Verfahren und Einrichtung zur Kühlung elektrischer Apparate und Maschinen. Die Abführung der durch die Wattver- haste in elektrischen Apparaten und Ma schinen erzeugten Wärme erfordert, wenn man nicht die Abmessungen der Eisen- und Kupferteile in einer die Erstellungskosten unzulässig steigernden Weise vergrössern will, besondere Kühlvorrichtungen. Sie kann bei spielsweise bei Öltransformatoren durch ent sprechende Vergrösserung der Kastenober fläche erreicht werden oder es kann zur Re duktion der erforderlichen Ölmenge eine Küh lung des Öls durch eingebaute Kühlschlangen von genügender Oberfläche erzielt werden.
Die Wasserkühlung des Öls hat ausserdem noch den für die Isolierfähigkeit desselben wichtigen Nachteil, dass sich leicht Kondens wasser bilden kann; auch die drohende Un- dichtheit der Kühlschlange ist gefährlich. Neben der Ölkühlung ist bei Transforma toren noch die Verwendung von Pressluft be kannt. Dieselbe hat den grossen Nachteil, dass bei einem Wicklungsdefekt infolge der reich lichen Sauerstoffzufuhr die ganzen Wicklungs- und Isolationsteile in Brand aufgehen, bevor eine Abstellung der Ventilationseinrichtung erfolgen kann. Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren und eine Einrichtung zur Kühlung elektri scher Apparate und Maschinen, wie z. B.
Generatoren, Motoren, Transformatoren; Wi derständen usw., durch Benutzung der Ver- dampfungswärme einer Flüssigkeit. Das Ver fahren besteht darin, dass die Flüssigkeit bei Unterdruck (Vakuum) in einem an dem zu kühlenden Teil anzubringenden Verdampfer diesem durch Verdampfen die Wärme ent zieht, der gebildete Dampf durch einen Rück kühler kondensiert und das Kondensat in Vollendung eines Kreislaufes wieder in den Verdampfer zurückgeführt wird.
Zur Aus führung dieses Verfahrens dient eine Einrich tung mit einem Röhrenverdampfer, der dem zu kühlenden Teil entlang anzuordnen ist und zur Aufnahme einer Verdampfungsflüssigkeit unter Unterdruck dient, in Verbindung mit einem zur Kondensation des Dampfes dienen den Rückkühler, der durch eine Rückleitung mit dem Röhrenverdampfer zu einem ge schlossenen Kreislauf verbunden ist.
Die Zeichnung betrifft zwei Ausführungs beispiele dieser Einrichtung. Fig. 1 veran schaulicht die Gesamtheit einer Ausführungs- form in Anwendung an einem Transforma- torenschenkel; Fig. 2 ist ein Querschnitt durch einen kreuzweise profilierten Trans formatorenschenkel und durch den Röhren verdampfer einer zweiten Ausführungsform.
Der Röhrenverdampfer a (Fig. 1), der längs eines Transformatorenschenkels b an gelegt ist und zweckmässig die günstigste Form zur Aufnahme der abzuleitenden Wärme aufweist, enthält eine Flüssigkeit bei Unter druck (Vakuum). In dem zu kühlenden Trans formatorenschenkel herrsche die Temperatur ti. Bei dieser Temperatur siedet bei geeig netem Unterdruck die Flüssigkeit im Ver dampfer a. Die sich bildenden Dampfblasen steigen in der Flüssigkeit hoch und ziehen nach dem Rückkübler (Kondensator) c hin, wo sie unter Abgabe der aufgenommenen Wärmemenge wieder kondensiert werden.
Die hier herrschende Temperatur 12 der kon densierten Flüssigkeit ist nur ganz unbedeu tend von ii verschieden, und es ist daher eine Kondensation der Luftfeuchtigkeit an der Rückflussstelle ausgeschlossen. Die Flüs sigkeit fliesst dann durch die Rückleitung d wieder nach dem Verdampfer a zurück und der Kreislauf beginnt von neuem. Aus dem Dampfmaschinenbau sind die grossen Wärme mengen bekannt, die sich mit verhältnismässig kleinen Oberflächen übertragen lassen. Die Wärmefortleitung wird um so energischer, je grösser die Unterschiede der Temperaturen t'i und t'2 sind, 'und zwar gemessen. an der Aussenwand des Verdampfers a und des Rückkühlers c.
Die innern Temperaturen sind fast einander gleich. Da man den wärmeauf nehmenden Verdampfer a bei elektrischen Apparaten oder Maschinen leicht in das Eisen oder einen Wicklungsteil einbauen kann, ist eine ausserordentlich energische Kühlung mög lich, die ohne jede Wartung arbeitet. Der Rückkühler c ist hier als Radiator ausge bildet; er kann aber auch irgend eine an dere geeignete Kühlfläche erhalten, der die Wärme durch natürliche oder künstliche Luft kühlung entzogen wird. Er kann ferner auch in einem Gefäss in einer wärmeaufnehmenden Kühlflüssigkeit untergebracht sein, die ihrer- seits zwangsläufig oder durch Temperatur unterschied zur Abgabe der aufgenommenen Wärmemenge in einem Radiator umläuft.
Um bei etwa auftretender Undichtheit des Kreislaufes das Auslaufen der sich alsdann sofort kondensierenden Flüssigkeit zu ver hindern, ist noch ein besonderes, ebenfalls unter Unterdruck (Vakuum) stehendes Gefäss <I>f</I> angeordnet, welches mit einer Stelle g des Kreislaufes in Verbindung steht. Wird die Leitung undicht, so drückt der Luftdruck die Flüssigkeit in das Gefäss f über, ohne umliegende Teile des Apparates oder der Maschine zu gefährden. An der Anschluss stelle g ist ein Überströmv entil eingebaut, welches die Flüssigkeit erst bei erheblichem Druckunterschied zwischen dem Verdampfer a und dem Gefäss f nach diesem überströmen lässt.
Die Flüssigkeitszirkulation kann durch passend geformte Bleche oder Drähte in eine geordnete Wirbelbewegung übergeführt wer den. Diese im Innern der Röhren angeord neten Körper verhindern gleichzeitig wirksam den etwa auftretenden Siedeverzug.
Zur Kontrolle des Dichthaltens des Kreis laufes ist an geeigneter Stelle desselben ein Druckmesser i angeordnet, welcher zweck mässig bei einer maximalen oder minimalen Druckhöhe durch einen elektrischen Kontakt des Zeigers eine Meldevorrichtung zum Mel den der Notwendigkeit des Abschaltens des gekühlten Apparates oder Teile zur Wirkung bringt.
Die Wicklungen von elektrischen Appa raten oder Maschinen können mit Hohlräumen versehen sein, in der Weise, dass die Leiter Rohrform haben und ihre Hohlräume den Röhrenverdampfer zur Aufnahme der zu ver dampfenden Flüssigkeit bilden.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform mit um einen Transformatorenschenkel herum gruppierten Röhren, welche den Verdampfer bilden und in demselben Kreislauf liegen.
Process and device for cooling electrical apparatus and machines. The dissipation of the heat generated by the Wattverhaste in electrical apparatus and machines requires special cooling devices if one does not want to enlarge the dimensions of the iron and copper parts in a manner that increases the production costs inadmissibly. In oil transformers, for example, it can be achieved by increasing the surface of the box accordingly, or the oil can be cooled by means of built-in cooling coils with a sufficient surface to reduce the amount of oil required.
The water cooling of the oil also has the disadvantage, which is important for its insulating ability, that condensation can easily form; The threat of leaks in the cooling coil is also dangerous. In addition to oil cooling, the use of compressed air is also known in transformers. The same has the major disadvantage that if the winding is defective, due to the abundant supply of oxygen, the entire winding and insulation parts will catch fire before the ventilation device can be switched off. The invention relates to a method and a device for cooling electrical shear apparatus and machines, such as. B.
Generators, motors, transformers; Resistances etc., by using the heat of vaporization of a liquid. The process consists in the fact that the liquid at negative pressure (vacuum) in an evaporator to be attached to the part to be cooled draws the heat away from it by evaporation, the vapor formed is condensed by a re-cooler and the condensate is returned to the evaporator in a cycle is returned.
To carry out this process, a device with a tubular evaporator is used, which is to be arranged along the part to be cooled and is used to receive an evaporation liquid under negative pressure, in connection with a condensation of the steam are used by the recooler, which is connected to the tubular evaporator through a return line is connected to a closed cycle.
The drawing relates to two execution examples of this device. 1 illustrates the entirety of an embodiment in use on a transformer limb; Fig. 2 is a cross section through a crosswise profiled transformer legs and through the tubular evaporator of a second embodiment.
The tubular evaporator a (Fig. 1), which is placed along a transformer leg b and conveniently has the most favorable shape for absorbing the heat to be dissipated, contains a liquid at negative pressure (vacuum). The temperature ti prevails in the transformer leg to be cooled. At this temperature, the liquid in the evaporator a boils under suitable negative pressure. The vapor bubbles that form rise up in the liquid and move towards the recooler (condenser) c, where they are condensed again, releasing the amount of heat absorbed.
The temperature 12 of the condensed liquid prevailing here is only very insignificantly different from ii, and condensation of the air humidity at the reflux point is therefore excluded. The liquid then flows back through the return line d to the evaporator a and the cycle begins again. The large amounts of heat that can be transferred with relatively small surfaces are known from steam engine construction. The greater the differences between the temperatures t'i and t'2, the more energetic the heat transfer is, 'and measured. on the outer wall of the evaporator a and the dry cooler c.
The internal temperatures are almost the same. Since you can easily install the heat absorbing evaporator a in electrical apparatus or machines in the iron or a winding part, an extremely energetic cooling is possible, please include that works without any maintenance. The recooler c is here as a radiator forms; but it can also have any other suitable cooling surface from which the heat is withdrawn by natural or artificial air cooling. Furthermore, it can also be accommodated in a vessel in a heat-absorbing cooling liquid, which in turn circulates in a radiator inevitably or due to a difference in temperature to give off the amount of heat absorbed.
In order to prevent leakage of the liquid that then immediately condenses in the event of a leak in the circuit, a special vessel is also arranged, which is also under negative pressure (vacuum) and which is connected to a point g of the circuit in Connection. If the line leaks, the air pressure pushes the liquid into the vessel f without endangering the surrounding parts of the apparatus or the machine. An overflow valve is installed at connection point g, which only allows the liquid to flow over after there is a considerable pressure difference between the evaporator a and the vessel f.
The fluid circulation can be converted into an orderly vortex movement through appropriately shaped metal sheets or wires. These bodies arranged inside the tubes also effectively prevent any delayed boiling that may occur.
To control the tightness of the circuit, a pressure gauge i is arranged at a suitable point of the same, which expediently brings a signaling device to the Mel the need to switch off the cooled apparatus or parts at a maximum or minimum pressure level through an electrical contact of the pointer.
The windings of electrical appliances or machines can be provided with cavities, in such a way that the conductors have a tubular shape and their cavities form the tubular evaporator for receiving the liquid to be evaporated.
2 shows an embodiment with tubes grouped around a transformer limb, which form the evaporator and are in the same circuit.