CH320523A - Kühlvorrichtung für elektrische Maschinen - Google Patents

Description

  <B>Kühlvorrichtung für elektrische Maschinen</B>         1"'lektriselie    Maschinen, sowohl Motoren wie       Generatoren,    werden in     zwei    Hauptarten her  gestellt, nämlich als offene und als     geschlos-          sene    Typen.  



  Ein offener Motor kostet z. B.     beträchtlich.     weniger     als    ein geschlossener und das Kühlen  findet dadurch statt,     da.ss    ein kräftiger Luft  strom     durch    den Motor längs der     Wicklungen     usw. hervorgerufen wird, der so     wirkungsvoll     sein kann, dass die Grösse des Motors im     Ver-          gleich    zu seiner     Leisiung        klein    gehalten wer  den kann.  



  Offene     Motoren        besitzen    jedoch den Nach  teil, dass die den Motor     durchströmende        Luft.     zum Teil     verhältnismässig    grosse Mengen von  Staub und.     Verunreinigungen    mitführt, die  sieh     mit    der Zeit. auf den Wicklungen und  Eisenteilen     des    Motors absetzen.

   Unter ungün  stigen     Verliältiri < een    bilden diese     Ablagerun-          gen    zusammen mit- Tau und Feuchtigkeit aus  der Luft saure     Lösungen,    die mit der Zeit  genügende Konzentration     aufweisen.,        um    die       elektrische    Isolation und die Eisenteile     anzu-          fre@en    und den     Wirkungsgrad    der Maschine       Herabzusetzen.     



  Ein solcher Motor     muss    daher früher oder  später ersetzt- werden, da. er gewöhnlich nicht  repariert werden kann. Die Teile des Motors       aus        Weicheisen    können nämlich leicht in     be-          träehtlieliem    Ausmass rosten und zerfallen,  bevor man dieses gewahr wird. Im     Verg#leieh     zu den im     (lefolge    des     damit        verbundenen    Be-         triebsunterbraclies    auftretenden wirtschaft  lichen     Verlusten    fällt dabei die Anschaffung  eines neuen Motors kaum     ins    Gewicht.  



  Der vorstehend     angeführte        Nachteil    wird  ausgemerzt und eine     längere    Lebensdauer für  den Motor erreicht bei     geschlossenen    oder     ge-          kapselten    Motoren, wenn die Motorinnenteile  wenigstens annähernd     Hermetisch    von der Um  luft abgeschlossen sind. In diesem Fall erfolgt  die Kühlung in Form von Wärmeleitung durch  die     Motormasse,    wobei ein z. B. mittels eines  Ventilators erzeugter Luftstrom die     Motor-          aussenseite    bestreicht.

   Um eine genügende Ab  kühlung     hervorzurufen,    muss ein solcher Mo  tor grössere Kühlflächen als ein offener Motor  aufweisen, und die bei einem     geschlossenen     Motor im Rotor entwickelte Wärme muss zuerst  auf die eingeschlossene     Luftmenge        übertragen     und dann längs dem Motors     itänder    abgeleitet  werden, da die von der     Motorwelle    und deren  Lagern abgeführte Wärmemenge sehr     klein          isst.    Daher muss der Motor     zusätzlich    zu den  genannten grossen     Aussenkühlflächen    eine  Luftmenge enthalten,

   die     imstande    ist,     ge-          niigend        Wärme    vorn Rotor auf den Statur zu  übertragen, ohne dass die Temperatur über  den zulässigen     Wert        ansteigt.     



  Infolge der weniger     wirkungsvollen    Küh  lung von     geschlossenen    Motoren müssen die  Isoliermaterialien insbesondere im Rotor, von  besserer     Qualität    sein als im Falle eines offe  nen Motors.

        Die vorliegende Erfindung bezweckt, das       .Ausmerzen    der vorgenannten Nachteile, die       Herstellung        geschlossener        Motoren    von glei  cher Grösse wie offene Motoren derselben     Lei-          stung    und das Ermöglichen des einfachen Uni  baues     bestehender    offener Motoren in geschlos  sene Motoren, ohne     Leistungsverringerung    und  ohne tiefgreifende Änderungen, zu erreichen.  



  Für die Kühlung     elektrischer    Maschinen       insbesondere    der gekapselten     Bauart,    wurde  nun nach vorliegender Erfindung eine Kühl  vorrichtung geschaffen.  



  Die Kühlvorrichtung nach vorliegender Er  findung     ist    dabei dadurch     gekennzeichnet,    da ss  der     Austauscher    als doppelseitig     beaufschlag-          tes        Gebläserad    ausgebildet     ist,    welches     eine          Trennwand    für die beiden wärmeaustauschen  den Medien aufweist..  



  Zwei     Ausführungsbeispiele    der     erfindungs-          gemässen        Kühlvorrichtung    sind in der Zeich  nung veranschaulicht. Es     bedeuten          Fig.    1 ein erstes Beispiel der     Kühlvorrich-          tung    im Aufriss,       Fig.2    die     Kühlvorrichtung    eingebaut in  einen Motor und im Schnitt nach der Linie       II-l1        der        Fig.l.        Fig.    3 eine     Seitenansicht,

      der einen Hälfte  der Kühlvorrichtung nach     Fig.    l.,       Fig.4    eine     perspektivische    Ansicht eines  zweiten     Beispiels    der Kühlvorrichtung     und          Fig.    5 diese Kühlvorrichtung in einen Mo  tor     eingebaut.     



  Die Kühlvorrichtung nach den     Fig.1-_3     weist zwei, miteinander am Umfang und in  der Nähe ihres     Mittelpunktes    durch Bolzen 3  fest verbundene Scheiben 1. -und 2 auf. Ein       dünnes        Metallband    4 von hoher     thermischer     Leitfähigkeit ist     ziekzackförmig    so     iun    die       Bolzen    3     gelegt,    dass     zwichen    .den beiden Schei  ben 1,

   2 ein Ventilator mit hohlen Schaufeln  gebildet     wird.    In     Fig.1    ist die linke     Hälfte     der vordern Scheibe 2     weggelassen.    Die Scheibe  2 ist mit     Öffnungen    5 versehen, die je zwi  schen den innern Enden zweier benachbarter       Gebläseschaufeln    angeordnet. sind.

   Rotiert. der  Ventilator, so wird Luft, oder ein anderes  Fluidum durch die Öffnungen 5 angesogen       und        zufolge        Zentrifuga'lwirkung    radial nach    aussen zwischen die beiden Scheiben 1, 2     ge-          schleudert..    Die Luft strömt über die Aussen  seite     des    Bandes 4. Nahe ihrem Zentrum weist  die Scheibe 1 Öffnungen 6 auf, die die Luft  auf die Innenseite des Bandes 4 leiten. Rotiert  der     Ventillator,    so wird diese Luft- in die  Spitzen der hohlen     Gebläseschaufeln    geschleu  dert und strömt durch an diesen Spitzen vor  gesehene Schlitze 7 ab.  



  Wie aus     Fig.    2 und 3 ersichtlich ist,  schliesst das Band 4 seitlich satt an die     beiden     Scheiben 1     Lind    2 an, und jede der letzteren       weisst        ferner    eine Nabe 8 auf, die fest auf der       Motorwelle    9 sitzt.

   Läuft der Motor, so     rotiert     auch die Kühlvorrichtung     zusammen    mit der       Motorwelle    9, und die kalte Aussenluft wird,  wie bereits beschrieben, durch die Öffnungen  5 in der Scheibe 2 gesogen, um dann radial  nach aussen geschleudert     zu    werden und längs  des     Metallbandes    4 abzufliessen.

       Gleichzeitig     aber wird die im Innern des Motors befind  liehe Luft durch die     Öffnungen    6 in der Nähe  des     Zentrums    der Scheibe     @l    angesogen und  in die hohlen     Gebläsesehaufeln        ged,rüekt,    wo  sie dann über die Innenseite des     Bandes    4  strömt, die, wie bereits     erwähnt    wurde, von  der Aussenluft gekühlt wird. Dadurch wird  somit auch ,die     Innen.l.uft    gekühlt, bevor sie  wieder durch die Schlitze 7 in das     Motorinnere          zurückgelangt..     



  Solange die Kühlvorrichtung rotiert, fin  det ein     Wärmeaustausch    durch das Band     4-          von    der Warmluft im Motor an die kältere  Aussenluft statt.     Dadurch    wird ohne Erneuern  der im Motor     eingeschlossenen    Luftmenge eine  sehr wirkungsvolle     Abkühlung    erzielt. Die von  der Innen- und der Aussenluft eingeschlagenen  Wege sind durch die Pfeile in     Fig.    2 ange  deutet.  



  Bei diesem ersten Beispiel     (Fig.l-3)        ist     die Scheibe 1 gegenüber dem     Motorgehäuse     mittels einer an ihrem Umfang angebrachten  Dichtung 10 abgedichtet.     Diese        Dichtim-g    ist  keiner     Druckbeanspruchung    unterworfen, da.       zwischen    der Innen- und der Aussenluft kein       Druckunterschied        besteht..     



  Im zweiten Beispiel nach     Fig.    4 und 5     weist,     ,die     Kühlvorrichtung    ein gefaltetes Blech 11.      auf,     dessen    Falten auf einer Nabe 12 befestigt  sind. Am Umfang dieses     Bleches    11 ist ein  Band 13 angeordnet, das beim Rotieren des       Bleelies    die Luftströme ablenkt,     die    zufolge  der     Zentrifuga@lwirkung    längs der Falten im  Blech 11 radial. nach aussen     geschleudert    wer  den und über beide Seiten     des    Bleches ab  fliessen.  



       Fig.    5 zeig . :die Kühlvorrichtung nach       Fig.    4 auf     d"er    Welle 1.4 des Rotors einer     Ma-          "srbine    befestigt. Bei     dier    Rotation der     Kühl-          v        orrichtung    wird die Luft beidseitig in der  Nähe d der Nabe 12 eingesogen und radial     nach          aussen    längs der Falten des     Bleches    1.1     ge-          aehdeudert    und .der Wärmeaustausch erfolgt       durch    das     

  Bleeh    11 zwischen der erwärmten  Luft in der Maschine und der kälteren Aussen  luft. Eine Dichtung 15 verhindert, das     Ein-          dringen    von Staub und Schmutz mit der  Aussenluft in die Maschine. Die Luftströme  sind     durch    die Pfeile in     Fig.    5 angedeutet.  



  Innerhalb der Erfindung können noch an  dere     Ausführungen    neben den beiden gezeig  ten entwickelt. werden. So kann z. B. die     Kühl-          vorrielitim-o-        aus    einer Scheibe bestehen, die  in einem einzigen Guss mit beidseitigen     Ge-          bläseschaufeln        versehen    ist, oder aus einer  Seheibe, die beidseitig Vorsprünge oder Rip  pen aufweist.  



       3Iittels    der oben beschriebenen Vorrich  tung wird ein Wärmeaustausch von solcher  Wirkung erhalten, dass die Kühlung von z. B.       dein    Innern eines Motors dasselbe Ausmass er  reicht wie beim Durchblasen eines Luftstromes  durch die     Maschine.        Daraus    ergibt sich, unter  anderem, dass ein geschlossener Motor der       ;;deichen    Grösse wie ein offener Motor der  selben. Leistung gebaut werden kann, wobei     zu-          gleieh    die     allgemein    bekannten Nachteile der       geschlossenen    Motoren vermieden werden.  



  Das Anwendungsgebiet der Erfindung ist  nicht nur auf rotierende elektrische Maschi  nen begrenzt, sondern kann     natürlich    auch    auf andere nicht rotierende     elektrische    Ma  schinen ausgedehnt werden, bei denen eine ,  Kühlung stattfinden     soll.    In einem solchen  Fall kann die     Kühlvorrichtung    durch einen  separaten Motor oder dergleichen     angetrieben     werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Kühlvorrichtung für elektrische Maschi nen, dadurch gekennzeichnet, dass der Aus- tauscher als doppelseitig beaufschlagtes Ge- bläsera.d ausgebildet ist, welches eine Trenn wand für die beiden wärmeaustauschenden Medlien aufweist. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Kühlvorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass er zwei auf einer Welle zwecks Rotation mit. dieser befestigte Kreisscheiben aufweist, die durch am Rande der beiden Scheiben und gegen das Zentrum derselben vorgesehene, gleichmässig vonein ander distanzierte Bolzen im Abstand vonein ander gehalten sind und ein gasdichtes Band aus einem wärmeleitenden Material tragen, das zickzaekförmig um die innern und äussern Bolzen angeordnet ist,

   so dass das satt auf die beiden Scheiben passende Band ein Gebläse mit Hohlschaufeln bildet,, deren Aussenflächen durch öffnungen in einer der beiden Seheiben am Boden der Cebläseschaufeln von einem äussern Wärineaustauschmedium bestrichen werden. können, während die andere Scheibe mit Ein- bzw.

   Austrittsöffnungen zum Ein- bzw. Ableiten eines andern Wärmeaustausch mediums in. bzw. aus dem Innern der hohlen Gebläsesch@aufeln versehen ist. 2. Kühlvorriehtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein gefaltetes gasdichtes Band aus einem wärmeleitenden Material aufweist, welches Band an einer Nabe befestigt und. längs seines Aussenumfanges mit einem bandförmigen Ring versehen ist.