DE632662C

DE632662C - Kuehleinrichtung geschlossener elektrischer Maschinen

Info

Publication number: DE632662C
Application number: DEE44192D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1932-04-30
Filing date: 1933-04-25
Publication date: 1936-07-11
Also published as: BE395898A

Description

Es sind bereits elektrische Maschinen bekannt, deren Läufer axiale Kanäle besitzt, in welche ein von einem mit dem Läufer vereinigten Ventilator erzeugter innerer Kühlluftstrom kreist. Dieser Ventilator besitzt eine einzige zentrale Ansaugöffnung und in der üblichen Weise regelmäßig verteilte Flügel; er erzeugt die Kühlluftzirkulation in zwei oder mehreren parallelen Kreisen, und zwar vornehmlich derart, daß ein Luftstrom die axialen Kanäle des Läufers durchzieht und ein anderer Luftstrom die Ventilation der Wicklungen des Läufers und des Ständers bewirkt, ohne dabei durch die Läuferkanäle zu strömen.

Der erstgenannte Luftstrom weist gegenüber dem letztgenannten viel erheblichere Ladeverluste auf.

Aus diesem Grunde sind die beiden Ströme unter der Wirkung eines einzigen Ventilators sehr ungleichmäßig versorgt zum Schaden des Luftstromes, der den größeren Widerstand oder die höheren Ladeverluste aufweist.

Gegenüber diesen bekannten Anordnungen betrifft die Erfindung eine Kühleinrichtung geschlossener elektrischer Maschinen mit im Kreislauf geführtem Innenluftstrom und mit über das Maschinengehäuse streichendem Außenluftstrom, bei denen der Läufer axiale Luftdurchgangskanäle besitzt; erfindungsgemäß sind die Flügel des den Luftkreislauf erzeugenden Ventilators am Umfang gerechnet paarweise in verschiedene Zonen unterteilt, deren eine durch geeignete Verbindungsöffnungen mit den axialen Kanälen des Läufers in Verbindung steht und die Kühlung dieses Maschinenteiles übernimmt und deren andere, die zweckmäßig zwischen diesen Verbindungsöffnungen angeordnet ist, den Weg zu den gesamten Wicklungsköpfen des Laufers und Ständers der Maschine frei läßt, um diesen anderen Teil einer guten Kühlung durch einen lediglich auf der einen Maschinenseite zugeordneten Luftkreislauf zu unterwerfen.

Die beiliegenden Figuren zeigen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Maschine. Es stellen dar:

Fig. ι den Querschnitt durch den Läufer einer geschlossenen Maschine,

Fig. 2 einen abgewickelten Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3 einen teilweisen Längsschnitt einer Maschine mit dem Läufer der Fig. 1 und 2,

Fig. 4, 5 und 6 drei Querschnitte nach den Linien 4-4, 5-5, 6-6 der Fig. 3, darstellend den inneren Ventilator,

Fig. 7 einen Längsschnitt einer anderen Ausführungsform .des Erfindungsgegen- ' Standes,

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Fig. 8 einen Querschnitt des. Läufers dieser . Maschine^

Fig. 9^x und iö Ansichten zweier Bleche

dieses Läufers," ~*

Fig. Ii einen abgewickelten Schnitt des Läufers.

Zur Verwirklichung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht der Läufer nach den Fig. ι bis 3 aus einem Blechpaket, deren ίο Bleche auf einem speichenartig, radial unterteilten Hohlkörper 20 sitzen. Die speichenartigen Trennwände 21¹, 2i² dieses Körpers bilden zusammen mit den Innenkanten der Blechringe axiale Kanäle 5¹, 5², 5³, 5⁴; zwisehen den Speichen 2i\ 21² sind diametral geneigte Zwischenwände 22 (Fig. 2) angeordnet, welche die Querschnitte der Axialkanäle S¹, S² verschieden gestalten, und zwar entsprechend der Luftmenge, welche durch diese Kanäle streicht.

Die Kanäle s¹, S³ werden beispielsweise durchströmt von dem Luftstrom/¹ und die Axialkanäle S², .5⁴ in entgegengesetzter Richtung von dem Luftstrom /⁸. Die Axialkanäle 5¹, 5², 5^s .... sind durch die geneigten Zwischenwände 22 in zwei Kammern unterteilt; diese Kammern stehen untereinander durch in die Bleche eingelassene Querkanäle 25 in Verbindung; diese Querkanäle werden . beispielsweise durch Ausschnitte 26 je eines von zwei aufeinanderliegenden Blechen gebildet; auf diese Weise strömt die Luft durch die Axialkanäle 5¹, 5³, tritt über die Querkanäle 25 von einer Kammer in die andere und kühlt dabei den Läufer. An jedem Ende des Läufers sind Ventilatoren 6¹, 6² angeordnet (Fig. 4 bis 6); dieselben besitzen einerseits Auslaßöffnungen 12¹, 12² für die durch die Kanäle 5¹, 5* des Läufers angesaugte Luft und andererseits zwischen den öffnungen 12¹, 12² freie Zonen 13¹, 13², in welchen die in sich geschlossenen, der Kühlung der Spuienköpfe 9 dienenden Luftströme passieren.

Die Rippen 14 jedes Ventilators 6¹, 6², welche im Bereich der freien Zonen 13¹, 13² liegen, bestimmen zusammen mit im Ständergestell ι angeordneten Wänden 15 die Bildung der geschlossenen Kühlluftkreise f^e, f. Die verschiedenen Kühlluftkreise nehmen folgenden Verlauf:

Die durch den Ventilator 6¹ in die Kanäle S¹I S³ gesaugte Luft durchquert den Läufer 3 in der Richtung des Pfeiles /¹J dieser nach Verlassen des Läufers erwärmte Luftstrom wird durch Wärmeaustausch rückgekühlt, und zwar beispielsweise dadurch, daß er innere, im Ständergestell 1 vorgesehene Rippen 7¹ bestreicht.

60' Der so rückgekühlte Luftstrom /² wird sodann in der Richtung des Pfeiles /³ angesaugt und durchzieht ein zweites Mal das Blechpaket des Läufers 3 durch die axialen Kanäle, z.B. 5⁴. Der Ventilator6², welcher diesen '. Luftstrom f³ ansaugt, treibt ihn in der Riehytung des Pfeiles f^l zurück, so daß er ein ?i z.weites Mal durch Wärmeaustausch rückge-' kühlt wird an den Rippen 7², die auf dieser Seite ebenfalls an dem Ständergestell 1 angebracht sind.

Die Mittel zur Rückkühlung des Luftstromes, nämlich die Rippen 7¹ und 7², werden ihrerseits rückgekühlt durch Wärmeaustausch mit äußeren Rippen 7³, 7* des Gestelles i. Die 'Rippen 7³, 7* sind von einem äußeren Mantel y⁵ umgeben; zwischen diesem Mantel und dem Ständergestell 1 bleibt ein Ringraum 7°, in welchem ein Kühlluftstrom /¹⁰ zirkuliert.

Der Kühlluftstrom /¹⁰ wird erzeugt durch So einen äußeren Ventilator 6³, welcher ebenfalls auf der Welle 4 des Läufers sitzt, und zwar an der einen Stirnseite des Außenmantels y^s; die andere Stirnseite ist offen, um das Ansaugen sicherzustellen.

Man erhält auf diese Weise im Innern des Läufers eine Kühlluftzirkulation, die es gestattet, mit einer geringen Kühlluftmenge die Maschine auf ihre ganze Länge wirksam zu kühlen. ■

Der innere Kühlluftstrom f¹, f, /³, /⁴ wird seinerseits wirksam gekühlt an den Rippen 7¹, 7² des Gestelles, während die von den Kühlluftstrom f¹, f², f^s, jf⁴ aufgenommenen Kalorien sofort an die Rippen 7³, 7* und von diesen an den äußeren Kühlluftstrom /¹⁰ ab- ' gegeben werden.

Bei einer anderen Ausführungsform, wie sie die Fig. 7 bis 11 zeigen, besteht der Läufer aus Blechen, die unmittelbar auf der Vollachse des Läufers sitzen; diese Bleche (Fig. 9 und 10) besitzen kreisbogenförmige Durchbrechungen, die, wenn man die Bleche aufeinanderlegt, einerseits Axialkanäle 5¹, 5², 5³, 5⁴ und andererseits mehrfache Ouerkanäle 30, welche die Axialkanäle miteinander verbinden, bilden. In den Axialkanälen 5¹, 5² .... werden wiederum geneigte Zwischenwände 22 angeordnet, welche diese Kanäle in zwei Kammern (Fig. 11) unterteilen; die Kam- no mern sind je an einem ihrer Enden geschlossen; jeder Kanal 5¹J 5²I ·.·· wird so von zwei Luftströmen entgegengesetzter Richtung durchströmt. Die geneigten Zwischenwände 22 gestalten zudem die Kanalquer schnitte auf die ganze Kanallänge verschieden, entsprechend dem Luftaufwand des Hauptstromes, der die Querkanäle 30 speist.

Durch das Zusammenwirken dieser verschiedenen Kühlluftströme wird eine besonders wirksame Kühlung des Läufers mit einer gegebenen Luftmenge gewährleistet.

Claims

Patentansprüche:

ι. Kühleinrichtung geschlossener elektrischer Maschinen mit im Kreislauf geführtem Innenluftstrom und mit über das Maschinengehäuse streichendem Außen-" luftstrom, bei der der Läufer axiale Luftdurchgangskanäle besitzt, dadurch ge-" kennzeichnet, daß die Flügel des den Luftkreislauf erzeugenden Ventilators, am Umfang gerechnet, paarweise in verschiedenen Zonen unterteilt sind, deren eine durch geeignete Verbindungsöffnungen (I2¹, I2²) mit den Axialkanälen (5) des Läufers (3) in Verbindung steht und die Kühlung dieses Maschinenteiles übernimmt und deren andere (13¹, 13²), die zweckmäßig zwischen diesen Verbindungsöffnungen angeordnet ist, den Weg zu den gesamten Wicklungsköpfen des Läufers und Ständers der Maschine frei läßt, um diesen anderen Teil einer guten Kühlung durch einen lediglich auf der einen Maschinenseite zugeordneten Luftkreislauf zu unterwerfen.
2. Kühleinrichtung geschlossener elektrischer Maschinen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß nächst inneren Kühlrippen (7¹) des Ständers eine Zwischenwand (15) angeordnet ist, welche die Führung des durch die freien Zonen (13¹, 13²) erzeugten geschlossenen Kühl-1uftstrom.es über diese Rippen (7¹) bewirkt.
3. Kühleinrichtung geschlossener elektrischer Maschinen nach Anspruch 1

, und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem zweizonigen Ventilator beschickten Axialkanäle im Läufer (5¹, 5²) Querkanäle (30) speisen, welche in an sich, bekannter Weise in das Blechpaket des Läufers parallel zur Ebene der Bleche angeord.net sind.
4. Kühleinrichtung geschlossener elektrischer Maschinen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den gegenüberliegenden Stirnseiten des Läufers zwei Ventilatoren gleicher Ausführung angeordnet sind und daß diese Ventilatoren in entgegengesetzten Richtungen auf die Axialkanäle (5¹, 5²) des Läufers wirken, derart, daß die Luft durch die eine Art von Kanälen (5¹) in einem Sinne und auf dem Rückweg durch die andere Art von Kanälen (5²) im entgegengesetzten Sinne strömt, wobei in dem Ständerrahmen Kühlmittel, z. B. Rippen (7). angeordnet sind, welche der Luftstrom beim Wechsel der Strömungsrichtung zwischen den Axialkanälen (5¹, 5²) des Läufers bestreicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen