<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung bezieht sich auf ein Statorgehäuse für elektrische Kältemaschinen, insbesondere
Kältekompressoren, das Kanäle zum Hindurchleiten eines Kühlmittels, insbesondere Wasser, auf- weist.
Ein Statorgehäuse, das durch Hindurchleiten von Wasser gekühlt werden kann, wurde bereits vorgeschlagen. Diese Konstruktion sieht einen zweischaligen Statormantel vor, dessen Zwischenraum wassergekühlt ist. Die Herstellung eines solchen zweischaligen Mantels ist aber praktisch nur aus tiefgezogenen Blechteilen möglich, was aufwendig ist. Die Herstellung dünnwandiger Gussteile ist in der Praxis nicht möglich. Weiters treten bei der bekannten Konstruktion innerhalb des zwei- schaligen Mantels unkontrollierbare Wirbelungen auf, so dass die Kühlwirkung nicht überall gleich und auch nicht zeitlich konstant ist. Ausserdem ist es schwierig, die Kühlwirkung zu regeln. Zwar hat man versucht, durch einen mit Kerben versehenen Ring das Kühlwasser zu führen, jedoch bedeu- tet dies einen zusätzlichen Aufwand und das Ergebnis ist nach wie vor unzuverlässig.
Schliesslich entstehen bei der bekannten Konstruktion Schwierigkeiten bei der Hindurchführung des Strom- kabels.
Die Erfindung setzt sich zur Aufgabe, ein Statorgehäuse der eingangs beschriebenen Art zu verbessern, insbesondere hinsichtlich der Herstellbarkeit, der Kühlwirkung, der Dichtprobleme und der Hindurchführung des Stromkabels. Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass die Kanäle von zumindest einer Rohrschlange, vorzugsweise aus Kupfer, gebildet sind, die in das, vorzugsweise von Aluminium gebildete, giessbare Grundmaterial des Statorgehäuses eingegossen ist. Bei der Her- stellung eines solchen Statorgehäuses braucht nur die Rohrschlange in die gewünschte Form gebogen und sodann in einer Gussform mit dem giessbaren Material des Statorgehäuses umgossen zu werden.
Dies ist problemlos durchführbar, insbesondere dann, wenn die bevorzugten Materialien, Kupfer für die Rohrschlange und Aluminium für das Statorgehäusegrundmaterial, verwendet werden. Die
Mantelstärke des Statorgehäuses kann den Erfordernissen entsprechend beliebig gewählt werden, solange nur der gewünschte Wärmeübergang vom Grundmaterial des Statorgehäuses auf das Material der Rohrschlange und somit auf das Kühlmittel sichergestellt ist. Die Ausbildung des Zu- und Ab- fuhrstutzens für die Kühlmittelzufuhr wird erleichtert und die Dichtprobleme sind wesentlich geringer als bei der beschriebenen bekannten Konstruktion, da ja das Kühlmittel durch die Rohrschlange dicht geführt ist und kein Kühlmittelaustritt stattfinden kann, solange die Rohrschlange dicht und auch dicht angeschlossen ist.
Durch die Rohrschlange ergibt sich eine Kühlmittelführung entlang einer von vorneherein festgelegten Bahn, somit also ein zwangsweiser Verlauf des Kühlmittels, so dass die Kühlwirkung in gewünschter Weise über den Mantel des Statorgehäuses verteilt werden kann und vor allem zeitlich konstant ist. Es ist leicht möglich, die Kühlwirkung zu regeln. Der im Vergleich zur eingangs geschilderten bekannten Konstruktion verhältnismässig dickwandige Statormantel ergibt eine bessere Wärmekonvektion von dem von diesem Mantel umschlossenen Innenraum zur Rohrschlange, wogegen bei der eingangs beschriebenen bekannten Konstruktion die Närmekonvek- tion nur auf den dünnwandigen Innenteil des zweischaligen Mantels beshränkt ist.
Schliesslich bereitet die Hindurchführung des Stromkabels durch das Statorgehäuse keine Schwierigkeiten und kann durch jedwede Durchbrechung dieses Statorgehäuses erfolgen, die schon beim Gussvorgang des Statorgehäuses mit eingeformt werden kann. Es ist jedoch auch möglich, diese Durchbrechung nach dem Gussvorgang an beliebiger Stelle zu erzeugen, solange nur die Rohrschlange nicht verletzt wird.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Rohrschlange allseitig vom Grundmaterial des Statorgehäuses abgedeckt und nur mit ihrem Zulaufstutzen und ihrem Ablaufstutzen aus dem Grundmaterial herausgeführt. Dadurch wird die grösstmöglichste Wärmeaufnahme sichergestellt und zugleich die Rohrschlange den Blicken entzogen. Selbst wenn jedoch, z. B. als Folge nicht sorgfältiger Arbeitsweise, die Rohrschlange stellenweise aus dem Grundmaterial des Statorgehäuses heraustritt, bedeutet dies keine wesentliche Beeinträchtigung der Funktion, da ja die Dichtheit in bezug auf das Kühlmittel nach wie vor erhalten bleibt. Ausserdem ist es gemäss einer Weiterbildung der Erfindung möglich, auf die Aussenfläche des Statorgehäuses eine Wärmeisolierschicht, z. B. aus Kunststoff, aufzubringen.
Dies ist in mehrfacher Hinsicht vorteilhaft : Einerseits werden allfällige Sichtstellen der Rohrschlange abgedeckt, anderseits entstehen keinerlei Wär- meverluste nach aussen, so dass alle vom innerhalb des Statorgehäuses angeordneten Motor abgegebene
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
bei Wärmepumpen sind auch geringe Mehranteile an zugeführter Wärme entscheidend. Die Anordnung der Rohrschlange bzw. Rohrschlangen kann den Erfordernissen entsprechend gewählt werden. Am günstigsten ist es gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wenn die Gänge der Rohrschlange bzw. der Rohrschlangen um die Achse des Statorgehäuses herumgewunden sind. Dadurch wird eine übersichtliche, platzsparende Konstruktion erzielt und eine gleichmässige Wärmeaufnahme über den Umfang des Statorgehäuses sichergestellt.
Vorzugsweise ist die Rohrschlange auch im eingezogenen Kopfteil des haubenartigen Statorgehäuses angeordnet, so dass also auch die dort vom Statorgehäuse aufgenommene Wärme abgeführt wird.
Hinsichtlich der Anordnung des Zulauf- und Ablaufstutzens für das Kühlmittel ist man bei der erfindtingsgemässen Konstruktion völlig frei. Eine besonders günstige Anordnung ergibt sich jedoch im Rahmen der Erfindung dann, wenn, bezogen auf die Einbaulage des Statorgehäuses, der Zulaufstutzen oben, vorzugsweise im achsnahen Bereich, und der Ablaufstutzen unten angeordnet sind. Es ergibt sich dadurch ein Gegenstrom des Kühlmittels zur aufsteigenden Wärme und es werden Kreuzungen der Rohrschlange im Statorgehäuse vermieden, insbesondere bei Anordnung des Zulaufstutzens im achsnahen Bereich des Statorgehäuses.
EMI2.2
Grundmaterial des Statorgehäuses am vorteilhaftesten ist. so könnte im Rahmen der Erfindung auch hievon abgegangen werden. Beispielsweise wäre Stahlguss als Grundmaterial des Statorgehäuses durchaus verwendbar, ebenso Kupfer.
Es wäre auch denkbar, die Rohrschlange aus Aluminium oder einem andern Buntmetall auszubilden.
In den Zeichnungen ist das erfindungsgemässe Statorgehäuse an Hand eines Ausführungsbeispieles schematisch dargestellt. Fig. l zeigt einen Vertikalschnitt durch die Achse des Statorgehäuses
EMI2.3
Das Statorgehäuse-l-dient zur Aufnahme des nur schematisch mit strichlierten Linien angedeuteten Stators --2-- des Motors einer elektrischen Kältemaschine, insbesondere eines Kältekom- pressors, welcher Stator --2-- im Statorgehäuse --1-- in beliebiger an sich bekannter Weise befe-
EMI2.4
- versehen, an die sich das Statorpaket anlehnt.
Das Statorgehäuse besteht aus einem giessbaren Grundmaterial --4--, insbesondere aus Alu-
EMI2.5
schlange allseits vom Grundmaterial --4-- des Statorgehäuses --1-- abgedeckt ist und nur mit ihrem Zulaufstutzen --6-- und mit ihrem Ablaufstutzen --7-- aus dem Grundmaterial --4-- heraustritt. Der Zulaufstutzen --6-- ist oben im achsnahen, eingezogenen Kopfteil --8-- des Statorgehäuses - angeordnet und parallel zur Achse --9--des Statorgehäuses --1-- gerichtet. Der Ablaufstutzen - ist hingegen unten am Befestigungsrand --10-- des Statorgehäuses --1-- angeordnet und führt radial von der Achse --9-- weg.
Die einzelnen Gänge der Rohrschlange --5-- sind um die Achse
EMI2.6
wird und sodann der zylindrische Seitenbereich --11-- des Statorgehäuses, in dessen unteren Randbereich der Ablaufstutzen --7-- austritt. In diesem Seitenbereich --11-- sind im Bereich des Befestigungsrandes --10-- um den Umfang des Statorgehäuses-l-verteilt mehrere Durchbrechungen - vorgesehen, deren jede ein parallel zur Achse --9-- zum Unterrand des Statorgehäuses - verlaufendes Loch --13-- hat, durch das eine nur strichliert dargestellte Schraube --14-hindurchgesteckt werden kann, deren Kopf in der Durchbrechung --12-- versenkt angeordnet ist. Durch diese Schrauben --14-- kann das Statorgehäuse z. B. an einer Montageplatte, befestigt werden.
Die Strömungsrichtung des durch die Rohrschlange --5-- strömenden Kühlmittels, insbesondere Wasser, ist durch Pfeile --15-- angedeutet.
EMI2.7
stellte Wärmeisolierschicht, insbesondere aus Kunststoff, abgedeckt sein, wodurch Wärmeverluste nach aussen vermieden werden.
<Desc / Clms Page number 1>
The invention relates to a stator housing for electrical refrigeration machines, in particular
Refrigeration compressors which have channels for the passage of a coolant, in particular water.
A stator housing that can be cooled by passing water through it has already been proposed. This construction provides for a double-shell stator jacket, the space between which is water-cooled. The production of such a double-shell jacket is practically only possible from deep-drawn sheet metal parts, which is complex. The production of thin-walled castings is not possible in practice. Furthermore, in the known construction, uncontrollable turbulence occurs within the double-shell jacket, so that the cooling effect is not the same everywhere and is also not constant over time. It is also difficult to control the cooling effect. Attempts have been made to guide the cooling water through a notched ring, but this means additional effort and the result is still unreliable.
Finally, with the known construction, difficulties arise in the passage of the power cable.
The object of the invention is to improve a stator housing of the type described at the outset, in particular with regard to the producibility, the cooling effect, the sealing problems and the passage of the power cable. The invention solves this problem in that the channels are formed by at least one tube coil, preferably made of copper, which is cast into the castable base material of the stator housing, which is preferably made of aluminum. In the production of such a stator housing, only the tube coil needs to be bent into the desired shape and then cast with the castable material of the stator housing in a casting mold.
This is easily accomplished, especially when the preferred materials, copper for the coil and aluminum for the stator housing base material, are used. The
The jacket thickness of the stator housing can be chosen as required, as long as only the desired heat transfer from the base material of the stator housing to the material of the pipe coil and thus to the coolant is ensured. The formation of the inlet and outlet connection for the coolant supply is facilitated and the sealing problems are considerably less than in the known construction described, since the coolant is guided tightly through the coil and no coolant can escape as long as the coil is tight and also tight connected.
The pipe coil results in a coolant guide along a path that has been defined from the outset, thus a forced course of the coolant, so that the cooling effect can be distributed over the jacket of the stator housing in the desired manner and, above all, is constant over time. It is easy to regulate the cooling effect. The relatively thick-walled stator sheath compared to the known construction described at the outset results in better heat convection from the interior enclosed by this sheath to the coil, whereas, in the known construction described at the outset, the heat convection is restricted only to the thin-walled inner part of the double-shell sheath.
Finally, the passage of the power cable through the stator housing is not difficult and can be done by any opening in this stator housing that can be molded in during the casting process of the stator housing. However, it is also possible to create this opening at any point after the casting process, as long as the pipe coil is not injured.
According to a preferred embodiment of the invention, the tube coil is covered on all sides by the base material of the stator housing and is led out of the base material only with its inlet connector and its outlet connector. This ensures the greatest possible heat absorption and at the same time the pipe coil is hidden from view. However, even if e.g. B. as a result of not careful operation, the pipe coil sometimes comes out of the base material of the stator housing, this means no significant impairment of the function, since the tightness with respect to the coolant is still maintained. In addition, according to a further development of the invention, it is possible to apply a heat insulating layer, for example, to the outer surface of the stator housing. B. made of plastic.
This is advantageous in several respects: on the one hand, any visible positions of the pipe coil are covered, on the other hand, there is no heat loss to the outside, so that all of the motors arranged inside the stator housing are emitted
<Desc / Clms Page number 2>
EMI2.1
in the case of heat pumps, even small additional portions of the heat supplied are decisive. The arrangement of the coil or coils can be chosen according to the requirements. According to a preferred embodiment of the invention, it is most favorable if the passages of the tube coil or tube coils are wound around the axis of the stator housing. This creates a clear, space-saving design and ensures even heat absorption over the circumference of the stator housing.
The coil is preferably also arranged in the retracted head part of the hood-like stator housing, so that the heat absorbed there by the stator housing is also dissipated.
With regard to the arrangement of the inlet and outlet connections for the coolant, the construction according to the invention is completely free. A particularly favorable arrangement results, however, within the scope of the invention if, based on the installation position of the stator housing, the inlet connection is arranged at the top, preferably in the area near the axis, and the outlet connection is arranged below. This results in a counterflow of the coolant to the rising heat and crossings of the pipe coil in the stator housing are avoided, in particular when the inlet connector is arranged in the region of the stator housing near the axis.
EMI2.2
Base material of the stator housing is most advantageous. this could also be used in the context of the invention. For example, cast steel could be used as the base material for the stator housing, as could copper.
It would also be conceivable to form the pipe coil from aluminum or another non-ferrous metal.
In the drawings, the stator housing according to the invention is shown schematically using an exemplary embodiment. Fig. L shows a vertical section through the axis of the stator housing
EMI2.3
The stator housing-l-serves to accommodate the stator --2-- of the motor of an electric refrigeration machine, in particular a refrigeration compressor, which is indicated only schematically with dashed lines, which stator --2-- in the stator housing --1-- in any desired manner known way
EMI2.4
- Provide against which the stator package is based.
The stator housing consists of a castable base material --4--, especially aluminum
EMI2.5
snake is covered on all sides by the base material --4-- of the stator housing --1-- and only emerges from the base material --4-- with its inlet connection --6-- and with its outlet connection --7--. The inlet connection --6-- is arranged at the top in the retracted head section --8-- of the stator housing - and parallel to the axis --9 - of the stator housing --1--. The drain connector - on the other hand, is located at the bottom of the mounting edge --10-- of the stator housing --1-- and leads radially away from the axis --9--.
The individual passages of the coil --5-- are around the axis
EMI2.6
and then the cylindrical side area --11-- of the stator housing, in the lower edge area of which the outlet connector --7-- emerges. In this side area --11-- in the area of the mounting edge --10-- around the circumference of the stator housing -l-distributed several openings - are provided, each of which has a hole running parallel to the axis --9-- to the lower edge of the stator housing --13--, through which a screw --14 -shown only in dashed lines can be inserted, the head of which is recessed in the opening --12--. With these screws --14-- the stator housing can e.g. B. on a mounting plate.
The direction of flow of the coolant, in particular water, flowing through the coil --5-- is indicated by arrows --15--.
EMI2.7
provided thermal insulation layer, in particular made of plastic, be covered, thereby avoiding heat losses to the outside.