DE974118C

DE974118C - Water-cooled electrical capacitor

Info

Publication number: DE974118C
Application number: DES8322D
Authority: DE
Inventors: E Ralph Marbury
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1938-09-21
Filing date: 1939-09-14
Publication date: 1960-09-15

Description

Wassergekühlter elektrischer Kondensator Es ist bereits vorgeschlagen worden, im Gehäuse von Hochfrequenzkondensatoren Rohre anzuordnen, die von Kühlwasser durchflossen werden. Gemäß einem weiteren Vorschlag wird ein solcher mit Kühlrohren versehener Kondensator dadurch verbessert, daß die Beläge der Kondensatorwickel mit den das Kühlwasser führenden Rohren zweckmäßig durch Lötung gut wärmeleitend verbunden werden. Damit der für die Hochspannung führenden Leitungen benötigte Raum nicht durch die Rohre versperrt wird, hat man die am Boden und oberhalb der Kondensatorwickel liegenden Teile der Kühlschlange diagonal angeordnet. Bei einer anderen Einrichtung wurde auch schon vorgeschlagen, die am Boden des Kondensators befindlichen Kühlkanäle parallel zueinander anzuordnen, wobei die Kühlkanäle hohle Räume einer zusammenhän--enden Kühlplatte darstellen. Eine solche Anordnung ist jedoch deshalb unvorteilhaft, weil das flüssige Isoliermittel durch die am Boden einseitig stattfindende örtliche Temperaturherabsetzung leicht zähflüssig und dadurch der durch die Temperaturunterschiede bedingte Flüssigkeitsumlauf des Isoliermittels stark behindert wird.Water-cooled electric condenser It has already been proposed been to arrange tubes of cooling water in the housing of high-frequency capacitors are flowed through. According to a further proposal, such a system is provided with cooling tubes provided capacitor improved by the fact that the coverings of the capacitor winding with the pipes carrying the cooling water, expediently good heat conductivity by soldering get connected. So that the space required for the high-voltage lines is not blocked by the pipes, you have them on the bottom and above the capacitor winding lying parts of the cooling coil arranged diagonally. At another institution it has also already been proposed that the cooling channels located at the bottom of the condenser to be arranged parallel to each other, with the cooling ducts forming a contiguous hollow space Represent cooling plate. However, such an arrangement is disadvantageous in that the liquid insulating agent due to the local temperature decrease occurring on one side on the floor slightly viscous and therefore the liquid circulation caused by the temperature differences the isolating agent is severely hindered.

Diese Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch beseitigt, daß die das Kühlwasser führenden Kühlkanäle aus mit ihrer Mantelfläche allseitig mit dem Umgebenden Isoliermittel in Berührung stehenden, an ihren Enden verbundenen Rohren gebildet und mit Abstand voneinander nach Art eines Rostes angeordnet werden.These disadvantages are eliminated according to the invention in that those leading the cooling water Cooling channels from with their outer surface all sides in contact with the surrounding insulating medium, at their ends connected pipes formed and arranged at a distance from each other in the manner of a grate will.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, wobei Fig. i eine Draufsicht eines Kondensators, Fig. :2 einen Längsschnitt entlang der Linie II-II der Fig. i, Fig. 3 eine Draufsicht, teilweise im Schnitt entlang der Linie III-III der Fig. 2, Fig. 4 eine Endansicht, teilweise im Schnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 2, Fig. 5 teilweise einen Querschnitt im vergrößerten Maßstab entlang der Linie V-V der Fig. und schließlich Fig. 6 perspektivisch eine Rohrschlange gemäß der Erfindung zeigt.In the drawing, an embodiment of the invention is shown, in which Fig I is a plan view of a capacitor, Fig.:. 2 is a longitudinal section along the line II-II of Figure I, Figure 3 is a top view, partially along the line III in section.. III of Fig. 2, Fig. 4 is an end view, partly in section along the line IV-IV of Fig. 2, Fig. 5 is partly a cross section on an enlarged scale along the line VV of Fig. And finally Fig. 6 is a perspective view of a coil shows according to the invention.

Der Kondensator sitzt in einem Gehäuse i aus Metallplatten, das vorteilhaft geschweißt ist, um .dichte Verbindungsstellen zu erhalten. Der Kondensator besteht aus mehreren Kondensatoreinheiten, Z. B. WiCkel:2, die, zu einem Stapel vereinigt, im Gehäuse untergebracht sind. Im vorliegenden B##ispiel sind acht Einheiten zu zwei Gruppen von je vier Einheiten zusammengefaßt und entweder in Serie oder parallel geschaltet. Das Gehäuse ist mit einem Dielektrikum 3 gefüllt. Im vorliegenden Fall sind in die Wickel mehrere verzinnte Kupferstreifen eingelegt, die mit den Belägen in Berührung stehen, um eine Verbindung der Wickel mit Leitern herstellen zu können. Bela#,e des einen Potentials z. B. der Hochspannung sind an der einen Seite ein wenig über die Papierzwischenlagen hinaus verlängert, und mehrere verzinnte Anschlußstreifen 4 berühren diese Beläge. Die Anschlußstreifen 4 sind an einer Leitung 5 vorteilhaft durch Lötung be- festigt, Um eine Verbindung zur Hochspannungsklemme des Kondensators herzustellen. Die Beläge 6 der anderen Polarität reichen an der entgegengesetzten Seite des Wickels ein großes Stück über die Papierlagen hinaus, wobei Platten 7 aus Kupfer oder anderem leicht lötbarern Material -uter Wärmeleitfähigkeit mit diesen Belägen in Berührung stehen. Diese Platten 7 erstrecken sich durch den Wickel fast bis zur gegenüberliegenden Seite, so daß eine gute Wärmeleitung gewährleistet ist. Die Beläge 6 und die Kupferplatten 7 reichen beide über die Ränder des Papiers hinaus, wie in Fig. 5 gezeichnet ist, Und sind fest durch Rohrniete 8 zusammengehalten, um z. B. den Niederspannungsanschluß des Wickels herzustellen.The capacitor sits in a housing i made of metal plates, which is advantageously welded in order to obtain .proof connection points. The condenser consists of several condenser units, for example rolls: 2, which are combined to form a stack and are housed in the housing. In the present game, eight units are combined into two groups of four units each and connected either in series or in parallel. The housing is filled with a dielectric 3. In the present case, several tinned copper strips are inserted into the winding, which are in contact with the coverings in order to be able to establish a connection between the winding and conductors. Bela #, e of one potential z. B. the high voltage are extended on one side a little beyond the paper interlayers, and several tinned connection strips 4 touch these coverings. The connecting strips 4 are sawn solidifies on a line 5 advantageously by soldering to prepare a connection to the high-voltage terminal of the capacitor. The coverings 6 of the other polarity extend on the opposite side of the roll a large distance beyond the paper layers, with plates 7 made of copper or other easily solderable material with good thermal conductivity being in contact with these coverings. These plates 7 extend through the coil almost to the opposite side, so that good heat conduction is guaranteed. The coverings 6 and the copper plates 7 both extend beyond the edges of the paper, as is drawn in Fig. 5 , and are firmly held together by tubular rivets 8 , e.g. B. to produce the low-voltage connection of the coil.

Eine Rohrschlange ist im Gehäuse angeordnet, uni wirksam die Wärme der Kondensatorwickel abführen zu können. Diese vom Wasser durchflossene Rohrschlange besteht, wie in Fig. 6 gezeigt, aus mehreren Rohren 9, die vorteilhaft aus Kupfer hergestellt sind. Diese liegen parallel zueinander zwischen Endstücken io. Nebeneinanderliegende Rohre sind in der Weise mit den Endstücken io verbunden, daß ein Kühlrost entsteht, durch den Wasser nacheinander von einem Rohr über das Endstück in das danebenliegende Rohr fließt. Das Zuführungsrohr i i und das Ableittingsrohr 1:2 sind an einem Endstück io befestigt und stehen mit den außenliegenden Rohren des Rostes in Verbindung. Der Rost ist am Boden des Kondensatorgehäuses i angeordnet und erstreckt sich von einem zum anderen Ende des Gehäuses. Das Zuführungsrohr ii und das Ableitungsrohr 12 sind an einem Ende des Gehäuses i senkrecht nach oben und dann horizontal zur anderen Gehäuseseite geführt. Dort sind sie mit Büchsen 13 versehen, die durch die Gehäusewand reichen und zum Anschluß an einen Wasserkühler dienen.A pipe coil is arranged in the housing to be able to effectively dissipate the heat from the condenser coil. This pipe coil through which the water flows consists, as shown in FIG. 6 , of several pipes 9 which are advantageously made of copper. These are parallel to each other between end pieces io. Adjacent pipes are connected to the end pieces io in such a way that a cooling grate is created through which water flows one after the other from one pipe over the end piece into the pipe next to it. The supply pipe ii and the drain pipe 1: 2 are attached to an end piece io and are in connection with the external pipes of the grate. The grate is arranged at the bottom of the capacitor housing i and extends from one end to the other of the housing. The supply pipe ii and the discharge pipe 12 are guided vertically upwards at one end of the housing i and then horizontally to the other side of the housing. There they are provided with sockets 13 which extend through the housing wall and are used for connection to a water cooler.

Die beiden im Gehäuse angeordneten Wickel-,gruppen können durch eine Preßspanzwischenlage getrennt sein. Die Hochspannungsleiter5 sind an Stiften 14 befestigt, die in Porzellanbuchsen 15 durch den Deckel des Gehäuses i geführt sind. Die Niederspannungsanschlüsse der Wickel reichen nach unten in die Zwischenräume zwischen die Rohre 9 und sind an den Rohren z. B. durch Schweißung befestigt, wie bei 16 angedeutet ist.The two winding groups arranged in the housing can be separated by a pressboard intermediate layer. The high-voltage conductors 5 are attached to pins 14 which are guided in porcelain sockets 15 through the cover of the housing i. The low-voltage connections of the winding extend down into the spaces between the tubes 9 and are attached to the tubes, for. B. attached by welding, as indicated at 16.

An den Rohren i i und 1:2 sind oben in der Mitte des horizontal liegenden Teiles kurze Kupferleiter 17 angelötet, die mit einer am Deckel des Gehäuses i befestigten Niederspannungsklemme 18 in Verbindung stehen.On the pipes i i and 1: 2 are above in the middle of the horizontally lying Part of short copper conductor 17 soldered on, which is attached to the cover of the housing i with a Low voltage terminal 18 are connected.

Die, Wickel sind durch Platten ig mit U-förmigen Ouerschnitten aus Isolationsmaterial, Z. B. Preßspan, eingeschlossen und werden in ihrer Lage durch Klaminerplatten 2o aus Metall festgehalten, die außerhalb der Isolierplatten ig angeordnet und über große Flächen mit dem Gehäuse i in Berührung stehen. Diese Klammerplatten sind im wesentlichen rechteckig, besitzen jedoch an einem Ende abgebogene Teile:2i, die die Form von halbzylindrischen Rinnen besitzen. Ähnliche abgebogene Teile 22 sind auch am oberen Rand jeder Klamrnerplatte vorgesehen. Die Zuführungs- und Ableitungrohre i i Und 12 sind in diesen Rinnen durch Schweißung befestigt, wie bei 23 gezeigt ist, um eine Verbindung guter Wärrneleitf ähigkeit zwischen den Klammerplatten und dem Kondensatorgehäuse herzustellen. Die Klammerplatten besitzen außerdem an jedem Ende nach innen abgebogene Ösen :24, in die Streifen 25 eingreifen, die die Klammerplatten zusammenhalten.The coils are enclosed by plates ig with U-shaped cross-sections made of insulation material, e.g. pressboard, and are held in their position by clamper plates 2o made of metal, which are arranged outside the insulation plates ig and in contact with the housing i over large areas stand. These bracket plates are essentially rectangular, but have bent parts at one end: 2i, which are in the form of semi-cylindrical grooves. Similar bent portions 22 are also provided at the top of each staple plate. The supply and discharge pipes ii and 12 are fastened in these channels by welding, as shown at 23 , in order to produce a connection of good thermal conductivity between the clamp plates and the capacitor housing. The clip plates also have inwardly bent eyelets at each end: 24 which engage strips 25 holding the clip plates together.

Die Verwendung der vom Wasser durchflossenen Rohre zur Stromführung ist bei Parallelschaltung wegen der verhältnismäßig hohen Ströme sehr vorteilhaft.The use of the pipes through which the water flows to conduct electricity is very advantageous when connected in parallel because of the relatively high currents.

Die Kühlun,- des Kondensatorgehäuses und der Anschlüsse wird durch die unmittelbar an die Kühlrohre angeschweißten Klammerplatten 20 sehr wirkungsvoll unterstützt, da diese Platten gut wärmeleitend und über eine große Fläche mit dem Gehäuse in Berührung stehen. Auf diese Weise wird die gesamte Länge der Kühlrohre wirksam für die Kühlung ausgenutzt, so daß der Wirkungsgrad des Kondensators wesentlich verbessert wird. Gleichzeitig ist die Kühlschlange so ausgebildet, daß sie mit wenig Aufwand und besonders einfach hergestellt werden kann. Außerdem nimmt sie wenig Raum im Gehäuse für sich in Anspruch. Ferner wird der obere Teil von ihr frei gelassen, so daß Anzapfungen für den Betrieb mit dazwischenliegenden Spannungen angebracht werden können, ohne daß die Gesamtanordnung zu ändern ist. Außerdem ist der Strömungswiderstand für das Wasser sehr gering gehalten, so daß eine Wasserpumpe geringen Drucks verwendet werden kann. Die vorliegende Ausbildung eines wassergekühlten Kondensators 2, crewährleistet die höchstmögliche Ausnutzung eines Kondensators gegebener Größe.The cooling of the condenser housing and the connections is through the clamp plates 20 welded directly to the cooling pipes are very effective supports, as these panels conduct heat well and cover a large area with the Are in contact with the housing. In this way, the entire length of the cooling tubes effectively used for cooling, so that the efficiency of the capacitor is significant is improved. At the same time, the cooling coil is designed so that it is with little Effort and can be produced particularly easily. Besides, she takes little space in the housing to claim for itself. Furthermore, the upper part left free from it, allowing taps to operate with intervening Voltages can be applied without changing the overall arrangement. In addition, the flow resistance for the water is kept very low, so that a low pressure water pump can be used. The present training a water-cooled condenser 2, crew ensures the highest possible utilization a capacitor of a given size.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Water-cooled electrical condenser, especially for high frequencies, in which the linings of the condenser windings are connected to the bottom of the condenser parallel to each other with the cooling water leading cooling channels, with good thermal conductivity, expediently by soldering, characterized in that the cooling water leading cooling channels are formed from tubes which are in contact with the surrounding insulating material on all sides with their '-Nlantelfläche, connected at their ends and are arranged at a distance from one another in the manner of a grate.

2. Capacitor according to claim i, characterized in that the tubes of the grate are connected in series. 3. Capacitor according to claim i or 2, characterized in that a supply pipe and a discharge pipe are connected to the grate, which are advantageously guided vertically upwards along one end wall of the capacitor housing and in the vicinity of the housing cover horizontally to the other end wall. 4. Capacitor according to claims i to 3, characterized in that the feed pipe are arranged on the one and the discharge pipe on the other housing side wall. 5. Capacitor according to claims i to 4, characterized in that on both sides of the capacitor stack arranged for holding together clip plates made of metal are connected at their edges with good thermal conductivity to the inlet and outlet pipe. 6. Capacitor according to claims i to 5, characterized in that the clamp plates are in contact with the housing over a large area. 7. Capacitor according to claims i to 6, characterized in that the low-voltage terminal is conductively connected to the supply pipe and the n discharge pipe. Publications considered: German patent application HI Ig40-1V1I1 C / 21 g (published on November 17, 1932). Older patents considered: German patents No. 755 2922, 756 094.