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Kühleinrichtung für elektrische Entladungsgefäße Bei elektrischen
Entladungsgefäßen, insbesondere Eisengleichrichtern, sei es, daß sie mit Luft oder
auch mit einem flüssigen Kühlmittel gekühlt werden, ist es vielfach wünschenswert,
die Kühlung des gesamten Gefäßes oder aber auch einzelner Teile desselben während
des Betriebes in Abhängigkeit von der Temperatur des Gefäßes oder seiner Teile regeln
zu können. Es sind Anordnungen bekannt, bei welchen die Regelung der Intensität
der-Kühlung in Abhängigkeit vom Belastungsstrom erfolgt, Dabei trifft die Änderung
der Kühlwirkung im allgemeinen das ganze Entladungsgefäß gleichmäßig, wobei es leicht
der Fall. sein kann, daß für einen Teil des Gleichrichters die Kühlung in unnötiger
Weise verstärkt, für einen anderen Teil in unzureichender Weise geschwächt wird>
wenn die Belastung zunimmt. Es sind ferner Kühleinrichtungen für elektrische Entladungsgefäße
bekannt, bei denen die Kühlmittelströmung mit Hilfe geeigneter Drosselorgane, wie
Klappen, Ventile u. dgl., dadurch selbsttätig geregelt wird, daß an geeigneten Stellen
des Entladungsgefäßes Thermostaten angeordnet sind, welche diese Drosselorgane betätigen.
Die geringen Hübe, die man bei derartigen durch die Thermostatenflüssigkeit betätigten
Drosselorganen erzielt, beschränken den Anwendungsbereich solcher Einrichtungen,
insbesondere sind sie kaum für luftgekühlte Gleichrichter mit verstellbaren Luftklappen
'v erwendbär.
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Die Erfindung betrifft eine Kühleinrichtung, bei der die Kühlmittelströmung
mittels Drosselorganen, wie Klappen, Ventile u. dgl., selbsttätig geregelt und die
Betätigung der Drosselorgane durch an geeigneten Stellen des Entladungsgefäßes angeordnete
Thermostaten ausgelöst wird. Erfindungsgemäß erfolgt die Bewegung der Drosselorgane,
welche die Strömung des Kühlmittels regeln, üon Steuerzylindern aus, deren Kolben
durch .ein strömendes, vorzugsweise von einer allen Steuerzylindern gemeinsamen
Pumpe geliefertes Druckmittel, wie Wasser, Öl oder
Druckluft, bewegt
werden, wobei die Steuerung dieses Druckmittels und damit in weiterer Folge die
Steuerung der Drosselorgane durch in die Druckmittelleitungen yle:4'` Steuerzylinders
eingebaute Ventile erfölu::t die von den Thermostaten unmittelbar betätigt werden.
Eine derartige Anordnung er-" laubt auch die Bewegung großer Klappen und schwerer
Ventile, da ja das Mittel, «-elches diese Organe unter Vermittlung des Kolbens des
Steuerzylinders in Bewegung setzt, einen ausreichenden Druck besitzt und in genügender
Menge vorhanden ist, im Gegensatz zu der unmittelbaren Steueru-ig" durch Thermostaten.
Die Thermostaten selbst haben hier nur-die Aufgabe, den Zufluß des Treibmittels
zu den einzelnen Steuerzylindern zu regeln, was nur sehr geringe Hübe erforderlich
macht. Das Treibmittel, welches die Kolben der Steuerzylinder in Bewegung setzt,
kann beispielsweise Luft oder Öl sein und wird vorzugsweise für alle Steuerzylinder
von einer gemeinsamen Pumpe bzw. einem ;gemeinsamen Kompressor geliefert.
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Die Erfindung wird durch die beiden Figuren näher veranschaulicht.
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Fig. i zeigt einen Eisengleichrichter i mit seitlich angesetzten Anodenarmen
2 und 3. welcher von unten her durch einen Lüfter d. mit Antriebsmotor ; gekühlt
wird. Ferner kann eine weitere Kühlung mit Wasser vorgesehen sein, beispielsweise
ein innerhalb des Gefäßes zentral angeordneter Ringkühler. Das den Wasserkühler
durchfließende Wasser wird in dem Rückkühlkörper 6 rückgekühlt.
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Der den Gleichrichter kühlende Luftstrom wird durch ein umfangreiches
Klappensystein geregelt, das es gestattet, die Kühlung einzelner Teile des Gleichrichters
bzw. des ganzen Gleichrichtersystemes in beliebiger 1i Weise zu beherrschen. Die
Frischluft für die Kühlung des Gefäßes wird durch Klappe 7 geliefert: Von hier gelangt
die Frischluft bei geöffnetem - Klappenteil 8 durch den Lüfterkanal 9 an dem Gefäß
i vorüber in die Zelle io, in welche der Gleichrichter eingebaut ist. Durch die
Klappe i i kann die Luft diese Kammer wieder verlassen. Ist die Klappe i i geschlossen,
dann strömt die Luft auf dein durch den Pfeil 12 gekennzeichneten Wege über die
Klappe 13, sofern diese geöffnet ist, in den Keller i.I zurück. Die Temperatur der
umlaufenden Luft kann durch Einlassen zusätzlicher Frischluft durch die Klappe 7
sowie Auslassen eines Teiles der warmen Luft durch die Klappe i i in beliebiger
Weise geregelt werden. I Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel i sind drei Thermostaten
vorgesehen, «-elche die Temperatur im Entladungsgefäß und in der -Zelle abgreifen.
Der Thermostat 15- -ist in den Kessel des Gleichrichtet s eingesetzt. Der Thermostat
16 sitzt an dein Anodenarm 3, und der Thermostat i 7 befindet sich ini `;Zellenraum
io. Die Ausdehnung der Flüssig-:-keit des Thermostaten 15, welcher die Tempe-:xatur
in der Umgebung des Innenkühlers abgreift, wirkt auf ein Geberventil 18 (über die
Leitung i9). Das Geberventil regelt den 7_ufluß des von der Ölpumpe 2o über die
Druckleitung 21 und 22 zu dein Steuerzylinder 23 fließenden Öles: je nach der Temperatur
in der Umgebung des Thermostaten 15 wird der Weg für das nach dein Steuerzylinder
-23 fließende Öl mehr oder weniger freigegeben. Dadurch wird der Kolben 24 nach
aufwärts bewegt und öffnet die Klappen 25 mehr oder weniger weit. Die Übertragung
der auf den Kolben ausgeübten Kraft auf die Klappen erfolgt über ein Gestänge 26
und 27. Die Rückführung des Kolbens und damit das Abschließen der Klappen wird durch
das Gegengewicht 28 bewerkstelligt. Die Wir-Aung- des Gegengewichtes 28 kann durch
Verschieben längs des Hebelarmes 2() geändert werden. Durch Öffnen und Schließen
der Klappen 25 wird die Rückkühlung des den Ringkühler durchfließenden Wassers mehr
oder weniger wirksam gemacht, je nachdem wie hoch die Temperatur in der LTingebung
des Thermostaten i 5 ist.
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Die Klappen 8 «-erden durch den Steuerzylinder 30 betätigt,
der über die Druckleitung 31 und das Geberventil 32 in Abhängigkeit von der Temperatur
am Ano4enarm (Thermostat 16) gespeist wird. Für die Bewegung der Klappen i i und
; und 13 sind Steuerzylinder 33, 35 und 3.4 vorgesehen, welche in Abhängigkeit von
der Raumtemperatur durch Vermittlung des Thermostaten 17 betätigt werden. Wenn die
Raumtemperatur zu hoch oder zu niedrig wird, dann wird mit Hilfe der Einrichtung
nach der Erfindung die Klappe 13 mehr oder weniger weit geöffnet. Die Klappe 7,
bewegt durch den Steuerzylinder 35, regelt das Einströmen (die Zufuhr) der Frischluft.
Während die Steuerung der Frischluftklappe ini i-orliegenden Falle von einem im
Zellenraum aufgehängten Thermostaten aus erfolgt, kann man den Thermostaten auch
an dein Entladengsgefäl.@ befestigen.
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In Fig. i sind zwei Stellungen der Klappen dargestellt. Die erste
voll ausgezogene Stellung gilt für den Fall, da!-., Frischluft unmittelbar durch
die Klappe 7. die Klappe>, an dein Gefäß vorüber und durch die Klappe i i ins Freie
gefördert wird. Die zweite bei den Klappen 7 und i i nur zum Teil angedeutete gestrichelte
Stellung gilt für den Fall. i (laß der Luftumlauf lediglich in dein Raunte erfolgt,
in welchem (las Gleichrichtergefäll
aufgebaut ist. Natürlich sind
auch-.-die verschiedensten Zwischenstellungen denkbar, z. B. kann die Kühlung teilweise
. durch Frischluft, teilweise durch die die Zelle irii Kreislauf durchströmende
Luft (Umluft) erfolgen. In. diesem Falle sind Klappen 7, i i und 13 teilweise geöffnet.
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Die Regelung mit Hilfe der Thermostaten . erlaubt es, einzelne Teile
des Gleichrichtergefäßes in Abhängigkeit von der in ihnen herrschenden Temperatur
mehr oder weniger stark zu kühlen. Man kann dabei das Verhältnis der einzelnen Kühlwirkungen
zueinander in beliebiger Weise einstellen: --Ferner kann man aber auch mit Vorteil
die gesamte Kühlung z. B.. noch zusätzlich dadurch regeln, daß man die Drehzahl
des Antriebsmotors für die die Steuerzylinder speisende Luftpumpe (oder Ölpumpe)
vom Belastungsstroh abhängig macht. Man erreicht dadurch, daß in allen Druckleitungen
der Öldruck höher oder geringer wird und somit auch die Kolbenhübe der Steuerzylinder
im Verhältnis kleiner oder größer werden. Dies kommt aber einer Schwächung bzw.'
einer Intensivierung der Kühlwirkung gleich. Auf diese Weise kann man im Bedarfsfalle
bei höherer Belastung sogar geringere Kühlflächentemperaturen erreichen als hei
niedriger Belastung.
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Der Lüfter 4. kann stets gleichmäßige Drehzahl haben. Der Antriebsmotor
braucht nicht geregelt zu werden, da die Regelung des Luftstromes selbst durch die
Klappen erfolgt.-Fig. 2 zeigt ein Schnittbild des Steuerzylinders. In dieser Figur
bedeutet 36 den Thermostaten, welcher das in die Öldruckleitung 37 eingeschaltete
Ventil 38 betätigt. 39 ist der Mantel, 4.o der Deckel des Steuerzylinders, in welchem
sich der Steuerkolben 41 mit der Kolbenstange ,42 befindet. Die Kolbenstange ,42
wirkt über ein Gestänge auf die Klappen oder Ventile, welche die Strömung des Kühlmittels
beeinflussen. Zwischen dem Deckel 40 und dem Kolben .4i ist die Feder 43 eingespannt,
welche das Bestreben hat, den Kolben entgegen der Richtung des Öldruckes zurückzubewegen.
Der Kolben 41 ist entweder undicht eingepaßt, beispielsweise sind seine Gleitflächen
geriffelt, oder er ist mit einem Loch q.:I versehen, das ein Durchströmen des Druckmittels
gestattet. Auf diese Weise stellt sich im Zylinderraum 46 ein Druck ein, welcher
kleiner ist als der im Raume 4.5 herrschende Druck. Der wirksame Druck entspricht
dann stets der Differenz zwischen dem vor und hinter dem Kolben herrschenden Druck.
Das Öl (die Druckluft) kann durch das Rohr 4.7 zur Pumpe zurückströmen. Auf diese
Weise kommt eine äußerst elastische, jeder Druckänderung fast trägheitslos folgende
-dynamische Steuerung zustande. Eine kleine.Änderung der Temperatur hat also äußerst
rasch eine entsprechende Bewegung der Steüerörgane und Änderung des Kühlmittelstromes
zur Folge.
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Um. die Stopfbuchse zu sparen, erfolgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel.
die Abdichtung der Kolbenstange in der Weise, daß zwischen dem Deckel und dem Kolben
ein mit diesen beiden Teilen fest verbundenes elastisches Wellrohr vorgesehen ist,
welches die Kolbenstange und die Rückzugfeder umschließt.. Die Rückzugfeder kann
auch, wie bereits beschrieben, durch ein Gegengewicht ersetzt werden.
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Eine Kühleinrichtung nach der Erfindung arbeitet nach dem obigen also
äußerst sicher und rasch, wobei beliebig große Mengen des Kühlmittels verwendet
werden können, ohne daß die Durchführung der Regelung auf Schwierigkeiten stieße.
Von besonderer Bedeutung ist die erfindungsgemäße Anordnung für luftgekühlte Gleichrichtergefäße.