DE2401802A1

DE2401802A1 - LIQUID COOLED CERAMIC CONDENSER

Info

Publication number: DE2401802A1
Application number: DE19742401802
Authority: DE
Inventors: Stanislaw Marian Domanski
Original assignee: Plessey Co Ltd
Current assignee: Plessey Co Ltd
Priority date: 1973-01-16
Filing date: 1974-01-15
Publication date: 1974-07-25
Also published as: FR2326130A7; GB1448221A; NL7400554A

Description

THE PLESSEY COMPANY LIMITED
2/60 Vicarage Lane,THE PLESSEY COMPANY LIMITED
2/60 Vicarage Lane,

Ilford/Essex Großbritannien Ilford / Essex Great Britain

Our reference: P 2258

Flüssigkeitsgekühlter keramischer KondensatorLiquid-cooled ceramic condenser

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Kondensator und insbesondere auf einen keramischen Leistungskondensator, wie er üblicherweise in den Sendern von
Leistungsanlagen und HF-Heizeinrichtungen verwendet
wird.The invention relates to an electrical capacitor and, more particularly, to a ceramic power capacitor such as is commonly used in the transmitters of
Power equipment and RF heating equipment used
will.

Derartige keramische Kondensatoren enthalten gewöhnlich einen zylindrischen Hohlkörper aus Keramikmaterial, der an seinen zylindrischen Innen- und Außenflächen mit gewöhnlich aus Silber bestehenden Metallbelägen versehen
ist, die die Elektroden des Kondensators bilden. Zum Abführen der von diesen Kondensatoren erzeugten Wärme war es bisher üblich, Wasserkühlungseinrichtungen vorzusehen, bei denen der innere Hohlraum des Kondensators abgeschlos-. sen wird und Wasser durch diesen Hohlraum so geleitet wirdSuch ceramic capacitors usually contain a cylindrical hollow body made of ceramic material, which is provided on its cylindrical inner and outer surfaces with metal coatings, usually consisting of silver
which form the electrodes of the capacitor. In order to dissipate the heat generated by these condensers, it has hitherto been customary to provide water cooling devices in which the inner cavity of the condenser is closed off. sen and water is passed through this cavity in this way

Schw/PeBlack / Pe

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daß es mit der inneren Elektrode in Kontakt kommt, die mit Farbe beschichtet sein kann. Zusätzlich oder auch alternativ kann das Wasser durch einen Mantel .geleitet werden, der den Keramikkörper des Kondensators umgibt. Ein Nachteil solcher Wasserkühleinrichtungen besteht darin, daß das Wandern von Silber von den Elektroden durch den Keramikkörper, das eine Verschlechterung des Kondensators bewirkt, durch Anwesenheit des tatsächlich mit den Elektroden in Kontakt stehenden Kühlwassers noch verstärkt wird. Zusätzlich können infolge des Kühlwassers. Korrosion und Erosion der Silberelektroden auftreten. Ein weiterer, möglicherweise ernsterer Nachteil besteht darin, daß im Falle eines elektrischen Durchschlags oder einer mechanischen Beschädigung des Keramikkörpers Wasser ausströmen oder sich sogar über weitere Einrichtungen ergießen kann, die dicht daneben angebracht sind, was möglicherweise eine ernsthafte Beschädigung dieser Einrichtungen zur Folge hat. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß es schwierig ist, eine zufriedenstellende Abdichtung zwischen Keramik und Metall zu erzielen, die sich nicht mit der Zeit verschlechtert und zu einem Ausströmen von Wasser aus dem Kühlsystem Anlaß gibt.that it comes into contact with the internal electrode, which can be coated with paint. Additionally or alternatively, the water can be. passed through a jacket that covers the ceramic body of the capacitor surrounds. A disadvantage of such water cooling devices is that the migration of silver from the electrodes through the ceramic body causes deterioration of the capacitor is caused by the presence of the actually in contact with the electrodes standing cooling water is reinforced. In addition, as a result of the cooling water. corrosion and erosion of the silver electrodes occur. Another, possibly more serious, disadvantage is that in the event of an electrical breakdown or mechanical damage to the ceramic body Water can flow out or even pour over other facilities that are attached close to it potentially serious damage to these facilities. A Another disadvantage is that it is difficult to achieve a satisfactory seal between Achieve ceramic and metal that does not deteriorate over time and cause leakage Water from the cooling system.

Nach der Erfindung werden diese Nachteile dadurch beseitigt, daß der keramische Kondensator mit einem mit Metallwänden versehenen Flüssigkeitskühlmantel versehen wird, der Öffnungen aufweist, durch die zum Kühlen des Kondensators während seines Betriebs ein Kühlmittel (z.B. Wasser) strömen kann, und der in gutem thermischem Kontakt mit einer Kondensatorelektrode steht.According to the invention, these disadvantages are eliminated in that the ceramic capacitor with a Metal walled liquid cooling jacket is provided, which has openings through which for cooling coolant (e.g. water) can flow through the condenser during its operation, and that in good is in thermal contact with a capacitor electrode.

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In einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Kühlmantel aus einem Metallzylinder, der innerhalb des üblichen Hohlraums des Kondensators angebracht ist, wobei die Wand des Kühlmantels mit der inneren Elektrode des Kondensators mit Hilfe eines gut wärmeleitenden Materials wie' einer Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt verklebt sein kann, die mit dem Keramikmaterial thermisch verträglich ist.In a preferred embodiment, the cooling jacket consists of a metal cylinder, the inside of the usual cavity of the condenser is attached, the wall of the cooling jacket with the inner Electrode of the capacitor with the help of a material with good thermal conductivity such as an alloy with low Melting point can be glued, which is thermally compatible with the ceramic material.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, die eine Schnittansicht eines wassergekühlten Kondensators zeigt.An embodiment of the invention is shown in the drawing, which is a sectional view of a water-cooled condenser shows.

Der in der Zeichnung dargestellte Kondensator, der eine Kapazität von etwa 1.000 bis 10.000 pF haben kann, ist ein Kondensator des Typs, wie er in HF-Heizanlagen oder bei anderen Hochlastanwendungsfallen verwendet wird. Der Kondensator raist einen zylindrischen Hohlkörper 1 aus Keramikmaterial auf, der auf seinen zylindrischen Innen- und Außenflächen zur Bildung der zwei Elektroden 2 und 3 mit Silber beschichtet ist. Mit der äußeren Elektrode 3 kann ein Klemmband 4 verklebt sein, das eine Anschlußklemme des Kondensators bildet.The capacitor shown in the drawing, which have a capacitance of about 1,000 to 10,000 pF is a capacitor of the type found in RF heating systems or other high load application traps is used. The capacitor raises you cylindrical hollow body 1 made of ceramic material, which on its cylindrical inner and outer surfaces is coated with silver to form the two electrodes 2 and 3. With the outer electrode 3 can a Be glued clamping band 4, which forms a terminal of the capacitor.

Nach der Erfindung ist der Kondensator so ausgebildet, daß er wassergekühlt werden kann, indem ein aus Metall bestehender zylindrischer Wassermantel 5 vorgesehen wird, der beispielsweise aus Messing oder aus Kupfer bestehen kann und der mit Hilfe einer Schicht 6 aus einer niedrigschmelzenden Legierung mit hoher Wärmeleitfähigkeit und mit der gewünschten Verträglichkeit mit dem Keramikmaterial hinsichtlich seines Ausdehnungskoeffizienten mit der inneren Elektrode verklebt ist.According to the invention, the capacitor is designed so that it can be water-cooled by a metal existing cylindrical water jacket 5 is provided, for example made of brass or copper can exist and with the help of a layer 6 made of a low-melting alloy with high thermal conductivity and with the desired compatibility with the ceramic material with regard to its coefficient of expansion is glued to the inner electrode.

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Der Wassermantel 5 ist an seinem Boden mit einer aus Metall bestehenden Stirnplatte 7 abgeschlossen, die
metallisch mit der zylindrischen Wand des Wassermantels 5 verbunden ist und auch die andere Anschlußklemme des Kondensators bilden kann. Das obere Ende
des Wassermantels ist mit Hilfe einer Platte 9 abgeschlossen,' die mit dem Umfang des Wassermantels 5
metallisch verbunden ist und zwei Metallrohre 10 und 11 aufweist, die abgedichtet durch sie hindurchgeführt sind, damit Wasser durch den Wassermantel 5
strömen kann. Auf die Platte 9 ist ein Füllmaterial aufgebracht. Im Betrieb strömt Wasser durch das Rohr ein und durch das Rohr 11 wieder aus.The water jacket 5 is closed at its bottom with a metal face plate 7, which
is metallically connected to the cylindrical wall of the water jacket 5 and can also form the other terminal of the capacitor. The top end
of the water jacket is closed with the aid of a plate 9, which is connected to the circumference of the water jacket 5
is metallically connected and has two metal pipes 10 and 11, which are passed through them in a sealed manner, so that water can pass through the water jacket 5
can flow. A filler material is applied to the plate 9. In operation, water flows in through the pipe and out again through the pipe 11.

Wie sich der obigen Beschreibung des speziellen Ausführungsbeispiels entnehmen läßt, verhindert die Einfügung des Wassermantels in wirksamer Weise die Möglichkeit der Zerstörung zugehöriger Einrichtungen
infolge einer Wasserausströmung, falls der keramische Hohlkörper 1 brechen sollte, was bisher der Nachteil von wassergekühlten Kondensatoren war. Infolge der
vollständigen Isolierung des Wassers gegen die innere Silberelektrode kann ferner folgendes vermieden werden: As can be seen from the above description of the specific embodiment, the inclusion of the water jacket effectively prevents the possibility of the destruction of associated facilities
as a result of an outflow of water if the ceramic hollow body 1 should break, which was previously the disadvantage of water-cooled condensers. As a result of
Complete isolation of the water from the inner silver electrode can also avoid the following:

I) eine Beschleunigung der Silberwanderung durch das keramische Dielektrikum,I) an acceleration of the silver migration through the ceramic dielectric,

II) eine Korrosion und eine Erosion der Silberelektrode durch das Kühlwasser undII) corrosion and erosion of the silver electrode by the cooling water and

III) die Notwendigkeit zur Erzielung einer dauerhaften wasserdichten Dichtung zwischen den Keramik- und Metallmaterialien des Kondensators.III) the need to achieve a permanent watertight seal between the ceramic and Metal materials of the capacitor.

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Bei dem obenbeschriebenen Ausführungsbeispiel befindet sich der Wassermantel zwar innerhalb des Hohlraums des Kondensators, doch ist zu erkennen, daß ein Wassermantel alternativ oder zusätzlich auch die Außenseite des Kondensators umgeben könnte.In the embodiment described above, the water jacket is located within the cavity of the Condenser, but it can be seen that a water jacket is alternatively or additionally also the outside of the condenser could surround.

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Claims

liquid-cooled ceramic condenser with a hollow ceramic body with metal electrodes on the inner and outer surfaces, characterized in, that a metal-walled liquid cooling jacket which has openings through which to Cooling the condenser during its operation, a coolant (e.g. water) can flow in good is in thermal contact with a capacitor electrode.

2. Capacitor according to claim 1, characterized in that that the ceramic body has the shape of a hollow cylinder and that the cooling jacket is a metal cylinder contains, which is mounted in the cavity of the ceramic body.

3. Capacitor according to claim 2, characterized in that the wall of the cooling jacket with the inner electrode the capacitor is glued with the help of a material, for example a low-melting alloy, which is thermally compatible with the ceramic material

k. Capacitor according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling jacket is closed off at one end with the aid of a plate through which a relatively short tube and a long tube extend for passing the coolant through the jacket.

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