SE528580C2 - Rotating electrical machine incorporates a motor shaft which contains a heat tube and applies to both low and high voltage machines - Google Patents
Rotating electrical machine incorporates a motor shaft which contains a heat tube and applies to both low and high voltage machinesInfo
- Publication number
- SE528580C2 SE528580C2 SE0501229A SE0501229A SE528580C2 SE 528580 C2 SE528580 C2 SE 528580C2 SE 0501229 A SE0501229 A SE 0501229A SE 0501229 A SE0501229 A SE 0501229A SE 528580 C2 SE528580 C2 SE 528580C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- cavity
- electric machine
- machine according
- rotary electric
- radius
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 76
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 abstract description 5
- 238000004804 winding Methods 0.000 abstract description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 abstract description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 description 19
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 12
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 11
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 7
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 7
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 5
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 4
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 4
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
- H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
- H02K9/20—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil wherein the cooling medium vaporises within the machine casing
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
- H02K9/22—Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges
- H02K9/225—Heat pipes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
Abstract
Description
l0 15 20 25 30 35 2 änden av ledningen, kondensatordelen, genom nämnda under- tryck. I kondensatordelen avger ångan värme och kyls därvid ned och kondenseras äter till vätska. Vätskan transporteras sedan äter till den varma änden av ledningen med hjälp av en veke eller en kapillärstruktur. l0 15 20 25 30 35 2 the end of the line, the capacitor part, by said negative pressure. In the condenser part, the steam emits heat and is cooled down and condensed into liquid. The liquid is then transported to the hot end of the conduit by means of a wick or a capillary structure.
Det finns kommersiella värmerör pà marknaden. Värmerör har i allmänhet följande egenskaper: värmerörets hus är gjort av aluminium eller koppar. Arbetsmediet kan vara vatten. En veke används för att pumpa vätskan med användning av kapil- lärkrafter. Värmerörets prestanda är dä orienteringsberoen- de. Orienteringen av en motor är inte känd vid tiden för produktionen. För ett värmerör inuti en rotoraxel hos en roterande elektrisk maskin àstadkoms därför pumpeffekten, transporten av arbetsmediet, vätskan, fràn kondenserings- delen till föràngningsdelen genom värmerörets rotations- rörelse.There are commercial heating pipes on the market. Heating pipes generally have the following properties: The heating pipe housing is made of aluminum or copper. The working medium can be water. A wick is used to pump the liquid using capillary forces. The performance of the heating tube is then dependent on orientation. The orientation of an engine is not known at the time of production. For a heating pipe inside a rotor shaft of a rotating electric machine, the pumping effect, the transport of the working medium, the liquid, from the condensing part to the evaporating part through the rotational movement of the heating pipe is therefore achieved.
US-patentet 3 882 335 beskriver en sàdan roterande elektrisk maskin. Det är känt genom denna skrift att anordna en rotor som har ett värmerör. Denna skrift avser emellertid endast en rotor som innefattar ett värmerör med ett cylindriskt hàlrum som är slutet genom raka väggar. Detta är en nackdel eftersom det pàverkar flödet av arbetsmediet i de skarpa vinklarna hos värmeröret och därmed minskar pumpeffekten hos värmeröret. Detta ger otillfredsställande kylningseffekt hos värmeröret. Traditionella värmerör är vidare dyra jämfört med produktionskostnaden för serietillverkade roterande elektriska maskiner.U.S. Patent 3,882,335 discloses such a rotating electric machine. It is known from this publication to arrange a rotor having a heating tube. However, this specification refers only to a rotor which comprises a heating tube with a cylindrical cavity closed by straight walls. This is a disadvantage because it affects the flow of the working medium in the sharp angles of the heating pipe and thus reduces the pumping effect of the heating pipe. This gives an unsatisfactory cooling effect of the heating pipe. Traditional heating pipes are also expensive compared to the production cost of series-produced rotary electrical machines.
Dokumentet av Vernon H. Grey med titeln: Pipe-A Wickless, ”The Rotating Heat Hollow Shaft for Transferring High Heat Fluxes”, ASME-AIChE heat Transfer Conference, Minneapolis, Minn.; 5 maj 1969, sidan 4, visar en annan roterande elek- trisk maskin. Detta dokument beskriver en traditionell ro- terande elektrisk maskin som innefattar en rotoraxel inne- hållande ett làngsträckt inre ànghàlrum med en längdaxel där nämnda hàlrum innefattar en första del, där en av ändvägg- arna i hàlrummet har konkav form, vilket förbättrar pump- lO l5 20 25 30 35 f TI R) f\yl_.Document by Vernon H. Gray entitled: Pipe-A Wickless, "The Rotating Heat Hollow Shaft for Transferring High Heat Fluxes", ASME-AIChE Heat Transfer Conference, Minneapolis, Minn .; May 5, 1969, page 4, shows another rotating electric machine. This document describes a traditional rotary electric machine comprising a rotor shaft containing an elongate inner steam cavity with a longitudinal axis where said cavity comprises a first part, one of the end walls of the cavity having a concave shape, which improves pumping. 20 25 30 35 f TI R) f \ yl_.
»V fn f* V* åuñø f-- 3 verkan hos värmeröret. Den första delen är rotationssym- metrisk kring längdaxeln. Värmeröret arbetar med rotations- rörelsen som pumpmekanism. Vidare innefattar värmeröret en andra del, med konkava väggar, som är kopplad till och sträcker sig fram till den första delen, samt en tredje cylindrisk del som är kopplad till den andra delen och som avslutar värmeröret. Detta värmerör, som har ett hàlrum med konkav form med konisk utsträckning, kräver emellertid att det tillgängliga utrymmet i hàlrummet inte är begränsat och är komplicerat att tillverka.»V fn f * V * åuñø f-- 3 action of the heating tube. The first part is rotationally symmetrical about the longitudinal axis. The heating tube works with the rotational movement as a pump mechanism. Furthermore, the heating tube comprises a second part, with concave walls, which are connected to and extend to the first part, and a third cylindrical part which is connected to the second part and which terminates the heating tube. However, this heating tube, which has a concave-shaped cavity with a conical extent, requires that the available space in the cavity is not limited and is complicated to manufacture.
Det är en önskan att hälla diametern hos rotoraxeln vid ett minimum för att minimera det nödvändiga utrymmet för att förbättra pumpverkansfunktionen och även för att àstadkomma en rotoraxel som är lätt att tillverka.It is a desire to keep the diameter of the rotor shaft to a minimum in order to minimize the space required to improve the pumping function and also to provide a rotor shaft which is easy to manufacture.
REDoGöRELsE FÖR UPPFINNINGEN Ändamàlet med uppfinningen är att förbättra kylningen i en roterande elektrisk maskin som innefattar en rotor innehall- ande ett värmerör. Ändamålet uppnàs genom en roterande elektrisk maskin sàsom anges i patentkrav l. Enligt uppfinningen uppnàs detta ända- mal genom att inställa formen pà värmeröret. Den första delen är rotationssymmetrisk kring längdaxeln. Formen pà värmeröret anpassas sa att den första delen har en radie som ökar i beroende av avståndet fràn ändpunkten i längdaxelns riktning sä att radien är proportionell mot kvadratroten av nämnda avstånd.DISCLOSURE OF THE INVENTION The object of the invention is to improve the cooling in a rotating electric machine which comprises a rotor containing a heating tube. The object is achieved by a rotating electric machine as stated in claim 1. According to the invention, this object is achieved by adjusting the shape of the heating tube. The first part is rotationally symmetrical about the longitudinal axis. The shape of the heating tube is adapted so that the first part has a radius which increases depending on the distance from the end point in the direction of the longitudinal axis so that the radius is proportional to the square root of said distance.
Denna form har visat sig vara en fördelaktig form vid labo- ratorieexperiment. En rotoraxel integrerad med ett värmerör i en växelströmsmotor för làgspänning har i laboratorium visat sig utdriva 80 % av rotorförlusterna genom röret, vilket betyder l5K lägre statorlindningätemperatur. 10 15 20 25 30 35 4 Denna form maximerar pumpverkan med avseende pà den maximala radien hos hàlrummet samt optimerar prestandan hos en rote- rande elektrisk maskin som innefattar en sådan rotoraxel.This form has been shown to be an advantageous form in laboratory experiments. A rotor shaft integrated with a heating tube in a low-voltage AC motor has been shown in the laboratory to expel 80% of the rotor losses through the tube, which means 1.5K lower stator winding temperature. 10 15 20 25 30 35 4 This shape maximizes the pumping action with respect to the maximum radius of the cavity and optimizes the performance of a rotating electrical machine comprising such a rotor shaft.
Vid en utföringsform av en roterande elektrisk maskin enligt uppfinningen är radien proportionell mot kvadratroten av nämnda avstånd med en proportionalitetskonstant som är bero- ende av Rwx/ Z där R är en maximiradie hos hàlrummet, och Zm är ett maximiavstànd fràn hàlrummets ändpunkt. max ' max Vid en annan utföringsform av en roterande elektrisk maskin enligt uppfinningen är radien proportionell mot kvadratroten av nämnda avstánd med en proportionalitetskonstant som är beroende av Rmx/ Z där Rmxär en maximiradie hos hàlrum- max' met, och Zmx är ett avstand fran hàlrumets ändpunkt vid R max ' Vid en annan utföringsform av en roterande elektrisk maskin enligt uppfinningen är radien hos den första delen av värme- röret proportionell mot kvadratroten av nämnda avstànd med en proportionalitetskonstant som varierar mellan O,8Rmx/ Zmx och l,2Rmx/ Z O,9Rmx/ Zmxoch l,lRmx/ Z företrädesvis mellan max' Laboratorieexperiment har max' visat att kylningseffekten förbättras i dessa intervaller; vidare förbättrar det mindre intervallet kyleffekten. vid en annan utföringsform av en roterande elektrisk maskin enligt uppfinningen är längden hos nämnda första del mindre än halva hàlrummet.In an embodiment of a rotating electric machine according to the invention, the radius is proportional to the square root of said distance with a proportionality constant which is dependent on Rwx / Z where R is a maximum radius of the cavity, and Zm is a maximum distance from the end point of the cavity. max 'max In another embodiment of a rotating electric machine according to the invention the radius is proportional to the square root of said distance with a proportionality constant which depends on Rmx / Z where Rmx is a maximum radius of the cavity max', and Zmx is a distance from the cavity end point at R max 'In another embodiment of a rotating electric machine according to the invention, the radius of the first part of the heating tube is proportional to the square root of said distance with a proportionality constant varying between 0.8Rmx / Zmx and 1.2Rmx / ZO, 9Rmx / Zmx and 1.1rmx / Z preferably between max 'Laboratory experiments have max' shown that the cooling effect is improved in these intervals; furthermore, the smaller range improves the cooling effect. in another embodiment of a rotary electric machine according to the invention, the length of said first part is less than half the cavity.
Vid en annan utföringsform av en roterande elektrisk maskin enligt uppfinningen är längden hos nämnda första del i in- tervallet 50 % - 100 % av totallängden hos hàlrummet, trädesvis 70 % - 100 % av totallängden, allra helst i inter- vallet 90 % - 100 % av totallängden hos hàlrummet. Detta är en fördelaktig form eftersom pumpningsformen utsträcks sà före- langt möjligt, med avseende pà den maximala innerdiametern hos hàlrummet, för att tillföra arbetsmediet till hela den 10 15 20 25 30 35 LH ßâ nn h/É ßï f' IM Lv 4"? \_r 5 axiella delen utmed rotoraxeln. Därmed fär den med avseende pà kondensatorn bortre änden av rotorplàten, vilken även är en värmekälla och är i god termisk kontakt med rotoraxeln, samma kylförmàga som den bakre änden.In another embodiment of a rotating electric machine according to the invention, the length of said first part is in the range 50% - 100% of the total length of the cavity, preferably 70% - 100% of the total length, most preferably in the range 90% - 100 % of the total length of the cavity. This is an advantageous shape because the pumping shape is extended as far as possible, with respect to the maximum inner diameter of the cavity, to supply the working medium to the entire 10 15 20 25 30 35 LH ßâ nn h / É ßï f 'IM Lv 4 "? The axial part along the rotor shaft thus has the far end of the rotor plate with respect to the capacitor, which is also a heat source and is in good thermal contact with the rotor shaft, the same cooling capacity as the rear end.
Vid en annan utföringsform av en roterande elektrisk maskin enligt uppfinningen har hàlrummet ocksa en andra del kopplad till den första delen, och nämnda andra del är huvudsakligen cylinderformad och har en fast radie. Detta är en fördel som kräver mindre och lättare bearbetning av nämnda andra del.In another embodiment of a rotating electric machine according to the invention, the cavity also has a second part connected to the first part, and said second part is substantially cylindrical and has a fixed radius. This is an advantage which requires less and easier processing of said second part.
Vid en annan utföringsform av en roterande elektrisk maskin enligt uppfinningen har den första delen en yttre yta och àtminstone ett parti av nämnda yta är cylinderformat, och nämnda parti innefattar nämnda ändpunkt. Detta är en fördel som kräver mindre bearbetning när rotorhuset är den bärande axeln hos rotorn, och även mindre montage av rotordelarna.In another embodiment of a rotating electric machine according to the invention, the first part has an outer surface and at least a portion of said surface is cylindrical, and said portion comprises said end point. This is an advantage that requires less machining when the rotor housing is the load-bearing shaft of the rotor, and also less assembly of the rotor parts.
Vid en annan utföringsform av en roterande elektrisk maskin enligt uppfinningen är hàlrummet anordnat att motta vatten som arbetsmedium. Detta är en fördel eftersom vatten är billigt, lätta att skaffa och säkert att hantera. Arbets- mediet och beläggningsskiktet är kemiskt förenliga om be- läggningsskiktet t ex är koppar.In another embodiment of a rotating electric machine according to the invention, the cavity is arranged to receive water as working medium. This is an advantage because water is cheap, easy to obtain and safe to handle. The working medium and the coating layer are chemically compatible if the coating layer is, for example, copper.
Vid en annan utföringsform av en roterande elektrisk maskin enligt uppfinningen är hàlrummet omgivet av ett hus och nämnda hus är gjort av stàlmaterial. Detta är en fördel eftersom det ökar sàväl husets som rotoraxelns hàllfasthet.In another embodiment of a rotating electric machine according to the invention, the cavity is surrounded by a housing and said housing is made of steel material. This is an advantage because it increases the strength of both the housing and the rotor shaft.
Användning av ett värmerör gjort av koppar och aluminium i en roterande elektrisk maskin ger inte tillräcklig häll- fasthet för att köra stora laster. Aluminium och koppar är för veka.The use of a heating tube made of copper and aluminum in a rotating electric machine does not provide sufficient pour strength to drive large loads. Aluminum and copper are too weak.
Vid en annan utföringsform av en roterande elektrisk maskin enligt uppfinningen är hälrummet omgivet av ett hus och den inre ytan av nämnda hus är täckt med ett skikt gjort av kop- par eller en legering därav med en tjocklek inom intervallet 10-20 mikrometer, företrädesvis inom intervallet 14-16 mi- 10 15 20 25 30 35 6 krometer. Kopparskiktet bevarar de av t ex stàl gjorda häl- rumsväggarna och skyddar mot korrosion. Detta är en fördel när vatten används som arbetsmedium eftersom vatten är oför- enlig med stàl. Arbetsmediet väljs att vara kemiskt fören- ligt med beläggningsskiktet.In another embodiment of a rotating electric machine according to the invention, the cavity is surrounded by a housing and the inner surface of said housing is covered with a layer made of copper or an alloy thereof with a thickness in the range 10-20 micrometers, preferably within interval 14-16 mi- 10 15 20 25 30 35 6 krometer. The copper layer preserves the cavity walls made of, for example, steel and protects against corrosion. This is an advantage when water is used as a working medium because water is incompatible with steel. The working medium is chosen to be chemically compatible with the coating layer.
Vid en annan utföringsform av en roterande elektrisk maskin enligt uppfinningen är huset den bärande axeln hos rotorn.In another embodiment of a rotating electric machine according to the invention, the housing is the supporting shaft of the rotor.
Detta är en fördel eftersom det förlänger maskinens varak- tighet da den innehàller färre komponenter.This is an advantage because it prolongs the life of the machine as it contains fewer components.
Vid en annan utföringsform av en roterande elektrisk maskin enligt uppfinningen har den första delen en yttre yta och àtminstone ett parti av nämnda yta är cylinderformat, och nämnda del innefattar nämnda ändpunkt. Detta är en fördel eftersom den yttre ytan kan tjäna som yttre del av rotor- axeln.In another embodiment of a rotating electric machine according to the invention, the first part has an outer surface and at least a portion of said surface is cylindrical, and said part comprises said end point. This is an advantage because the outer surface can serve as the outer part of the rotor shaft.
Ett annat ändamàl med uppfinningen är att tillhandahålla ett förfarande att tillverka en roterande elektrisk maskin inne- fattande en rotor som innehåller ett värmerör med förbättrad kyleffekt.Another object of the invention is to provide a method of manufacturing a rotating electrical machine comprising a rotor which contains a heating tube with improved cooling effect.
Detta ändamål uppnàs genom ett förfarande sàsom definieras i patentkrav 15.This object is achieved by a method as defined in claim 15.
Förfarandet för att tillverka ett värmerör för en rotoraxel som har ett làngsträckt inre änghàlrum enligt uppfinningen innefattar: - tillverkning av en första del som har en rotationssym- metrisk hálighet med en öppning i ena änden och en änd- punkt i den motstàende änden samt en längdaxel, varvid åtminstone ett parti av hàligheten har en radie som ökar i beroende av avståndet frän ändpunkten i riktning mot längdaxeln sà att radien är proportionell mot kva- dratroten av nämnda avstànd, 10 15 20 25 30 35 528 580 7 - tillverkning av en andra del som har en rotationssym- metriskt utsträckt hàlighet med en öppning i ena änden samt en längdaxel, - sammansättning av den första och andra delen sa att hàligheterna tillsammans bildar det làngsträckta inre ànghàlrummet hos värmeröret.The method of manufacturing a heating tube for a rotor shaft having an elongate inner meadow cavity according to the invention comprises: - manufacturing a first part having a rotationally symmetrical cavity with an opening at one end and an end point at the opposite end and a longitudinal axis , wherein at least a portion of the cavity has a radius which increases depending on the distance from the end point in the direction of the longitudinal axis so that the radius is proportional to the square root of said distance, manufacture of a second part having a rotationally symmetrically extending cavity with an opening at one end and a longitudinal axis, - assembly of the first and second parts so that the cavities together form the elongate inner angular cavity of the heating tube.
Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar förfar- andet vidare: - att införa den första delen i öppningen hos den andra delen sà att respektive längdaxlar hos nämnda delar samman- faller.According to an embodiment of the invention, the method further comprises: - inserting the first part into the opening of the second part so that the respective longitudinal axes of said parts coincide.
Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar förfar- andet vidare: - att fylla hàligheten hos åtminstone en av delarna med vatten innan värmeröret monteras ihop.According to an embodiment of the invention, the method further comprises: - filling the cavity of at least one of the parts with water before the heating pipe is assembled.
Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar förfar- andet vidare: 7 - att täcka den inre ytan hos àtminstone en av delarna med koppar, varvid nämnda övertäckning av den inre ytan görs genom elektroplätering.According to an embodiment of the invention, the method further comprises: 7 - covering the inner surface of at least one of the parts with copper, said covering of the inner surface being done by electroplating.
Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar förfar- andet att tillverka hàligheterna med hjälp av maskinbear- betning.According to an embodiment of the invention, the method comprises manufacturing the cavities by means of machining.
Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar förfar- andet att tillverka hàligheterna med hjälp av formning.According to an embodiment of the invention, the method comprises manufacturing the cavities by means of molding.
Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar förfar- andet att tillverka hàligheterna med hjälp av gjutning.According to an embodiment of the invention, the method comprises manufacturing the cavities by means of casting.
RITNINGSFÖRTECKNING Föreliggande uppfinning kommer att beskrivas utförligare med hänvisning till de bifogade schematiska ritningarna. 10 15 20 25 30 35 8 Figur l visar en genomskärningsbild av en roterande elek- trisk maskin enligt uppfinningen.DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will be described in more detail with reference to the accompanying schematic drawings. Figure 1 shows a sectional view of a rotating electric machine according to the invention.
Figur 2 visar en detalj i förstorad skala av genomskärnings- bilden i figur l av en rotoraxel innefattande ett värmerör enligt en utföringsform av uppfinningen.Figure 2 shows a detail on an enlarged scale of the sectional view in Figure 1 of a rotor shaft comprising a heating tube according to an embodiment of the invention.
Figur 3 visar en detalj i förstorad skala av en genomskär- ningsbild av en annan rotoraxel innefattande ett värmerör enligt en utföringsform av uppfinningen.Figure 3 shows a detail on an enlarged scale of a sectional view of another rotor shaft comprising a heating tube according to an embodiment of the invention.
Figur 4 visar en detalj i förstorad skala av en genomskär- ningsbild av ännu en rotoraxel innefattande ett värmerör en- ligt uppfinningen.Figure 4 shows a detail on an enlarged scale of a sectional view of another rotor shaft comprising a heating tube according to the invention.
Figur 5A-D visar ett förfarande för sammansättning av en ro- toraxel innefattande ett värmerör enligt en utföringsform av uppfinningen.Figures 5A-D show a method of assembling a rotor shaft comprising a heating tube according to an embodiment of the invention.
Figur 6 visar ett diagram över variationen hos radien i be- roende av längdaxeln och en proportionalitetskonstant K.Figure 6 shows a diagram of the variation of the radius depending on the longitudinal axis and a proportionality constant K.
BESKRIVNING Av FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Figur l visar en genomskärningsbild av en utföringsform av en roterande elektrisk maskin enligt uppfinningen innefatt- ande en stator 2, och ett maskinhus 3 som har ett hölje 4, en rotor 6 som har en rotoraxel 7 med en drivande ände D och en icke drivande ände N. Maskinhuset är skyddat mot inträde av vatten och damm.DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS Figure 1 shows a cross-sectional view of an embodiment of a rotary electric machine according to the invention comprising a stator 2, and a machine housing 3 having a housing 4, a rotor 6 having a rotor shaft 7 with a driving end D and a non-driving end N. The machine housing is protected against the entry of water and dust.
Den roterande elektriska maskinen är uppbyggd med den före- trädesvis cylindriska statorn 2 stationär. Rotorn 6 är ro- terbart anordnad i statorn. Statorn är i sin tur monterad i maskinhuset 3. Maskinhuset innefattar i detta fall ett cyl- indriskt hölje 4 och en cirkulär första lagersköld 8 vid ena änden av höljet och en cirkulär andra lagersköld 9 vid andra änden av höljet. Dessutom är i detta fall kylflänsar lO an- ordnade vid höljet, parallellt med rotorns drivaxel A. Vid 10 15 20 25 30 35 9 rotorn pà den icke drivande änden N utanför den första änd- ytan och utanför den inre kylkretsen är t ex, som i detta fall, anordnad en yttre fläkt 11 som medföljer rotorns ro- tationsrörelse. Fläkten 11 är skyddad fràn yttre pàverkan genom en mekanisk skyddsanordning, en kapa 12, för att skydda mot och förhindra kontakt med den yttre fläkten. Ro- toraxeln innefattar ett värmerör 14. Värmeröret innefattar ett längsträckt inre hàlrum. Hàlrummet är företrädesvis tä- tat. Hàlrummet är anordnat att motta ett arbetsmedium 15.The rotating electric machine is built with the preferably cylindrical stator 2 stationary. The rotor 6 is rotatably arranged in the stator. The stator is in turn mounted in the machine housing 3. The machine housing in this case comprises a cylindrical housing 4 and a circular first bearing shield 8 at one end of the housing and a circular second bearing shield 9 at the other end of the housing. In addition, in this case, cooling fins 10 are arranged at the housing, parallel to the drive shaft A of the rotor A. At the rotor on the non-driving end N outside the first end surface and outside the inner cooling circuit, e.g. in this case, arranged an external fan 11 which accompanies the rotational movement of the rotor. The fan 11 is protected from external influences by a mechanical protection device, a cap 12, to protect against and prevent contact with the external fan. The rotor shaft comprises a heating tube 14. The heating tube comprises an elongate inner cavity. The cavity is preferably sealed. The cavity is arranged to receive a working medium 15.
Det är en fördel att hàlrummet är tätat eftersom arbetsme- diet, som föreligger som gas och vätska, kan hàllas vid mättningstryck när det är i gasfas. Föràngningsdelen av vär- meröret är placerad inuti huset, medan kondenseringsdelen är placerad delvis utanför huset. Följaktligen kyls även kon- denseringsdelen av värmeröret. Vid drift av rotoraxeln kyls därvid rotorn av värmeröret. Hàlrumshuset 16 är i detta fall den bärande axeln hos rotorn. De magnetiska delarna 18, sàsom lindningar eller permanentmagneter, av rotorpaketet monteras pà den bärande axeln.It is an advantage that the cavity is sealed because the working medium, which is present as gas and liquid, can be kept at saturation pressure when it is in the gas phase. The evaporator part of the heating pipe is located inside the house, while the condensing part is located partly outside the house. Consequently, the condensing part of the heating tube is also cooled. During operation of the rotor shaft, the rotor is cooled by the heating tube. The cavity housing 16 is in this case the supporting shaft of the rotor. The magnetic parts 18, such as windings or permanent magnets, of the rotor package are mounted on the load-bearing shaft.
Figur 2 visar en genomskärningsbild av en utföringsform av en rotoraxel innehållande ett värmerör avsett för en rote- rande elektrisk maskin enligt uppfinningen. Rotoraxeln inne- fattar ett värmerör 19. Värmeröret innefattar ett lang- sträckt inre hàlrum 20 som har en längdaxel B. Värmeröret är rotationssymmetriskt kring nämnda längdaxel. Hàlrummet inne- fattar en första del 21, och den första delen är rotations- symmetrisk kring längdaxeln. Hàlrumet är omgivet av ett hàlrumshus 22. Ändpunkten 24 hos hàlrummet är placerad i den första delen av hàlrummet. Nämnda första del av hàlrummet har en radie R, som ökar i beroende av avståndet Z fràn änd- punkten i längdaxelns riktning sà att radien är proportio- nell mot kvadratroten av nämnda avstànd. Radien hos en första del av värmeröret är proportionell mot kvadratroten av nämnda avstànd med en proportionalitetskonstant K. Pro- portionalitetskonstanten K är beroende av Rmx/ Z där mäX Rmxär en maximiradie hos hàlrummet, och Zmx är ett maxi- miavstànd fràn hàlrummets ändpunkt eller Z vidRmu _ För 10 15 20 25 30 35 10 olika utföringsformer kan proportionalitetskonstanten vari- era mellan 0,8Rwx/ Zwx och l,2Rmx/ Zmu, företrädesvis nællan O,9RmX/ Zmxoch l,lRwx/JZMX: R(z)=1<*,/z <1) Hàlrummet har också en andra del 28 kopplad till den första delen och nämnda andra del är huvudsakligen cylinderformad och har en fast radie. Hälrummet är tätat. Den första delen innefattar en större del av kondenseringsdelen El hos värme- röret. Den andra delen innefattar en större del av föràng- ningsdelen E2 hos värmeröret. Hàlrummet är anordnat att mot- ta ett arbetsmedium 34. Den första delen 21 av hàlrumet har en yttre yta 36 och åtminstone ett parti av nämnda yta är i detta fall cylinderformat, och nämnda parti innefattar nämn- da ändpunkt. När rotorn är monterad i en roterande elektrisk maskin är föràngningsdelen hos värmeröret lokaliserad innan- för maskinhuset medan kondenseringsdelen är lokaliserad del- vis utanför huset. Den magnetiska delen hos rotorpaketet överlappar företrädesvis värmeröret. Den bortre änden av hàlrummet befinner sig mittemot ändpunkten 24 hos hàlrummet.Figure 2 shows a sectional view of an embodiment of a rotor shaft containing a heating tube intended for a rotating electric machine according to the invention. The rotor shaft comprises a heating tube 19. The heating tube comprises an elongate inner cavity 20 having a longitudinal axis B. The heating tube is rotationally symmetrical about said longitudinal axis. The cavity comprises a first part 21, and the first part is rotationally symmetrical about the longitudinal axis. The cavity is surrounded by a cavity housing 22. The end point 24 of the cavity is located in the first part of the cavity. Said first part of the cavity has a radius R, which increases in dependence on the distance Z from the end point in the direction of the longitudinal axis so that the radius is proportional to the square root of said distance. The radius of a first part of the heating tube is proportional to the square root of said distance with a proportionality constant K. The proportionality constant K is dependent on Rmx / Z where max Mm is a maximum radius of the cavity, and Zmx is a maximum distance from the endpoint of the cavity or Z For different embodiments, the proportionality constant may vary between 0.8Rwx / Zwx and 1.2Rmx / Zmu, preferably the needle 0.9RmX / Zmx and 1.1Rwx / JZMX: R (z) = 1 <* , / z <1) The cavity also has a second part 28 connected to the first part and said second part is substantially cylindrical and has a fixed radius. The heel cavity is sealed. The first part comprises a larger part of the condensing part E1 of the heating pipe. The second part comprises a larger part of the evaporator part E2 of the heating pipe. The cavity is arranged to receive a working medium 34. The first part 21 of the cavity has an outer surface 36 and at least a portion of said surface is in this case cylindrical, and said portion comprises said end point. When the rotor is mounted in a rotating electric machine, the evaporating part of the heating pipe is located inside the machine housing while the condensing part is located partly outside the housing. The magnetic part of the rotor package preferably overlaps the heating tube. The distal end of the cavity is located opposite the end point 24 of the cavity.
Nämnda bortre ände är i detta fall pà samma avstànd E fràn ändpunkten vinkelrätt mot längdaxeln B som den yttre änden hos de magnetiska delarna 38, för att förbättra kyleffekten.Said far end is in this case at the same distance E from the end point perpendicular to the longitudinal axis B as the outer end of the magnetic parts 38, in order to improve the cooling effect.
Lämpliga arbetsmedia som kylvätska för dessa tillämpningar är t ex etanol eller vätskor sàsom köldmedium, vätskor spe- ciellt utvecklade för arbetsmedium i kylskåp, luftkonditio- neringsapparater samt luftkonditionsutrustning och kylskäp, med en ozonnedbrytningspotential pà noll. Ett annan exempel pà arbetsmedium är avjoniserat vatten. Hälrumshuset är till- verkat av ett material med en konstruktionshàllfasthet med förmåga att motstà rotationsrörelsen utan att deformeras.Suitable working media as coolant for these applications are, for example, ethanol or liquids such as refrigerant, liquids specially developed for working medium in refrigerators, air conditioners and air conditioning equipment and refrigerators, with an ozone depletion potential of zero. Another example of a working medium is deionized water. The heel housing is made of a material with a structural strength capable of withstanding the rotational movement without being deformed.
Hálrumshuset är exempelvis tillverkat av stàlmaterial.The cavity housing is, for example, made of steel material.
Vid en utföringsform av en rotoraxel innefattande ett vär- merör som visas i figur 2 är den inre ytan 39 hos hàlrums- huset i detta fall täckt med ett skikt 40 tillverkat av 10 15 20 25 30 35 UT PJ fam w v CH *CC C3 ll metall eller en legering av metall. Nämnda metall är t ex koppar eller en legering därav med en tjocklek i intervallet 10-20 mikrometer, företrädesvis i intervallet 14-16 mikro- meter. Längden hos nämnda första del kan variera inom inter- vallet 50 % - 100 % av den totala längden hos hàlrummet, företrädesvis 90 % - 100 % av den totala längden hos hàl- rummet. Detta är fördelaktigt när avjoniserat vatten används som arbetsmedium.In an embodiment of a rotor shaft comprising a heating tube shown in Figure 2, the inner surface 39 of the cavity housing in this case is covered with a layer 40 made of 10 * 20 C 30 C metal or an alloy of metal. Said metal is, for example, copper or an alloy thereof with a thickness in the range 10-20 micrometers, preferably in the range 14-16 micrometers. The length of said first part may vary in the range 50% - 100% of the total length of the cavity, preferably 90% - 100% of the total length of the cavity. This is advantageous when deionized water is used as the working medium.
Figur 3 visar en vy i genomskärning av en annan utförings- form av en rotoraxel innefattande ett värmerör avsett för en roterande elektrisk maskin enligt uppfinningen. Rotoraxeln innefattar ett värmerör 42. Värmeröret innefattar ett lång- sträckt inre hälrum 44 med en längdaxel C. Värmeröret är i detta fall rotationssymmetriskt kring nämnda längdaxel. Häl- rummet är omgivet av ett hàlrumshus 46. Värmeröret har en radie R, vilken ökar i beroende av avståndet Z fràn änd- punkten hos värmeröret i riktning mot längdaxeln hos värme- röret sä att radien är proportionell mot kvadratroten av nämnda avstànd. Radien hos den första delen 47 av värmeröret är proportionell mot kvadratroten av nämnda avstånd med en proportionalitetskonstant K säsom beskrivs i texten till figur 2. Proportionalitetskonstanten K är beroende av Rmx/ Zmx där Rmxär en maximiradie hos hàlrummet, och Zmx är ett maximiavstànd fràn ändpunkten hos hàlrummet eller Z vid Rmu . Värmeröret innefattar även tätningsmedel 48 för att täta hàlrummet. Tätningsmedlet i detta fall innefattar en skruv 50 eller bult utan huvud och med nagot större dia- meter Fl än maximidiametern F2 hos hàlrummet. Skruven inne- fattar företrädesvis en gängad del och en cylindrisk del.Figure 3 shows a cross-sectional view of another embodiment of a rotor shaft comprising a heating tube intended for a rotating electric machine according to the invention. The rotor shaft comprises a heating tube 42. The heating tube comprises an elongate inner cavity 44 with a longitudinal axis C. The heating tube is in this case rotationally symmetrical about said longitudinal axis. The heel cavity is surrounded by a cavity housing 46. The heating tube has a radius R, which increases depending on the distance Z from the end point of the heating tube in the direction of the longitudinal axis of the heating tube so that the radius is proportional to the square root of said distance. The radius of the first part 47 of the heating tube is proportional to the square root of said distance with a proportionality constant K as described in the text of Figure 2. The proportionality constant K depends on Rmx / Zmx where Rmx is a maximum radius of the cavity, and Zmx is a maximum distance from the end point of the cavity or Z at Rmu. The heating tube also includes sealant 48 to seal the cavity. The sealant in this case comprises a screw 50 or bolt without a head and with a slightly larger diameter F1 than the maximum diameter F2 of the cavity. The screw preferably comprises a threaded part and a cylindrical part.
Tätningsmedlet utgör i detta fall en ändvägg 52 hos föràng- ningsdelen av hälrummet. Tätningsmedlet innefattar också en bricka 54 för att göra tätningen gastät. Brickan har en nàgot större diameter G jämfört med skruven eller bulten och är placerad i hörnet av ändväggen och en hàlrumsvägg.The sealant in this case constitutes an end wall 52 of the evaporation part of the heel space. The sealant also includes a washer 54 to make the seal gas tight. The washer has a slightly larger diameter G compared to the screw or bolt and is located in the corner of the end wall and a cavity wall.
Brickan är t ex tillverkad av koppar och är mjukglödgad. 10 15 20 25 30 35 12 Figur 4 visar ännu en vy i genomskärning av en utföringsform av en rotoraxel innefattande ett värmerör avsett för en ro- terande elektrisk maskin enligt uppfinningen. Rotoraxeln innefattar ett värmerör 60. Värmeröret innefattar ett läng- sträckt inre hálrum 62 som har en längdaxel H. Värmeröret är rotationssymmetriskt kring nämnda längdaxel. Hàlrummet omges av ett hàlrumshus 64. En första del 66 har en radie R som ökar i beroende av avståndet Z frán ändpunkten i riktningen av värmerörets längdaxel sà att radien är proportionell mot kvadratroten av nämnda avstànd. Radien hos den första delen 66 av värmeröret är proportionell mot kvadratroten av nämnda avstànd med en proportionalitetskonstant K säsom beskrivits i texten till figur 2. Proportionalitetskonstant K är bero- ende av Rmx/ Z där Rmxär en maximiradie hos hàlrummet, IllàX och Zm, är ett maximiavstànd fràn ändpunkten hos hàlrummet eller Z vid Rmfi . En andra del 68 av föràngningsdelen hos värmeröret är formad med en fast radie S. I detta fall är den fasta radien S och Rmm lika. Den första delen och den andra delen sätts ihop för att bilda hálrummet 62 hos värme- röret. Värmeröret innefattar ocksa en öppning 69 avsedd att motta ett tätningsmedel 70 för att täta hàlrummet. Tätnings- medlet innefattar i detta fall en sexkanthàlsskruv eller bult. Tätningsmedlet utgör i detta fall den främre väggen 72 hos kondenseringsdelen av hàlrummet. Tätningsmedlet innefat- tar även en bricka 78 för att göra tätningen gastät. Brickan har en innerdiameter Ll något större än diametern L2 hos den gängade delen av skruven eller bulten och exempelvis en ytterdiameter med ungefär samma diameter som diametern hos skruv- eller bulthuvudet. Brickan är t ex tillverkad av kop- par och är mjukglödgad. Man använder exempelvis en konven- tionell sexkanthàlsskruv. Tjockleken hos brickan är i typ- fallet liten jämfört med skruvens längd.The tray is, for example, made of copper and is soft annealed. Figure 4 shows another cross-sectional view of an embodiment of a rotor shaft comprising a heating tube intended for a rotating electric machine according to the invention. The rotor shaft comprises a heating tube 60. The heating tube comprises an elongate inner cavity 62 having a longitudinal axis H. The heating tube is rotationally symmetrical about said longitudinal axis. The cavity is surrounded by a cavity housing 64. A first part 66 has a radius R which increases depending on the distance Z from the end point in the direction of the longitudinal axis of the heating tube so that the radius is proportional to the square root of said distance. The radius of the first part 66 of the heating tube is proportional to the square root of said distance with a proportionality constant K as described in the text of Figure 2. Proportionality constant K is dependent on Rmx / Z where Rmx is a maximum radius of the cavity, IllàX and Zm, is a maximum distance from the end point of the cavity or Z at Rm fi. A second part 68 of the evaporating part of the heating tube is formed with a fixed radius S. In this case, the fixed radius S and Rmm are equal. The first part and the second part are assembled to form the cavity 62 of the heating tube. The heating tube also includes an opening 69 for receiving a sealant 70 for sealing the cavity. The sealant in this case comprises a hexagon socket screw or bolt. The sealant in this case constitutes the front wall 72 of the condensing part of the cavity. The sealant also includes a washer 78 to make the seal gas tight. The washer has an inner diameter L1 slightly larger than the diameter L2 of the threaded part of the screw or bolt and, for example, an outer diameter with approximately the same diameter as the diameter of the screw or bolt head. The tray is, for example, made of copper and is soft annealed. For example, a conventional hexagon socket screw is used. The thickness of the washer is typically small compared to the length of the screw.
Figurerna 5A-5D beskriver ett förfarande för att framställa en rotoraxel som beskrivits ovan.Figures 5A-5D describe a method of making a rotor shaft as described above.
Figur 5A visar den inledningsvisa borrningen och maskinbear- betningen av hàlrummet. Axeln är inledningsvis i tvà delar, 10 15 20 25 30 35 528 Sëííl 13 den första delen 82 i den icke drivande änden N och den andra delen 84 i den drivande änden D. I den första delen 82 i den icke drivande änden N àstadkoms en rotationssymmetrisk làngsträckt hàlighet 86 som har en öppning 88 i ena änden och en ändpunkt 90 i motsatta ände samt en längdaxel M, där àtminstone ett parti av hàligheten har en radie R som ökar i beroende av avståndet Z fràn ändpunkten i längdaxelns rikt- ning sä att radien är proportionell mot kvadratroten av nämnda avstånd. Detta parti av hàligheten motsvarar den ti- digare nämnda första delen av värmeröret. I den andra delen 84 i den drivande änden D anordnas en annan rotationssymme- trisk làngsträckt hålighet 92 som har en öppning 94 i ena änden och en längdaxel P. Hàligheten i den andra delen sträcker sig fràn öppningen genom rotorpaketets utsträck- ning. Den icke drivande änden N har en ytterdiameter 96 som motsvarar innerdiametern 98 hos den làngsträckta hàligheten i den andra delen i den drivande änden D. Nämnda àstadkom- mande av hàligheterna uppnås t ex med hjälp av maskinbear- betning. En annan metod att àstadkomma nämnda hàligheter är t ex genom formning. En ytterligare metod att àstadkomma nämnda hàligheter är t ex med hjälp av borrning, pressning eller gjutning.Figure 5A shows the initial drilling and machining of the cavity. The shaft is initially divided into two parts, the first part 82 at the non-driving end N and the second part 84 at the driving end D. In the first part 82 at the non-driving end N a rotationally symmetrical elongate housing 86 having an opening 88 at one end and an end point 90 at opposite ends and a longitudinal axis M, where at least a portion of the cavity has a radius R which increases depending on the distance Z from the end point in the longitudinal axis direction so that the radius is proportional to the square root of said distance. This portion of the cavity corresponds to the previously mentioned first part of the heating tube. Arranged in the second part 84 at the driving end D is another rotationally symmetrical elongate cavity 92 having an opening 94 at one end and a longitudinal axis P. The cavity in the other part extends from the opening through the extent of the rotor package. The non-driving end N has an outer diameter 96 corresponding to the inner diameter 98 of the elongate cavity in the second part of the driving end D. The said achievement of the cavities is achieved, for example, by means of machining. Another method of achieving said cavities is, for example, by molding. A further method of achieving said cavities is, for example, by means of drilling, pressing or casting.
Figur SB visar kopparpläteringen av de inre ytorna. När ett värmerör som använder avjoniserat vatten som arbetsmedium tillverkas täcks den inre ytan 99 av åtminstone en av delar- na med ett beläggningsskikt 100. I detta fall tillförs ett kopparskikt pä alla innerytor hos den första delen och den andra delen. Nämnda beläggning av innerytan med ett koppar- skikt görs t ex med hjälp av elektroplätering.Figure SB shows the copper plating of the inner surfaces. When a heating pipe using deionized water as a working medium is manufactured, the inner surface 99 is covered by at least one of the parts with a coating layer 100. In this case, a copper layer is applied to all inner surfaces of the first part and the second part. The said coating of the inner surface with a copper layer is done, for example, by means of electroplating.
Figur 5C visar tillförandet av arbetsmediet 101 innan delar- na sätts samman. Hàligheten i àtminstone en av delarna fylls med arbetsmedium 101 innan värmeröret 102 monteras ihop.Figure 5C shows the supply of the working medium 101 before the parts are assembled. The cavity of at least one of the parts is filled with working medium 101 before the heating tube 102 is assembled.
Arbetsmediet väljs att vara kemiskt förenligt med innerytan hos värmeröret eller beläggningsskiktet. Arbetsmediet till- förs en av háligheterna. I detta fall används en liten mängd avjoniserat vatten. Delarna fogas sedan fast samman med hjälp av t ex limning. Lim.appliceras dä pà den del av 10 15 20 25 30 35 14 innerytan 99 hos den andra delen 84 som kommer att vara i kontakt med den första delen och/eller den del av ytterytan 104 hos den första delen 82 som kommer att vara i kontakt med den andra delen. Den slutliga sammanfogningen av delarna görs företrädesvis under vakuum. Genom att införa den första delen i öppningen av den andra delen sà att respektive längdaxlar hos nämnda delar sammanfaller sätts den första och andra delen samman sä att hàligheterna tillsammans bil- dar det làngsträckta inre ànghàlrummet 103 hos värmeröret.The working medium is chosen to be chemically compatible with the inner surface of the heating tube or coating layer. The working medium is added to one of the cavities. In this case, a small amount of deionized water is used. The parts are then joined together with the help of, for example, gluing. Adhesive is then applied to the portion of the inner surface 99 of the second portion 84 which will be in contact with the first portion and / or the portion of the outer surface 104 of the first portion 82 which will be in contact contact with the other part. The final joining of the parts is preferably done under vacuum. By inserting the first part into the opening of the second part so that the respective longitudinal axes of said parts coincide, the first and second part are put together so that the cavities together form the elongate inner steam cavity 103 of the heating pipe.
Det resulterande hàlrummet har ingen eller obetydlig mängd icke kondenserbar gas i sig om sammansättningen av delarna görs under vakuum eller nästan vakuum. Arbetsmediet före- ligger som gas och vätska, varvid gasfasen är under mätt- ningtryck.The resulting cavity has no or insignificant amount of non-condensable gas in it if the assembly of the parts is done under vacuum or almost vacuum. The working medium is present as gas and liquid, whereby the gas phase is under saturation pressure.
Figur 5D visar den slutliga maskinbearbetningen av ytterytan 106 hos rotoraxeln. Rotoraxeln är nu i ett stycke och den slutliga formen kan bearbetas till ytterdiametern 108. Detta innebär bearbetning av sådana element som t ex rotorsäte 109 och fläktsäte 110. Längdaxeln M hos den första delen samman- faller med längdaxeln hos den andra delen P. Längdaxeln M hos den första delen är därför också längdaxeln hos hal- rummet. Hàlrummet är rotationssymmetriskt kring längdaxeln hos hàlrummet. Framställningen av den roterande elektriska maskinen förlöper sedan pä konventionellt sätt.Figure 5D shows the final machining of the outer surface 106 of the rotor shaft. The rotor shaft is now in one piece and the final shape can be machined to the outer diameter 108. This involves machining such elements as, for example, rotor seat 109 and fan seat 110. The longitudinal axis M of the first part coincides with the longitudinal axis of the second part P. Longitudinal axis M in the first part, therefore, is also the longitudinal axis of the straw space. The cavity is rotationally symmetrical about the longitudinal axis of the cavity. The production of the rotary electric machine then proceeds in a conventional manner.
Processen att framställa en rotoraxel sàsom beskrivs i figur 3. Rotoraxeln tillverkas genom nagon av följande tre meto- der: l.Den första metoden: Detta är en typisk tillverknings- metod för rotoraxlar i standardutförande. Med utgàngs- punkt fràn en järnstàng kan den yttre formen hos rotor- axeln svarvas till ämnet. Den inre hàlformen hos rotor- axeln kan antingen borras eller svarvas till rotor- axeln. Borrning kan utföras med användning av speciellt utvecklade borrar som ger den önskade formen i ämnet, eller en serie cylindriska borrar som approximerar den önskade formen pä ett steglöst sätt, genom borrning 10 15 20 25 30 35 15 till olika djup med olika diametrar hos borren. Genom svarvning är det lätt att àstadkomma den önskade for- men. Ett speciellt och billigt fall är när endast en borr används för att bilda ett cylindriskt hàlrum. Ett sàdant värmerör har fördelen att medföra lägre kostnad. 2. Den andra metoden: Den inre formen och i stort sett den yttre formen kan smidas. Svarvning kan behövas för att fullborda den yttre formen. 3. Den tredje metoden: Den inre formen och i stort sett den yttre formen kan precisionsgjutas. Svarvning kan erfordras för att fullborda den yttre formen.The process of manufacturing a rotor shaft as described in Figure 3. The rotor shaft is manufactured by any of the following three methods: 1. The first method: This is a typical manufacturing method for rotor shafts in standard design. Starting from an iron bar, the outer shape of the rotor shaft can be turned to the blank. The inner hollow shape of the rotor shaft can either be drilled or turned to the rotor shaft. Drilling can be performed using specially developed drills which give the desired shape in the blank, or a series of cylindrical drills which approximate the desired shape in a stepless manner, by drilling to different depths with different diameters of the drill. By turning, it is easy to achieve the desired shape. A special and inexpensive case is when only one drill is used to form a cylindrical cavity. Such a heating pipe has the advantage of lower cost. 2. The second method: The inner shape and basically the outer shape can be forged. Turning may be needed to complete the external shape. 3. The third method: The inner shape and generally the outer shape can be precision molded. Turning may be required to complete the external shape.
I figur 3 har gängor lll för bulten 50 tillförts hàlrummet, vilket enkelt kan göras genom maskinbearbetning. Värt att notera är att diametern hos hàlrumet ökar i riktning fràn N- till D-änden, vilket förenklar nagon av tillverknings- metoderna som beskrivs i texten som beskriver figur 3.In Figure 3, threads III for the bolt 50 have been added to the cavity, which can be easily done by machining. It is worth noting that the diameter of the cavity increases in the direction from the N- to the D-end, which simplifies any of the manufacturing methods described in the text describing Figure 3.
För tillverkningen av ett värmerör mäste hàlrummet fyllas med arbetsmedium och tömmas pà all icke kondenserbar gas, sàsom luft. En lämplig metod att àstadkomma detta beskrivs nedan. Rotoraxeln är orienterad vertikalt med D-ändöppningen pekande uppàt. Rotoraxeln värms upp till en temperatur högre än den atmosfäriska kokpunkten hos arbetsmediet. En mängd arbetsmedium större än den slutliga halten av värmeröret tillförs hàlrummet, där det börjar koka. Bulten 50 placeras över öppningen som är avsedd att motta tätningsmedlet 70.For the manufacture of a heating pipe, the cavity must be filled with working medium and emptied of all non-condensable gas, such as air. A suitable method of accomplishing this is described below. The rotor shaft is oriented vertically with the D-end opening pointing upwards. The rotor shaft is heated to a temperature higher than the atmospheric boiling point of the working medium. An amount of working medium greater than the final content of the heating tube is fed to the cavity, where it begins to boil. The bolt 50 is placed over the opening intended to receive the sealant 70.
Detta görs för att minska den tillgängliga arean för utflöde av gasformigt arbetsmedium. Till följd av detta ökar ánghas- tigheten, vilket minskar mängden luft som strömmar tillbaka till hàlrummet. Eventuella oönskade gaser som finns inuti hàlrummet kommer att inneslutas av arbetsmedieàngan som strömmar ut ur hàlrummet. Dà en lämplig mängd arbetsmedium àterstàr i värmeröret dras bulten àt mot koppartätningen 48, vilket lämnar hàlrummet lufttätt. 10 15 20 25 30 35 16 Processen att tillverka en rotoraxel sàsom beskrivits i figur 4. Skruven eller bulten och tätningen är företrädesvis standardprodukter. Den drivande änden D hos rotoraxeln kan bildas med konventionella metoder. Den drivande änden D hyser ocksa en eventuell cylindrisk del av hàlrummet. Den icke drivande änden N innefattar den axiellt varierande pumpningsformen hos hàlrummet och kan tillverkas med någon av metoderna som beskrivits i förfarandet att tillverka en rotoraxel sàsom visats i figur 3. För rotoraxlar sàsom visats i figur 4 är det möjligt att endast forma hàlrummet före sammanfogning av delarna och att fullborda den yttre formen efter sammanfogningen. Den icke drivande änden N och den drivande änden D sammansätts t ex genom svetsning. Ut- sugning av icke kondenserbara gaser, fyllning med arbets- medium och tätning utförs med samma metod som beskrivits för sammansättning av rotoraxeln som beskrivs i förfarandet att tillverka en rotoraxel sàsom visats i figur 3, förutom ori- enteringen av den icke drivande änden N i stället för den drivande änden uppàt.This is done to reduce the available area for outflow of gaseous working medium. As a result, the steam velocity increases, which reduces the amount of air flowing back to the cavity. Any unwanted gases present inside the cavity will be trapped by the working media vapor flowing out of the cavity. When a suitable amount of working medium remains in the heating pipe, the bolt is tightened against the copper seal 48, which leaves the cavity airtight. The process of manufacturing a rotor shaft as described in Figure 4. The screw or bolt and the seal are preferably standard products. The driving end D of the rotor shaft can be formed by conventional methods. The driving end D also houses a possible cylindrical part of the cavity. The non-driving end N comprises the axially varying pumping shape of the cavity and can be manufactured by any of the methods described in the method of manufacturing a rotor shaft as shown in Figure 3. For rotor shafts as shown in Figure 4, it is possible to shape only the cavity before joining the parts and to complete the external shape after joining. The non-driving end N and the driving end D are assembled, for example, by welding. Extraction of non-condensable gases, filling with working medium and sealing are carried out by the same method as described for assembling the rotor shaft described in the method of manufacturing a rotor shaft as shown in Figure 3, except for the orientation of the non-driving end N in instead of the driving end up.
För rotoraxlar som visas i figur 4 och som sammanfogas av tvà delar är det ocksà möjligt att utesluta tätningsmedlet och i stället tömma hàlrummet vid sammansättning av de tvà delarna. I ett sàdant fall skulle den icke drivande änden N tillverkas utan en gängad öppning hos hàlrummet, avsedd för mottagning av tätningsmedlet 70 som visas i figur 4, och drivänden D skulle tillverkas utan hàlrum helt och hàllet för att undvika att fà en ficka där icke kondenserbara gaser kan dröja kvar under utsugningsprocessen. Den icke drivande änden N orienteras dä med den öppna änden uppåt och uppvärmd till en temperatur som överstiger arbetsmediets. Arbetsma- diet tillförs hàlrummet i den icke drivande änden N. Den drivande änden D placeras övre hàlrummet för att minska det för àngflödet tillgängliga tvärsnittet. När en lämplig mängd arbetsmedium har föràngats och hàlrummet kan betraktas som fritt fràn icke kondenserbara gaser, såsom luft, sammanfogas de tva delarna och svetsas t ex samman. 10 15 20 25 LH BJ fïffi »vv (fl CC rß-v 17 Figur 6 visar ett diagram över variationen av radien i be- roende av längdaxeln och en proportionalitetskonstant K.For rotor shafts shown in Figure 4 which are joined by two parts, it is also possible to exclude the sealant and instead empty the cavity when assembling the two parts. In such a case, the non-driving end N would be made without a threaded opening of the cavity, intended to receive the sealant 70 shown in Figure 4, and the drive end D would be made without a cavity entirely to avoid having a pocket there non-condensable. gases may be delayed during the extraction process. The non-driving end N is then oriented with the open end upwards and heated to a temperature which exceeds that of the working medium. The working medium is fed into the cavity in the non-driving end N. The driving end D is placed in the upper cavity to reduce the cross section available for the steam flow. When a suitable amount of working medium has evaporated and the cavity can be considered as free from non-condensable gases, such as air, the two parts are joined together and welded together, for example. 10 15 20 25 LH BJ fïf fi »vv (fl CC rß-v 17 Figure 6 shows a diagram of the variation of the radius depending on the longitudinal axis and a proportionality constant K.
Kurvorna i diagrammet visar en projektion av hàlrumsgeome- trins räckvidd hos den första delen av en rotoraxel inne- hållande ett värmerör för en roterande elektrisk maskin enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning. Avstän- det fràn Z = O till det läge där hàlrummet antar sin största radie RM, är Zmu . Hàlrummet är rotationssymmetriskt kring Z-axeln. Föreliggande uppfinning omfattar alla utförings- former enligt uppfinningen vad gäller geometrier hos ett värmerör inom +/- 20 % av den föreslagna projektionskurvan: 0.sR,,,a,, *q/z/zmx Uppfinningen är naturligtvis pà intet sätt begränsad till de föreslagna utföringsformer därav som beskrivits ovan, utan ett flertal modifikationer av dessa torde vara uppenbara för fackmannen utan att göra avsteg fràn grundidén i uppfinning- en sàsom den anges i de bifogade patentkraven. Exempelvis kan Z¿fi'vara längden hos den första delen av hàlrummet vid RMM. Detta är en fördelaktig utföringsform vid en utförings- form dä rotoraxeln innefattar ett smalt borrhàl som samman- faller med centrumaxeln hos nämnda rotoraxel. I detta fall dà Z¿M är längden hos den första delen av hàlrummet vid Igm är nämnda längd hos hálrummet sålunda inte lika med längden hos borrhàlet.The curves in the diagram show a projection of the range of the cavity geometry of the first part of a rotor shaft containing a heating tube for a rotating electric machine according to an embodiment of the present invention. The distance from Z = 0 to the position where the cavity assumes its largest radius RM is Zmu. The cavity is rotationally symmetrical about the Z-axis. The present invention encompasses all embodiments of the invention in terms of geometries of a heating pipe within +/- 20% of the proposed projection curve: 0.sR ,,, a ,, * q / z / zmx The invention is of course in no way limited to the proposed embodiments thereof as described above, without a number of modifications thereof, will be apparent to those skilled in the art without departing from the basic idea of the invention as set forth in the appended claims. For example, Z¿ fi 'may be the length of the first part of the cavity at RMM. This is an advantageous embodiment in an embodiment where the rotor shaft comprises a narrow bore hole which coincides with the center axis of said rotor shaft. In this case where Z¿M is the length of the first part of the cavity at Igm, said length of the cavity is thus not equal to the length of the borehole.
Claims (15)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0501229A SE528580C2 (en) | 2005-05-25 | 2005-05-25 | Rotating electrical machine incorporates a motor shaft which contains a heat tube and applies to both low and high voltage machines |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0501229A SE528580C2 (en) | 2005-05-25 | 2005-05-25 | Rotating electrical machine incorporates a motor shaft which contains a heat tube and applies to both low and high voltage machines |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE0501229L SE0501229L (en) | 2006-11-26 |
| SE528580C2 true SE528580C2 (en) | 2006-12-19 |
Family
ID=37545604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE0501229A SE528580C2 (en) | 2005-05-25 | 2005-05-25 | Rotating electrical machine incorporates a motor shaft which contains a heat tube and applies to both low and high voltage machines |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SE (1) | SE528580C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103947090A (en) * | 2011-11-22 | 2014-07-23 | 米其林集团总公司 | Vehicle drive assembly comprising cooling by means of a heat-transfer fluid and air |
| CN104242519A (en) * | 2013-06-18 | 2014-12-24 | 於贻鹏 | Motor rotor cooling structure |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104659967B (en) * | 2013-11-21 | 2017-07-21 | 於贻鹏 | Phase-change heat motor |
-
2005
- 2005-05-25 SE SE0501229A patent/SE528580C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103947090A (en) * | 2011-11-22 | 2014-07-23 | 米其林集团总公司 | Vehicle drive assembly comprising cooling by means of a heat-transfer fluid and air |
| CN104242519A (en) * | 2013-06-18 | 2014-12-24 | 於贻鹏 | Motor rotor cooling structure |
| CN104242519B (en) * | 2013-06-18 | 2017-05-17 | 於贻鹏 | Motor rotor cooling structure |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE0501229L (en) | 2006-11-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11215232B2 (en) | Self-cooled and-or self lubricated electric motor bearing systems | |
| US6236129B1 (en) | Motor with hydrodynamic bearing and heat sink device employing this motor | |
| US20160141921A1 (en) | Helical heat exchanger for electric motors | |
| CN106907950B (en) | The side-mounted input channel of side-mounted refrigerant distributor and distributor in flooded evaporator | |
| US20140232221A1 (en) | Centrifugal Heat Dissipation Device and Motor Using Same | |
| KR20120093060A (en) | Supersonic cooling system | |
| CN107709787A (en) | Vavuum pump with cooling device | |
| US20200003463A1 (en) | Heating and cooling devices, systems and related method | |
| SE528580C2 (en) | Rotating electrical machine incorporates a motor shaft which contains a heat tube and applies to both low and high voltage machines | |
| US7437875B2 (en) | Thermally driven cooling systems | |
| EP3366927B1 (en) | Fluid machine and refrigeration cycle apparatus | |
| JP2009150251A (en) | Rankine cycle device using capillary force | |
| US20230001322A1 (en) | Distillation apparatus | |
| JP2014090553A (en) | Motor | |
| JP4654672B2 (en) | Motor cooling device and cooling method thereof. | |
| JP2009144603A (en) | Electric compressor | |
| CN106246533B (en) | Liquid pump and Rankine cycle device | |
| EP3534003B1 (en) | Liquid pump and rankine cycle device | |
| JP6395643B2 (en) | Air conditioner | |
| JP2008107049A (en) | Refrigerating cycle device | |
| JP2008167575A (en) | Stator of direct-drive liquid cooling motor | |
| US20110164997A1 (en) | Pump | |
| CN206056339U (en) | A kind of high-efficient semiconductor refrigerating heat-producing machine external heat exchanger | |
| KR101397050B1 (en) | compressor | |
| JP6123889B2 (en) | Turbo refrigerator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |