166369. lajstromszámú szabadalom • Szerkezet külső köpenyhűtésű villamos gépek hővezetési viszonyainak javítására

3 166369] 4 1. ábra a kalickás forgórészű köpenyhűtésfi indukciós motor vázlata, a 2. ábra a bordák metszete tangenciállis síkban, a 3. ábra a bordák környezetének hosszmetszete, a 4. ábra az A—A középvonal mentén vett metszet. Az 1. ábrán látható, hogy a hűtőlevegőt a hűtés szempontjából legfontosabb helyen, az aktív vastesthez csatlakozó szakaszon az F konfúzorral felgyorsítjuk és ezzel a hőátadási ellenállást jelentősen csökkentjük. Az aktív vastest feletti bordák mentén a levegő sebesség növelését még a következőkkel fokozzuk. A ventillátor felőli házszakaszon nem létesítünk bordázást, bordamentes 1 gyűjtőteret képezünk ki (2., 3. ábra). Ezzel több célt is elérünk. Egyrészt az áramlási ellenállást csökkentjük és ezzel is megnöveljük a későbbi bordázott részen a levegő sebességét, másrészt ez a szakasz a ventillátor által szállított hűtőlevegő gyűjtőtereként is szolgál. Ebből a térből már egyenletesebben áramlik tovább a hűtőlevegő a bordaközökbe. Mérési eredmények azt mutatják, hogy a szokásos megoldások esetén a különböző bordaközökben a levegő sebesség eloszlás inhomogén. A bordamentes hűtőtértől a bordaközökbe jobb beáramlást biztosító 2 átáramlási csatornákat képezünk ki. Ezek a nagy tangenciélis sebesség összetevővel rendelkező hűtőlevegő kedvezőbb beáramlását teszik lehetővé a bordaközökbe. A kétféle forgásirányból származó sebességeket figyelembevéve az átáramlási csatornák az ábra szerint váltakozó hajlásszöggel rendelkeznek. A levegőáram jobb terelése érdekében a csatornák az axiális irányhoz képest 90°-nál kisebb x szöget zárnak be. Az átáramlási csatornák segítségével jobb lehetőség nyílik arra, hogy a hűtőáram tangenciális sebesség összetevője axiális irányúvá váljék. Célszerű azokat a 3 bordaközöket, amelyekbe az átáramlási csatornákból is áramlik be levegőáram, szélesebbre kiképezni, mint azokat a 4 bordaközöket, amelyek kevesebb levegőmennyiséget szállítanak. A konfúzor hatás megvalósítása, vagyis a hűtőlevegő sebességének megnövelése a vastest középvonala közelében a bordák következő módosításával történik. A széles bordaközökben 5 járulékos bordák alkalmazásával a hűtőlevegő sebességének növelése mellett a hűtőfelület megnövelését is elérjük. A keskeny bordaközben a 6 borda szélességi méretének növelésével érünk el sebességnövelést. A megnövelt sebességű szakaszon a bordák feletti 7 burkolat szolgál terelőcsőként a hűtőlevegő radikális irányú kiszorulása ellen (4. ábra). A burkoltszakasz kiömlő végét célszerű kúposra kiképezni az axiális irányú áramlás jobb biztosítása érdekében. A burkolat öntéssel is megvalósítható a ház és a bordák elkészítésével együtt. A fenti megoldással ház túlmelegedésének két összetevője csökkenthető. Egyrészt a sebesség növelésével csökken a felületi hőfoklépcső, másrészt a konvekciós felmelegedés is csökken amiatt, hogy a terelő burkolat következtében a teljes levegőmennyiség középtájon is rendelkezésre áll. Előzetes számítások szerint ez a megoldás 15—20%-os hőmérsékletcsökkenést okoz névleges üzemállapotban. A hűtési viszonyok jelentősen javíthatók, ha az állórésztekercsben és a ház közötti hőátadásból a belső levegő közvetítő szerepét kiküszöböljük és biztosítjuk, hogy a tekercsfejből a hő közvetlen vezetés útján kerüljön át a házra. A tekercselést úgy alakítjuk ki (1. ábra), hogy a tekercsfej és a ház közötti e jelű részen minél nagyobb felület alakuljon ki, minél jobb hővezetőkapcsolatban a házzal. Ennek érdekében vagy csak az e jelű részt, vagy az e és f 5 jelű részeket együtt töltjük ki jó hővezetőképességű anyaggal. Ily módon biztosítjuk a tekercsfejben keletkező veszteségnek a környezet felé kis hőfokeséssel történő eltávozását. A koszorú és a ház közötti r réseket szintén jó vezetőképességű anyaggal töltjük ki. 10 Ezzel a megoldással kihasználjuk a hűtőbordák tekercsfejek feletti részeinek hűtőhatását is, azaz növeljük a ház hűtőbordáinak hűtési hatásfokát. Ily módon a hűtőbordák lényegesen nagyobb hőt fognak elvezetni, mint az eddig ismert megoldásoknál. Ezzel a kivitellel a tekercs-15 fejek helyi túlmelegedése kb. 10%-kal csökkenthető és az egész tekercselés hőmérsékleteloszlása egyenletesebbé tehető. A fentiekből látható, hogy előnyös az állórésztekercsfej és a ház közötti távolság csökkentése. A távolság 20 csökkentésének következtében a forgórész felé eső k rész kúposra képezhető ki és így biztosítható a forgórész felől áramló levegő szabad áramlási útja. A belső hűtőlevegő áramlási viszonyainak javítása kihat az állórész és a forgórésztekercsfejek hőmérséklet-25 csökkenésére is. Kalickás motoroknál a forgórész lapátjai nem biztosítják a belső levegő jó hőáramlását a pajzsok felé. A forgórészből származó légáramlás határozottá és hatásossá tehető a gy levegőterelő gyűrű segítségével. A belső leve-30 gő áramlását a pajzshoz rögzített t terelőlap tovább javítja. A pajzs és a belső levegő közötti hőátadás javítására szolgálnak a b belső bordák, amelyek egyrészt a belső levegő terelését, másrészt a belső felület növelését szol-35 gálják. A hajtásoldali pajzzsal közölt hőnek a külső hűtőlevegő felé történő hatásos elvezetése érdekében alkalmazzuk a radiális B hűtőbordákat. A B hűtőbordák a pajzson az állórész bordáival szemben állnak, a hűtőlevegő áramlását alig befolyásolják, a pajzs külső hőát-40 adási ellenállását viszont jelentősen lecsökkentik. A ventillátoroldali pajzsnak átadott hő a megnövelt felfekvő felületeken adódik át a ház felé. A belső levegőáramlás és a pajzs kialakítása együttesen valósítja meg a pajzson át történő hőáramlásban szereplő hővezetés és hőátadás 45 jelentős növelését. A találmány szerinti megoldások alkalmazásával a hővezetési viszonyok, és ezzel a gépek hűtésének jelentős javulása következtében csökken az egyes részek túlmelegedéseinek abszolút értéke, egyenletesebbé válik az 50 egész tekercselés hőmérsékleteloszlása, csökken a beépített tekercselési anyag és az aktív vasanyag mennyisége, valamint csökkennek a gépméretek. 55 Szabadalmi igénypontok: 1. Külső köpenyhűtésű villamos gép, amely külső palástfelülete mentén a hűtőlevegőt terelő burkolattal és bordákkal rendelkezik, azzal jellemezve, hogy ventillátor 60 környezetében a palástfelületen borda nélküli gyűjtőtér (1) van kialakítva és a mellette levő bordaszakaszban célszerűen kétféle tangenciális hajlásszögű átáramlási csatornák (2), továbbá az aktív vastesttel érintkező házszakaszon járulékos borda (5) és/vagy széles borda (6) 65 van kiképezve. (Elsőbbsége: 1974. V. 10.) 2