<Desc/Clms Page number 1>
Kühlanordnung für Erregerspulen, die auf ausgeprägten Polen von Läufern elektrischer Maschinen angeordnet sind
Zwecks Abführung der durch Verluste erzeugten Wärme aus den Erregerspulen von Läufern elektrischer Maschinen mit ausgeprägten Polen wird unter anderem ein Strom eines gasförmigen Kühlmittels verwendet, welcher mit der Oberfläche der Spulen sowohl an der Stirnseite, als auch an den Seitenwänden in Berührung kommt.
Ein Nachteil der bestehenden Anordnungen ist, dass das zwischen die Spulen gelangende Kühlmittel mit deren Oberfläche nur ungenügend und mit kleiner gegenseitiger Geschwindigkeit in Berührung kommt.
Die Seitenwände der Nachbarspulen divergieren in radialer Richtung von der Achse weg, u. zw. oft in sehr hohem Mass, so dass der Strom des Kühlmittels, welches durch Lüfter in axialer oder radialer Richtung zwischen die Spulen zugeführt wird, an Geschwindigkeit einbüsst und nicht vollkommen zur Wärmeabführung ausgenützt wird, da er nicht genügend wirksam mit der Spulenoberfläche in Berührung kommt.
Um den Stand der Technik einwandfrei klarzustellen, wird noch auf die Schweizer Patentschrift Nr. 70335 hingewiesen, in welcher zylindrische Hülsen vorgeschlagen sind, die die im Querschnitt kreisförmigen Polspulen eines Polrades umfassen, um eine Verbesserung der Spulenbelüftung zu erzielen.
Es handelt sich da jedoch um ältere Konstruktionen von Magnetradern, wo sehr kleine Abmessungen in Achsrichtung der Maschine bestanden, und wo keine ausgesprochenen Ventilatoren angewendet wurden.
Es war auch damals nicht notwendig, die in Achsrichtung der Maschine sehr kurzen Erregerspulen in Längsrichtung intensiv zu belüften.
Die erfindungsgemässe Kühlanordnung für Erregerspulen, die auf ausgeprägten Polen von Läufern elektrischer Maschinen angeordnet sind, besitzt in der Pollücke zwischen den Spulenflanken Verdrängerkörper, deren Seitenflächen sich in der Nähe der Oberfläche der genannten Spulenflanken befinden, und parallel oder zu ihnen schräg stehen, so dass sie im Querschnitt im wesentlichen ein V-förmiges Gebilde vorstellen.
Beispiele der erfindungsgemässen Anordnung sind in der Zeichnung dargestellt, wo die Fig. 1-3 die grundsätzliche Anordnung von Verdrängerkörpern in der Pollücke zwischen den Seitenwänden von Nachbarspulen in einer Ansicht parallel zur Läuferachse darstellen, wobei die Verdrängerkörper nach Fig. l im Schnitt als getrennte ebene Wande, nach Fig. 2 als zusammenhängende und die Abstufungen der Spulenflanken verfolgende Wände und nach Fig. 3 alsv-fbrmige Wande ausgeführt sind ;
Fig. 4 zeigt eine Seiten-
EMI1.1
einer Ausführung mit axialem Eintritt des Kühlmittels und in den Fig. 8 und 9 eine Ausführung mit Ver- drängerkörpern, deren die Spulen axial überragende Enden nach vorne gebogen sind und so Schaufeln mit Schöpfwirkung in Axialrichtung bilden, gezeigt. Die Fig. 10 und 11 veranschaulichen eine Seitenansicht und einen axialen Schnitt einer Anordnung, gemäss welcher die Verdrängerkörper und Distanzstücke der Spulen zu einem Stück vereinigt sind.
In Fig. 1 ist eine Ansicht in axialer Richtung auf zwei am Läufer einer elektrischen Maschine angeordnete Polspulen 2 dargestellt, in deren Pollücken zwei ebene Wände 1 des Verdrängerkörpers vorgesehen sind, deren Abstand von den Seitenwänden der Spulen 2 sich in der Richtung von der Achse des Läufers weg verringert. Durch Pfeile ist die Richtung der Strömung von Luft oder eines andern gasförmigen Kühlmittels dargestellt.
Die Luft tritt zwischen der Seitenwand der Spule 2 und der Wand nahe der Sohle der
<Desc/Clms Page number 2>
Spule 2 ein, wo der Durchflussquerschnitt wesentlich grösser ist als gegen den Spulenkopf hin, so dass der
Luftstrom durch die Wand 1 einerseits so gleichgerichtet wird, dass er gezwungen ist, an der Spule 2 vorbeizuströmen und seine Strömungsgeschwindigkeit gegen den Kopf der Spule 2 zu ansteigt.
In Fig. 2 ist eine ähnliche Anordnung gezeigr wie in Fig. l ; die beiden Wände 1 des Verdrängerkör- pers sind jedoch an der der Läuferachse zugekehrten Seite verbunden und besitzen eine Form, die durch den stufenförmigen Querschnitt der Flanken der Spulen 2 gegeben ist.
Gemäss Fig. 3 sind die beiden ebenen Wände 1 des Verdrängerkörpers zu einem im Querschnitt V-förmigen Gebilde vereinigt. Die Wände des Verdrängerkörpers können unter Umständen entweder mit der Seitenfläche der Spulen parallel sein, oder, wie in den Fig. 1-3 angedeutet ist, sich in Richtung des entweichenden Kühlmittels dieser Oberflächen nähern. Die Verdrängerkörper 1 können, wie die Fig. 4 und 5 zeigen, nur einen Teil der axialen Länge L der Spule 2, oder die volle Länge einnehmen.
Bei axialem Eintritt des Kühlmittels in den Raum zwischen den Spulen 2 können, wie die Fig. 6 und 7 zeigen, die vereinigten Wände des Verdrängungskörpers die Form der Vorderseite eines Bootes erhalten, welche den Strom des Kühlmittels gegen die Oberfläche der Nachbarspulen aufteilt. Wie in den Fig. 8 und 9 dargestellt ist, können die überragenden Enden der vereinigten Wände 1 nach vorne gebogen werden und so Schaufeln 4 bilden, die das Kühlmittel durch Schöpfwirkung aufnehmen und in axialer Richtung in die Pollücken weitertreibe-n.
Falls es nötig ist, bei grösserer axialer Länge der Poispulen 2 die Seitenwände der Nachbarspulen gegeneinander durch Distanzstücke zu verspreizen, ist es, wie die Fig. 10 und 11 zeigen, möglich, durch Vereinigung von Distanzstücken 5 mit dem Verdrängerkörper 1 eine gute Verteilung des Kühlmittels an der Oberfläche der Spulen 2 zu erreichen.
Durch die erfindungsgemässe Anordnung wird die Intensität der Kühlung der Oberfläche der Spulen 2 wesentlich erhöht, namentlich, wenn die Länge L der Spulen verhältnismässig gross ist. Es können ferner verschiedene Kombinationen der Ausführungen zur Geltung kommen, wie z. B. die Anordnung des Eintrittes des Kühlmittels nach den Fig. 4 und 5 mit der Anordnung der Enden des Verdrängerkörpers 1 für axialen Eintritt des Kühlmittels nach den Fig. 6 und 7 oder 8 und 9. Die Verdrängerkörper können aus Metall, aus einem Isolierstoff oder nicht magnetischem Material bzw. aus Metall mit Isolierschicht ausgeführt werden. Zur Verhütung von unerwünschten elektrischen Strömen werden bei elektrisch leitfähigen Verdrängerkörpern Isoliereinlagen vorgesehen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kühlanordnung für Erregerspulen, die an ausgeprägten Polen von Läufern elektrischer Maschinen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass in den Pollücken, zwischen den Spulenflanken Verdrängerkörper (1) vorgesehen sind, deren Seitenflächen sich in der Nähe der Oberfläche der genannten Spulenflanken befinden und parallel oder zu ihnen schräg stehen, so dass sie im Querschnitt im wesentlichenein V-förmiges Gebilde vorstellen (Fig. 1, 2, 3, 4, 5).