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DE2843129C2 - Elektrische Maschine mit Kryokühlung - Google Patents

Elektrische Maschine mit Kryokühlung

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DE2843129C2
DE2843129C2 DE2843129A DE2843129A DE2843129C2 DE 2843129 C2 DE2843129 C2 DE 2843129C2 DE 2843129 A DE2843129 A DE 2843129A DE 2843129 A DE2843129 A DE 2843129A DE 2843129 C2 DE2843129 C2 DE 2843129C2
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DE
Germany
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rotor
coolant
outlet
inlet
cooling
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DE2843129A
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DE2843129A1 (de
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Garrij Michailovič Chutoreckij
Iosif Filippovič Filippov
Anatolij Georgievič Korolkov
Samson Semenovič Kutateladze
Mark Ošerovič Lutset
Jurij Stepanovič Novosibirsk Popov
Jurij Vasilevič Leningrad Skatškov
Jurij Nikolaevič Vvedenskij
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
INSTITUT TEPLOFIZIKI SIBIRSKOGO OTDELENIJA AKADEMII NAUK SSSR NOVOSIBIRSK SU
LENINGRADSKOE PROIZVODSTVENNOE ELEKTROMASINOSTROITEL'NOE OB"EDINENIE "ELEKTROSILA" LENINGRAD SU
SPECIAL'NOE KONSTRUKTORSKOE BJURO "ENERGOCHIMMAS" NOVOSIBIRSK SU
Original Assignee
INSTITUT TEPLOFIZIKI SIBIRSKOGO OTDELENIJA AKADEMII NAUK SSSR NOVOSIBIRSK SU
LENINGRADSKOE PROIZVODSTVENNOE ELEKTROMASINOSTROITEL'NOE OB"EDINENIE "ELEKTROSILA" LENINGRAD SU
SPECIAL'NOE KONSTRUKTORSKOE BJURO "ENERGOCHIMMAS" NOVOSIBIRSK SU
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K55/00Dynamo-electric machines having windings operating at cryogenic temperatures
    • H02K55/02Dynamo-electric machines having windings operating at cryogenic temperatures of the synchronous type
    • H02K55/04Dynamo-electric machines having windings operating at cryogenic temperatures of the synchronous type with rotating field windings
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
    • H02K9/20Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil wherein the cooling medium vaporises within the machine casing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/02Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point using Joule-Thompson effect; using vortex effect
    • F25B9/04Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point using Joule-Thompson effect; using vortex effect using vortex effect
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Maschine mit Kryokühlung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen, aus der CH-PS 5 21 038 bekannten Art.
Bei der bekannten elektrischen Maschine stellt die im Hohlraum des Läufers untergebrachte Kühlvorrichtung, die gemäß der GB-PS 13 20 342 beispielsweise als Expansionsmaschine ausgebildet sein kann und einen beweglichen Teil enthält, ein die Ausfallwahrscheinlichkeit der elektrischen Maschine erhöhendes Bauelement dar, das die Sicherheit der elektrischen Maschine herabsetzt.
Der im Patentanspruch 1 beschriebenen Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße elektrische Maschine mit Kryokühlung so weiterzubilden, daß durch den Hohlraum des Läufers befindliche, selbst nicht bewegliche Elemente der Kühlvorrichtung die Sicherheit der Maschine gesteigert wird.
Da bei der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine die bei umlaufendem Läufer wirksam werdende Ranque-Wirbelröhre mit diesem drehfest verbunden werden kann, werden bewegliche Elemente der Kühlvorrichtung vermieden und dadurch die Sicherheit der Maschine erhöht.
Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 5.
Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 den Längsschnitt einer elektrischen Maschine mit Kryokühlung,
Fig. 2 den Teiischnitt einer elektrischen Maschine mit einer zweikanaligen Kühlmittelablaufleitung vom Läufer und deren Anschluß an die gekühlten Bauelemente des Läufers,
F i g. 3 den Schnitt Ill-Ill in F i g. 2,
F i g. 4 den Teilschnitt einer elektrischen Maschine, deren Wärmeaustauscher mit Zusatzeintritten der Kühlkanäle der Übergangszonen verbunden ist,
Fig. 5 den Teilschnitt einer elektrischen Maschine mit räumlicher Vereinigung des Wärmeaustauschers mit der Ranque-Wirbelröhre und
Fig. 6 den Teilschnitt einer elektrischen Maschine, bei der der Zusatzaustritt des Wärmeaustauschers mit dem Einlauf der Ranque-Wirbelröhre verbunden ist.
Die elektrische Maschine mit Kryokühlung enthält ein Ständergehäuse 1 (F i g. 1), in dem eine Ständerwicklung 2 befestigt ist, und einen hohlen Läufer 3, der mit seinen Enden 4 und 5 auf Lagern 6 aufliegt. Im mittleren zylindrischen Teil des Läufers 3 ist eine supraleitende Wicklung 7 mit Kühlkanälen 8 befestigt (es ist nur ein Kanal dargestellt). An der Wicklung 7 liegen zwei Übergangszonen 9 und 10 an, die aufeinanderfolgend längs der Achse des Läufers 3 beiderseits dieser Wicklung 7 angeordnet sind. In den Übergangszonen 9 und 10 sind zumindest je ein Kühlkanal, in der zu beschreibenden Variante Ringkanäle 11 bzw. 12 ausgebildet. Die Ringkanäle 11, 12 stellen kegelstumpfförmige Hohlräume in den Übergangszonen 9, 10 dar, die in in den Läuferenden 4,5 ausgebildete zylindrische
Hohlräume übergehen. Die Eingänge der Ringkanäle 11 und 12 liegen in nächster Nähe bei der Wicklung 7 des Läufers 3.
Der Läufer 3 enthält einen Elektrowärmeschild 13, der relativ zu der Wicklung 7 radialspielbehaftet angeordnet ist Der Elektrowärmeschild 13 ist starr an den Obergangszonen 9,10 befestig·, und zum Schutz der Wicklung 7 gegen Wärmestrahlung und Wechselkomponenten des Magnetfeldes bestimmt, die durch die Ständerwicklung 2 erzeugt werden. Im Körper des Elektrowärmeschildes 13 ist mindestens ein Kühlkanal, in der zu beschreibenden Variante ein Ringkühlkanal 14 ausgebildet. Der Ringkanal 14 stellt in den Übergangszonen 9,10 jeweils kegelstumpfförmige Hohlräume dar, die durch einen zylindrischen Hohlraum im zylindri- r> sehen Abschnitt des Elektrowärmeschildes 13 miteinander verbunden sind.
Im Hohlraum 15 des Läufers 3 ist eine Ranque-Wirbelröhre 16 untergebracht, deren Tangentialeinlauf durch eine Rohrleitung 17 mit dem rotierenden Teil jo einer Kühlmittelzufuhreinheit 18 verbunden ist, deren feststehender Teil mit einer Kühlvnittelzulaufleitung 19 zum Läufer in Verbindung steht. Der zentrale Auslauf der Ranque-Wirbelröhre 16 ist durch eine Rohrleitung 20 mit den Eingängen der Ringkühlkanäle 11, 12 der r> Übergangszonen 9 bzw. 10 und der peripherische Auslauf durch eine Rohrleitung 21 mit dem Eingang des Ringkühlkanals 14 an dessen in F i g. 1 rechtem Ende verbunden. Dabei ist der Ausgang des Ringkühlkanals 14 an den zweiten Eingang des Kühlkanals mindestens v> einer der Übergangszonen, in der zu beschreibenden Variante an den zweiten Eingang des Ringkanals 11 der Übergangszone 9 angeschlossen.
Die Ringkühlkanäle 11, 12 sind mit Hilfe von Radialkanälen mit Gassammeiräumen 22 bzw. 23 verbunden, die über Regulierventile 24 an eine Kühlmittelablaufleitung 25 vom Läufer angeschlossen sind. Die Gassammeiräume 22, 23 sind unbeweglich, die Spalten zwischen ihren Wänden und dem Läufer 3 sind mittels Dichtungen (nicht dargestellt) abgedichtet.
Im Hohlraum 15 des Läufers 3 ist, abgesehen von der Ranque-Wirbelröhre 16 ein Wärmeaustauscher, in der zu beschreibenden Variante ein rekuperativer Wärmeaustauscher 26 untergebracht. Der rekuperative Wärmeaustauscher 26 ist mit seinem einen Eintritt 4-, (wärmeabgebende Seite) durch eine Rohrleitung 27 mit dem rotierenden Teil der Kühlmittelzufuhreinheit 18 verbunden, deren feststehender Teil, wie oben erwähnt, mit der Kühlmittelzulaufleitung 19 zum Läufer in Verbindung steht. Der rekuperative Wärmeaustauscher 26 ist mit seinem einen Austritt (wärmeabgebende Seite) durch eine Drosselvorrichtung 28 und eine Rohrleitung 29 mit den Eingängen der Kühlkanäle 8 der Wicklung 7 verbunden. Zur Ableitung des verdunsteten Kühlmittels von der Wicklung 7 ist eine Rohrleitung 30 vorgesehen, die die Ausgänge der Kühlkanäle 8 mit dem anderen Eintritt (wärmeabgebende Seite) des rekuperativen Wärmeaustauschers 26 verbindet, dessen anderer Austritt (wärmeabgebende Seite) durcii eine Rohrleitung 31 mit dem Gassammeiraum 22 und durch den letzteren mit der Kühlmittelablaufleitung 25 vom Läufer in Verbindung steht.
Möglich ist eine andere Ausführungsvariante der Ableitung des Kühlmittels vom Läufer 3 und seines Ablaufes zur Kryoanlage (nicht dargestellt). In dieser t,·; Variante ist die Kühlmittelablaufleitung 25 vom Läufer (F i g. 2,3) mit zwei Kanälen — Rohrleitungen 32 und 33 — ausgeführt. Dabei verbindet die Rohrleitung 31 (F i g. 2) den Austritt des rekuperativen Wärmeaustauschers 26 durch eine Kühlmittelabfuhreinheit 34 vom Läufer und ein Regulierventil 35 mit einer Rohrleitung 32, und der Ringkanal 11 der Übergangszone 9 und der Ringkanal 12 (Fig. 1) der Üücrgangszone 10 sind mit der zweiten Rohrleitung 33 verbunden (Fig. 2).
Zur Verminderung der thermodynamischen Verluste zum Vermischen beider Kühlmittelströme mit verschiedenen Temperaturen, von denen einer einen erwärmten, den rekuperativen Wärmeaustauscher 26 (Fig. 1) verlassenden Strom und deren anderer einen im Ringkanal 11 der Übergangszone 9 fließenden Strom bildet, ist es zweckmäßig, diese Ströme an jenem Punkt des Ringkanals 11 zu mischen, an dem die Temperatur dieser zwei Ströme gleich ist. Dazu ist der Austritt des rekuperativen Wärmeaustauschers 26 (F i g. 4) mit dem zweiten Eingang des Kühlkanals zumindest einer Übergangszone, in der zu beschreibenden Variante mittels einer Rohrleitung 36, mit dem zweiten Eingang des Ringkanals 11 der Übergangszone 9 verbunden.
Zur Verminderung der Abmessung des Läufers 3 in Axialrichtung kann der rekuperative Wärmeaustauscher 26 räumlich mit der Ranque-Wirbelröhre 16 vereinigt werden. Dabei ist der rekuperative Wärmeaustauscher 26 (Fig. 5) mit einer Kammer 37 ausgeführt, die in der zu beschreibenden Variante mit dem Hohlraum 15 des Läufers 3 verbunden ist. In dieser Kammer 37 ist die Ranque-Wirbelröhre 16 untergebracht.
Zur Erhöhung der Betriebssicherheit der Kühlmitielzufuhreinheit 18 zum Läufer (Fig. 6) kann die Kühlmitteltemperatur in der Zulaufleitung 19 durch den rekuperativen Wärmeaustauscher zwischen dem ?.u- und abgeführten Strom gesteigert werden. Das wird dadurch erreicht, daß der Tangentialeinlauf der Ranque-Wirbelröhre 16 durch die Rohrleitung 17 mit dem dritten Austritt des rekuperativen Wärmeaustauschers 38 (der zweiten wärmeabgebenden Seite) verbunden ist.
Die Wicklung 7 (Fig. 1) des Läufers 3 ist elektrisch mit zwei Stromzuführungen 39 verbunden, die jeweils mindestens einen Kühlkanal aufweisen. In der zu beschreibenden Variante sind die Stromzuführungen 39 in einem gemeinsamen Kühlkanal — einer Rohrleitung 40 — untergebracht, deren Eintritt mit dem zentralen Auslauf der Ranque-Wirbelröhre 16 und deren Austritt über den Gassammeiraum 23 und das Regulierventil 24 mit der Kühlmittelablaufleitung 25 vom Läufer in Verbindung steht. |ede Stromzuführung 39 ist mit einem entsprechenden Schleifring 41 verbunden.
Der Hohlraum 15 des Läufers 3 und der Hohlraum 42 des Ständers sind in der zu beschreibenden Variante evakuiert, wozu der Hohlraum 42 eine Vakuumdichtung 43 aufweist.
Die Laufrichtung des Kühlmittels ist in Fig. 1, 2, 4, 5 und 6 mit Pfeilen bezeichnet.
Die supraleitende Wicklung 7 (Fig. 1) des Läufers 3 wird wie folgt bei Solltemperatur gehalten. Die Wicklung 7 wird mit einem flüssigen Kühlmittel, z. B. Helim, und die anderen gekühlten Elemente des Läufers 3 — die Übergangszonen 9 und 10, die Stromzuführungen 39 und der Elektrowärmeschild 13 — mit einem gasförmigen Kühlmittel abgekühlt.
Unter einem Druck, der dem Höchstdruck in der Kryoanlage entspricht, wird das Kühlmittel von der Kühlmittelzulaufleitung 19 zum Läufer durch die Zufuhreinheit 18 bei einer Temperatur gefördert, die eine Verflüssigung des Kühlmittels während der
weiteren Abkühlung desselben im rekuperaiiven Wärmeaustauscher 26 und in der Drosselvorrichtung 28 gewährleistet. Der in den Läufer 3 eingetretene Kühlmittclstrom wird in zwei Ströme geteilt, wie Pfeile in Fig. 1, 2, 4 und 5 zeigen. Der eine Kühlniittelstrom wird durch die Rohrleitung 17 dem Tangentialeinlauf der Ranque-Wirbelröhre 16, der zweite durch die Rohrleitung 27 dem rekuperativen Wärmeaustauscher 26 zugeführt. In der Ranque-Wirbelröhre wird der eingelaufene Strom ebenfalls in zwei Ströme geteilt. Einer dieser Ströme wird, abgekühlt bis auf eine Temperatur, die unter der Temperatur des Stromes am Tangentialeinlauf der Ranque-Röhre 16 liegt, durch den zentralen Auslauf über die Rohrleitung 20 abgeleitet und den Ringkühlkanälen 11,12 der Übergangszonen 9, !0 und der Rohrleitung 40, in der die Stromzuführungen 39 angeordnet sind, zugeführt. Der zweite, in der Ranque-Röhre 16 bei einer höheren Temperatur als der erste enstandene Strom wird durch den peripherischen Auslauf der Ranque-Wirbelröhre 16 abgeleitet und läuft durch die Rohrleitung 21 in die Ringkühlkanäle 14 des Elektrowärmeschildes 13 ein. Das im Elektrowärmeschild 13 erwärmte Kühlmittel wird dem zweiten Eingang des Ringkühlkanals 11 der Übergangszone 9 zugeführt, und die auf diese Weise verbundenen Kühlmittelströme werden aus dem Läufer 3 in den Gassammeiraum 22 (Fig. 1, 2, 4, 6) abgeleitet. Der Strom aus dem Ringkanal 12 (F i g. 1) der Übergangszone 10 und aus der Rohrleitung 40 läuft in den Gassammeiraum 23 ein. Aus den Gassammeiräumen 22 und 23 läuft das Kühlmittel durch die Regulierventile 24 in die Kühlmittelablaufleitung 25 vom Läufer ein.
Die Wirksamkeit eines solchen Anschlusses der Ranque-Wirbelröhre 16 gerade bei einer elektrischen Maschine mit Kryokühlung findet folgende Erklärung. Die Maschine enthält ein solches Element wie den Elektrowärmeschild 13, der thermodynamisch vorteilhafterweise mit einem Kühlmittel abgekühlt wird, das eine höhere Temperatur als die von jenem Kühlmittelstrom, der zum Abkühlen der Übergangszonen 9, 10 zugeführt wird, aufweist. Gerade eine derartige Trennung der Ströme findet in der Ranquc-Röhrc 16 statt.
Der Kühlmittelstrom, der in den rekuperativen Wärmeaustauscher 26 von der Zufuhreinheit 18 einläuft, wird mit einem aus den Kühlkanälen 8 der Wicklung 7 abgeleiteten wärmeaufnehmenden Strom abgekühlt. Das als Ergebnis des Durchtritts des wärmeabgebenden Kühlmittelgleichstromes durch die Drosseivorrichtung 28 entstandene Dampf-Flüssigkeits-Gemisch scheidet sich unter dem Einfluß der Fliehkräfte bei der Drehung des Läufers 3 in Dampf und Flüssigkeit ider Gasflüssigkeitsscheider mit dem System der entsprechenden Kanäle in der Wicklung 7 ist nicht dargestellt). Der Dampf strömt in die Rohrleitung 30 ein, und die Flüssigkeit wird dem Kühlkanalsystem 8 der Wicklung 7 zugeführt und tritt auch in die Rohrleitung 30 ein, wobei sie sich während der Kühlung in Dampf umwandelt. Durch die Rohrleitung 30 strömt der Dampf in den rekuperativen Wärmeaustauscher 26 ein, passiert ihn. wobei er den wärmeabgebenden Kühlmittelstrom abkühlt, und strömt sich dabei erwärmend durch die Rohrleitung 31 in den Gassammeiraum 22°und ferner in die Kühlmittelablaufleitung 25 ein.
Es ist thermodynamisch vorteilhafter, den Kühlmittelstrom aus dem rekuperativen Wärmeaustauscher 26 durch die Rohrleitung 31 und die zusätzliche Kühlmittelabfuhreinheit 34 (F i g. 2) zum Kanal — zur Rohrleitung 32 — der Kühlmittelablaufleitung 25 vom Läufer abzuleiten. Dabei läuft der aus den Ringkühlkanälen 11, 12 der Übergangszonen 9, 10 in die Gassammeiräume 22,23 abgeleitete Kühlmittelstrom in die Rohrleitung 33 ) (F i g. 2) der Kühlmittelablaufleitung 25 vom Läufer ein. Ferner wird jeder der beiden erwähnten Ströme aus den Rohrleitungen 32 und 33 der entsprechenden äußeren Stufe der Kryoanlage zugeführt.
Die Temperatur des während des rekuperativen
κι Wärmeaustausches 26 mit dem wärmeabgebenden Strom erwärmten wärmeaufnehmenden Kühlmittelstromes kann sich am Austritt des rekuperativen Wärmeaustauschers 26 von der des Stromes, der in die Kühlmittelablaufleitung 25 von den Ringkühlkanälen 11,
Ii 12 (Fig. 1) der Übergangszonen 9, 10 des Läufers 3 wesentlich unterscheiden. Die Vermischung von Strömen mit unterschiedlichen Temperaturen führt zu thermodynamischen Verlusten im Kryokühlsystem und somit zur Verminderung des Wirkungsgrades der Maschine, falls der Energieaufwand zur Kryokühlung der Wicklung bei der Berechnung ihres Wirkungsgrades auf den Energieverlust der Maschine bezogen wird.
Unter Erhaltung des Energieverbrauchs zur Kryokühlung der Wicklung führt die getrennte Ableitung der
2") erwähnten Ströme zu einer höheren Kälteleistung der Kryoanlage, zur Erzielung einer größeren Menge an flüssigem Kühlmittel oder dessen niedrigerer Temperatur und somit zu einem sicheren Betrieb der Maschine. Der im rekuperativen Wärmeaustauscher 26 erwärm-
JIi te wärmeaufnehmende Kühlmittelstrom braucht nicht unmittelbar in die Gassammeiräume 22, 23 (Fig. 1), sondern kann in den Ringkanal 11 des Übergangselements 9 abgeleitet werden (F i g. 4). Im Vergleich zu der unmittelbaren Ableitung in die Gassammeiräume 22, 23 erhöht dies die Durchflußmenge an Kühlmittel durch den Kanal 11 und gewährleistet eine bessere Kühlung der Übergangszonen 9,10. Dabei nimmt die Anzahl von einzelnen Gassammeiräumen in der Maschine ab, was ebenfalls eine Sicherheitserhöhung der Maschine insgesamt nach sich zieht.
Wie oben erwähnt, kann die Ranque-Wirbelröhre 16 (F i g. 5) mit dem rekuperativen Wärmeaustauscher 26 räumlich vereinigt werden, ohne daß dabei die Verteilung der Kühlmittelströme im Kryokühlsystem der elektrischen Maschine geändert werden muß. Diese räumliche Vereinigung bietet die Möglichkeit, den Abstand zwischen den in F i g. 1 gezeigten Stützen des Läufers 3 zu verkürzen, wodurch auch eine Erhöhung der Betriebssicherheit der Maschine gewährleistet wird.
Die Temperatur des in den Läufer 3 einlaufenden Kühlmittels kann durch den rekuperativen Wärmeaustauscher 38 (Fig. 6) erhöht werden, der vom Standpunkt des regenerativen Wärmeaustausches in der Kryoanlage aus als ein zweistufiger Wärmeaustauscher betrachtet werden kann. Dabei ist die Zunahme der Kühlmitteltemperatur in der Kühlmittelzulaufleitung 19 durch die (in Laufrichtung des wärmeaufnehmenden Kühlmittelstromes) zweite Stufe des rekuperativen Wärmeaustauschers 38 gewährleistet. Diese Stufe zeichnet sich durch einen dritten Austritt des Wärmeaustauschers 38 aus, der durch die Rohrleitung 17 mit dem Tangentialeinlauf der Ranque-Wirbelröhre 16 verbunden ist.
Die Temperaturzunahme des Kühlmittelstromes in der Einlaufeinheit 18 erhöht die Betriebssicherheit der letzteren und folglich der gesamten Maschine.
Zur Wärmeisolierung zwischen den Bauelementen des Läufers 3 (F i g. 1) sowie zwischen dem Läufer 3 und
dem Ständer 1 ist der Hohlraum 15 des Läufers 3 und der Hohlraum 42 des Ständers evakuiert. Das Vakuum wird mit Hilfe von Vakuumdichtungen 43 und nicht dargestellten kontinuierlich wirkenden Vakuumpumpen aufrechterhalten. Die Wärmedämmung muß auch zwischen den Rohrleitungen 32 (F i g. 2,3) und 33 in der K-ühlmittelablauflcitung 25 vom Läufer vorgesehen werden.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Elektrische Maschine mit Kyrokühlung, deren Läufer (3) eine supraleitende Wicklung (7) mit Kühlkanälen (8), deren Ein- und Ausgänge jeweils mit einem Ein- und Austritt eines im Hohlraum (15) des Läufers (3) untergebrachten Wärmeaustauschers (26) verbunden sind, dessen anderer Ein- und Austritt jeweils mit einer Kühlmittelzulaufleitung (19) zum Läufer und einer Kühlmittelablaufleitung (25) vom Läufer in Verbindung steht, einen Elektrowärmeschild (13), der relativ zu der supraleitenden Wicklung radialspielbehaftet angeordnet und zumindest mit einem Kühlkanal (14) ausgebildet ist, dessen Ein- und Ausgang an die Kühlmittelzulaufleitung (19) zum Läufer (3) bzw. an die Kühlmittelablaufleitung (25) vom Läufer angeschlossen ist, zwei Stromzuführungen (39), die mit der supraleitenden Wicklung (7) elektrisch verbunden und jeweils mindestens mit einem Kühlkanal ausgeführt sind, dessen Ein- und Ausgang mit der Kühlmittelzulaufleitung (19) zum Läufer bzw. der Kühlmittelablaufleitung (25) vom Läufer in Verbindung steht und zwei Übergangszonen (9, 10) aufweist, die an der supraleitenden Wicklung (7) anliegen, aufeinanderfolgend längs der Läuferachse beiderseits dieser supraleitenden Wicklung (7) angeordnet und jeweils mit mindestens einem Kühlkanal (11, 12) ausgeführt sind, dessen Eingang in nächster Nähe bei der supraleitenden Wicklung (7) liegt und an die Kühlmittelzulaufleitung (19) zum Läufer und dessen Ausgang an die Kühlmittelablaufleitung (25) vom Läufer angeschlossen ist und der einen Teil oder die ganze Kühlvorrichtung in einem Hohlraum (15) des Läufers (3) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlvorrichtung eine im Hohlraum (15) des Läufers (3) angeordnete Ranque-Wirbelröhre (16) aufweist, deren Tangentialeinlauf (17) mit der Kühlmittelzulaufleitung (U) zum Läufer, deren zentraler Auslauf (20) mit den Eintritten der Kühlkanäle der Übergangszonen (9,10) des Läufers (3) und der Stromzuführungen (39) und deren peripherischer Auslauf (21) mit dem Eintritt des Kühlkanals des Elektrowärmeschildes (13) verbunden ist, dessen Austritt an einen Zusatzeintritt des Kühlkanals mindestens einer Übergangszone (9) angeschlossen ist.
2. Elektrische Maschine nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelablaufleitung (25) vom Läufer zwei Kanäle enthält und der Austritt des Wärmeaustauschers (26) auf der Seite der Kühlmittelablaufleitung (25) mit deren einem Kanal und der Ausgang der Kühlkanäle (11, 12) der Übergangszonen (9,10) des Läufers (3) mit dem zweiten Kanal der Kühlmittelablaufleitung (25) verbunden ist.
3. Elektrische Maschine nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Kühlmittelablaufleitung (25) vom Läufer verbundene Austritt des Wärmeaustauscher:. (26) an einen Zusatzeintritt des Kühlkanals (Ui) wenigstens einer Übergangszone (9) angeschlossen ist.
4. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ranque-Wirbelröhre (16) in einer im Wärmeaustauscher (26) ausgebildeten Kammer (37) angeordnet ist.
5. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
Tangentialeinlauf der Ranque-Wirbelrohre (J6) mit dem Zusatzeintritt eines weiteren Wärmeaustauschers (38) verbunden ist.
DE2843129A 1978-10-03 1978-10-03 Elektrische Maschine mit Kryokühlung Expired DE2843129C2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2843129A DE2843129C2 (de) 1978-10-03 1978-10-03 Elektrische Maschine mit Kryokühlung

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DE2843129A DE2843129C2 (de) 1978-10-03 1978-10-03 Elektrische Maschine mit Kryokühlung

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DE2843129A1 DE2843129A1 (de) 1980-04-17
DE2843129C2 true DE2843129C2 (de) 1987-03-26

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DE2843129A Expired DE2843129C2 (de) 1978-10-03 1978-10-03 Elektrische Maschine mit Kryokühlung

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DE2843129A1 (de) 1980-04-17

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