Самовентилируемое теплообменное устройство электрической машины Советский патент 1983 года по МПК H02K9/20 

Изобретение относится к констру1сции электрических машин с испаритель НЕЛм охлаждением ротора с помощью цен тробежной тепловой трубы в валу и мо жет применяться, например, в регулируемых электрических машинах. Известна конструкция теплообменно го устройства с.вентилятором, имеющим независимый привод, и с радиатором, выполненным в виде поперечных кольцев ребер, охлаждаемых вентиля тором, обеспечивающим поток охлаждающего воздуха параллельно плоскости кольцевых ребер 1.. Однако необходимость применения дополнительного электродвигателя усложняет и удорожает устройство и целает его менее надежным. Наиболее близким к предлагаемому является самовентилируемое теплообме ное устройство электрической машины с испарит.ельным охлаждением ротора, у которой на охлаждаемом участке вала-тепловой трубы укреплен радиатор в виде поперечньЬс кольцевых ребер. Обдув кольцевых ребер осуществляется за счет самовентиляции. Для улучшения циркуляции воздуха в межреберных каналах радиатора в кольцевых ребрах выполнены отверстия 2. Недостатком этой конструкции самовентилирузмого теплообменного устройства является то, что оно не обеспечивает интенсивного обдува ребер в месте их крепления к втулке или валу, Известно, что эффективность теплоотдачи по высоте ребра с удалением от мест крепления снижается в связи с увеличением термического сопротивления на пути теплового потока от основания к периферии ребра. Кроме того, это теплообменное устройство с целью защиты вращакяцихся узлов от случайного сопротивления помещается в кожух, который затрудняет обмен нагретого в радиаторе воздуха на свежий холодный воздух. Это ограничивает эффективность теплоотдачи известного самовентилируемоготеплообменного устройства с поперечными кольцевымиребрами. Цель изобретения - интенсификация охлаждения электрической машины с испарительным охлаждением ротора. Для достижения поставленной цели в самовентилируемом теплообменном устройстве электрической машины с испарительным охлаждением ротора, содержащем вал, выполненный в виде тепддвой трубы, на охлаждаемом участке

которого укреплен радиатор с поперечньпии кольцевыми ребрами, помещенный в неподвижный кожух,на валу укреплен примыкающий к кожуху вентилятор с кольцевой камерой на выходе, а пространство, ограниченное кожухом, раз делено радиатором и охватьшакиаими ег с противоположных сторон с зазором стенками кожуха на две камеры - камеру нагнетания с окном в торцовой ствн ке, через которое эта камера сообщается с кольцевой камерой вентилятора и камеру сброса с окном в боковой стенке для выхода воздуха в окружающее пространство.

Пространство под кожухом может быть разделено на камеры за счет того, что стенки кожуха в месте примыкания к радиатору снабжены на внутренней поверхности продольными ребрами.На фиг. I показано предлагаемое самовентилируемое теплообменное устройство, продольный разрез; на фиг.2 и 3 - разрезы А-А я В-Б на фиг. 1 соответственнЪ на фиг. 4 - вариант с продольными ребрами.

На охлаждаемом участке вала-тепловой трубы 1 укреплены поперечные кольцевые ребра радиатора 2, помещенного в кожух 3, к которому примь кает вентилятор 4, укрепленный на том же валу 1 с кольцевой камерой 5 на выходе вбздуха. Пространство, ограниченное кожухом 3, разделено радиатором 2 и охватывающими его с противоположных сторон с зазором стенки кожуха В на две камеры - камеру 7 нагнетания с окном 8 в торцовой стенке, через которое она сообщается с кольцевой камерой 5 вентилятора 4, и камеру 9 сброса с окном 10 в боковой стенке для выхода воздуха в окружающее пространство.

При вращении вала-тепловой тРУбы 1 наружный воздух вентилятором 4 подается в кольцевую камеру 5 и из нее черезокно 8 поступает в камеру 7 нагнетания. Оттуда воздух проходит через радиатор 2 в камеру 9 сброса и через окно 10 в последней выбрасывается . наружу.

В варианте самовентилируемого теплообменного устройства пространство под кожухом разделено на камеры, с. помощью продольных ребер 11 на внут ренней поверхности кожуха.

В теплообмениом устройстве предложенной конструкции повышение эффективности охлаждения достигается за счет того, что поток охлаждающего воздуха из камеры нагнетания прохо дит в камеру сброса поперек радиатора параллельно плоскости кольцевых ребер по всей их высоте, включая мес

то их крепления к нтулке или валу, т.е. то место, где термическое сопротивление ребер еще невелико и теплоотдача происходит наиболее интенсивно. Использование в устройстве вентилятора обеспечивает интенсивный принудительный обмен нагретого в радиаторе воздуха на наружный холодный {воздух что также .увеличивает эффек,тивность охлаждения. Креме того, использование зтого вентилятора позволяет значительно увеличить скорость движения воздуха относительно поверхности кольцевых ре&ер радиатора,особенно при малой его длине.

Каждый из этих факторов повышает эффективность теплоотдачи на 15-20%, а все они вместе - в 1,5-2,0 раза по сравнению с самовентилируешлми теплообменными устройствами известны конструкций.

Предложенное самовентилируемое теплорбменное устройство может применяться в электрических машинах различного назначения, но особенно эффективно в закрытых регулируемых машинах без наружного обдува станины.

Формула изобретения

1.Самовентилируемое теплообменное устройство электрической машины с испарительным охлаждением ротора, содержащее вал, выполненный в виде тепловой трубы, на охлаждаемом участке которого укреплен ргщиатор с поперечными кольцевыми ребрами, помещенный

в неподвижный кожух, отличающее, с я тем, что, с целью интенсификации охлаждения, на конце вала за радиатором укреплен вентилятор с коль цевой камерой на выходе, а пространство, ограниченное кожухом, разделено радиатором и охватывающими его с противоположных сторон с зазором стенками кожуха на две камеры, одна из которых - камера нагнетания - имеет окно в торцовой стенке, через которое она сообщена с кольцевой камерой вентилятора, а другая - камера сброса - с окном в боковой стенке для выхода воздуха в О1 ружающее пространство.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что стенки кожуха в зоне разделения упомянутого пространства на две камеры имеют продольные ребра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Великобритании 2008332 кл. Н 02 К 9/00, 1979.

2.Авторское свидетельство ЧССР 165259, кл. 21 d 56/01, 1979.

8

i/e.2