DE1184422B

DE1184422B - Arrangement for cooling a rectifier system

Info

Publication number: DE1184422B
Application number: DE1957C0019935
Authority: DE
Original assignee: Columbia Southern Chemical Corp
Current assignee: Columbia Southern Chemical Corp
Priority date: 1956-12-05
Filing date: 1957-12-05
Publication date: 1964-12-31
Also published as: CH350364A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Internat. KL: HOIlBoarding school KL: HOIl

Deutsche KX: 21g-11/02 German KX: 21g-11/02

Nummer: 1184 422Number: 1184 422

Aktenzeichen: C19935 VIII c/21 gFile number: C19935 VIII c / 21 g

Anmeldetag: 5. Dezember 1957 Filing date: December 5, 1957

Auslegetag: 31. Dezember 1964Opening day: December 31, 1964

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Kühlen einer Gleichrichteranlage, bei der zur Erzeugung von Gleichstrom hoher Stromstärke jeweils mehrere Halbleitergleichrichter in Serie in Parallelkreisen geschaltet sind, mittels eines Kühlgases.The invention relates to an arrangement for cooling a rectifier system in which to generate Direct current of high amperage, several semiconductor rectifiers connected in series in parallel circuits are, by means of a cooling gas.

Ein besonders bei Anordnungen der erwähnten Art zu lösendes Problem besteht in einer gleichmäßigen Kühlung der Halbleitergleichrichter. Es sind zwar schon Anlagen bekannt, bei denen Gleichrichtersäulen in je drei übereinander angeordneten Kühlgaskanälen untergebracht sind, wobei Kühlluft in die einzelnen Kanäle durch Öffnungen von unterschiedlichem Querschnitt eingeblasen wird. Diese Anlagen sind jedoch lediglich für eine beschränkte Anzahl von Kühlgaskanälen verwendbar und erfüllen insbesondere keine hohen Anforderungen hinsichtlich gleichmäßiger Kühlung der Gleichrichtersäulen bei einer teilweisen Serienschaltung der einzelnen Gleichrichterelemente. Wenn die Anlagen, was praktisch stets der Fall ist, in einem geschlossenen Raum stationär untergebracht sind, erhöht sich ganz allgemein infolge einer laufenden Umwälzung der Kühlluft die Betriebstemperatur.A problem to be solved particularly with arrangements of the type mentioned is that of uniformity Cooling of the semiconductor rectifier. Systems are already known in which rectifier columns are housed in three cooling gas ducts arranged one above the other, with cooling air is blown into the individual channels through openings of different cross-sections. These However, systems can only be used and fulfilled for a limited number of cooling gas channels in particular, no high requirements with regard to uniform cooling of the rectifier columns with a partial series connection of the individual rectifier elements. If the facilities come in handy is always the case, are housed stationary in a closed space, increases in general the operating temperature as a result of the ongoing circulation of the cooling air.

Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Anordnung, die ungeachtet der Unterbringung zahlreicher Gleichrichterelemente auf einem verhältnismäßig engen Raum eine konstante Betriebstemperatur auch bei langer Betriebsdauer ermöglicht. Erreicht wird dies im wesentlichen dadurch, daß gemäß der Erfindung jedem einzelnen Halbleitergleichrichter ein besonderer Kühlkanal zugeordnet ist, und daß die Kühlkanäle in einem Umlaufsystem derart angeordnet sind, daß sie von dem in einem gemeinsamen Strom an Rückkühlmitteln gekühlten Kühlgas parallel durchströmt werden.The purpose of the invention is to create an arrangement which, regardless of where it is housed, is more numerous Rectifier elements a constant operating temperature in a relatively narrow space even with long operating times. This is achieved essentially in that according to of the invention each individual semiconductor rectifier is assigned a special cooling channel, and that the cooling channels are arranged in a circulation system in such a way that they are in a common Stream of recooling means cooled cooling gas flowed through in parallel.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung. Es zeigtFurther details of the invention emerge from the following description in context with the drawing. It shows

F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel in Gesamtdarstellung, F i g. 1 shows an overall view of an embodiment,

F i g. 2 ein Ausführungsbeispiel eines als Unteranordnung dienenden Kammereinsatzes, zur Unterbringung von Halbleitergleichrichtern in Seitenansicht, teilweise aufgebrochen, sowie in gegenüber F i g. 1 vergrößerter Darstellung, undF i g. 2 shows an exemplary embodiment of a chamber insert serving as a sub-arrangement for accommodation of semiconductor rectifiers in side view, partly broken open, as well as in opposite F i g. 1 enlarged view, and

Fig. 3 einen Schnitt längs der LinieΠΙ-ΙΠ der Fig. 2.Fig. 3 is a section along the line-ΙΠ the Fig. 2.

In einem Gebäude 1, welches durch eine Zwischendecke 2 in zwei Geschosse unterteilt ist, befindet sich in dem Obergeschoß ein Gebläse 3, welches durch eine einlaßseitige Mündung 4 mit dem Untergeschoß in Verbindung steht. Weiterhin beAnordnung zum Kühlen einer Gleichrichteranlage In a building 1, which is divided into two floors by a false ceiling 2, is located in the upper floor a fan 3, which through an inlet-side mouth 4 with the Communicates basement. Furthermore, an arrangement for cooling a rectifier system

Anmelder:Applicant:

Columbia Southern Chemical Corporation,Columbia Southern Chemical Corporation,

Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. H. Görtz, Patentanwalt,Dipl.-Ing. H. Görtz, patent attorney,

Frankfurt/M., Schneckenhofstr. 97Frankfurt / M., Schneckenhofstr. 97

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 5. Dezember 1956;
vom 22.August 1957Claimed priority:
V. St. v. America December 5, 1956;
dated August 22, 1957

findet sich im Obergeschoß eine an ihre Unterseite völlig offene, quaderförmige Kammer 8, in der die Halbleitergleichrichter 9 untergebracht sind. An den seitlichen Wandungen der Kammer 8 sind Eintrittsöffnungen 10 für die Kühlluft angeordnet. Unterhalb der Kammer 8 sind Öffnungen 7 in der Zwischendecke 2 vorgesehen, über die das Innere der Kammer mit dem Untergeschoß in Verbindung steht. Im Untergeschoß befindet sich ein Netztransformator 6, und eine als Rückkühler 5 ausgebildete senkrechte Querwand teilt den Raum unter dem Gebläse 3 von dem übrigen Raum des Untergeschosses ab.there is a cuboid chamber 8, which is completely open on its underside, on the upper floor, in which the Semiconductor rectifiers 9 are housed. Inlet openings 10 for the cooling air are arranged on the side walls of the chamber 8. Below the chamber 8 openings 7 are provided in the false ceiling 2, through which the interior of the chamber communicates with the basement. In the basement there is a power transformer 6, and a vertical transverse wall designed as a heat exchanger 5 divides the space under the fan 3 from the rest of the basement room.

Im Betrieb saugt das Gebläse 3 Luft durch den Rückkühler 5 in den im Untergeschoß abgeteilten Raum und fördert sie in das Obergeschoß. Von hier strömt sie durch Eintrittsöffnungen 10 in die Kammer 8 ein, wo sie die Halbleitergleichrichter umspült und deren im Betrieb entstandene Wärme abführt. Durch die Öffnungen 7 in der Zwischendecke 2 unterhalb der Kammer tritt die Luft dann in das Untergeschoß ein, von wo sie zum Rückkühler 5 gelangt, dort wieder gekühlt wird und durch das Gebläse 3 erneut in Umlauf gebracht wird. Neben der Gleichrichterkammer 8 ist vorzugsweise ein Schaltkasten 11 angeordnet.During operation, the fan 3 sucks air through the recooler 5 into the room divided in the basement and conveys it to the upper floor. From here it flows through inlet openings 10 into the chamber 8, where it washes around the semiconductor rectifier and dissipates the heat generated during operation. The air then enters the basement through the openings 7 in the false ceiling 2 below the chamber, from where it arrives at the recooler 5, where it is cooled again and is circulated again by the fan 3. In addition to the rectifier chamber 8, a switch box 11 is preferably arranged.

F i g. 2 stellt einen als Unteranordnung dienenden Kammereinsatz der Gleichrichterkammer 8 dar. Der Kammereinsatz weist ein Gestell mit horizontalen Zwischenwänden 12 und seitlichen Durchtritten 10 a für die Kühlluft auf, deren Strömungsverlauf durch die Pfeile der Fig. 3 bezeichnet wird. Die einzelnen Gleichrichterelemente haben die Form zylindrischerF i g. 2 shows a chamber insert of the rectifier chamber 8 serving as a sub-arrangement. The chamber insert has a frame with horizontal partitions 12 and lateral openings 10a for the cooling air, the flow path of which is indicated by the arrows in FIG. The individual rectifier elements are cylindrical in shape

409 760/282409 760/282

Säulen, die von kreisförmigen Kühlrippen umgeben sind. Jedes einzelne Gleichrichterelement 9 ist in dem Kammereinsatz mittels Spannelemente 13 gehalten, die zugleich als Strömungskanäle für die Kühlluft dienen. Die Wände der Kammer 8 sowie die zugehörigen Kammereinsätze bestehen vorzugsweise aus elektrisch isolierendem Material.Columns surrounded by circular cooling fins. Each individual rectifier element 9 is in the Chamber insert held by means of clamping elements 13, which also act as flow channels for the cooling air to serve. The walls of the chamber 8 and the associated chamber inserts are preferably made of electrically insulating material.

Durch entsprechende Einstellung der Menge und Geschwindigkeit des durch die Kühlkanäle strömenden Gases wird die Anordnung zweckmäßigerweise so betrieben, daß sich die Temperaturen der einzelnen Halbleitergleichrichter um weniger als 5° C unterscheiden. Die Betriebstemperatur der Halbleitergleichrichter liegt vorzugsweise zwischen 50 und 65° C.By appropriately setting the amount and speed of the flowing through the cooling channels Gas, the arrangement is expediently operated so that the temperatures of the individual Semiconductor rectifiers differ by less than 5 ° C. The operating temperature of the semiconductor rectifier is preferably between 50 and 65 ° C.

Claims

Patent claims:

1. Arrangement for cooling a rectifier system for generating direct current high current, several semiconductor rectifiers connected in series in parallel circuits are, by means of a cooling gas, characterized in that each individual semiconductor rectifier a special cooling channel is assigned, and that the cooling channels are arranged in a circulation system such that they of the cooling gas cooled in a common stream of recooling agents flows through in parallel will.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the cooling gas is air.

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the cooling gas in such

Amount and speed flows through the cooling channels that the temperatures of the individual semiconductor rectifiers by less than. 5 ° C.

4. Arrangement according to one of claims 1

■ to 3, characterized in that the operating temperature the semiconductor rectifier is between 50 and 65 ° C.

5. Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the cooling channels in at least one wall at least a downwardly open chamber are arranged.

6. Arrangement according to claim, characterized in that that the walls of the chambers are made of electrically insulating material.

7. Arrangement according to claim 5 or 6, characterized by one of a false ceiling Building divided into two storeys, on the upper storey the chambers open at the bottom and a fan over openings in the false ceiling and in its lower floor the associated transformer and the recooling means are arranged.

Considered publications: German patent specifications No. 510 598, 684 593, 765, 898 038;

German interpretation document N 7965 VIIIc / 21g (published on December 29, 1955);

Swiss Patent No. 297 168; "The Proceedings of the Institution of Electrical Engineers ", Vol. 103 (1956), H.

8, pp. 89 to 111.

1 sheet of drawings