DE507818C - Kuehleinrichtung fuer elektrische Maschinen mit im geschlossenen Kreislauf gefuehrtem gasfoermigen Kuehlmittel, dessen Weg in der Maschine durch Einschalten von Zwischenkuehlern in hintereinandergeschaltete Teilstrecken unterteilt ist - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
20. SEPTEMBER 1930

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVe 507818 KLASSE 2Id¹ GRUPPE

Charles Algernon Parsons in Newcastle-on-Tyne, England

Patentiert im Deutschen Reiche vom 26. Juni 1928 ab

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühleinrichtung für elektrische Maschinen mit im geschlossenen Kreislauf geführtem gasförmigen Kühlmittel, dessen Weg in der Maschine durch Einschalten von Zwischenkühlern in hintereinandergeschaltete Teilstrecken unterteilt ist.

Das Ziel der Erfindung ist, eine Kühleinrichtung vorzusehen, bei der die Teilstrecken des Kühlmittelweges in der Maschine derart beschaffen sind, daß sie möglichst wenig Raum einnehmen, so daß unter Vermeidung raumsperrender Rohrleitungen die Abmessungen der Maschine möglichst klein gehalten werden können.

Es wird dies erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Teilstrecken des Kühlmittelweges durch zweckmäßig gruppenweise zusammengefaßte radiale Kanäle im Ankerkern und sich außen an die einzelnen Kanäle bzw. die Kanalgruppen anschließende Ringkatiäle gebildet werden, die das Kühlmittel unmittelbar nach den Zwischenkühlern hinführen und von diesen wieder ableiten.

In der Zeichnung ist eine Kühleinrichtung gemäß der Erfindung in einigen Ausführungsbeispielen dargestellt.

Abb. ι zeigt einen Schnitt durch einen Wecliselstromerzeuger, der gemäß der Erfindung gekühlt wird.

Abb. 2 zeigt in ihrer linken Hälfte eine Stirnansicht des Weahselstromerzeugers der Abb. ι und in ihrer rechten Hälfte einen Schnitt nach 2-2 der Abb. 1.

Abb. 3 zeigt in einem größeren Maßstäbe einen Längsschnitt durch eine abgeänderte Aueführungsform der Ablenkungsvorrichtung.

Abb. 4 ist ein Teilschnitt nach 4-4 der Abb. 3.

Abb. 5 ist ein Teilschnitt nach 5-5 der Abb. 3, und

Abb. 6 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung im Schnitt.

In den Abbildungen dienen gleiche Bezugszeichen zur Bezeichnung entsprechender Teile.

Die Pfeile in Aibb. 1 zeigen die Bewegungsrichtung der kreisenden Luft an.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform ist die Erfindung angewendet auf einen Wechselstromerzeuger mit feststehendem Anker. Die Kühlerteile A¹ bis Α^Ά sind in an sich bekannter Weise in dem Fundament der Maschine angeordnet, und die aus

ihnen austretende gekühlte Luft wird durch einen äußeren Einlaßkaiial B, dessen eine Wand durch einen Seitenschild C des Wechselstromerzeugers gebildet werden kann, nach einem ringförmigen Kanal D geführt, von wo ein auf der Läuferwelle G sitzender Ventilator jP die Luft in den Raum zwischen dem Seitenschild C und der Seitenwand H der Dynamomaschiene drückt. Nach der Kühlung ίο der in diesem Raum liegenden Ankerstirnwindungen / geht die Kühlluft durch Öffnungen K in der Seitenwand in den ersten Kanal L¹ einer Reihe axial angeordneter ringförmiger Kanäle L¹ bis L⁵, die einen verschiedenen Querschnitt haben, um sich der Bauweise der Maschine anzupassen und entsprechende Zonen oder Stufen M¹ bis M⁵ von Ankerkernabschnitten zu umfassen. Diese sich über die ganze Maschine erstreckenden Abschnitte sind mit Durchlässen oder Kanälen N¹ bis N⁵, die von dem Luftspalt 0 radial nach außen verlaufen, und ferner mit axialen Verbindungskanälen P¹ bis P" versehen, so daß die oben besagte Kühlluft in dem ersten Ringkanal L¹ sich mit anderer Kühlluft vereinigt, die radial nach außen durch die Kanäle 2V¹ geflossen ist. Die beiden derart vereinigten Luftströme gehen nach unten in einen Kühlerabschnitt A¹, der längs der Grundlinie oder des Fundaments der Maschine verläuft. Der besagte Kühler hat irgendeine übliche rohrförmige Bauweise und ist mit der oder den üblichen Wasserkammern Q u. dgl. versehen. Der erste Kühlerabschnitt A¹ erstreckt sich axial über die Länge des ersten und zweiten Ringkanals L¹ und L², so daß die gekühlte Luft das ersten Kanals L¹, die durch geeignete i\blenker S¹ gezwungen worden ist, den Kühler zu durchfließen, dann in den zweiten Ringkanal L- und radial nach innen durch den Durchlaß N~ zwischen den Kernabschnitten geht, von wo sie mittels der axial verlaufenden Kanäle P² und des Luftspaltes nach dem dritten Ringkanal L^s geht. Der dritte und vierte Ringkanal L³ und L¹ entsprechen dem ersten und zweiten Ringkanal und sind in gleicher Weise mit einem Küblerabschnitt A² mit einem Ablenker S² in dem Fundament der Maschine versehen.

Schließlich geht die gekühlte Luft in dem zu beschreibenden Ausführungsbeispiel der Erfindung von dem zweiten Kühlerabschnitt A² nach der fünften und letzten Stufe M^s der Kernabschnitte und von dort mittels des entsprechenden Ringkanals U nach dem letzten Kühlerabschnitt A³, der in der Verlängerung der oben beschriebenen Abschnitte liegt. Von diesem Kühlerabschnitt A³ aus geht die gekühlte Luft in den Einlaßkanal B, worauf sich der Kreislauf wiederholt.

Der Kühler sollte in allen Fällen so angeordnet sein, daß er jede Oberflächenkondensation auf den Wicklungen verhindert. Bekannte ,Vorsichtsmaßnahmen, wie z. B. die Zuführung trocknender Ersatzluft, die Verwendung eines Trocknungsmittels in der Anlage o. dgl., können nach Wunsch getroffen werden.

Von den Kernabschnitten R¹, R² vorstehende Umfangsablenker, wie z. B. R, die zwischen den Ringkanälen U-, L³ und Z.³, Z,⁴ liegen, können vorgesehen werden, um zu verhindern, daß die Luft längs des Luftspaltes O fließt, ohne durch die Kühler zu gehen. Gemaß der besonders vorteilhaften Ausführungsform der Abb. 3, 4 und 5 besteht die Ablenkungsvorrichtung jedoch aus einem Rohr T aus vorzugsweise nicht metallischem Material, wie z. B. Preßspahn o. dgl., das in die Ständerbohrung· eingesetzt ist, wobei ein kleines Spiel V zwischen dem Rohr T und dem Läufer G gelassen ist. Das Rohr T hat die Form eines massiven Ringes, wie er bei T¹ in Abb. 3 angedeutet ist, der in Richtung des Kernabschnittes i?¹ und in gleicher Weise in Richtung des Kernabschnittes R² oder wo sonst Ablenker erforderlich sind, verläuft; aber an anderen Stellen seiner Länge ist das Rohr T mit axial verlaufenden Bohrungen T² und radialen Durchlochungen T³ versehen, die in einem derartigen Abstande voneinander angeordnet sind, daß sie mit den Durchlässen A^r zwischen den Kernabschnitten zusammenfallen. Die Luft nimmt bei dieser Anordnung denselben Weg durch die verschiedenen Kanäle, wie es in Verbindung mit Abb. 1 beschrieben worden ist.

Wie in Abb. 6 dargestellt, können die Längsdurchlochungen durch Nuten T* ersetzt werden, die in der Längsrichtung längs der äußeren Fläche des Rohres T verlaufen. Diese Nuten werden vorzugsweise in ihrer Breite mit der Gestalt der Kernabschnitte M übereinstimmend ausgeführt. In gewissen Fällen können die Böden der Nuten, wie bei T⁵ dargestellt, durchlocht sein.

Ein derartiger rohrförmiger Ablenker ist fest und leicht in der Ständerbohrung anbringbar; ferner kann der Läufer infolge seiner Form und dem Fehlen von Ansätzen in der Längsrichtung herein- und herausgeschoben werden, ohne daß er selbst, das Ablenkerrohr oder der Ständer beschädigt werden.

Die Luftzirkulation wird vorzugsweise, wie oben beschrieben, durch einen Ventilator bewirkt, der an der Läuferwelle sitzt und in dem Raum zwischen dem Seitenschild und der Seitenwand der Dynamomaschine liegt, iao man kann aber auch gesondert angetriebene Ventilatoren oder wechselweise mit der

Läuferwelle gekuppelte Ventilatoren verwenden. An Stelle von Luft kann zur Kühlung jedes geeignete Gas benutzt werden.

Vermöge der Erfindung kann man, statt beispielsweise ι 698,96 cbm Luft pro Minute in einem Wechselstromerzeuger bei Verwendung der bisher üblichen Kühlverfahren und mit einem Gesamtdruckabfall von 17,665 cm Wasser kreisen zu lassen, ein viel geringeres Volumen Luft von etwa 283,16 cbm pro Minute bei einer folglich stärkeren Verringerung der Größe der erforderlichen Kanäle mit einem Gesamtdruckabfall von 55,86 cm Wasser verwenden. Die Kraft, die erforderlieh ist, um die Luft durch die Anlage zu drücken, ist infolgedessen etwas geringer in vergleichbaren Fällen.

Infolge der Verringerung der Größe der äußeren Kanäle werden sowohl deren Kosten als auch die Kosten für das Fundament durch die Erfindung verringert.

Die beschriebene Ausführungsform kann in weiten Grenzen geändert werden, ohne daß man sich von der Erfindung entfernt; so kann

z. B. die Anordnung der eigentlichen Kühlkanäle und Kühler geändert werden, wenn nur die Kühlluft o. dgl. auf ihrem Weg durch die Maschine einer Zwischenkühlung unterworfen wird.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Kühleinrichtung für elektrische Maschinen mit im geschlossenen Kreislauf geführtem gasförmigen Kühlmittel, dessen Weg in der Maschine durch Einschalten von Zwischenkühlern in hintereinandergeschaltete Teilstrecken unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß diese Teilstrecken durch zweckmäßig gruppenweise zusammengefaßte radiale Kanäle (N¹, N*,N³...) im Ankerkern und sich außen an die einzelnen Kanäle bzw. die Kanalgruppen anschließende Ringkanäle (L¹, L², L³...) gebildet sind, die das Kühlmittel unmittelbar nach den Zwischenkühlern (A¹, A-, A³) hinführen und von diesen wieder ableiten.
2. 2. Kühleinrichtung für elektrische Maschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehreren Ringkanälen (L¹, L², L^s.. .) ein einziger in die einzelnen Zwischenkühler (A¹, A², A^s) unterteilter Kühler zugeordnet ist und in jeden Zwischenkühler zwei Ringkanäle münden, von denen der eine zur Zuleitung und der andere zur Ableitung des gasförmigen Kühlmittels dient.
3. 3. Kühleinrichtung für elektrische Maschinen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt (O) der elektrischen Maschine in an sich bekannter Weise Teile des Kühlmittelweges bildet, und daß in dem Luftspalt ein den Läufer konzentrisch umgebendes Rohr liegt, das Kanäle (T², T^B bzw. T⁴) zur Verbindung der zusammengefaßten radialen Ankerkanäle (N¹, N²,N³...) untereinander hat.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen