entstehen aufgrund der Reibung
zwischen der Flüssigkeit und dem Rohrkörper 4 hohe Verluste.
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Durch Ausbildung der Vorrichtung gemäß Fig. 3 lassen sich die genannten
Schwierigkeiten beseitigen. Eine Auslaßkammer 612, die durch Zusammenfassen der
Auslaßkammern 61 und 62 der Vorrichtung nach Fig. 1 entstanden ist, weist ein einziges
Auslaßrohr 712 auf. Im übrigen unterscheidet sich die Vorrichtung von der vorher
beschriebenen nicht. Da die Auslaßkammer 612 nicht vollständig mit Flüssigkeit angefüllt
wird und um eine Berührung zwischen der in der Kammer enthaltenen Flüssigkeit und
der Außenluft zu vermeiden, wird in die Kammer 612 ein Schutzgas wie Stickstoff
oder
Wasserstoff über eine Gaszuführleitung 9 eingeleitet, wobei der Druck in der Kammer
612 über dem der umgebenden Atmosphäre gehalten wird. Mit anderen Worten, die beiden
Auslaßkammern 61 und 62 der Vorrichtung nach Fig. 1 sind zu einer einzigen Auslaßkammer
612 zusammengefaßt, und die aus der Auslaßleitung 712 abgeführte Kühlflüssigkeit
wird wie im Falle der Fig. 1 in den Kühlkreislauf zurückgeführt.
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Die in Verbindung mit der Fig. 1 beschriebenen Nachteil treten hier
zwar nicht mehr auf, doch muß in diesem Fall mit Kavitation gerechnet werden. Der
Druck in der Auslaßkammer 612, in die die Flüssigkeit von der Öffnung 3a der Abgaberohrleitung
3 ausströmt, ist nicht mehr so hoch wie für den Fall, daß die Kammer mit Flüssigkeit
vollständig angefüllt ist, wenn nunmehr die Kühlflüssigkeit frei abgegeben wird.
Dadurch ist in den AusfluBpfaden 3b und 5c der Kühlleitung und in der Rotorwicklung
(nicht gezeigt) mit Kavitation zu rechnen, was-zu Korrosion dieser Teile führt.
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Bei der Vorrichtung nach Fig. 1 ist Kavitation dadurch verhindert,
daß die Auslaßkammer 61 mit Flüssigkeit vollständig angefüllt ist.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung
so zu gestalten, daß das Herausleiten der Kühlflüssigkeit aus dem flüssigkeitsgekühlten
Rotor einer elektrischen Maschine in eine nicht vollständig mit Kühlflüssigkeit
gefüllte Auslaßkammer möglich ist, ohne daß im Abgabehereich der Kühlflüssigkeitszu-
und -abführleitungsanordnung Kavitation auftritt Die Lösung dieser Aufgabe ist möglich,
indem eine Kühlflüssigkeitsleitvorrichtung mit einem die Kühlflüssigkeit enthaltenden
Element vorgesehen wird, welches um den Abgabeabschnitt des Kühlflüssigkeitszu-
und -ableitrohrkörpers herum angeordnet ist und durch die aus dem Abgabeabschnitt
abgegebene Kühlflüssigkeit ständig voll angefüllt gehalten wird.
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Abgabeströmungswege zwischen den Zu- und Abführrohrkörper und dem
die Kühlflüssigkeit enthaltenden Element selbst sind vorgesehen. Die an der durch
die Abgabewege abströmenden Kühlflüssigkeit wirksam werdende Zentrifugalkraft bei
Drehung des Zu- und Abführrohrkörpers ist in diesem Fall wesentlich geringer, als
wenn die Kühlflüssigkeit unmittelbar vom Abgabeabschnitt des Zu- und Abführrohrkörpers
abgegeben wird, wenn das die Kühlflüssigkeit enthaltende Element nicht vorgesehen
ist.
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Gemäß einem besonderen Gesichtspunkt der Erfindung sind Strömungswege
zum Heraus leiten der Kühlflüssigkeit in das die Kühlflüssigkeit enthaltende Element
derart vorgesehen, daß die über diese Strömungswege herausgeleitete Kühlflüssigkeit
mit der durch die Abgabewege des Rohrkörpers abgegebenen Kühlflüssigkeit zusammenstößt,
so daß die Kraft, mit der die abgeschleuderte Kühlflüssigkeit gegen die Innenwände
der Auslaßkammer prallt, vermindert ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind Strömungsbegrenzungen
wie Schraubengangdichtungen vorgesehen, um die Strömungsmittelmenge, die durch die
Abgabepfade abgeführt wird, einzuschränken, wobei diese Begrenzungsmittel in den
Abgabepfaden ausgebildet sind.
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Hierdurch wird abermals die Gewalt, mit der das Kühlmittel gegen die
Innenwände der Auslaßkammer prallt, vermindert.
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Nachfolgend wird anhand verschiedener Darstellungen der Zeichnung
die Erfindung in Einzelheiten und speziellen Ausgestaltungen näher erläutert. Es
zeigen: Fig. 1 einen axialen Längsschnitt durch eine herkömmliche Kühlflüssigkeitsleitvorrichtung,
mit der Kühlflüssigkeit in einen und aus einem Rotor einer elektrischen Maschine
geleitet wird;
Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II in Fig. 1;
Fig. 3 einen axialen Längsschnitt einer anderen Kühlflüssigkeitsein- und -ausleitvorrichtung
bekannter Art; Fig. 4 Längsschnitte durch wesentliche Bauteile bis 10 von sechs
verschiedenen Ausführungsbeispielen einer Vorrichtung zum Heraus leiten der Kühlflüssigkeit
aus dem Rotor.
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Eine erste Ausführungsform der Vorrichtung zum Heraus leiten der Kühlflüssigkeit
aus dem flüssigkeitsgekühlten Rotor einer elektrischen Maschine ist in den Figuren
4 und 5 dargestellt. Ein Abgabering 10 mit engen Bohrungen 10a ist auf dem Einlaufrohr
befestigt.
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Dies kann durch Aufschrumpfen geschehen, so daß die engen Löcher 10a
über der Öffnung 3a der Ausströmleitung 3 zu liegen kommen.
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Der Abgabering 10 hat dadurch die Wirkung einer Staudüse, wodurch
die Kavitation, die beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 auftritt, vollständig beseitigt
wird. Da keine Kavitation mehr auftritt, ist es auch nicht nötig, die Auslaßkammer
612 zur Gänze mit Flüssigkeit anzufüllen, so daß die Anzahl der Auslaßkammern auf
zwei verringert und damit die Länge des Zu- und Ableitrohrkörpers 4 gegenüber der
Ausführungsform nach Fig. 1 verkürzt werden können, was wiederum eine Verbesserung
hinsichtlich der Vibrationsschwingung des Rohrkörpers 4 darstellt. Da die Auslaßkammer
612 nicht vollständig mit Flüssigkeit angefüllt ist, ist es einfacher, das Gehäuse
der Kammer 612 abzudichten, und auf Reibung zwischen der Flüssigkeit und dem Rohrkörper
4 zurückzuführende Verluste treten ebenfalls vermindert oder kaum auf.
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Die dargestellte Vorrichtung weist ein Flüssigkeit enthaltendes Ringelement
11 auf, das um die engen Bohrungen oder Löcher 1pa des Abgaberinges herum so angeordnet
ist, daß es mit aus diesen
engen Bohrungen 10a austretender Flüssigkeit
angefüllt wird. Zwischen der inneren Umfangsfläche der einen Endwand 11a des Ringkörpers
11 und der Mantelfläche des Abgaberinges 10 und zwischen der inneren Umfangsfläche
der anderen Endwand 11b des Ringkörpers 11 und der Mantelfläche des Abgaberohres
3 befinden sich Spalte G.
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Über diese Spalte kann die Flüssigkeit in die Abgabekammer 612 abströmen.
Die den Ringkörper 11 ausfüllende Kühlflüssigkeit wird über die Abgabewege vollständig
in die Auslaßkammer 612 abgeleitet.
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Zur Beseitigung von Blasen sind im Ringkörper 11 noch enge Löcher
11c angebracht. Bei dem gezeigten ersten Ausführungsbeispiel strömt also die aus
den engen Bohrungen 10a des Abgaberinges 10 austretende Kühlflüssigkeit zunächst
in den Ringkörper 11 und füllt ihn an und wird dann über die Abgabewege, nämlich
die Spalte G zwischen Ringkörper 11 und Abgabering 10 bzw. Ablaufrohr 3 in die Auslaßkammer
612 abgegeben.
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Die abströmende Geschwindigkeit der Kühlflüssigkeit kann durch geeignete
Wahl der Spaltgröße auf einen sehr kleinen Wert vermindert werden. Aufgrund der
Drehung des Zuführ- und Ablaufrohrkörpers 4 wird der Kühlflüssigkeit eine Zentrifugalkraft
erteilt, durch die sie gegen die Innenwände der Auslaßkammer 612 abgeschleudert
wird. Durch geeignete Wahl der Größe der Spalte G läßt sich jedoch der Aufprall
auf den Innenwänden der Auslaßkammer 612 sehr klein halten, so daß auch das dadurch
verursachte Geräusch sehr gering ist. Ferner bleiben die Abdichtbedingungen für
die Auslaßkammer unverändert, und Korrosion an den Innenwänden wird verhindert.
Es sei noch vermerkt, daß die Größe der-Spalte G unter Berücksichtigung der radialen
Vibrationsschwingungen des Rohrkörpers 4 so zu wählen sind, daß das Ringelement
11 mit Kühlflüssigkeit angefüllt bleibt.
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Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die engen Bohrungen
10a im Abgabering 10 in zwei in Umfangsrichtung verlaufenden Reihen angeordnet,
was jedoch nicht zwingend ist, so daß auch drei oder vier Reihen vorgesehen werden
können. Außerdem ist bei
der vorangehenden Beschreibung gesagt,
daß der Abgabering 10 mit dem Einlaufrohr 2 durch Schrumpfsitz fest verbunden ist.
Auch dies kann anders erfolgen, und die Befestigung kann auch auf dem Ausströmrohr
3 vorgenommen sein. Auch die gesonderte Herstellung von Abgabering 10 und Auslaufrohr
3 ist nicht zwingend. Sie können auch als Einheit hergestellt sein.
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Gemäß dem Gedanken der Erfindung wird das Ringelement 11 mit Kühlflüssigkeit
angefüllt gehalten, die aus den engen Bohrungen 10a des Abgaberinges 10 austritt.
Auf diese Weise wird verhindert, daß Kavitation auftritt. Folglich kann die Größe
der Flüssigkeitsabgabeöffnung des Rohrkörpers 4 gesteigert werden. Mit Erweiterung
der öffnungsgröße sinkt die Geschwindigkeit der durch sie hindurchtretenden Kühlflüssigkeit,
was wiederum die Möglichkeit der Korrosion an der Abgabeöffnung herabsetzt. Das
Ringelement 11 hat die Wirkung, Kavitation zu verhindern, wie oben beschrieben,
und so kann die Vorrichtung gemäß der Darstellung der Fig. 6 gestaltet sein, wo
die Kühlflüssigkeit durch die öffnung 3a aus dem Ausströmpfad 3b des Ablaufrohres
3 ohne darübergesetzten Abgabering 10 austritt. Dies stellt ein zweites Ausführungsbeispiel
der Erfindung dar, mit welchem diesselben vorteilhaften Wirkungen erzielt werden
wie mit dem ersten. Es ist jedoch erforderlich, daß die Größe der Spalte G auf einen
solchen Wert eingestellt wird, daß aufgrund des im Ringeleinent 11 herrschenden
Druckes keine Kavitation auftreten kann. In den bisher beschriebenen beiden Ausführungsbeispielen
ist das Ringelement 11 als ein Kreisringkörper dargestellt und beschrieben. Es kann
aber auch polygonal ausgeführt sein.
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Bei einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in Fig. 7
gezeigt ist, wird die Stärke des aus den Spalten G austretenden Flüssigkeitsstroms
nochmals verringert, so daß die Innenwände der Auslaßkammer schwächer beansprucht
werden. Fig. 7 zeigt eine Vergrößerung der wesentlichen Bauteile des hier interessierenden
Kühlflüssigkeitabgabeabschnittes. In das die Kühlflüssigkeit enthaltende
Element
11 sind herausführende Kanäle 12 eingeformt. Die in dem Element 11 enthaltene Kühlflüssigkeit
wird dadurch zum Teil aus ihm durch die Ausströmkanäle 12 in Richtung auf den Zuführ-und
Ableitrohrkörper 4 abgegeben. Die in einer Vielzahl vorgesehenen Abgabekanäle 12
können dabei in das Ringelement 11 radial eingeformt sein.
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Das Ringelement 11 wird aus den engen Bohrungen 10a des Abgaberinges
10 mit Kühlflüssigkeit gefüllt. Ein Teil dieser Flüssigkeit strömt durch die Spalte
G in die Auslaßkammer 612 ab. Die Strömungsgeschwindigkeit der Kühlflüssigkeit kann
dabei durch Anpassung der Größe der Spalte G und der Austrittskanäle 12 auf einen
sehr kleinen Wert herabgesetzt werden. Die an den Spalten austretende Kühlflüssigkeit
wird durch die Zentrifugalkraft gegen die Innenwand der Auslaßkammer 612 geschleudert.
Beim Abschleudern trifft dieser Flüssigkeitsstrom jedoch auf den aus den Austrittskanälen
12 kommenden Flüssigkeitsstrom, und diese beiden Ströme treffen, da sie gegeneinander
gerichtet sind, aufeinander, so daß die Wucht, mit der die Gehäuseinnenwand getroffen
wird, erheblich herabgesetzt ist. Damit nimmt auch die Geräuschentwicklung stark
ab. Die Bedingungen für die Abdichtung der Auslaßkammer 612 sind jedoch unverändert
geblieben, und es wird verhindert, daß die Innenwände der Auslaßkammer 612 korrodieren.
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Es sei noch bemerkt, daß die Dimensionen, die Gestalt und die Zahl
der Auslaßkanäle 12 derart zu wählen sind, daß der die Flüssigkeit enthaltende Ringkörper
11 mit Kühlflüssigkeit vollständig angefüllt ist.
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Der Ringkörper 11 wirkt so, daß Kavitation vermieden wird. Die Gestaltung
gerät Fig. 8 unterscheidet sich von der vorherigen dadurch, daß über die Auslaßöffnung
3a des Abgaberohres 3 kein Abgabering 10 gesetzt ist. Im übrigen werden dieselben
Vorteile erzielt wie beim Gegenstand nach Fig. 7. Es versteht sich, daß Dimension,
Gestaltung und Anzahl der Abgabekanäle 12 so zu wählen sind, daß der Druck in dem
die Kühlflüssigkeit enthaltenden Element
11 das Entstehen von
Kavitation verhindert. Dazu ist es auch nicht erforderlich, die Abgabekanäle 12
in der gezeigten Radialrichtung anzuordnen. Die Anordnung dieser Kanäle 12 kann
zur Erzielung bester Ergebnisse im Sinne der Erfindung variiert werden.
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Der Austritt von Kühlflüssigkeit durch die Spalte G läßt sich durch
Anbringen einer Dichtung äuf der Außenwand des Rohrkörpers 4 an den Stellen, wo
sich die Spalte G befinden, stark herabsetzen, indem unter Ausnutzung der Drehung
des Rohrkörpers 4 eine Dichtung mit Pumpwirkung verwendet wird. Mit einer solchen
Konstruktion wird die Kühlflüssigkeit, die durch die Spalte G austreten möchte,
in den die Flüssigkeit enthaltenden Ringkörper 11 zurückgedrängt, und nur eine geringe
Menge kann durch die Spalte G dann ausströmen. Dies wird mit einer Konstruktion
gemäß Fig. 9 erreicht, die die fünfte Ausführungsform der Erfindung darstellt. Es
wird in diesem Fall kein Abgabering verwendet, jedoch ist das Ausflußrohr 3 über
die in anderen Fällen vom Abgabering eingenommene Position hinaus verlängert, und
anstelle der engen Löcher 10a im Abgabering 10 ist in das Ausflußrohr 3 eine Abgabeöffnung
3c eingebracht.
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Auf der Außenwand des Ausflußrohres 3 stehen in die Spalte G Begrenzungskörper
13 hinein, die den Flüssigkeitsstrom durch die Spalte G begrenzen. Diese Begrenzungskörper
13 sind als Schraubengangdichtungen auf der Außenwand oder Mantelfläche des Ausflußrohres
3 ausgebildet.
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Das die ausgetretene Kühlflüssigkeit enthaltende Ringelement 11 ist
mit Kühlflüssigkeit aus der Abgabeöffnung 3c vollständig gefüllt Ein Teil dieser
Kühlflüssigkeit strömt durch die Spalte G in die Auslaßkammer 612. Die Ausströmgeschwindigkeit
dieses Teils ist jedoch aufgrund der in den Spalten G angeordneten Schraubengangdichtungen
13 sehr gering. Dadurch wird das Geräusch aufgrund der gegen die Innenwände der
Auslaßkammer 621 prallenden Kühlflüssigkeit erheblich herabgesetzt. Speziell an
den Stirnwänden der Auslaßkammer 612 entsteht durch aufprallende Kühlflüssigkeit
praktisch
kein Geräusch mehr. Auch in diesem Fall sind die Abdichtbeaingungen
für die Auslaßkammer unverändert, und Korrosion in der Auslaßkammer 612 ist vermieden.
Die Richtung der Schraubengänge 13 ist so gewählt, daß die Kühlflüssigkeit, die
durch die Spalte G in Xdie Auslaßkammer 612 drückt, aufgrund der Pumpwirkung zurückgedrängt
wird.
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Die Abgabeöffnung 3c des Ablaufrohres 3 in Fig. 9 ist größer als die
engen Löcher 10a des Abgaberinges 10, was folgenden Grund hat.
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Da das die abgegebene Flüssigkeit enthaltende Element 11 mit Kühlflüssigkeit
angefüllt ist, die aus der'Abgabeöffnung 3c entströmt, wird Kavitation durch Festlegen
der Dimension, Gestalt und Anzahl der Abführkanäle 12 verhindert. Es ist deshalb
nicht immer erforderlich, die Abgabeöffnung 3c aus dem Auslaufrohr 3 klein zu machen.
Da aber die Abgabeöffnungen 3c groß sind, ist die Strömungsgeschwindigkeit der Kühlflüssigkeit
relativ niedrig, so daß in der Abgabeöffnung 3c keine Korrosion auftritt.
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Die Zeichnung zeigt eine verhältnismäßig große Abgabeöffnung 3c im
Ablaufrohr 3, doch können auch mehrere kleine Abgabeöffnungen 3c stattdessen verwendet
werden.
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Eine Abwandlung gegenüber der in Fig. 9 gezeigten Vorrichtung zeigt
die Fig. 10, bei der die Kühlflüssigkeit aus dem Ablaufrohr 3 über dessen öffnung
3a in das die Kühlflüssigkeit aufnehmende Ringelement 11 gelangt. Bei diesem sechsten
Ausführungsbeispiel treten dieselben vorteilhaften Wirkungen wie beim fünften Ausführungsbeispiel
ein. Auch hier müssen Dimension, Gestaltung und Anzahl der Ableitkanäle 12 so gewählt
werden, daß der in dem Ringelement 11 entstehende Druck die Entstehung von Kavitation
unterbindet.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Schraubengangdichtungen 13
einerseits auf dem Ablaufrohr 3 und andererseits auf dem Zuströmrohr 2 anzubringen.
Auch können Schraubengangdichtungen an dem die ausströmende Kühlflüssigkeit aufnehmenden
Element 11 geformt
sein. Anstelle der Schraubengangdichtungen
können auch Labyrinthdichtungen verwendet werden.
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Es wird demnach mit der Erfindung eine Vorrichtung zum Herausleiten
von Kühlflüssigkeit aus einem flüssigkeitsgekühlten-Rotor einer elektrischen Maschine
geschaffen, welche eine Auslaßkammer aufweist, die nur zum Teil mit Kühlflüssigkeit
angefüllt ist, die aus dem Rotor ausströmt, und welche so konstruiert ist, daß die
Kühlflüssigkeit nur mit geringer Wucht auf die Innenwand der Auslaßkammer auftrifft,
während andererseits Kavitation im Abgabeabschnitt der Kühlflüssigkeitsleitungen
unterbunden ist. Die Vorrichtung weist ein Kühlflüssigkeit enthaltendes Element
auf, das um den Abgabeabschnitt des Zu- und Ableitrohrkörpers für die Kühlflüssigkeit
herum angeordnet ist und mit von dem Abgabeabschnitt ausströmender Kühlflüssigkeit
gefüllt gehalten wird. Über Abgabewege, die mit der Auslaßkammer in Verbindung stehen,
wird aus diesem Element Kühlflüssigkeit abgegeben. Außerdem sind Ableitkanäle zum
Herausführen von Kühlflüssigkeit aus dem Element vorgesehen, die derart angeordnet
sind, daß die Kühlflüssigkeitsströme der Abgabewege und der Abgabekanäle aufeinandertreffen.
In den Abgabe- oder Abströmwegen können Schraubengangdichtungen angeordnet sein,
um die Menge der dort abströmenden Flüssigkeit zu verringen.
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