Закрытая обдуваемая электрическая ма-шина c испарительным охлаждением

(54) ЗАКРЫТАЯ ОБДУВАЕМАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ

МАШИНА С ИСПАРИТЕЛЬНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ

Изобретение относичся к электротехнике, а именно к системе охлаждения обдуваемых электром ашин.

Известны электрические машины с испарительным охлаждением, содержащие полый вал, выполненный в виде тепловой трубы, вентилятор-теплообменник, неподвижно закрепленный на конце вала, и напорный элемент, установленный в полости вентилятора-геплообменника „Ц

Наиболее близким по технической сушt0 ности к предлагаемому является закрытый обдуваемый электродвигатель, содержаший центробежный корпус, статор, ротор и выполненные с полостями, сообша цимися

15 между собой, вал, вентилятор-теплообмен ник и распределитель пара, направляюший пар из полости вала на стенки полости вентилятора, причем в полости вентилятора установлен напорный элемент, 20 осушествляюший циркуляцию теплоносителя по указанным полостям. При работе электрической машины вал нагревается, жидкость-теплоноситель, находяшаяся в полости вала, вскипает и, превращается в пар, который распределителем направляется в зону конденсации —.полость вентилятора-теплообменника. При конденсации пара тепло передается через стенки вентилятора охлаждаемому воздуху. Сконденсированная жидкость при врашении ротора центробежными силами отбрасывает ся в периферийную часть полости вентилятора теплообменника, из которой напорным элементом направляется в полость ва ла (21.

Недостатком такой конструкции являе ся неьысокая теплоотдача при конденсации пара в полости вентилятора-теплообменника при низких частотах вращения ротора электрической маши ны.

При нагревании в полости вала жид кость испаряется, образовавшийся пар переносит тепло в полость вентилятора.

Конденсация происходит при соприкоснове

1 нии,насышенного пара с внутренней поверхностью вентилятора, температура которой ниже температуры пара. Конден847446

3 сат смачивает поверхность и образует на ней непрерывную жидкую изолирующую пленку, которая оказывает значительное сопротивление тепловому потоку. Образовавшийся таким образом конденсат вслед5 ствие теплоотдачи с обдуваемой наружной

\ поверхности вентилятора становится до некоторой степени переохлажденным и последующая конденсация пара происходит на границе раздела конденсат-пар. Под влиянием центробежных сил образовавшийся ламинарный поток конденсата сте« кает в периферийную часть полости вентилятора, где образует вращающееся кольцо конденсата. Скрытая теплота ламинарного потока передается охлаждающей поверхности вентилятора теплопроводностью через пленку конденсата. Теплоотдача в значительной степени определяется толшяной пленки конденсата, которая, в свою очередь, при установившейся интенсивности конденсации пара, зависит от скорости отвода конценсата, и, чем меньше частота вращения ротора, тем больше толщина пленки, тем ниже теплоотдача при конденсации пара.

Бель изобретения - повышение теплоотдачи при конденсации пара в полости вентилятора-теплообменника на низких частотах вращения вентилятора.

Указанная цель достигается тем, что распределитель пара выполнен в виде чередующихся длинных и коротких трубок .с концами, обращенными к вертикальным стенкам полости вентилятора и имеющи- 55 ми форсунки, установлейные с наклоном к вертикальным стенкам полости вентилятора, причем концы трубок имеют разную длину.

Сущность изобретения иллюстрируется а0 чертежом, где на чертеже схематически представлена электрическая машина, продольный разрезе

Электродвигатель включает оребренный корпус 1, подшипниковые щиты 2 пакет 45 статора 3 с обмоткой 4, ротор 5 с полым валом 6. На валу двигателя установлен полый вентиляторгеплообменник 7, внутри которого размещен напорный элемент

8, связанный с коаксиальным цилиндром 50

9, расположенным в полости вала. Вентилятор-теплообменник имеет независимый привод 10. Диск 11, в котором установ-, лен «оаксиальный цилиндр, снабжен длинными 12 и короткими 13 распределитель- ss ными трубками с форсунками 14, причем радиально отогнутые участки трубок имеют разную длину.

Система охлаждения электрической машины работает следующим образом.

При работе машины теплоноситель, находящийся в полости вала, нагревается и, превращаясь в пар, перемещается в сторону полости вентилятора. Вентилятор-теплообменник вращается против направления вращения вала двигателя. Длинные и короткие трубки распределяют пар между двумя вертикальными поверхностями полости вентилятора. Каждая форсунка направляет пар скользящим потоком под некоторым углом вдэль вертикальной поверхности полости вентилятора, при соприкосновении с которой пар конденсируется смачивая поверхность и образуя на ней жидкую изолирующую Жленку конденсата.

Конденсат центробежными силами подается в периферийную часть полости вентилятора.

Движение потока пара в том же направлении, что и движение потока конденсата, вызывает уменьшение толщины пленки, вследствие чего возрастает теплоотдача.

Так как вентилятор и форсунки вращаются против направления друг друга и струи пара каждой форсунки перемещаются еше и поперек потока конденсата, ьыэывая тем самым активное перемещение потока конденсата на своем пути, и поскольку радиально отогнутые участки трубок с форсунками имеют разную длину, то место соприкосновения струи пара с вертикальной поверхностью полости вентилятора каждой форсунки разное, что способствует лучшему перемешиванию конденсата на всем его пути. В этом случае поток конденсата уже не ламинарный как в известном устройстве, а турбулентный, который обладает по сравнению с ламинарным потоком повышенным «оэффициентам теплоотдачи, потому что в турбулентном потоке тепло распространяется не только посредством теплопроводности, но и эа счет вихре-диффузионных процессов. Напорный элемент возвращает охлажденный конденсат в полость вала и цикл снова повторяется.

Двигатель с такой конструкцией системы охлаждения по сравнению с известным jcTpoNcTsoM обладает повышенной интенсивностью теплоотдачи при конденсации пара. формула изобретения

Закрытая обдуваемая электрическая ма-, шина с испарительным охлаждением, cogepжащая оребренный корпус, статор с об мотS 847446 d кой, ротор и сообщающиеся между собой обращенными к вертикальным стенкам полый вал и вентилятор геплообменник, полости вентилятора и имеющими форсунимеюший полость с вертикальными стенка- ки, установленные с наклоном к вертикальми, в которой установлен напорный эле- ным стенкам полости вентилятора, причем мент, обеспечивающий циркуляцию теплон g концы трубок имеют разную длину. сителя по полостям, и распределитель пара, направляющий пар из полости вала Источники информации, на стенки полости вентилятора, о т л и — принятые во внимание при экспертизе ч а ю ш а я с я тем, что, с целью повы- 1. Авторское свидетельство СССР щения эффективности охлаждения, распреде-

cs длинных и коротких трубок с концами, % 678600, кл. Н 02 К 9/20, 1977.

7Я

Составитель Л. Карцева

Редактор С. Тимохина Техред. А. Савка Корректор Е. Рошко

Заказ 5518/82 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Госуд хтвенного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113535, Мссква, Ж-35 Ра1акскаа каб., в. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4