DE414196C

DE414196C - Vorrichtung zur Verhinderung des Eindringens von Kaeltegasen in die Wicklungen des in eine Kaeltemaschine eingebauten Elektromotors

Info

Publication number: DE414196C
Application number: DEB114907D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1924-12-13
Publication date: 1925-05-26
Also published as: GB227096A; NL15088C; FR592007A

Description

Vorrichtung zur Verhinderung des Eindringens von Kältegasen in die Wicklungen des in eine Kältemaschine eingebauten Elektromotors. Die Abdichtung der Welle des Elektromotors gegen die Kältegase bereitet bei Kleinkältemaschinen große Schwierigkeiten, sobald kein geschultes Personal zur Bedienung vorhanden ist. Es sind bereits Kältemaschinen bekannt, bei denen Mittel zur Beseitigung dieser Schwierigkeiten, beispielsweise eine zwischen Stator und Rotor angeordnete Büchse, vorgesehen sind, so daß der Stator von der atmosphärischen Luft umgeben ist, während der Rotor in den gespannten Gasen läuft. Eine andere Bauart besteht darin, den ganzen Motor in den Kältegasen arbeiten zu lassen. Die erste Bauart verlangt, daß die zwischen Rotor und Stator angeordnete Büchse dem inneren Gasdrucke widerstehen kann. Man ist somit in der Wahl des Kältegases beschränkt, da die Wandstärke der zwischen Stator und Rotor befindlichen Büchse den zulässigen Innendruck bestimmt; diese Wandstärke darf ein gewisses Maß nicht überschreiten, wenn nicht der Wirkungsgrad des Motors zu weit sinken soll. Da die Wandstärke nur gering sein darf, so ist diese Anordnung auf kleine Rotordurchmesser, also auf kleine Leistungen, beschränkt. Die Bauart, bei welcher der Motor ganz in den Kältegasen arbeitet, ist unzweckmäßig, denn die in die Wicklung eindringenden Kältegase können beim Sinken der Temperatur der umgebenden Außenluft auf die Sattdampftemperatur sinken; die entstehenden Niederschläge würden Kurzschluß in den Wicklungen erzeugen.
Der Zweck der Erfindung besteht darin, die erwähnten Mängel zu beseitigen. Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß die Wicklungen in einer isolierenden Flüssigkeit, beispielsweise öl, gelagert werden. Die Wicklung steht hierbei unter dem Druck der Kältegase, ohne daß die Gase die Wicklung berühren .können. Die zu schützende Wicklung kann auch in einen dünnen Mantel aus Blech oder anderem geeigneten Material eingeschlossen werden, der mit einer isolierenden Flüssigkeit, beispielsweise Öl, vollkommen gefüllt ist. Der Druck der Kältegase wirkt entweder unmittelbar auf den Flüssigkeitsspiegel oder auf den nachgiebigen, die Wicklung umschließenden Mantel.
Auf diese Weise herrscht an allen Stellen des Motors, d. h. sowohl auf dem Rotor als auch auf der Wicklung, der gleiche Druck, so daß der Mantel der Wicklung eine Scheidewand zwischen Flüssigkeit und Gasen bildet, ohne gegen irgendwelchen Innen- oder Außendruck abdichten zu müssen. Bei geeigneter Wahl der Flüssigkeit und geeigneter Ausführung des Elektromotors kann die Wicklung sowohl wie der Rotor in der Flüssigkeit liegen.
In den Abb. z und a der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen der Vorrichtung beispielsweise im Schnitt dargestellt. Beiden Ausführungsformen gemeinsam ist das Gestell r der Kältemaschine, auf dem der Elektromotor a angeordnet ist. Dieser besteht aus dem Stator 3 mit den Wicklungen 3' und dem Rotor q., der auf der Welle 5 sitzt, die den nicht gezeichneten Kompressor antreibt. Der ganze Motor ist von dem Gehäuse 6 umschlossen, das den Motor gegen die Außenluft abschließt. Das Innere dieses Gehäuses 6 steht mit dem Inneren der Kältemaschine in offener Verbindung, so daß an allen Stellen der gleiche Druck herrscht. Damit die Wicklungen 3' mit den Kältegasen nicht in Berührung kommen, sind jene in einem Flüssigkeitsbad gelagert, das vorzugsweise aus geeignetem 01 besteht.
Man kann den ganzen Motor, also auch den Rotor, in dem ölbad lagern, wenn durch die konstruktive Ausbildung dafür gesorgt wird, daß die Flüssigkeitsreibung des Rotors in der Flüssigkeit nicht zu hoch wird. Ebenso kann die isolierende Flüssigkeit in einem abgeteilten Raum untergebracht werden, so daß sie von dem Rotor ferngehalten wird. Die Art der Abtrennung des Raumes kann entweder in der in Abb. r oder in der in Abb.2 der Zeichnung angedeuteten Art erfolgen.
Bei der Ausführungsform nach Abb. i werden die Nuten 7, in denen die Spulen 8 liegen, radial nach innen nicht aufgeschnitten, so daß ein möglichst dünner Steg zwischen der Bohrung für den Anker q. und den Nuten 8 stehenbleibt. Durch kräftiges Zusammenziehen der beiden Gewinderinge g und io werden die Statorbleche derart zusammengepreßt, daß sie dem statischen Druck der Flüssigkeit, z. B. Öl, in welches die Wicklung eintaucht, das Gleichgewicht halten. Um jeden Druckunterschied innerhalb und außerhalb der Ringe g und i o zu verhindern, ist in dem Ring io eine nachgiebige Wand 13 vorgesehen, die infolge ihrer Nachgiebigkeit das Auftreten eines Druckunterschiedes verhindert.
Bei geeigneter Wahl des Öles, in das die Wicklung eintaucht, kann der Ring io offen bleiben, damit das Kältegas unmittelbar auf das 01 wirken kann. Bei der offenen Ausführung ist es notwendig, daß das Absorptionsvermögen des Öles den Kältegasen gegenüber sehr klein ist, damit die etwa in das 01 eindringenden Kältegase keinen Kurzschluß erzeugen können. Es muß die Anordnung so getroffen sein, daß die bei der Erwärmung des Öles freiwerdenden Kältegase unbehindert nach oben ausströmen können.
Bei der Ausführungsform nach Abb.2 ist ein Zylinder 12 aus dünnem Blech mit Wulsträndern vorgesehen, der sowohl die Statorbleche als auch die Wicklung einschließt. Der Hohlzvlinder wird mittels Gewinderinge in dem Motorgehäuse festgehalten. Der zwischen dem Zylinder 12 und dem Motorgehäuse befindliche Raum ist vollständig mit isolierendem Öl gefüllt.
Die Zylinderwandung ist so dünn, daß sie den kleinsten Druckwechseln folgen kann. Die Flüssigkeitsfüllung hat den Zweck, in dem die Wicklung abschließenden Raum augenblicklich den gleichen Druck zu erzeugen, wie er außerhalb der Verschalung herrscht. Hierzu genügen verschwindend kleine Bewegungen der Zylinderwandungen, da bekanntlich Flüssigkeiten nicht zusammendrückbar sind. Infolge dieses Druckausgleiches zu beiden Seiten der Zylinderwand kann diese äußerst dünnwandig sein, man kann jedes beliebige Kältegas verwenden, und die Maschine darf viel höheren Temperaturen ausgesetzt werden, als wenn die zwischen Stator und Rotor eingesetzte Glocke beispielsweise den inneren Kältegasdruck gegen die Außenluft abzudichten hätte. Der Zweck des Abschlusses der Wicklung j ist nicht ein Abdichten gegen einen hohen Gasdruck, sondern eine Abtrennung eines von Flüssigkeit umgebenen Körpers, der in dem gemeinsamen Druckraum eingeschlossen ist, wobei verhindert wird, daß die Flüssigkeit den Rotor überschwemmt.
Bei Anordnung der zylindrischen Scheidewand ist es vorteilhaft, wenn die Dichtungsfugen 12' in einem Ölbade 14 liegen, damit die Abdichtung nur gegen 01 und nicht gegen Gasdruck zu erfolgen hat.

Claims

PATEN T-AN SPRÜC1iR: i. Vorrichtung zur Verhinderung des Eindringens von Kältegasen in die Wicklungen des in eine Kältemaschine eingebauten Elektromotors, dadurch gekennzeichnet, daß die zu schützende Wicklung, gegebenenfalls auch der Rotor, in einem für die Wicklung und für die auf ihr lastenden Kältegase unschädlichen Flüssigkeitsbade liegt.
2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die zu schützende Wicklung in einem abgetrennten Raum gelagert ist, der mit der Flüssigkeit gefüllt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Wicklung aufnehmende Raum eine dünne Wandung besitzt, so daß der auf der einen Seite der Wandung wirkende Kältegasdruck auf der anderen Seite einen entsprechenden Flüssigkeitsdruck erzeugt, wobei die Wandung keine Druckbeanspruchung erfährt, und bei kleinster Wandstärke ein Eindringen von Kältegasen in die Wicklung verhindert wird. q..
Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Nuten und der Rotorbohrung dünne Stege in den Statorblechen angebracht sind, die beim Zusammenpressen der Statorbleche längs der Achsrichtung eine möglichst dünne Wand bilden, welche zur Abdichtung des statischen Druckes der Flüssigkeit, in welche die Wicklung eintaucht, genügt (Abb. i).
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen dem Stator und dem Rotor angeordneter dünnwandiger Hohlzylinder mit Wulsträndern an seinen freien Enden mit dem Motorgehäuse verbunden ist, wodurch ein ringförmiger, die Wicklung und die Bohrung des Stators abdeckender Hohlraum zur Aufnahme des Öls entsteht.