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Kiihlanordnnng für Gleichrichter, deren Einheiten aus abwechselnden Schichten eines
Metalles und einer festen Metallverbindnng bestehen.
Bei ruhenden, trockenen Gleichrichtern, d. h. bei Gleichrichtern, deren Einheiten aus abwechselnden Schichten eines Metalles und einer festen Metallverbindung bestehen, hängt die Höhe der zulässigen Strombelastung wesentlich von der Temperatur ab, auf die sich der Gleichrichter bei Stromdurchgang erhitzt. In manchen Fällen genügt die natürliche Wärmeabführung durch Ausstrahlung, besonders dann, wenn man in an sich bekannter Weise die Wärme gut leitende Metallscheiben zwischen die einzelnen Gleichrichtereinheiten legt.
Vielfach aber wird man genötigt sein, besondere Mittel anzuwenden, um zu verhindern, dass an einzelnen Stellen im Innern des Gleichrichters eine übermässige Erwärmung und damit die Gefahr eines örtlichen Durchschlages auftritt, durch welchen die Gleichrichtereinheit zerstört und der ganze Gleicllrichter ausser Betrieb gesetzt würde.
Es hat sich nun gezeigt, dass die Gleichrichtereinheiten mit einer um so grösseren Stromdichte belastet werden können, je wirksamer die Kühlung ist, welcher sie an ihrer Innenseite ausgesetzt sind. Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Kühlanordnung für Gleichrichter der eingangs erwähnten Art, die eine besonders hohe Strombelastung der Gleichrichtereinheiten ermöglicht. Die Erfindung besteht darin, dass der Innenraum des aus ringscheibenförmigen Einheiten zusammengesetzten Gleichrichters zum Sitz einer verstärkten Kühlwirkung gemacht ist.
Für die Ausführung des Erfindungsgegenstandes gibt es verschiedene Möglichkeiten. So kann z. B. die Kühlung durch einen den Innenraum des Gleichrichters ausfüllenden, zugleich als Organ zum Zusammenpressen der Gleichrichtereinheiten dienenden metallischen Bolzen vermittelt werden. Diesen Bolzen kann man entweder als massiven Schraubenbolzen ausbilden und ihn an einem oder beiden Enden einer starken künstlichen Kühlung, etwa durch eine Kältemischung od. dgl. aussetzen oder man kann ihm als Hohlkörper ausbilden, dessen Hohlraum zum Durchleiten eines gasförmigen oder flüssigen Kühlmittels dient. Die Enden des zuletzt erwähnten Hohlkörpers können dabei z. B. so ausgebildet sein, dass sie sich unmittelbar zum Anschluss an eine Kühlwasserleitung eignen.
Schliesslich kann man auch zwischen dem-in diesem Falle zweckmässig massiv auszuführenden-Schraubenbolzen und der Innenseite der Gleichrichtereinheiten einen Spielraum freilassen und diesen zum Durchleiten eines gasförmigen oder flüssigen Kühlmittels benutzen.
In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Gleichrichterelektrodu dargestellt, die sich durch ihre für eine verstärkte Kühlwirkung besonders günstige Form auszeichnet. Bei der Entwicklung dieser Ausführungsform wurde von der Erkenntnis ausgegangen, dass es weniger darauf ankommt, die durchschnittliche Temperatur der ganzen Elektrode so niedrig wie möglich zu halten, als vielmehr Wärmestauungen an einzelnen Stellen ihres Innern, bei scheibenförmigen Elektroden also besonders in der Nähe der Scheibenachse, zu verhüten.
Dieser Zweck wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass die Elektrode die Gestalt einer kreisringförmigen Scheibe hat, deren Innendurchmesser mindestens gleich ihrem halben Aussendurchmesser ist. Dabei kann man dfn Innendurchmesser der Elektrode so bemesser'. dass ein
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Schraubenbolzen, der mehrere aus derartigen Elektroden zusammengesetzte Gleichrichtereinheiten trägt und ihre Zusammenpressung ermöglicht, von den Elektroden mit Spielraum umschlossen wird. Dieser Spielraum lässt sich dann im Bedarfsfalle zum Durchleiten eines gasförmigen oder flüssigen Kühlmittels ausnutzen.
1 bezeichnet eine scheibenförmige, aus Kupfer und einer Kupferoxydsehicht 4 bestehende Gleichrichterelektrode von Kreisringgestalt, deren Aussendurchmesser etwa doppelt so gross wie ihr Innendurchmesser ist. Der Innendurchmesser ist seinerseits so gewählt, dass sich zwischen einem zur Elektrode gleichachsigen Schraubenbolzen 2, der zum Zusammenpressen der aufeinandergelegten Elektroden dient und der inneren Begrenzung der scheiben- förmigen Elektrode ein ringförmiger Spielraum 3 ergibt.
Man kann, falls die natürliche Wärme- abführung,. z. B. durch zwischen die einzelnen Gleichrichterzellen gelegte Aluminiumscheiben von grösserem Durchmesser, nicht ausreichen sollte, die Enden des Schraubenbolzens 2 einer starken'künstlichen Kühlung aussetzen und dadurch der Stromwärme eine Ableitung nach aussen verschaffen. Man kann aber auch den Ringraum 3 zur Durchleitung eines gasförmigen oder flüssigen Kühlmittels benutzen.
In vielen Fällen wird man jedoch ohne diese künstlichen Mittel auskommen, da schon die Kreisringform an sich in Verbindung mit dem gewählten Verhältnis - des Innendurchmessers zum Aussendurchmesser 1/2) in besonders vorteilhafter Weise ungünstige Wärmestauungen im Innern der Elektrode zu verhindern vermag, mit andern Worten, eine verstärkte Kühlwirkung hervorruft.
In allen erwähnten Fällen ergibt sich eine ausserordentliche Steigerung der Belastungsfähigkeit des Gleichrichters, die vor allem dem Umstand zuzuschreiben ist, dass durch die angegebenen Mittel Wärmestauungen im Innern der scheibenförmigen Gleichrichtereinheiten fast vollständig vermieden werden. Damit soliwindet aber im gleichen Masse die Gefahr eines örtlichen Durchschlages, durch welchen der ganze Gleichrichter ausser Betrieb gesetzt werden würde.
"-Natürlich lassen sich nacli Bedarf auch mehrere der angegebenen Mittel miteinander vereinigen, wodurch dann die Kühlung noch ausgiebiger wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Kühlanordnung für Gleichrichter, deren Einheiten aus abwechselnden Schichten eines Metalles und einer Metallverbindung bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum des aus ringscheibenförmigen Einheiten zusammengesetzten Gleichrichters zum Sitz einer verstärkten Kühlwirkung gemacht ist.