DE1022718B - Gekuehlte mehrlagige Niederfrequenz-Induktionsspule - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine gekühlte mehrlagige Niederfrequenz-Induktionsspule. Niederfrequenz-Induktionsspulen müssen in der Regel gekühlt werden, da sonst durch den auftretenden hohen Strombelag das Leitmaterial sich stark erwärmen würde.

Es sind bereits verschiedene Lösungen bekanntgeworden, um die Wärme von den Leitern abzuführen. Beispielsweise hat man den Leiter der Spule als Rohr ausgebildet, das von einer Kühlflüssigkeit durchflossen wird. Um dabei eine möglichst große Anzahl von Windungen auf die Längeneinheit unterzubringen, hat man oft an Stelle von runden flachgewalzte Rohre verwendet. Der hier erzielbare Gewinn ist verhältnismäßig gering. Auch hat man die Spule aus flachen Blechwandungen aufgebaut, derart, daß eine flachkant gestellte Wendel entsteht. Die axiale Höhe jeder Windung ist dann verhältnismäßig gering, dafür aber die radiale Erstreckung so groß gewählt, daß der erforderliche Leiterquerschnitt erreicht wird. Derartige Wendeln werden in einen Kühlbehälter hineingestellt, jedoch ergibt es sich hierbei, daß die Zirkulation der Kühlflüssigkeit auf Grund der großen Flächen, die quer zur Umlauf richtung stehen, für eine hinreichende Kühlung nicht ausreicht, da die Flüssigkeit nicht hinreichend die schmalen Kanäle zwischen diesen Flächen durchdringt.

Ferner hat man, um die Anordnung zu verbessern, die Wendel in dem Gefäß derart eingebaut, daß ihre Innenseite an einem isolierenden rohrförmigen Stück anliegt und ihre Außenseite ebenfalls von einem rohrförmigen Isolierstück umgeben wird. Es besteht auf diese Art eine Anordnung, die eine gewisse Ähnlichkeit mit Kühlschlangen hat. Wenn auch mit dieser letztgenannten Anordnung eine Verbesserung der Kühlung erzielt werden konnte, so hat diese doch noch wesentliche Nachteile in elektrischer Hinsicht.

Bekanntlich wird der Wirkungsgrad einer induktiven Erwärmungseinrichtung auch maßgeblich durch die ohmschen Verluste des Spulenleiters beeinflußt. Bei einlagigen Spulen lassen sich jedoch durch eine größere radiale Ausdehnung des Vollprofils zur Verminderung des Widerstandes die ohmschen Verluste nur bedingt herabsetzen, da infolge der Stromverdrängung und der räumlichen Abmessungen das Optimum bald überschritten wird. Man hat daher mehrlagige Spulen verwendet. Hierbei hat man entweder die Spulen als Hohlleiter ausgebildet, oder man hat den einzelnen Leiter an seiner dem Werkstück abgewandten Seite exzentrisch mit einem Kühlkanal versehen. Die mehrlagige Spule aus Hohlleitern hat einen schlechten Leistungsfaktor. Die exzentrische Anordnung der Kühlkanäle an den Leitern der Spule hat zwar bereits eine \^rerbesserung des Leistungsfaktors gegenüber dem Hohlleiter mit koaxialer Bohrung zur Gekühlte mehrlagige
Niederfrequenz-Induktionsspule

Anmelder:

Siemens-Sctmckertwerke

Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dipl.-Ing. Hans Glemser, Erlangen,
ist als Erfinder genannt worden

Folge, jedoch ist die zu erreichende Verbesserung noch gering.

Es sind ferner gekühlte mehrlagige Niederfrequenz-Induktionsspulen bekannt, deren Windungen in einem gemeinsamen, der Spulenform angepaßten Kühlbehälter angeordnet und durch Isolierteile in ihrer Lage derartig gehaltert sind, daß sie allseitig vom Kühlmittel umspült werden. Der Kühlbehälter besteht bei bekannten Spulenanordnungen jedoch aus unmagnetischem Material. Demgegenüber ist zur Verbesserung der Abschirmung und des magnetischen Rückschlusses der Kühlbehälter erfindungsgemäß aus magnetischem Material hergestellt, wobei Mantel und Stirnflächen des Behälters in an sich bekannter Weise mit senkrecht zum elektrischen Feld verlaufenden, elektrisch nichtleitenden Trennstreifen unterbrochen sind.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung nach der Erfindung dargestellt. Um das Werkstück 1 ist die aus mehreren Lagen 2, 3, 4 bestehende Induktionsspule 5 angeordnet, deren einzelne Lagen in einem gemeinsamen, der Spulenform angepaßten Kühlbehälter 6 angeordnet sind. Der Mantel und die Stirnflächen des Kühlbehälters 6 sind aus magnetischem Material hergestellt, wobei — falls das magnetische Material gleichzeitig auch elektrisch gut leitend ist — senkrecht zur Richtung des elektrischen Feldes in den Flächen nichtleitende Trennstreifen vorgesehen werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   Gekühlte mehrlagige Niederfrequenz - Induktionsspule, deren Windungen aus Vollprofilleitern in einem gemeinsamen, der Spulenform angepaßten Kühlbehälter angeordnet und durch Isolierteile in ihrer Lage derart gehaltert sind, daß sie allsei-

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   tig vom Kühlmittel umspült werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Beihälter aus magnetischem Material hergestellt ist, wobei Mantel und Stirnflächen des Behälters in an sich bekannter Weise mit senkrecht zum elektrischen Feld verlaufenden, elektrisch nichtleitenden Trennstreifen unterbrochen sind.

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   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Deutsche Patentschrift Nr. 767 236; deutsche Patentanmeldung D 9182 VIIId/21h (bekanntgemacht am 30. 7. 1953);

   Zeitschrift »Physical Review«, Februar 1932, S. 603/604.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 709 849/335 1.58