CH363715A - Kühlanordnung an Erregerspulen, die auf ausgeprägten Polen von Läufern elektrischer Maschinen angeordnet sind - Google Patents

Description

  Kühlanordnung an Erregerspulen, die auf ausgeprägten Polen  von Läufern elektrischer Maschinen angeordnet sind    Zwecks Abführung der durch Verluste erzeug  ten Wärme aus den Erregerspulen von Läufern elek  trischer Maschinen mit ausgeprägten Polen wird  unter anderen ein Strom eines gasförmigen Kühlmit  tels verwendet, welcher mit der Oberfläche der Spu  len sowohl an der Stirnseite als auch an den Seiten  wänden in Berührung kommt.  



  Ein Nachteil der bestehenden Anordnungen ist,       dass    das zwischen die Spulen gelangende Kühlmittel  mit deren Oberfläche nur ungenügend und mit klei  ner Geschwindigkeit in Berührung kommt. Die Sei  tenwände der Nachbarspulen divergieren in radia  ler Richtung von der Achse hinweg, und zwar oft  in sehr hohem Masse, so     dass    der Strom des Kühl  mittels, welches durch Lüfter in axialer oder radia  ler Richtung zwischen die Spulen geführt wird, an  Geschwindigkeit einbüsst, und nicht vollkommen zur  Wärmeabführung ausgenutzt wird, da er nicht ge  nügend wirksam mit der     Spulenoberfläche    in Berüh  rung kommt.  



  Die erfindungsgemässe Kühlanordnung an Erre  gerspulen, die auf ausgeprägten Polen von Läufern  elektrischer Maschinen angeordnet sind, ist dadurch  gekennzeichnet,     dass    zwischen den Erregerspulen       Verdrängerkörper    aus     Isolierstoff    oder Metall vor  gesehen sind, deren Seitenflächen unter     Belassung     eines     gleichweiten    oder aber sich im wesentlichen  verengenden Zwischenraumes längs der einander zu  gekehrten Oberflächenteile der Spulen verlaufen.  



  Beispiele der erfindungsgemässen Anordnung sind  in der Zeichnung dargestellt, wo die     Fig.   <B>1,</B> 2 und<B>3</B>  die grundsätzliche Anordnung von     Verdrängerkör-          pern    im Raum zwischen den Seitenwänden von ein  ander benachbarten Spulen in einer Ansicht paral-         lel    zur Läuferachse vorstellen, wobei die     Verdrän-          gerkörper    nach     Fig.   <B>1</B> im Schnitt als getrennte  Wände,

   nach     Fig.    2 als zusammenhängende und die  Abstufungen der     Spulenoberfläche    verfolgende  Wände und nach     Fig.   <B>3</B> als Wände in Form des  Buchstabens V ausgeführt sind,     Fig.    4 zeigt eine  Seitenansicht und     Fig.   <B>5</B> eine Draufsicht auf die     Ver-          drängerkörper,        Fig.   <B>6</B> und<B>7</B> sind ähnliche Ansich  ten einer anderen Ausführung von     Verdrängerkör-          pern,    in     Fig.   <B>8</B> und<B>9</B> sind weitere Ansichten einer  Ausführung mit axialem Eintritt des Kühlmittels,

    in     Fig.   <B>10</B> und<B>11</B> ist eine Ausführung mit     Verdrän-          gerkörpern,    deren die Spulen axial überragende  Enden nach vom gebogen sind und so Schaufeln  mit Schöpfwirkung bilden, in     Fig.    12 und<B>13</B> ist eine  Seitenansicht und ein axialer Schnitt einer Anord  nung, wo die     Verdrängerkörper    und Distanzstücke  der Spulen zu einem Stück vereinigt sind, und     Fig.    14  und<B>15</B> sind zwei Ansichten einer Anordnung, wo  die     Verdrängerkörper    in Form von Hüllen ausge  bildet sind, die die Spulen umgeben.  



  In     Fig.   <B>1</B> ist eine Ansicht in axialer Richtung auf  zwei am Läufer einer elektrischen Maschine ange  ordnete Polspulen 2 dargestellt, zwischen welchen  zwei Wände<B>1</B> des     Verdrängerkörpers    vorgesehen  sind, deren Abstand von den einander zugekehrten  Seitenwänden der Spulen 2 sich in der Richtung von  der Achse des Läufers hinweg verringert, Durch  Pfeile ist die Richtung der Strömung von Luft oder  eines anderen gasförmigen Kühlmittels dargestellt.

    Die Luft tritt zwischen der Seitenwand der Spule 2  und der Wand nahe der Sohle der Spule 2 ein, wo  der     Durchflussquerschnitt    wesentlich grösser ist als  gegen den     Spulenkopf,    so     dass    der Luftstrom durch      die Wand<B>1</B> einerseits so gleichgerichtet wird,     dass     er gezwungen ist, an der Spule 2     vorbeizuströmen     und seine Strömungsgeschwindigkeit gegen den Kopf  der Spule 2 ansteigt.  



  In     Fig.    2 ist eine ähnliche Anordnung wie in       Fig.   <B>1,</B> die beiden Wände<B>1</B> des     Verdrängerkörpers     sind jedoch an der der Läuferachse zugekehrten  Seite verbunden und besitzen eine Form, die durch  den stufenförmigen Querschnitt der Spulen 2 gege  ben ist, sich im wesentlichen verengend.  



  In     Fig.   <B>3</B> sind die beiden Wände<B>1</B> des     Verdrän-          gerkörpers    zu einem im Querschnitt V-förmigen  Gebilde vereinigt. Die Wände des     Verdrängerkör-          pers    können unter Umständen entweder mit der  Seitenfläche der Spulen parallel sein oder, wie in  den     Fig.   <B>1</B> bis<B>3</B> angedeutet ist, sich in Richtung des  entweichenden Kühlmittels dieser Oberfläche nähern.

    Die     Verdrängerkörper   <B>1</B> können, wie     Fig.    4 und<B>5</B>  zeigen, nur einem Teil der axialen Länge L der  Spule 2 oder die volle Länge, einnehmen     bzw.    sie  können die Spulen 2 in axialer Richtung überragen,  wie dies in     Fig.   <B>6</B> und<B>7</B> gezeigt ist, und an der  Stirnseite der Spulen 2 durch einen radialen oder  konischen Ring<B>3</B> verbunden sein. Unter Umständen  können diese Ringe als Lüfter ausgebildet sein, wo  bei die überragenden Enden der     Verdrängerkörper     Schaufeln dieses Lüfters bilden können.  



  Bei axialem Eintritt des Kühlmittels in den Raum  zwischen den Spulen 2 können, wie     Fig.   <B>8</B> und<B>9</B>  zeigt, die vereinigten Wände des     Verdrängerkörpers     die Form der Vorderseite eines Bootes erhalten, wel  ches den Strom des Kühlmittels gegen die Ober  fläche der Nachbarspulen aufteilt. Wie in     Fig.   <B>10</B>  und<B>11</B> dargestellt ist, können die überragenden En  den der vereinigten Wände<B>1</B> nach vorn gebogen  werden und so Schaufeln 4 bilden, die das Kühl  mittel durch Schöpfwirkung aufnehmen.  



  Falls es nötig ist, bei grösserer axialer Länge der  Polspulen 2 die Seitenwände der Nachbarspulen  gegeneinander durch Distanzstücke zu     verspreizen,     ist es, wie     Fig.    12 und<B>13</B> zeigt, möglich, durch Ver  einigung von Distanzstücken<B>5</B> mit dem     Verdränger-          körper   <B>1</B> eine gute Verteilung des Kühlmittels an der  Oberfläche der Spulen 2 zu erreichen.  



  Gemäss     Fig.    14 und<B>15</B> sind die Wände des       Verdrängerkörpers    als eine oben und unten offene,  die Spule 2 umfassende Hülle<B>6</B> ausgebildet, wo  durch rund um die ganze Spule 2 ein Raum ent  steht, durch welchen das Kühlmittel durch einen  eigenen oder einen fremden Strömungserzeuger       durch.a        .,eführt        wird.     



  Die Hüllen<B>6</B> können mittels radialer oder koni  scher Ringe<B>7</B> verbunden werden, an denen     Lüfter-          schaufeln   <B>8</B> angegliedert werden können, so     dass     durch diese Verbindung der Hüllen<B>6</B> ein wirkungs  voller Strömungserzeuger entsteht.  



  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 fer  ner verschiedene Kombinationen der Ausführungen  zur Geltung kommen, wie z. B. die Anordnung des  Eintrittes des Kühlmittels nach     Fig.    4 und<B>5</B> mit der  Anordnung der Enden des     Verdrängerkörpers   <B>1</B> für  axialen Eintritt des Kühlmittels nach     Fig.   <B>8</B> und<B>9</B>  oder<B>10</B> und<B>11,</B> oder gemäss     Fig.   <B>13.</B> Die     Verdrän-          gerkörper    können z.

   B. aus nichtmagnetischem  Metall, aus einem Isolierstoff oder auch aus Metall  mit Isolierschicht ausgeführt werden. Zur Verhütung  von unerwünschten elektrischen Strömen werden bei  leitfähigen     Verdrängerkörpem    Isoliereinlagen vor  gesehen.

Claims (1)

1. <B>PATENTANSPRUCH</B> Kühlanordnung an Erregerspulen, die auf aus geprägten Polen von Läufern elektrischer Maschi nen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Erregerspulen (2) Verdrängerkörper <B>(1)</B> aus Isolierstoff und/oder Metall vorgesehen sind, deren Seitenflächen unter Belassung eines gleich- weiten oder aber sich im wesentlichen verengenden Zwischenraumes längs der einander zugekehrten Oberflächenteile der Spulen verlaufen.

   <B>UNTERANSPRÜCHE</B> <B>1.</B> Kühlanordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängerkörper durch zwei zwischen den Polspulen (2) angeordnete, in V-Form vereinigte Wände<B>(1,</B> Fig. <B>3)</B> gebildet werden. 2.

   Kühlanordnung nach Patentanspruch und Un teranspruch<B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass <B>je</B> zwei zwischen den Spulen vorgesehene Wände<B>(1)</B> des Verdrängerkörpers sich einander gegen ihre in axia ler Richtung des Läufers liegende Enden zu<B>-</B> nähern, um schliesslich die Form eines Keiles zu bilden (Fig. <B>5, 8, 9).</B> <B>3.</B> Kühlanordnung nach Patentanspruch und Un teransprüchen<B>1</B> und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängerkörper <B>(1)</B> die Spulen (2) in axialer Richtung überragen, und durch radiale oder koni sche Ringe<B>(3,</B> Fig. <B>6, 7)</B> verbunden sind. 4.

   Kühlanordnung nach Patentanspruch und Un teransprüchen<B>1</B> bis<B>3,</B> dadurch gekennzeichnet, dass die die Spulen (2) in axialer Richtung überragenden Enden der Wände der Verdrängerkörper <B>(1)</B> ge bogen sind und so Schaufeln (4, Fig. <B>10</B> und<B>11)</B> mit Schöpfwirkung bilden.

   <B>5.</B> Kühlanordnung nach Patentanspruch und Un- teransprächen <B>1</B> bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände der Verdrängerkörper <B>(1)</B> zur Distanz haltung gegenüber den Spulen mit Distanzstücken <B>(5,</B> Fig. 12 und<B>13)</B> verbunden bzw. mit ihnen zu einem Stück vereinigt sind.

   <B>6.</B> Kühlanordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände der Verdrängerkör- per die Spulen in Form von Hüllen<B>(6,</B> Fig. 14 und <B>15)</B> umfassen, in welche das Kühlmittel axial oder radial zugeführt wird. <B>7.</B> Kühlanordnung nach Patentanspruch und Un teranspruch<B>6,</B> dadurch gekennzeichnet, dass die Hüllen<B>(6)</B> miteinander durch radiale oder konische Ringe<B>(7,</B> Fig. 14 und<B>15)</B> verbunden sind.

   <B>8.</B> Kühlanordnung nach Patentanspruch, mit Verdrängerkörpern aus Metall, dadurch gekennzeich- net, dass Isoliereinlagen vorgesehen sind, um uner wünschte elektrische Ströme zu verhindern.