DE823765C - Kuehleinrichtung fuer elektrische Geraete, insbesondere fuer Trockengleichrichter - Google Patents

Description

• Kühleinrichtung für elektrische Geräte, insbesondere für Trockengleichrichter Die Erfindung betrifft eine Kühleinrichtung für elektrische Geräte, bei denen die im Betrieb auftretende Erwärmung schädlich ist. Solange diese Geräte ausreichend isoliert oder gekapselt sind und, wenn ein Kühlluftstrom nicht mehr ausreichen sollte, einem Kühlv-asserstrom ausgesetzt werden können, bereitet die Kühlung in den meisten Fällen keine großen Schwierigkeiten. Wenn jedoch Geräte zu kühlen sind, bei denen große Erwärmungen auftreten und eine Kapselung oder Isolierung der spannungsführenden Teile aus Wärmeübertragungsgründen nicht zulässig ist, miissen andere Wege beschritten werden. Das ist insbesondere dann der Fall, wenn durch die Erwärmung das elektrische Verhalten dieser Geräte beeinflußt wird, wie es beispielsweise bei Widerst'inden, insbesondere aber bei hoch belasteten Trockengleichrichtern zutrifft, bei denen gleichzeitig auch eine möglichst gleichmäßige Kühlung aller Teile des Gerätes erforderlich ist. Die an sich naheliegende Anwendung eines unter atmosphärischen Bedingungen stehenden, ausreichend starken, durch einen Ventilator erzeugten Kühlluftstromes bedingt einen zu großen Leistungsaufwand und ist daher in vielen Fällen unwirtschaftlich.
• Die Kühleinrichtung nach der Erfindung löst die genannte Aufgabe dadurch, daß das zu kühlende Gerät dem in einer geschlossenen Bahn umlaufenden Strom eines verdichteten gasförmigen Wärmeübertragungsmittels ausgesetzt wird, der seinerseits der Wirkung einer Einrichtung zur Wärmeabfuhr unterliegt. Durch die Verwendung eines gasförmigen Wärmeübertragungsmittels, z. B. Druckluft, wird der Vorteil erreicht, daß man äußerst günstige Wärmeübertragungsverhältnisse erzielen kann, ohne daß irgendein beachtenswerter Arbeitsaufwand erforderlich ist. Dabei kann zum Abführen der Wärme die Außenluft oder normales Kühlwasser, gegebenenfalls auch eine andere an sich bekannte Kühleinrichtung verwendet werden.
• An Hand der Zeichnung, welche in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel der neuen Kühleinrichtung zeigt, wird die Erfindung noch näher beschrieben. i ist das zu kühlende Gerät, im vorliegenden Fall ein Trockengleichrichter, der in einem eine geschlossene Umlaufbahn bildenden Behälter 2 untergebracht ist. 3 ist eine Einrichtung zur Wärmeabfuhr in Form eines mit Kühlwasser durchflossenen Rohrsystems großer Oberfläche, das die Wärme aufnimmt, welche das in der Pfeilrichtung umlaufende, gasförmige Wärmeübertragungsmittel am Gleichrichter i annimmt. .4 ist eine kleine Fördereinrichtung, beispielsweise ein Gebläse oder eine Pumpe, welche den Gasstrom im Gefäß 2 aufrechterhält. Das gasförmige Wärmeübertragungsmittel ist verdichtet, steht also unter erhöhtem Druck; beispielsweise sei Druckluft verwendet. Hierdurch ergibt sich folgender Vorteil: Wird das Luftgewicht, welches in der Zeiteinheit durch den Gleichrichter i geblasen wird, konstant gehalten, so bleiben die Wärmeübergangsbedingungen an der Oberfläche des Gleichrichters die gleichen, wenn der Druck auf einen Wert p erhöht wird. Das Luftvolumen und die Druckverluste in der Kühleinrichtung gehen aber beide auf den p-tenTeil zurück, so <laß sich die Lüfterleistung im Verhältnis i : p2, also außerordentlich stark, vermindert. Wird nun das in der Zeiteinheit umlaufende Luftgewicht so lange erhöht, bis die ursprüngliche, bei Atmosphärendruck erforderliche Leistung des Lüfters d wieder erreicht ist, so hat die damit verbundene Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit bzw. der Reyrioldsschen Zahl eine entsprechende Verbesserung der Wärmeübergangsbedingungen zur Folge. Bei gleicher Lüfterleistung wird somit eine um so wirksamere Kühlung des Gleichrichters i möglich, je höher der Druck des Übertragungsmittels im Gehäuse 2 gewählt wird. Andererseits läßt sich wesentlich an Lüfterleistung sparen, wenn der Druck entsprechend erhöht wird, ohne daß dabei die Wärmeübergangsbedingungen geändert werden.
• Statt das Rohrsystem 3 unmittelbar mit Kühlwasser durchfließen zu lassen, ist es auch möglich, es mit einer Flüssigkeit zu füllen, welche durch die zugeführte Wärme zum Sieden gebracht wird. Dadurch läßt sich der Vorteil erreichen, daß man unabhängig von der Außentemperatur oder von der Kühlwassertemperatur werden und außerdem eine Kühlung auf gleichbleibende Temperatur erreichen kann; denn eine siedende Flüssigkeit hat praktisch im ganzen Verdampfergefäß eine konstante Temperatur und weist unter diesen Verhältnissen ausgezeichnete Wärmeübergangsbedingungen auf. Eine gleichbleibende Temperatur ist aber für viele elektrische Geräte, beispielsweise für konstante Widerstände, deren Widerstandswert meist von der Temperatur an sich abhängig ist, von großem Vorteil. Besonders günstig macht sich dieser Umstand bei hochbelasteten Trockengleichrichtern bemerkbar, welche nur bei verhältnismäßig niederen Temperaturen günstige Arbeitsbedingungen aufweisen. Die im Rohrsystem 3 verdampfende Flüssigkeit kann dann in einem Kondensator beliebiger Bauart niedergeschlagen und wieder in das Verdampfungsgefäß zuriickgefülirt werden. Das Rohrsystem 3 kann aber auch der Wärmeaustauscher einer kleinen Kältemaschine, beispielsweise einer Kompressionsoder einer Ahsorptionskälternaschine sein.
• Es bereitet keine besonderen Sch-,vierigkeiten, den unter Überdruck stehenden Behälter 2 gut abzudichten. Um evtl. auftretende Leckverluste auszugleichen oder den Druck des Wärineübertragungsmittels verändern zu können, wenn beispielsweise eine erhöhte Wärmeübertragung vorn Gleichrichter i zum System 3 ohne Leistungserhöhung des Liifters4 erwünscht ist, kann es vorteilhaft sein, einen Hochdruckbehälter 5 vorzusehen, von dem aus das Wärmeübertragungsmittel über ein Reduzierventil 6 in das Gefäß 2 übergeführt werden kann. Gegebenenfalls kann aber statt dessen auch ein kleiner Verdichter vorgesehen werden, welcher die erforderliche Verdichtung des Wärmeübertragungsmittels vorzunehmen gestattet.

Claims (3)

1. P A T E N T A N S P R V C r i E i. Kühleinrichtung für elektrische Geräte, insbesondere für Trockengleichrichter, dadurch gekennzeichnet, elaß das zu kühlende Gerät dem in einer geschlossenen Bahn umlaufenden Strom eines verdichteten gasförmigen Wärmeübertragungsmittels ausgesetzt ist, das seinerseits der Wirkung einer Einrichtung zur Wärmeabfuhr unterliegt.
2. 2. Kühleinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bahn des Wärmeübertragungsmittels eine Fördereinrichtung, z. B. Gebläse oder Pumpe, liegt.
3. 3. Kühleinrichtung nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des Wärmeübertragungsmittels vorzugsweise mit Hilfe eines über ein Reduzierventil angeschlossenen, das Wärmeübertragungsmittel enthaltenden Hochdruckbehälters oder eines Verdichters regelbar ist.