Einrichtung zur Kühlung von elektrischen Maschinen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Kühlung elektrischer Maschinen durch Ableitung der im Magnet kern entstehenden Hitze. Es handelt sich hierbei hauptsächlich um Wechselstromma- schinen und um jene Art von Kühleinrich tungen, bei welchen die Kühlung durch eine Flüssigkeit bewirkt wird, welche durch ein aus Längskanälen im Kern und Verbindungen zwischen diesen Kanälen an den Seiten des Kerns bestehendes Leitungssystem fliesst.
Die Einrichtung gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die axial ver laufenden Teile des Leitungssystems aus in den Kern eingelegten Längsrohren bestehen, und dass das Leitungssystem mindestens teil weise aus Isolationsmaterial gebildet ist, so dass das Leitungssystem keinen elektrisch ge schlossenen Kreis bildet, wodurch die infolge der durch die Änderungen des Kraftlinien flusses im Kern hervorgerufenen elektromo torischen Kräfte keine Ströme hervorrufen können.
In den beigefügten Zeichnungen sind einige beispielsweise Ausführungsformen dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 den Stator einer elektrischen Ma schine, und zwar eines Turbo-Generators, wo bei der Oberteil im Längsschnitt eine An ordnung zeigt, bei welcher die durch den Statorkern tretenden Längsbohrungen mit auf den Klemmringen montierten Kammern in Verbindung stehen.
Fig. 2 zeigt eine Stirnansicht einer ähn lichen Maschine, die mit andern Ausführungs formen der Vorrichtung versehen ist. Die Ausführungsform auf der obern linken Seite zeigt eine Gusseisenkammer in Verbindung mit Rohren aus Isoliermaterial, welche Kam mer durch Stege n derart geteilt ist, dass die Kühlflüssigkeit in dem Kern hin- und her strömen muss. Die Gusseisenkammer kann entweder selbst als Pressring ausgebildet sein oder von demselben gehalten werden.
Bei der Ausführungsform auf der untern rechten Seite dieser Figur sind Metallrohre in dem Kern untergebracht und an den Enden durch Verbindungsstücke aus Isolierstoff ver bunden.
Die Fig. 3, 4 und 5 zeigen Einzelheiten von Verbindungsstücken, -welche in verschie denen Fällen brauchbar sind. Die Bohrungen im Kern entstehen durch eine Reihe 'Von regelmässig angebrachten Löchern in den Blechen der Pakete a, wobei verbindende Rohrstücke b dort eingelegt sind, wo diese Längsbohrungen irgend einen etwa vorgesehenen radialen Spalt, zum Beispiel einen Lüftungsspalt e, treffen.
Die in die Kanäle eingelegten Rohre kön nen aus einem Material bestehen, das an Ort und Stelle vulkanisiert und in Form eines Streifens oder einer dünnen Platte eingebracht werden kann. Beispielsweise kann ein Dorn von etwas kleinerem Durchmesser als die Bohrung mit einem Streifen oder einer dünnen Platte aus einer Mischung von Gummi und Schwefel umwickelt und dieser umwickelte Dorn in die Bohrung eingeführt werden und darin beispielsweise mittelst Hindurchleiten von Dampf durch denselben, zwecks Vulkani- sierung des Überzuges, erhitzt werden.
Da der Überzug während des Vulkanisiervor- ganges sich etwas ausdehnen und an der Boh rungswandung haften bleiben wird, kann der Dorn wieder herausgenommen werden.
Um den Dorn leicht herausnehmen zu können, müssen bekannte Vorsichtsmassregeln getroffen werden, um zu verhindern, dass der Überzug auf dem Dorn haften bleibt. Für einen Überzug solcher Art ist die Verwen dung einer Mischung vorteilhaft, welche beim Vulkanisieren Ebonit oder Hartgummi ergibt, und um die Behandlungszeit zu verkürzen, wird vorteilhafterweise ein Katalysator der <U>M</U>ischung beigegeben.
Bei einer andern Ausführungsform, bei welcher ein Metallüberzug vorgesehen ist, kann dies derart ausgeführt werden, dass ein annähernd in die Bohrung passendes Rohr in diese eingelegt und hierauf in innigen Kon takt mit der Bohrungswandung mittelst hy draulischen oder pneumatischen Druckes ge bracht wird. Zu diesem Zwecke wird vor teilhafterweise ein Metall oder eine Legierung von hohem elektrischen Widerstand verwen det und die Rohrwand dünn gemacht, wobei sie an den Enden zur Verbindung mit den Verbindungsstücken dicker ausgeführt werden kann.
Vor Anbringung solcher Metallrohre wird vorteilhafterweise die Innenfläche der Bohrung rnit irgend einem Isoliermaterial ver sehen, beispielsweise dein gleicher) Material, welches zwischen den Kernblechen als Iso lation angebracht ist.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 dient eine der Endkammern d als Zuleitung der Kühlflüssigkeit, während eine andere derar tige Kammer als Ableitung dient. Diese Kammern können entweder als ganze Ringe ausgeführt oder in Segmenten unterteilt sein, wobei beispielsweise die Segmente eines Kreises abwechselnd Zuleitungs- und Ableitungskam mern sein können, zwecks Erzielung eines angenäherten Temperaturausgleichs über die ganze Länge des Kernes. Die Rohre e. kön nen entweder aus Isoliermaterial oder aus einem leitenden Material sein.
Im ersten Falle können sie zum Beispiel aus Hartgummi oder Ebonit hergestellt sein, wobei in oder an ihren Enden zweckmässige Metallringe zur Befestigung an den Platten f, welche die Innenwände der Kammern d bilden, ange bracht sind. Wenn die Rohre e aus leiten dem Material bestehern, werden sie an ihren Enden mit Isolationsverbindungen, beispiels weise von der in Fig. 3 gezeigten Form, ver sehen sein.
Bei dieser Anordnung ist das Ende des Rohres e mit einer Isolierhülse y versehen, welche von einer Metallhülse h ein geschlossen ist. die der Länge nach aufge schlitzt ist und eine konische Oberfläche hat, welche in das entsprechend geformte Ende des mit Gewinde versehenen Ringes i passt, welcher seinerseits in das mit Gewinde ver sehene Loch der Platte f passt.
Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, liegt die geschlitzte Hülse<I>lt</I> an ihrem innern Ende gegen den Pressring j an, so dass, wenn der Ring an gezogen wird, die Hülse zusammengedrückt wird und dabei bewirkt, dass die Isolierhülse g in Berüh)@ung mit dem Rohr e gepresst und dadurch eine dichte Verbindung hergestellt wird.
Der äussere Teil jeder Kammer d kann an die Platte f mittelst Schraubenbolzen, die an den durch die strichpunktierten Linien an gedeuteten Stellen angebracht sein können, gehalten werden, wobei Distanzstücke zwischen dem innern Flansch und der äussern Wand an den Stellen, wo die Schraubenbolzen durch geführt sind, angeordnet sein können.
In dem obern linken Teil von Fig. 2 zeigen die Pfeile die Richtung der Kühlflüs sigkeit zwischen dein Zuleitungsrohr 7c und dem Ableitrohr in. Es ist aus der Zeichnung ersichtlich, dass eine Anzahl Scheidewände n in der Kammer vorgesehen sind, zwecks Be stimmung der Strömungsrichtung der Kühl flüssigkeit, die durch den Kern in einer Gruppe von drei Rohren in derselben Richtung fliesst und dann in umgekehrter Richtung in einer angrenzenden (4ruppe von drei Rohren zurück kehrt, wobei dies wiederholt wird, bis die Ableitung erreicht ist. Die gestrichelt ge zeichneten Scheidewände sind an der entgegen gesetzten Seite angebracht.
Es ist klar, dass, um eine Vorrichtung gemäss dieser Ausfüh rungsform zu vervollständigen, ein Zuleitungs rohr<I>k</I> und ein Ableitungsrohr in diametral gegenüber den gezeigten Rohren angebracht werden muss.
In der in dem rechten Teil der Fig. 2 gezeigten Ausführungsform sind die Rohre e aus Metall als enge U-Stücke geformt und werden in die Bohrungen eingelegt, nachdem ein Isolationsüberzug, wie vorher beschrieben, vorgesehen worden ist, wonach ihre Enden umgebogen und. miteinander mittelst Stücken aus Isoliermaterial verbunden werden, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Die Verbindungsstücke bestellen aus einer bluffe o aus Gummi, welche mittelst Draht an jedem Rohrende befestigt ist, wobei diese Enden ein wenig nach aussen umgebogen sind, so dass ein Rand zur Erhaltung einer guten Befestigung ent steht.
Es geht aus der Zeichnung hervor, dass die Rohre in Reihengruppen verbunden sind, wobei jede Gruppe an jedem Ende mit einem Schlussstück, zum Beispiel wie p ver bunden ist. Es ist nicht notwendig, eine Isolierverbindung zwischen jedem Paar anzu bringen.
Anstatt, wie eben beschrieben, die Rohre in Reihen zu schalten, können sie parallel verbunden werden, beispielsweise in der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform, bei welcher eine Kammer q vorgesehen ist, welche Kam mer q einen Stutzen r zur Verbindung mit jedem Rohr e besitzt.
Die Verbindung wird mittelst einer Schraubenverbindung s zwischen den beider) Teilen hergestellt, wobei Verbin dungsflansche an dein Rohr e und dem Rohr stück r vorgesehen sind und eine Isolier- scheibe t zwischen diesen Flanschen und eine Isoliermuffe at zwischen dem Rohr e und einem Teil der Verbindung s angebracht sind.
Falls der Überzug der Bohrungen nicht metallisch ist, wird es im allgemeinen mög lich sein, die Bohrungen an den Enden in beliebiger Weise zu verbinden, welche nur von der gewünschten Zirkulationsart und der Lage der angrenzenden Teile abhängt, da keine Möglichkeit der Entstehung von zirku lierenden elektrischen Strömen durch die Wirkung des Kraftlinienfeldes auf die Wan dungen der Bohrungen vorhanden ist. Wo jedoch leitende Rohre gebraucht werden, kön nen nur diejenigen, welche von dem Kraft linienfeld so beeinflusst werden, dass keine bemerkenswerte Potentialdifferenzen zwischen ihren angrenzenden Enden erzeugt werden, miteinander mittelst Metallteilen verbunden werden.
Diese Rohre oder Rohrgruppen kön nen dann entweder mit .nichtleitenden End kammern oder mit leitenden Kammern oder mittelst Rohren mit Isolierverbindungen ver bunden werden.
Als Kühlflüssigkeit kann Wasser, Öl oder eine andere Flüssigkeit gebraucht werden, und dieselbe kann entweder nur einmal durch die Vorrichtung hindurchgeleitet oder in ununter brochener Zirkulation gehalten werden, wobei sie auf dem Wege von der Ableitung zur Zu leitung durch eine Kühleinrichtung geführt wird.
Device for cooling electrical machines. The present invention relates to a device for cooling electrical machines by dissipating the heat generated in the magnet core. These are mainly AC machines and those types of cooling devices in which the cooling is effected by a liquid which flows through a line system consisting of longitudinal channels in the core and connections between these channels on the sides of the core.
The device according to the invention is characterized in that the axially ver running parts of the line system consist of longitudinal tubes inserted into the core, and that the line system is at least partially made of insulation material so that the line system does not form an electrically closed circuit, whereby the as a result of the changes in the flow of force lines in the core, electromotoric forces cannot generate currents.
In the accompanying drawings, some exemplary embodiments are shown, namely Fig. 1 shows the stator of an electrical Ma machine, namely a turbo generator, where in the upper part in longitudinal section shows an arrangement in which the longitudinal holes passing through the stator core with chambers mounted on the ferrules are in communication.
Fig. 2 shows an end view of a similar union machine, which is provided with other forms of execution of the device. The embodiment on the upper left side shows a cast iron chamber in connection with pipes made of insulating material, which chamber is divided by webs n in such a way that the cooling liquid must flow back and forth in the core. The cast iron chamber can either be designed as a press ring itself or be held by the same.
In the embodiment on the lower right-hand side of this figure, metal pipes are housed in the core and connected at the ends by connecting pieces made of insulating material.
Figs. 3, 4 and 5 show details of connectors -which are useful in different cases. The bores in the core are created through a series of regularly made holes in the sheets of the packages a, connecting pipe sections b being inserted where these longitudinal bores meet any radial gap provided, for example a ventilation gap e.
The pipes inserted into the ducts can consist of a material that can be vulcanized on the spot and inserted in the form of a strip or a thin plate. For example, a mandrel with a slightly smaller diameter than the bore can be wrapped with a strip or a thin plate made of a mixture of rubber and sulfur and this wrapped mandrel can be inserted into the bore and therein, for example by passing steam through it, for the purpose of vulcanization Coating, to be heated.
Since the coating will expand somewhat during the vulcanization process and will stick to the wall of the bore, the mandrel can be removed again.
In order to be able to easily remove the mandrel, known precautionary measures must be taken to prevent the coating from sticking to the mandrel. For a coating of this type, it is advantageous to use a mixture which, when vulcanized, produces ebonite or hard rubber, and in order to shorten the treatment time, a catalyst is advantageously added to the compound.
In another embodiment, in which a metal coating is provided, this can be carried out in such a way that a tube that approximately fits into the bore is inserted into it and then brought into intimate contact with the bore wall by means of hydraulic or pneumatic pressure. For this purpose, a metal or an alloy of high electrical resistance is used before geous enough and the pipe wall made thin, it can be made thicker at the ends for connection to the connecting pieces.
Before attaching such metal pipes, the inner surface of the bore is advantageously provided with some kind of insulating material, for example the same material, which is attached as insulation between the core sheets.
In the embodiment of FIG. 1, one of the end chambers d serves as a supply line for the cooling liquid, while another derar term chamber serves as a discharge line. These chambers can either be designed as whole rings or divided into segments, for example the segments of a circle can be alternating supply and discharge chambers in order to achieve an approximate temperature equalization over the entire length of the core. The pipes e. can either be made of insulating material or of a conductive material.
In the first case, they can be made of hard rubber or ebonite, for example, with appropriate metal rings for attachment to the plates f, which form the inner walls of the chambers d, are attached in or at their ends. If the tubes e consist of direct the material, they will be seen at their ends with insulation compounds, for example, of the shape shown in Fig. 3, ver.
In this arrangement, the end of the tube e is provided with an insulating sleeve y which is closed by a metal sleeve h a. which is slotted lengthways and has a conical surface which fits into the correspondingly shaped end of the threaded ring i, which in turn fits into the threaded hole of the plate f provided.
As can be seen from FIG. 3, the slotted sleeve <I> lt </I> rests at its inner end against the press ring j, so that when the ring is pulled on, the sleeve is compressed, thereby causing the insulating sleeve g is pressed into contact with the pipe e, thereby creating a tight connection.
The outer part of each chamber d can be held to the plate f by means of screw bolts, which can be attached to the points indicated by the dash-dotted lines, with spacers between the inner flange and the outer wall at the points where the screw bolts are passed through are, can be arranged.
In the upper left part of Fig. 2, the arrows show the direction of the Kühlflüs fluid between your supply pipe 7c and the discharge pipe in. It can be seen from the drawing that a number of partitions n are provided in the chamber for the purpose of determining the flow direction of the Cooling fluid that flows through the core in a group of three tubes in the same direction and then returns in the opposite direction in an adjacent group of three tubes, this being repeated until the discharge is reached. The partitions shown in phantom are attached on the opposite side.
It is clear that, in order to complete a device according to this embodiment, a feed pipe and a discharge pipe must be fitted diametrically opposite the pipes shown.
In the embodiment shown in the right part of FIG. 2, the tubes e made of metal are shaped as narrow U-pieces and are inserted into the bores after an insulating coating, as previously described, has been provided, after which their ends are bent and. may be joined together by pieces of insulating material as shown in FIG. The connecting pieces are made from a bluff made of rubber, which is attached to each end of the pipe by means of wire, with these ends being bent a little outwards so that an edge is created to maintain a good attachment.
It can be seen from the drawing that the pipes are connected in series groups, each group being connected at each end with a terminal piece, for example such as p. It is not necessary to put an insulating joint between each pair.
Instead of connecting the tubes in series, as just described, they can be connected in parallel, for example in the embodiment shown in FIG. 5, in which a chamber q is provided, which chamber q has a connecting piece r for connection to each tube e owns.
The connection is made by means of a screw connection s between the two) parts, connection flanges being provided on the pipe e and the pipe piece r and an insulating washer t between these flanges and an insulating sleeve at between the pipe e and part of the connection s are appropriate.
If the coating of the holes is not metallic, it will generally be possible, please include to connect the holes at the ends in any way, which only depends on the desired type of circulation and the location of the adjacent parts, since there is no possibility of circulating circulating Electric currents due to the action of the force line field on the Wan applications of the holes is present. However, where conductive pipes are needed, only those which are influenced by the force line field in such a way that no noticeable potential differences are generated between their adjacent ends can be connected to one another by means of metal parts.
These pipes or pipe groups can then be connected either with non-conductive end chambers or with conductive chambers or by means of pipes with insulating connections.
Water, oil or another liquid can be used as the cooling liquid, and the same can either be passed through the device only once or kept in uninterrupted circulation, being passed through a cooling device on the way from the discharge line to the line.