Dispositif de refroidissement d'appareils électriques par circulation de liquide à l'intérieur de conducteurs électriques tubulaires. On a proposé de refroidir les conducteurs de certains appareils électriques, notamment ceux des électro-aimants servant à produire des champs magnétiques intenses, par circu lation d'eau à travers les conducteurs for més de tubes de cuivre creux. Mais la cir culation d'un liquide réfrigérant, comme l'eau, qui n'est pas complètement isolant, pré sente l'inconvénient que par suite de la dif férence de potentiel entre les deux points des conducteurs où se font la sortie et l'en- tréd du liquide, un certain courant électri que est débité par le liquide.
On éprouve, en outre, de la difficulté à constituer des joints isolants étanches pour relier les points des conducteurs où se font l'entrée et la sor tie du -liquide aux canalisations extérieures de distribution de ce liquide.
La présente invention a pour but de ren dre pratique ce mode de refroidissement en remédiant à cette difficulté. Son objet con siste en un dispositif de refroidissement d'appareils électriques par circulation de liquide à l'intérieur de conducteurs électri- ques tubulaires, dans lequel l'entrée et la sortie du liquide se font en des points des conducteurs électriques ayant le même po tentiel.
Ces points peuvent être avantageusement au point neutre, si l'appareil en comporte un, ce qui permettra d'utiliser une conduite de liquide aboutissant à la terre comme c'est généralement le cas.
A titre d'exemple., on a décrit ci-dessous et représenté au dessin annexé diverses for mes d'exécution de l'objet de l'invention.
Les fig. 1 et 2 représentent des formes d'exécution permettant le- refroidissement des enroulements secondaires ouverts de trans formateurs monophasés et le refroidissement des anodes de convertisseurs alimentés par ces transformateurs; La fig. 3 représente une forme d'exécu tion -pour le refroidissement des enroule ments secondaires fermés de transformateurs triphasés connectés en triangle; La fig. 4 montre un dispositif de refroi dissement des enroulements secondaires de transformateurs comportant des enroulements étoilés et des enroulements polygonaux su perposés et connectés entre eux, transforma teurs qui servent à l'alimentation des anodes d'un convertisseur.
Ce dispositif est égale ment -utilisé pour le refroidissement des anodes alimentées.
Dans le dispositif représenté en fig. 1, un transformateur monophasé ordinaire com porte un enroulement secondaire constitué par des conducteurs creux 1-2, 1-3, dis posés en parallèle. Chacun des deux tron çons 1-2, 1-3, de cet enroulement, est constitué par deux tubes de cuivre 2'-2" et dont l'un servira, au départ et l'au tre au retour du liquide réfrigérant. Le point neutre 1 de la distribution est réuni a u potentiel 0, c'est-à-dire à la terre, tandis que les extrémités 2 et 3 à haute tension des enroulements secondaires du transformateur, servent à la transmission du courant élec trique. Eventuellement, les anodes alimen tées 2' pourront être refroidies en prolon geant jusqu'à elles la double canalisation 2.
Un dispositif analogue pourra être ap pliqué à deux (ou plusieurs) transforma teurs identiques<I>A B,</I> connectés en parallèle (fig. 2). dans lesquels chaque enroulement secondaire de chaque transformateur sera constitué par un conducteur tubulaire unique. Le groupement de ces deux transformateurs sera. fait de façon telle que la circulation d'eau arrive par le point neutre 4 du pre mier transformateur A. circule, d'une part, dans l'enroulement 5 du transformateurs A, puis dans l'enroulement 5 du transforma teur B, et, d'autre part, dans l'enroulement 6 (lu transformateur A, puis dans l'enroulement 6' du transformateur B, les deux enroule ments 5' et 6' aboutissant au point neutre 4' du transformateur B.
La fig. 3 représente l'application du dis positif dans le cas particulier d'un transfor mateur triphasé dont l'enroulement secon daire représenté est monté en triangle. L'eau arrive par la branche 7, circule par les côtés 8, 9 et 10 s'écoule par la branche 11 connec tée électriquement à la branche 7 et qui se Prouve, d'après le montage du transforma teur en triangle, au même potentiel que le conducteur 7.
Enfin le dispositif de refroidissement sera spécialement applicable dans le cas d'un transformateur comportant un enroulement secondaire formé d'un enroulement en poly gone et d'un enroulement en étoile superposés et, connectés entre eux en un certain nombre de points, qui a été imaginé par le deman deur spécialement pour l'alimentation des anodes d'un ou de plusieurs redresseurs de courant, et en particulier, de redresseurs à vapeur de mercure. Cette disposition est dé crite dans le brevet suisse no 103744.
La fig. 4 représente, dans une forme d'exécution du dispositif appliqué à ce cas, la disposition des raccords de la tuyauterie conductrice de liquide réfrigérant établie de façon à, réaliser une circulatoin d'eau systé matique. L'arrivée du liquide se fait par le tube 12 au point neutre 12' formé par le cen tre de l'enroulement étoilé. Le liquide circule alors dans deux branches 13 de l'étoile pour parvenir à l'enroulement circulaire ou poly gonal 14. Après avoir absorbé la chaleur dé gagée dans tout l'appareil, le liquide revient par la suite de l'enroulement 14 et par les branches 13' de l'étoile, puis ressort par le tuyau d'évacuation 17, amorcé. au point neu tre 17' connecté électriquement au point 12'.
Sur la figure, les différents tronçons d'en roulement connectés en série tels que 13 et 14 sont placés sur deux noyaux magnétiques (non figurés) portant, d'autre part, des en roulements primaires alimentés par un cou rant triphasé; cette figure indique notamment comment plusieurs anodes 15 d'un convertis seur à vapeur de mercure 16 alimenté par le transformateur peuvent être refroidies.
Un dispositif de refroidissement analogue à celui qui vient d'être décrit, est applicable à, l'enroulement du stator d'un alternateur, par exemple d'un alternateur triphasé dont le point neutre est relié à la terre. Dans ce cas, on utilisera avec avantage un bobinage com portant un enroulement multiple pair, de fa çon à faire arriver le liquide réfrigérant par l'un des deux groupes de bobines, et évacuer le liquide par le deuxième groupe de bobines.
Dans tous les dispositifs décrits, on pourra déterminer et régler la- vitesse de circulation d'eau, au moyen d'une pompe ou par tout autre procédé adéquat.
Device for cooling electrical devices by circulating liquid inside tubular electrical conductors. It has been proposed to cool the conductors of certain electrical devices, in particular those of electromagnets used to produce intense magnetic fields, by circulating water through conductors formed from hollow copper tubes. However, the circulation of a refrigerant liquid, such as water, which is not completely insulating, has the disadvantage that owing to the difference in potential between the two points of the conductors where the outlet and the outlet are made. When entering the liquid, a certain electric current is delivered by the liquid.
In addition, it is difficult to form watertight insulating joints to connect the points of the conductors where the entry and exit of the liquid are made to the external pipes for distributing this liquid.
The object of the present invention is to make this cooling mode practical by overcoming this difficulty. Its object consists of a device for cooling electrical appliances by circulating liquid inside tubular electrical conductors, in which the entry and exit of the liquid are made at points of the electrical conductors having the same po tential.
These points can advantageously be at the neutral point, if the device has one, which will make it possible to use a liquid pipe leading to the earth as is generally the case.
By way of example, various embodiments of the object of the invention have been described below and shown in the accompanying drawing.
Figs. 1 and 2 show embodiments allowing cooling of the open secondary windings of single-phase transformers and cooling of the anodes of converters supplied by these transformers; Fig. 3 shows one embodiment for cooling the closed secondary windings of three-phase transformers connected in delta; Fig. 4 shows a device for cooling the secondary windings of transformers comprising star windings and polygonal windings perposed and connected to one another, transformers which are used to supply the anodes of a converter.
This device is also used for cooling the supplied anodes.
In the device shown in FIG. 1, an ordinary single-phase transformer has a secondary winding consisting of hollow conductors 1-2, 1-3, arranged in parallel. Each of the two sections 1-2, 1-3, of this winding, is made up of two 2'-2 "copper tubes, one of which will serve as the outlet and the other for the return of the coolant. neutral point 1 of the distribution is joined to potential 0, that is to say to earth, while the high voltage ends 2 and 3 of the secondary windings of the transformer are used for the transmission of electric current. the anodes fed 2 'can be cooled by extending the double pipe 2 to them.
A similar device can be applied to two (or more) identical transformers <I> A B, </I> connected in parallel (fig. 2). in which each secondary winding of each transformer will be formed by a single tubular conductor. The grouping of these two transformers will be. made in such a way that the water circulation arrives through the neutral point 4 of the first transformer A. circulates, on the one hand, in the winding 5 of the transformers A, then in the winding 5 of the transformer B, and , on the other hand, in winding 6 (transformer A, then in winding 6 'of transformer B, the two windings 5' and 6 'terminating at neutral point 4' of transformer B.
Fig. 3 shows the application of the positive device in the particular case of a three-phase transformer whose secondary winding shown is mounted in a triangle. The water arrives through branch 7, circulates through sides 8, 9 and 10 flows through branch 11 electrically connected to branch 7 and which is proved, according to the assembly of the transformer in a triangle, at the same potential than the conductor 7.
Finally, the cooling device will be especially applicable in the case of a transformer comprising a secondary winding formed of a poly gone winding and a star winding superimposed and, connected to each other at a certain number of points, which has been designed by the applicant especially for powering the anodes of one or more current rectifiers, and in particular, mercury vapor rectifiers. This arrangement is described in Swiss Patent No. 103744.
Fig. 4 shows, in one embodiment of the device applied to this case, the arrangement of the connectors of the refrigerant liquid conductive piping established so as to achieve a systemic water circulatoin. The arrival of the liquid takes place through the tube 12 at the neutral point 12 'formed by the center of the star winding. The liquid then circulates in two branches 13 of the star to reach the circular or polygonal winding 14. After having absorbed the heat given off throughout the apparatus, the liquid subsequently returns from the winding 14 and by the branches 13 'of the star, then emerges through the drain pipe 17, primed. at neutral point 17 'electrically connected to point 12'.
In the figure, the various rolling sections connected in series such as 13 and 14 are placed on two magnetic cores (not shown) carrying, on the other hand, primary bearings supplied by a three-phase current; this figure shows in particular how several anodes 15 of a mercury vapor converter 16 supplied by the transformer can be cooled.
A cooling device similar to that which has just been described, is applicable to the winding of the stator of an alternator, for example of a three-phase alternator whose neutral point is connected to earth. In this case, use will be made with advantage of a winding comprising an even multiple winding, so as to bring the refrigerant liquid through one of the two groups of coils, and evacuate the liquid via the second group of coils.
In all the devices described, it is possible to determine and regulate the speed of water circulation, by means of a pump or by any other suitable method.