WO2014127968A1

WO2014127968A1 - Elektroenergieübertragungseinrichtungskapselungsgehäuseanordnung

Info

Publication number: WO2014127968A1
Application number: PCT/EP2014/051780
Authority: WO
Inventors: Joachim Baudach; Tomasz Magier; Steffen Rautenberg
Original assignee: Siemens Aktiengesellschaft
Priority date: 2013-02-19
Filing date: 2014-01-30
Publication date: 2014-08-28
Also published as: DE102013202653A1

Abstract

Eine Kapselungsgehäuseanordnung einer elektrischer Energie Übertragungseinrichting weist einen Aufnahmeraum auf, welcher sich längs einer Hauptachse (2) erstreckt. Mantelseitig ist der Aufnahmeraum von einer Kapselungsgehäusewand (7a) eines Kapselungsgehäuses umgriffen. Die Kapselungsgehäusewand (7a) ist mit einem Wärmetauscher (11) ausgestattet, welcher eine erste (11b) sowie eine zweite Wärmetauschfläche (11a) aufweist. Die erste Wärmetauschfläche (11b) ist dabei innerhalb des Aufnahmeraumes angeordnet. Die Hüllfläche (10a) entspricht einer Mantelfläche eines Kreiszylindermantels, so dass die Hüllfläche (10a) über den innenliegenden Rippen (11b) gemeinsam mit den angrenzenden Innenmantelflächenbereichen der Kapselungsgehäusewand (7a) eine im Wesentlichen kreiszylindrische dielektrisch wirksame Kontur im Innern des Kapselungsgehäuses ausbildet.

Description

Beschreibung

Elektroenergieübertragungseinrichtungskapselungsgehäuseanord- nung

Die Erfindung betrifft eine Elektroenergieübertragungsein- richtungskapselungsgehäuseanordnung mit einem sich längs einer Hauptachse erstreckenden Aufnahmeraum, welcher mantelsei - tig von einer Kapselungsgehäusewand eines Kapselungsgehäuses umgriffen ist und mit einem Wärmetauscher mit einer oberflächenvergrößernden ersten Wärmetauschfläche.

Eine derartige Elektroenergieübertragungseinrichtungskap- selungsgehäuseanordnung ist beispielsweise aus der Offenle- gungsschrift DE 27 07 205 AI bekannt. Die dortige Elektro- energieübertragungseinrichtungskapselungsgehäuseanordnung weist einen Aufnahmeraum auf, in welchem ein elektrischer Phasenleiter angeordnet ist. Um innerhalb des Aufnahmeraumes eine Strömung zu befördern, ist bei der bekannten Vorrichtung der Einsatz eines Pumpmechanismus vorgesehen. Zusätzlich ist die bekannte Kapselungsgehäusewand mit einem Wärmetauscher ausgestattet, welcher am äußeren Umfang eine ringförmige oberflächenvergrößernde Verrippungen aufweist. Um den Wärmeübergang an der Verrippung zu befördern, ist ein Ventilator zur Beblasung der Verrippung vorgesehen.

Eine maschinelle Strömungserzeugung innerhalb des Aufnahmeraumes sowie außerhalb des Aufnahmeraumes ermöglicht einen beschleunigten Wärmetransfer. Um eine derartige Anlage jedoch zu betreiben, ist der Einsatz von Hilfsenergie zum Betrieb von Hilfsaggregaten notwendig. Insbesondere bei Ausfall der Hilfsaggregate zur Erzeugung von Strömungen innerhalb sowie außerhalb des Aufnahmeraumes , besteht die Gefahr, dass ein ausreichender Wärmetransport nicht mehr gewährleistet ist.

Entsprechend ergibt sich als Aufgabe der Erfindung, eine Elektroenergieübertragungseinrichtungskapselungsgehäuseanordn ung anzugeben, welche einen zuverlässigen Wärmetransport ermöglicht .

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die erste Wärmetauschfläche den Aufnahmeraum zumindest abschnittsweise begrenzt.

Elektroenergieübertragungseinrichtungen sind Anordnungen zur Übertragung von elektrischer Energie von einem Punkt A zu ei- nem Punkt B. Dazu wird üblicherweise ein Phasenleiter eingesetzt, welcher einen von einer Potentialdifferenz getriebenen elektrischen Strom führt. Gegenüber Einrichtungen, die ein vom Phasenleiter abweichendes Potential aufweisen, ist der Phasenleiter elektrisch zu isolieren. Dazu können beispiels- weise Elektroenergieübertragungseinrichtungskapselungsge- häuseanordnungen eingesetzt werden, welche einen Aufnahmeraum aufweisen, innerhalb welchem der Phasenleiter elektrisch isoliert angeordnet ist. Der Aufnahmeraum kann dazu mit einem elektrisch isolierenden Fluid befüllt sein, um eine Wegstre- cke zwischen dem Phasenleiter und einer Kapselungsgehäusewand elektrisch zu isolieren. Der Aufnahmeraum kann dazu hermetisch abgeschlossen sein, um ein Verflüchtigen des elektrisch isolierenden Fluids zu verhindern. Der Aufnahmeraum ist beispielsweise zumindest abschnittsweise von einem Kapselungsge- häuse mit einer Kapselungsgehäusewand begrenzt. Die Kapselungsgehäusewand stellt dabei eine Barriere für das Fluid dar, so dass das Fluid durch die Kapselungsgehäusewand nicht hindurchtreten kann. Die Kapselungsgehäusewand respektive das Kapselungsgehäuse kann dabei als Druckbehälter ausgeführt sein, so dass das innerhalb des Aufnahmeraumes eingeschlossene Fluid auch unter Überdruck gesetzt werden kann. Dadurch kann das Isolationsvermögen des elektrisch isolierenden

Fluids innerhalb des Aufnahmeraumes erhöht werden. Entsprechend können die zwischen dem Phasenleiter sowie einer

Kapselungsgehäusewand einzuhaltenden Schlagweiten reduziert werden. Als elektrisch isolierende Fluide eignen sich beispielsweise Gase sowie Flüssigkeiten. Als Gase haben sich insbesondere Stickstoff, Schweielhexafluorid und Kohlendioxid als geeignet erwiesen. Als Isolierflüssigkeiten eignen sich insbesondere Isolieröle sowie Isolierester. Das Kapselungsgehäuse bzw. die Kapselungsgehäusewand sollten winkelstarr ausgestaltet sein. Das Kapselungsgehäuse bzw. die Kapselungs- gehäusewandung kann zumindest abschnittsweise aus elektrisch leitfähigen Materialien gebildet sein. Als geeignet haben sich beispielsweise metallische Kapselungsgehäuse, welche Erdpotential führen, erwiesen. Ein im Aufnahmeraum positionierter Phasenleiter ist gegenüber dem Kapselungsgehäuse elektrisch isoliert anzuordnen.

Innerhalb des Aufnahmeraumes eingeschlossenes Fluid umspült den Phasenleiter. Der Phasenleiter ist zumindest abschnittsweise frei von einer Feststoffisolation, so dass das Fluid in unmittelbaren Kontakt mit zur Stromführung vorgesehenen Bereichen des Phasenleiters treten kann. Beispielsweise kann der Phasenleiter im Wesentlichen zylindrisch ausgeführt sein, oder auch hohlzylindrisch ausgestaltet sein. Bei einem Umspülen des Phasenleiters mit dem Fluid kann Wärme, welche bei- spielsweise innerhalb des Phasenleiters in Folge eines Stromwärmeeffektes entsteht, von dem Phasenleiter in das Fluid übergehen. Das Fluid wiederum durchströmt den Aufnahmeraum und gibt die eingetragene Wärme an die Kapselungsgehäusewand ab. Durch eine Integration der oberflächenvergrößerten ersten Wärmetauschfläche im Aufnahmeraum ist es möglich, einen Wärmeübergang aus dem Fluid in die Kapselungsgehäusewand zu befördern. Die erste Wärmetauschfläche kann beispielsweise eine Fläche der Kapselungsgehäusewand sein oder eine Fläche eines anderen Körpers, welche mit dem Fluid in Kontakt steht. Die erste Wärmetauschfläche kann den Aufnahmeraum begrenzen. Als solches kann die erste Wärmetauschfläche eine Grenzfläche zwischen dem Aufnahmeraum und eines das Volumen des Aufnahme- raumes begrenzenden Körpers darstellen. Die erste Wärmetauschfläche kann beispielsweise als Teil der Kapselungs- gehäusewand ausgeformt sein. Die Wärmetauschfläche kann jedoch auch in das Kapselungsgehäuse hineinragend, von der Kapselungsgehäusewand umgeben sein. Eine Wärmetauschfläche kann beispielsweise an einer Vorrichtung angeordnet sein, welche in den von der Kapselungsgehäusewand umgriffenen Aufnahmeraum hineinragt. Entsprechend wird das Volumen des Auf- nahmeraumes reduziert, wodurch der Aufnahmeraum durch die Wärmetauschfläche begrenzt ist. Die erste Wärmetauschfläche sollte von dem Fluid im Innern des Aufnahmeraumes umspült sein. Bei einer Anordnung der Wärmetauschfläche an der

Kapselungsgehäusewand ist es beispielsweise möglich, in rascher Weise Wärme aus dem Fluid in die Kapselungsgehäusewand übertreten zu lassen, so dass einem Überhitzen des Fluids entgegengewirkt ist.

Neben einem Abführen von Wärme über den Wärmetauscher aus dem Aufnahmeraum heraus, kann der Wärmetauscher auch vorgesehen sein, um Wärme in den Aufnahmeraum einzutragen. Insbesondere beim Einsatz der

Elektroenergieübertragungseinrichtungskapselungsgehäuseanordn ung bei tiefen Temperaturen ist es beispielsweise möglich, über die erste Wärmetauschfläche von außerhalb zugeführte Wärme in das Innere des Aufnahmeraumes einzubringen. Bei- spielsweise kann bei tiefen Temperaturen die Gefahr eines

Verflüssigens eines bevorzugt gasförmig vorliegenden Fluids auftreten. So kann der Wärmetauscher zum einen zum Abführen von Wärme aus dem Aufnahmeraum aber auch zum Zuführen von Wärme in den Aufnahmeraum Verwendung finden. Bevorzugt sollte der Wärmetauscher als passiver Wärmetauscher wirken. An einem passiven Wärmetauscher erfolgt ein Wärmeübergang aufgrund unterschiedlicher Energiepotentiale (von Wärmetauschflächen) . Ein Einsatz von Strömungsmaschinen zur Erzeugung einer Umspü- lung/einer Durchspülung einer Wärmetauschfläche sollte ver- mieden werden. Insbesondere durch eine oberflächenvergrößernde Struktur der Wärmetauschfläche, wie beispielsweise hervorstehende Angüsse, Rippen, Schultern usw., welche eine erhöhte Rauhigkeit in der Wärmetauschfläche bewirken, kann die Effizienz des Wärmetauschers zusätzlich verbessert werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass das Kapselungsgehäuse eine Ausbauchung aufweist, in welcher die erste Wärmetauschfläche angeordnet ist, wobei die erste Wärmetauschfläche eine dielektrisch homogenisierende Hüllfläche aufspannt, welche mit einem die Ausbauchung abgrenzenden Innenmantelflächenbereich der Kapselungsgehäusewand die Ausbauchung schirmt.

Eine Ausbauchung stellt an dem Kapselungsgehäuse eine Unste- tigkeitsstelle dar. Der mantelseitig von der Kapselungsgehäusewand umgriffene Aufnahmeraum weist durch die Ausbauchung eine insbesondere radiale Querschnittsvergrößerung auf. Die Ausbauchung ist dabei geeignet, um eine oberflächenvergrößernde erste Wärmetauschfläche aufzunehmen. Die erste Wärmetauschfläche führt bevorzugt Erdpotential . Die oberflächenvergrößernde erste Wärmetauschfläche sollte dabei derart ausgeformt sein, dass diese fluchtend innerhalb des Schattens der Ausbauchung angeordnet ist. Somit sind aus einer Innenkontur der Kapselungsgehäusewand hervorragende oberflächenvergrößernde Formen der ersten Wärmetauschfläche vermieden. Die Ausbauchung stellt innenmantelseitig eine Erweiterung des Aufnahmeraumes dar. Weiterhin ist von Vorteil, wenn die erste Wärmetauschfläche eine dielektrisch homogenisierende Hüllfläche aufspannt, so dass im Zusammenspiel mit den im Randbereich der Ausbauchung liegenden Innenmantelflächenbereichen der Kapselungsgehäusewand ein dielektrisch geschirmter Bereich in der Ausbauchung gebildet ist. Die innerhalb der Aus- bauchung liegenden oberflächenvergrößernden Bereiche der ersten Wärmetauschfläche stabilisieren die dielektrische Schirmung, so dass dielektrisch geschützte Bereiche der Ausbauchung gebildet sind und die erste Wärmetauschfläche frei von dielektrischen Erfordernissen gestaltet werden kann. Die di- elektrisch wirksame Kontur der Innenmantelfläche der Kapselungsgehäusewand bleibt trotz Ausbauchung erhalten. Oberflächenvergrößernde Vorsprünge der ersten Wärmetauschfläche können die Ausbauchung dielektrisch homogenisieren und eine dielektrisch schirmende Fläche (Hüllfläche) über der Ausbau- chung bilden. Diese Hüllfläche wird in ihrer Form punktuell durch oberflächenvergrößernde Vorsprünge der ersten Wärmetauschfläche definiert. Diese oberflächenvergrößernden Vorsprünge schirmen dahinter zurückgezogene Bereiche der ersten Wärmetauschfläche. Eine derartige Konstruktion weist den Vorteil auf, dass trotz Ausbauchung eine gleichbleibende dielektrische Wirkung der Kapselungsgehäusewand im Verhältnis zu dem im Innern des Kapselungsgehäuses angeordneten Phasen- leiter erhalten bleibt. Zusätzlich wird bei gleichartigen dielektrischen Verhältnissen im Innern des Kapselungsgehäuses der zur Verfügung stehende Raum zur Füllung mit elektrisch isolierendem Fluid vergrößert, wodurch zusätzlich zu einer verbesserten Abgabe von Wärme bzw. Eintragung von Wärme aus dem/in den Aufnahmeraum des Kapselungsgehäuses das zum Wärme- transport zur Verfügung stehende Volumen an elektrisch isolierendem Fluid vergrößert wird. Somit kann selbst mit geringen Strömungsgeschwindigkeiten im Innern des Kapselungsgehäuses ein wirksamer Wärmeübergang zwischen Fluid und Wärme- tauschfläche stattfinden. Weiterhin kann die Ausbauchung aufgrund ihrer dielektrischen Schirmwirkung auch die Funktion einer Teilchenfalle wahrnehmen, so dass im dielektrisch geschirmten Bereich der Ausbauchung Partikel wie Verschmutzungen, Abrieb usw. zur Ablage kommen können.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass eine zweite Wärmetauschfläche außerhalb des Aufnahmeraumes angeordnet ist. Die Nutzung einer ersten Wärmetauschfläche innerhalb des Aufnahmeraumes bzw. einer ersten Wärmetauschfläche, welche dem Fluid im Aufnahmeraum ausgesetzt ist, sowie einer zweiten Wärmetauschfläche außerhalb des Aufnahmeraumes ermöglicht es, den Wärmetauscher in effizienter Weise zum Transport von thermischer Energie durch die Kapselungsgehäusewand einzusetzen und dabei den Energiefluss wahlweise aus dem Aufnahmeraum in die Umgebung oder aus der Umgebung in den Aufnahmeraum verlaufen zu lassen. Dabei sollten die beiden Wärmetauschflächen annähernd gleichartig ausgebildet sein, so dass bei- spielsweise sowohl die erste als auch die zweite Wärmetauschfläche Rippen aufweist. Ebenso wie die erste Wärmetauschfläche kann die zweite Wärmetauschfläche als Teil der Kapselungsgehäusewand ausgebildet sein. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Wärmetauschflächen an der Kapselungsgehäusewand einander zumindest teilweise überdecken.

Durch ein Überdecken der Wärmetauschflächen ist ein möglichst kurzes Hindurchtreten von Wärme durch die Wandung von der einen in die andere Wärmetauschfläche möglich. Ein wegverlängerndes Übertragen der Wärme zwischen den beiden Wärmetausch- flächen ist so nicht notwendig. Die Kapselungsgehäusewand selbst kann als Teil des Wärmetauschers ausgebildet sein, so dass beispielsweise ein einstückiger Verbund zwischen der ersten sowie der zweiten Wärmetauschfläche unter Zwischenlage der Kapselungsgehäusewand gegeben ist. Beispielsweise kann die Kapselungsgehäusewand mit den Wärmetauschflächen als Gusskörper ausgeführt sein.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Wärmetauschflächen jeweils Erhebungen, insbesondere Rip- pen aufweisen, wobei Fußpunkte der Erhebungen innenmantelsei - tig und außenmantelseitig zueinander versetzt angeordnet sind .

Der Einsatz von Erhebungen in den Wärmetauschflächen ist eine Möglichkeit, um die Wirksamkeit der Wärmetauschflächen zu erhöhen. Als Erhebungen eignen sich beispielsweise Rippen, Kegel, Pyramiden usw. Die Erhebungen erheben sich dabei aus einer Grundfläche der Wärmetauschflächen, wobei die Grundflächen der Wärmetauschflächen durch die Formgestaltung der Kapselungsgehäusewand gegeben ist. Beispielsweise kann die Kapselungsgehäusewand im Bereich der Wärmetauschflächen konvex oder konkav gekrümmt ausgestaltet sein, so dass beiderseits der Kapselungsgehäusewand eine Innenmantelfläche sowie eine Außenmantelfläche gebildet ist, welche als Grundfläche der jeweiligen Wärmetauschfläche dient. Die Erhebungen sollten dabei innen- und außenmantelseitig versetzt zueinander angeordnet sein, so dass in Richtung einer Flächennormalen der Innen- bzw. Außenmantelseite jeweils bevorzugt nur eine Erhebung der einen oder der anderen Wärmetauschfläche positioniert ist. Eine derartige Konstruktion kann beispielsweise durch eine innen- und außenmantelseitig angeordnete Ver- rippung, die beispielsweise zueinander versetzte Rippen auf- weisen, realisiert werden. So kann beispielsweise eine Faltung der Gehäusewand nachempfunden werden, die sowohl an der ersten als auch an der zweiten Wärmetauschfläche einen vergrößerten Oberflächenbereich aufweist. Eine derartige Ausgestaltung führt zu winkelstarren Kapselungsgehäusewänden, wel- che zur Oberflächenvergrößerung von Wärmetauschflächen lediglich eines vergleichsweise geringen zusätzlichen Materialeinsatzes bedürfen und eine ausreichende mechanische Widerstandsfähigkeit aufweisen. Vorteilhafterweise kann weiter vorgesehen sein, dass im Kapselungsgehäuse eine Kommunikationsöffnung angeordnet ist, wobei in einer Projektion in einer axialen Richtung die Kommunikationsöffnung von einer hineinragenden Wärmetauschfläche freigehalten ist.

Über eine Kommunikationsöffnung ist ein Zugang in das Innere des Kapselungsgehäuses geschaffen. Der Querschnitt der Kommunikationsöffnung definiert den maximalen Querschnitt von durch diese Kommunikationsöffnung in das Innere zu verbrin- genden Gegenständen. Eine Freilassung des Querschnitts von Wärmetauschflächen schränkt die Nutzung der Kommunikations- Öffnung nicht ein. Die Kommunikationsöffnung kann beispielsweise in einer Ebene liegen und insbesondere kreisrund ausgeformt sein, wobei die axiale Richtung bevorzugt lotrecht zur Ebene/Kreisebene verläuft.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass axial fluchtend gegenüberliegend am Kapselungsgehäuse Kommunikationsöffnungen angeordnet sind, wobei in einer Projektion in axialer Richtung die Kommunikationsöffnungen von einer hineinragenden Wärmetauschfläche freigehalten sind. Über Kommunikationsöffnungen ist die Möglichkeit gegeben, zu dem Aufnahmeraum des Kapselungsgehäuses eine Zugangsmöglichkeit zu schaffen. Beispielsweise können durch die Kommunikationsöffnungen Phasenleiter zur Führung des elektrischen Stromes in das Innere des Kapselungsgehäuses eingeführt werden. Die Kommunikationsöffnungen können dabei für das elektrisch isolierende Fluid durchlässig verbleiben, oder aber auch fluiddicht verschlossen werden. Beispielsweise kann eine Kommunikationsöffnung durch einen einen Phasenleiter positio- nierenden Isolator verschlossen sein. Die Kommunikationsöffnungen können beispielsweise von einem Flansch des Kapselungsgehäuses begrenzt sein. Als Flansche eignen sich insbesondere Schraubflansche, über welche das Kapselungsgehäuse beispielsweise mit weiteren Kapselungsgehäusen der Elektro- energieübertragungseinrichtungskapselungsgehäuseanordnung verbunden sein kann. Die Kommunikationsöffnungen sollten dabei in axialer Richtung zueinander fluchtend ausgerichtet sein. Bevorzugt sollten die Kommunikationsöffnungen die gleichen Dimensionen aufweisen, so dass diese in axialer Richtung insbesondere der Hauptachse annähernd deckungsgleich liegen. Die Öffnungen können bevorzugt einen kreisrunden Querschnitt oder auch einen ovalen Querschnitt aufweisen. Entsprechend passt sich die Formgebung von die Kommunikationsöffnungen begrenzenden Flanschen an. Das Kapselungsgehäuse kann bei- spielsweise im Wesentlichen rohrförmig ausgebildet sein, wobei stirnseitig die Kommunikationsöffnungen angeordnet sind. In dieser Ausgestaltungsvariante ist es besonders vorteilhaft, eine Ausbauchung zur Aufnahme der ersten Wärmetauschfläche, beispielsweise ringförmig um die Hauptachse umlaufend anzuordnen, so dass ausgehend von den Kommunikationsöffnungen zu der jeweils anderen Kommunikationsöffnung eine Querschnittsvergrößerung in radialer Richtung auftritt. Unabhängig von der Art der Ausgestaltung des Kapselungsgehäuses kann vorteilhaft vorgesehen sein, eine Kommunikationsöffnung in einer Projektion in axialer Richtung von Wärmetauschflächen freizuhalten, so dass ein Durchgriff durch die Kommunikationsöffnungen durch eine Wärmetauschfläche nicht behindert wird. Entsprechend ist die Möglichkeit gegeben, variabel ver- schiedenartige Kapselungsgehäuse mit und ohne Wärmetauschflächen einzusetzen, wobei die Kommunikationsöffnungen gleichartig ausgebildet sind. Damit ist ein modulares Zusammensetzen einer

Elektroenergieübertragungseinrichtungskapselungsgehäuseanordn ung unter Nutzung verschiedener Kapselungsgehäuse in einfacher Weise möglich. Die Funktion von Schnittstellen, welche über die Kommunikationsöffnungen an den einzelnen Kapselungs- gehäusen gegeben sind, bleiben unabhängig von der Verwendung einer Wärmetauschfläche bzw. eines Wärmetauschers erhalten.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben und schematisch in einer Zeichnung gezeigt. Dabei zeigt die

Figur 1 eine

Elektroenergieübertragungseinrichtungskapselungsgeh äuseanordnung in einer ersten Ausführungsvariante, die

Figur 2 eine Elektroenergieübertragungseinrichtungskap- selungsgehäuseanordnung in einer zweiten Ausführungsvariante, die

Figur 3 einen Schnitt durch die zweite Ausführungsvariante einer Elektroenergieübertragungseinrichtungskap- selungsgehäuseanordnung, die Figur 4 einen weiteren Schnitt durch die zweite Ausführungsvariante der Elektroenergieübertragungsein- richtungskapselungsgehäuseanordnung .

Die erste Ausführungsvariante einer Elektroenergieübertra- gungseinrichtungskapselungsgehäuseanordnung ist in der Figur 1 teilweise freigeschnitten dargestellt. Die erste Ausführungsvariante weist ein Kapselungsgehäuse 1 auf, welches sich im Wesentlichen rohrförmig um eine Hauptachse 2 erstreckt. Das Kapselungsgehäuse 1 weist in seinem axialen Verlauf verschiedenartige Querschnitte auf, wobei das Kapselungsgehäuse 1 jedoch bevorzugt im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu der Hauptachse 2 ausgeformt ist. Stirnseitig ist das Kapse- lungsgehäuse 1 mit einer ersten Kommunikationsöffnung 3a sowie mit einer zweiten Kommunikationsöffnung 3b ausgestattet. Die beiden Kommunikationsöffnungen 3a, 3b weisen einen kreisrunden Querschnitt auf und sind koaxial zu der Hauptachse 2 ausgerichtet, so dass die beiden Kommunikationsöffnungen 3a, 3b in einer Projektion in Richtung der Hauptachse 2 annähernd deckungsgleich ausgerichtet sind. Die erste Kommunikations- Öffnung 3a ist von einem ersten Flansch 4a begrenzt. Die zweite Kommunikationsöffnung 3b ist von einem zweiten Flansch 4b begrenzt. Die Kommunikationsöffnungen 3a, 3b sowie das Kapselungsgehäuse 1 sind von einem Phasenleiter 5 durchsetzt. Der Phasenleiter 5 ist vorliegend zentrisch im Verlauf der Hauptachse 2 positioniert. Der Phasenleiter 5 ist elektrisch isoliert gegenüber dem Kapselungsgehäuse 1 angeordnet. Das Kapselungsgehäuse 1 ist bevorzugt aus einem elektrisch leit- fähigen Material gefertigt. Ebenso ist der Phasenleiter 5 aus einem elektrisch leitfähigen Material mit einem bevorzugt geringen spezifischen elektrischen Widerstand gefertigt, so dass der Phasenleiter 5 einen elektrischen Strom möglichst verlustarm führen kann. Beispielhaft ist am zweiten Flansch 4b ein Scheibenisolator 6 angeflanscht. Der Scheibenisolator 6 weist einen Rahmen auf, der mit dem zweiten Flansch 4b verschraubt ist. Indem der Scheibenisolator 6 die zweite Kommunikationsöffnung 3b überspannend verschließt, ist am zweiten Flansch 4b ein fluiddichter Abschluss des Kapselungsgehäuses 1 herstellt. Der Scheibenisolator 6 ist fluiddicht von dem Phasenleiter 5 durchsetzt. Entsprechend dient der Scheibenisolator 6 zum einen einem fluiddichten Verschließen des Aufnahmeraumes des Kapselungsgehäuses 1 und zum anderen dient der Scheibenisolator 6 einer elektrisch isolierenden Positio- nierung des Phasenleiters 5 gegenüber dem Kapselungsgehäuse

1. Die erste Kommunikationsöffnung 3a ist freitragend von dem Phasenleiter 5 durchsetzt. An den ersten Flansch 4a der ersten Kommunikationsöffnung 3a kann ein weiteres Kapselungsge- häuse gleicher oder abweichender Bauart angeflanscht werden, so dass der Aufnahmeraum des Kapselungsgehäuses 1 durch weitere Baugruppen, beispielsweise ein weiteres Kapselungsgehäuse verschlossen ist. Das im Aufnahmeraum befindliche Fluid kann so über die erste Kommunikationsöffnung 3a mit einem Aufnahmeraum des weiteren Kapselungsgehäuses kommunizieren. Die zweite Kommunikationsöffnung 3b ist von dem Scheibenisolator 6 fluiddicht verschlossen. An den zweiten Flansch 4b kann ebenfalls ein weiteres Kapselungsgehäuse (unter Zwi- schenlage des Scheibenisolators 6) angeschlossen werden, in dessen Aufnahmeraum sich der Phasenleiter 5 fortsetzten kann. Eine Kommunikation der Aufnahmeräume des Kapselungsgehäuses 1 sowie eines am zweiten Flansch 4b angeschlagenen weiteren Kapselungsgehäuses ist durch die fluiddichte Barriere des Scheibenisolators 6 verhindert. Es kann auch vorgesehen sein, dass beispielsweise im Scheibenisolator 6 eine Durchtrittsöffnung eingebracht ist, so dass eine Kommunikation des

Fluids zwischen angrenzenden Aufnahmeräumen möglich ist. Zwischen den endseitig angeordneten Kommunikationsöffnungen 3a, 3b bzw. den beiden Flanschen 4a, 4b erstreckt sich eine Kapselungsgehäusewand 7. Die Kapselungsgehäusewand 7 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch zur Hauptachse 2 ausgerichtet. Die Kapselungsgehäusewand 7 begrenzt den Aufnahmeraum mantelseitig . An den Abschnitten der Kapselungsgehäusewand 7, welche zu den beiden Kommunikationsöffnungen 3a, 3b unmittelbar benachbart sind, weist die Kapselungsgehäusewand 7 den annähernd gleichen Querschnitt wie die Kommunikationsöffnungen 3a, 3b auf. Die Kapselungsgehäusewand 7 weist eine Aus- bauchung 8 auf, welche eine Vergrößerung des Querschnitts des Aufnahmeraumes bewirkt. Die Ausbauchung 8 ist annähernd zentrisch zwischen den endseitigen Kommunikationsöffnungen 3a, 3b angeordnet und läuft in sich geschlossen ringförmig um die Hauptachse 2 um. Somit ist der Umfang der Kapselungsge- häusewand 7 in der Ausbauchung 8 größer als im Bereich der

Kommunikationsöffnungen 3a, 3b. Innenmantelseitig sind an der Ausbauchung 8 mehrere im Wesentlichen gleichartig ausgeformte ringförmige Rippen 9 angeordnet . Die ringförmigen Rippen 9 laufen koaxial um die Hauptachse 2 um und sind innenliegend angeordnet. Durch die Verrippung mit den innenliegenden Rippen 9 ist den Aufnahmeraum begrenzend eine erste Wärmetauschfläche ausgeformt, welche einen oberflächenvergrößernden Be- reich aufweist. Die innenliegenden Rippen 9 sind dabei derartig dimensioniert, dass ihre radial vorspringenden Schultern innenmantelseitig bis an den Querschnitt der Kommunikations- Öffnungen 3a, 3b bzw. der korrespondierenden endseitigen Abschnitte der Kapselungsgehäusewand 7 heranreichen. Die innenwändig hervorspringenden Rippen 9 spannen eine homogenisierende Hüllfläche 10, die im Wesentlichen einer kreiszylindrischen Mantelfläche entspricht, auf. Die Hüllfläche 10 mit ihren darin liegenden Rippen 9 schirmt gemeinsam mit den die Ausbauchung 8 abgrenzenden Innenmantelflächenbereichen die Ausbauchung 8 ab, so dass die zwischen den vorspringenden Rippen 9 liegende Bereiche der Ausbauchung 8 dielektrisch geschirmt sind. Diese dielektrisch geschirmten Abschnitte können als Teilchenfallen genutzt werden. Außenmantelseitig ist das Kapselungsgehäuse 1 mit außenliegenden Rippen 11 ausgestattet. Die außenliegenden Rippen 11 erstrecken sich koaxial zu der Hauptachse 2. Dabei sind die innenliegenden Rippen 9 axial versetzt zu den außenliegenden Rippen 11 angeordnet, so dass sich im jeweiligen Rippental der einen Wärmetauschfläche ein Rippenberg der anderen Wärmetauschfläche befindet. In Folge entstehen an der Kapselungsgehäusewand 7 einander überdeckende Wärmetauschflächen, die zueinander axial versetzte Rippen 9, 11 aufweisen. Der Aufnahmeraum des Kapselungsgehäuses 1 ist von einem elektrisch isolierenden Fluid, insbesondere unter Überdruck stehend, durchspült. Als elektrisch isolierende Fluide eignen sich beispielsweise gasförmiges Schweielhexafluorid, gasförmiger Stickstoff sowie gasförmiges Kohlendioxid.

Die Figur 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsvariante einer Elektroenergieübertragungseinrich- tungskapselungsgehäuseanordnung . Bezüglich der ersten Ausfüh- rungsvariante gleich wirkende Bauteile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die zweite Ausführungsvariante weist eine Hauptachse 2 auf, um welche sich ein Kapselungsgehäuse 1 erstreckt. Am Kapselungsgehäuse 1 sind jeweils stirnseitig eine erste Kommunikationsöffnung 3a sowie eine zweite Kommunikationsöffnung 3b (vgl. Fig. 3) angeordnet. Die Kommunikationsöffnungen 3a, 3b weisen die gleichen kreisförmigen Querschnitte auf und sind in Richtung der Hauptachse 2 zueinander fluchtend angeordnet. Die beiden Kommunikationsöffnungen 3a, 3b sind von einem ersten Flansch 4a sowie einem zweiten

Flansch 4b umgeben. Zwischen den beiden Flanschen 4a, 4b erstreckt sich eine Kapselungsgehäusewand 7a, die in sich geschlossen um die Hauptachse 2 umläuft. Die Kapselungsgehäusewand 7a weist dabei eine erste Ausbauchung 8a sowie eine zweite Ausbauchung 8b auf. Die beiden Ausbauchungen 8a, 8b sind dabei derartig ausgeformt, dass diese in Richtung der Hauptachse 2 gesehen jeweils einen sichelförmigen Querschnitt aufweisen, so dass der von der Kapselungsgehäusewand 7a umgriffenen Aufnahmeraum einen ovalen Querschnitt aufweist, wo- bei der ovale Querschnitt durch die erste und die zweite Ausbauchung 8a, 8b bewirkt ist.

Die Kapselungsgehäusewand 7a ist außenmantelseitig mit einer Vielzahl von außenliegenden Rippen IIa ausgestattet. Die au- ßenliegenden Rippen IIa sind dabei im Wesentlichen stegförmig ausgestaltet, wobei die Stege parallel zueinander ausgerichtet sind. Die Fußpunkte der Stege sind dabei ausschließlich in den Bereichen der Kapselungsgehäusewand 7a angeordnet, welche durch die erste sowie die zweite Ausbauchung 8a, 8b ausgebaucht sind. Die außenliegenden Rippen IIa sind dabei im Wesentlichen parallel ausgerichtet, wobei der Verlauf der Rippen IIa auch parallel zur Hauptachse 2 ausgerichtet ist.

In der Figur 3 ist die aus der Figur 2 bekannte zweite Vari- ante einer Elektroenergieübertragungseinrichtungskapselungs- gehäuseanordnung in einem Längsschnitt dargestellt. Dabei sind in der Schnittebene außenliegende Rippen IIa geschnitten. Weiterhin erkennt man durch die Freischneidung im Innern des Kapselungsgehäuses 1 in der ersten bzw. zweiten Ausbauchung 8a, 8b angeordnete innenliegende Rippen IIb, welche parallel zueinander und parallel zur Hauptachse 2 ausgerichtet sind und stegförmig innenmantelseitig in der jeweiligen Aus- bauchung 8a, 8b liegen.

In der Figur 4 ist die aus den Figuren 2 und 3 bekannte zweite Ausführungsvariante einer Elektroenergieübertragungsein- richtungskapselungsgehäuseanordnung im Querschnitt darge- stellt. Zu erkennen ist die zweite Kommunikationsöffnung 3b mit kreisförmigem Querschnitt, die koaxial zur Hauptachse 2 ausgerichtet ist. Weiterhin sind die im Querschnitt sichelförmigen Ausbauchungen 8a, 8b erkenntlich, welche die innenliegenden Rippen IIb aufnehmen. Die innenliegenden Rippen IIb verlaufen im Wesentlichen parallel zueinander, wobei die innenliegenden Rippen IIb in ihrer Höhe derart dimensioniert sind, dass eine Hüllfläche 10a aufgespannt ist. Die Hüllfläche 10a entspricht einer Mantelfläche eines Kreiszylindermantels, so dass die Hüllfläche 10a über den innenliegenden Rip- pen IIb gemeinsam mit den angrenzenden Innenmantelflächenbe- reichen der Kapselungsgehäusewand 7a eine im Wesentlichen kreiszylindrische dielektrisch wirksame Kontur im Innern des Kapselungsgehäuses 1 ausbildet. Weiterhin ist anhand der Figur 4 im Querschnitt erkennbar, dass die außen- und innenlie- genden Rippen IIa, IIb der innenmantelseitigen ersten Wärmetauschfläche sowie der außenmantelseitigen zweiten Wärmetauschfläche, die einander gegenüberliegend und einander überdeckend ausgeformt sind, zueinander versetzt positioniert sind. Somit sind die Fußpunkte der außenliegenden Rippen IIb jeweils zwischen den Fußpunkten der gegenüberliegenden innenliegenden Rippen IIa angesetzt. Somit ergibt sich im Umlauf um die Hauptachse 2 am Kapselungsgehäuse 1 jeweils ein wechselseitiges Hervortreten der Rippen IIa, IIb der ersten bzw. der zweiten Wärmetauschfläche.

Claims

Patentansprüche 1.

Elektroenergieübertragungseinrichtungskapselungsgehäuseanordn ung mit einem sich längs einer Hauptachse (2) erstreckenden Aufnahmeraum, welcher mantelseitig von einer Kapselungsgehäusewand (7, 7a) eines Kapselungsgehäuses (1) umgriffen ist und mit einem Wärmetauscher mit einer oberflächenvergrößernden ersten Wärmetauschfläche,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

die erste Wärmetauschfläche dem Aufnahmeraum zumindest abschnittsweise begrenzt.

2.

Elektroenergieübertragungseinrichtungskapselungsgehäuseanordn ung nach Anspruch 1

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

das Kapselungsgehäuse (1) eine Ausbauchung (8, 8a, 8b) aufweist, in welcher die erste Wärmetauschfläche angeordnet ist, wobei die erste Wärmetauschfläche eine dielektrisch homogenisierende Hüllfläche (10, IIa) aufspannt, welche mit einem die Ausbauchung abgrenzenden Innenmantelflächenbereich der Kapselungsgehäusewand (7, 7a) die Ausbauchung (8, 8a, 8b) schirmt .

3.

Elektroenergieübertragungseinrichtungskapselungsgehäuseanordn ung nach einem der Ansprüche 1 bis 2,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

eine zweite Wärmetauschfläche außerhalb des Aufnahmeraumes angeordnet ist.

4.

Elektroenergieübertragungseinrichtungskapselungsgehäuseanordn ung nach Anspruch 3,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

die Wärmetauschflächen an der Kapselungsgehäusewand (7, 7a) einander zumindest teilweise überdecken.

5.

Elektroenergieübertragungseinrichtungskapselungsgehäuseanordn ung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

die Wärmetauschflächen jeweils Erhebungen, insbesondere Rippen (9, 9a, 11, IIa) aufweisen, wobei Fußpunkte der Erhebungen innenmantelseitig und außenmantelseitig zueinander versetzt angeordnet sind.

6.

Elektroenergieübertragungseinrichtungskapselungsgehäuseanordn ung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

im Kapselungsgehäuse (1) eine Kommunikationsöffnung (3a, 3b) angeordnet ist, wobei in einer Projektion in einer axialen Richtung die Kommunikationsöffnung (3a, 3b) von einer hineinragenden Wärmetauschfläche freigehalten ist.

7.

Elektroenergieübertragungseinrichtungskapselungsgehäuseanordn ung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

axial fluchtend gegenüberliegend am Kapselungsgehäuse (1) Kommunikationsöffnungen (3a, 3b) angeordnet sind, wobei in einer Projektion in axialer Richtung die Kommunikationsöffnungen (3a, 3b) von einer hineinragenden Wärmetauschfläche freigehalten sind.