ТЕПЛООБМЕННИК СИСТЕМЫ ЖИДКОСТНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ЛИНЕЙНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

Полезная модель относится к теплообменникам систем жидкостного охлаждения линейных электрических машин, и может быть использована в машиностроении.
Одним из наиболее перспективных методов увеличения силы в линейной электрической машине является жидкостное охлаждение. Применение жидкостного охлаждения увеличивает продолжительную тяговую силу машины примерно в полтора - два раза (см., например, каталог компании Kollmorgen, PLATINUM DDL, November 2004. www.DanaherMotion.com).
Известен теплообменник системы жидкостного охлаждения линейной электрической машины компании ETEL (Швейцария) (ETEL Doc. Installation manual # LM 912/Ver.A/23/1/02, c. 29), принятый за прототип. Теплообменник в составе системы жидкостного охлаждения обеспечивает в продолжительном режиме работы электрической машины температуру обмоток якоря не выше +120°C. Теплообменник системы охлаждения линейной электрической машины выполнен в виде трубчатого змеевика с входным и выходным патрубками и звеньями, предназначенными для размещения в пазах магнитопровода якоря в контакте с обмотками линейной электрической машины. В качестве охлаждающей жидкости используется вода с добавлением антикоррозионных агентов. Теплообменник и катушки залиты в блок теплопроводящим компаундом.
Существенным недостатком прототипа является одностороннее протекание хладагента, вызывающее температурную дестабилизацию работы фазных катушек и деформацию магнитопровода якоря из-за разности температур на его концах. При протекании вдоль якоря в одном направлении хладагент постепенно нагревается, в результате чего, входные звенья (иначе - витки) теплообменника, расположенные на одном конце якоря, обладают более низкой температурой, чем выходные звенья теплообменника, расположенные на другом конце якоря. Вследствие этого эффективность работы как теплообменника, так и охлаждаемой им линейной электрической машины крайне низка.
Задачей полезной модели является разработка эффективного теплообменника системы охлаждения линейных электрических машин, позволяющего обеспечить стабильную температуру на всей длине магнитопровода с фазными катушками.
Технический результат - повышение эффективности теплообменника.
Поставленная задача решается, а заявленный технический результат достигается тем, что в теплообменнике системы жидкостного охлаждения линейной электрической машины, выполненном в виде трубчатого змеевика с входным и выходным патрубками и звеньями, предназначенными для размещения в пазах магнитопровода якоря в контакте с фазными обмотками линейной электрической машины, змеевик выполнен из двух встречно направленных и переходящих одна в другую ветвей, одна из которых включает входной патрубок и звенья, выполненные с возможностью размещения в пазах магнитопровода якоря через один паз, а вторая ветвь включает выходной патрубок и звенья, выполненные с возможностью размещения в пазах магнитопровода якоря, не занятых звеньями первой ветви.
Полезная модель поясняется изображениями, где на:
Фиг. 1 - Система охлаждения линейной электрической машины в сборе (изометрия);
Фиг. 2 - Система охлаждения линейной электрической машины с разнесенными частями (изометрия);
Фиг. 3 - Температурный график.
Теплообменник системы охлаждения линейной электрической машины выполнен в виде трубчатого змеевика 1, состоящего из двух встречно направленных и переходящих одна в другую ветвей, одна из которых - ветвь 2 - включает входной патрубок 3 и звенья 4, выполненные с возможностью размещения в пазах 5 магнитопровода якоря 6 через один паз 7, а вторая ветвь 8 включает выходной патрубок 9 и звенья 10, выполненные с возможностью размещения в пазах 7 магнитопровода якоря 6, не занятых звеньями 4 первой ветви 2 (Фиг. 1, 2).
Полезная модель работает следующим образом.
1Впм
2Впм
пм
пр
пр
В трубчатом змеевике 1 посредством входного патрубка 3 и выходного патрубка 9 создается проток теплоносителя. В качестве теплоносителя используется, например, вода с добавлением антикоррозионных агентов. По мере движения по змеевику теплоноситель, забирая тепло магнитопровода 6 и фазных катушек 11 линейной электрической машины, нагревается. Изменение температуры теплоносителя по длине змеевика 1 (как правило, совпадает с длиной Lя якоря 6) показано в виде изменения температуры теплоносителя в ветвях 2 - T и 8 - Т. При этом, за счет встречно-чередующегося расположения звеньев 4 и 10 соответственно ветвей 2 и 8, средняя температура теплообменника стремиться по всей длине к равновесному значению Тср (Фиг. 3), чем и обеспечивается равномерное падение температуры магнитопровода 6 и фазных катушек 11 Тя в предложенной полезной модели в отличии от прототипа, в котором перепад температуры змеевика Тз влечет неравномерное падение температуры магнитопровода 6 и фазных катушек 11 Тя, что позволяет сделать вывод о повышении эффективности заявленного теплообменника по сравнению с прототипом.
Таким образом, вышеизложенное свидетельствует о том, что поставленная задача - разработка эффективного теплообменника системы охлаждения линейных электрических машин, позволяющего обеспечить стабильную температуру на всей длине магнитопровода с фазными катушками - решена, а заявленный технический результат - повышение эффективности теплообменника - достигнут.
Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в формуле признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности необходимых признаков, неизвестной на дату приоритета из уровня техники и достаточной для получения заявленного технического результата.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении относится к теплообменникам систем жидкостного охлаждения линейных электрических машин, и может быть использован в машиностроении;
- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в формуле полезной модели, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Следовательно, заявленный объект соответствует критериям патентоспособности «новизна» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.