CH103966A - Device for cooling electrical devices by circulating liquid inside tubular electrical conductors. - Google Patents

Device for cooling electrical devices by circulating liquid inside tubular electrical conductors.

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CH103966A
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Description

  

  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.

 

Claims (1)

REVENDICATION Dispositif de refroidissement d'appareils électriques par circulation de liquide à l'inté rieur de conducteurs électriques tubulaires, caractérisé par le fait que l'entrée et la sor tie du liquide se font en des points des con ducteurs électriques ayant le même potentiel. SOUS-REVENDICATIONS 1 Dispositif suivant la revendication, dans le quel les points de même potentiel, où se font l'entrée et la sortie du liquide, sont un point neutre de l'appareil. CLAIM Device for cooling electrical appliances by circulating liquid inside tubular electrical conductors, characterized in that the entry and exit of the liquid are made at points of the electrical conductors having the same potential. SUB-CLAIMS 1 Device according to claim, in which the points of the same potential, where the liquid inlet and outlet occur, are a neutral point of the device. 2 Dispositif suivant la revendication, com portant des enroulements ouverts, carac térisé par le fait que chaque enroulement est constitué par deux conducteurs tubu laires connectés en parallèle qui sont réunis à l'une de leurs extrémités et qui sont juxtaposés à leur autre extrémité à laquelle se font l'entrée du liquide par un des con ducteurs, et la sortie par l'autre. 3 Dispositif suivant la revendication, com portant un enroulement fermé, caractérisé par le fait que cet enroulement est constitué par un tube formant un circuit ouvert, dont les deux extrémités, servant d'entree et de sortie du liquide, sont voisines et con nectées électriquement. 2 Device according to claim, com bearing open windings, charac terized in that each winding consists of two tubular conductors connected in parallel which are joined at one of their ends and which are juxtaposed at their other end at which the liquid enters by one of the conductors, and the exit by the other. 3 Device according to claim, com bearing a closed winding, characterized in that this winding is constituted by a tube forming an open circuit, the two ends of which, serving as input and output of the liquid, are adjacent and electrically connected . 4 Dispositif suivant la revendication et la sous-revendication 1, comportant simultané ment un enroulement fermé et un enroule ment ouvert à point neutre connectés en tre eux en certain points, aussi bien élec triquement que par des raccords tubulaires, caractérisé par le fait qu'au point neutre électrique commun les espaces creux de ces conducteurs sont les uns réunis, les autres séparés de telle façon que le liquide de cir culation parte par un .certain nombre de branches et, après avoir parcouru toutes les parties des enroulements, 4 Device according to claim and sub-claim 1, comprising simultaneously a closed winding and an open winding at neutral point connected to each other at certain points, both electrically and by tubular connectors, characterized in that ' at the common electrical neutral point, the hollow spaces of these conductors are some joined together, the others separated in such a way that the circulating liquid leaves through a certain number of branches and, after having passed through all the parts of the windings, revienne par les autres branches. 5 Dispositif suivant la revendication, dans le quel l'enroulement refroidi de l'appareil électrique est relié par un conducteur à un organe à potentiel élevé qu'il importe de refroidir, caractérisé par le fait que ce con ducteur de liaison est constitué par deux tubes, intercalés dans l'enroulement refroidi et servant à l'amenée et au départ du li quide refroidissant. comes back through the other branches. 5 Device according to claim, wherein the cooled winding of the electrical device is connected by a conductor to a high potential member that it is important to cool, characterized in that this connecting conductor is formed by two tubes, interposed in the cooled coil and used for the supply and departure of the cooling liquid.
CH103966D 1921-04-13 1922-04-13 Device for cooling electrical devices by circulating liquid inside tubular electrical conductors. CH103966A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1012998B (en) * 1952-09-22 1957-08-01 Siemens Ag Electric machine with internal cooling of the conductors
DE1020408B (en) * 1953-01-27 1957-12-05 Gen Electric Device for the coolant supply in dynamo-electric machines
FR2587557A1 (en) * 1985-09-16 1987-03-20 Gen Electric LIQUID COOLING STATIC EXCITATION SYSTEM FOR ELECTRODYNAMIC MACHINE

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