DE1087715B - Fluessigkeitskuehleinrichtung fuer Entladungsgefaesse aus Metall - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitskühleinrichtung für Entladungsgefäße aus Metall mit auf der Außenwand wendelförmig angeordneten Kühlkanälen aus Metall, insbesondere für pumpenlos arbeitende Stromrichter.

Bei den bekannten Kühleinrichtungen dieser Art (vgl. zum Beispiel die schweizerische Patentschrift 163 677) wird die fertige Kühlrohrschlange um das Entladungsgefäß herumgeführt und in dem durch einen Metallmantel gebildeten Hohlraum in Weichmetall, z. B. Zinn, eingegossen oder an dem Entladungsgefäß weich angelötet. Derartige Weichmetallverbindungen haben jedoch insbesondere den Nachteil, daß das metallische Entladungsgefäß nicht durch Ausheizen entgast werden kann, weil die Weichmetallverbindung bei den hohen Temperaturen gelöst werden würde. Man hat daher versucht, die Kühlrohre hart anzulöten oder anzuschweißen (vgl. zum Beispiel die französische Patentschrift 842478). Diese Verbindungen haben aber den Nachteil, daß ihre Herstellung schwierig und teuer ist, weil man an die anzulötende ijzw. anzuschweißende tiefste Stelle des Rohres infolge der vorspringenden Rohrrundung schwer herankommt. Dazu kommt der Nachteil, daß sich die miteinander hart zu verlötenden oder zu verschweißenden Teile infolge der hohen Temperaturen und der verhältnismäßig lange dauernden und großflächigen Erwärmung durch den Schweißbrenner stark verziehen.

Ferner ist es bekannt, eine Flüssigkeitskühlschlange auf einem gläsernen Entladungsgefäß dadurch zu bilden, daß ein Mantel aus Gummi oder dergleichen flexiblem Werkstoff durch Vulkanisieren in eine Profilform gebracht wird, die einem wendeiförmigen Kühlkanal entspricht, und mit einem Draht oder Bindfaden auf der Glaswand befestigt wird (britische Patentschrift 661853). Diese Kühlkanäle haben jedoch den Nachteil, daß der Werkstoff im Laufe der Zeit bald brüchig wird, so daß die Kühlkanäle undicht werden. Außerdem schneidet der fest angezogene Stahldraht oder Bindfaden Rillen in den gummiartigen Werkstoff ein, weil sich das Entladungsgefäß während des Betriebes durch die Wärme mehr ausdehnt als der Stahldraht. In den Betriebspausen kühlt sich das Entladungsgefäß wieder ab und zieht sich zusammen, wobei der gummiartige Teil dieser Bewegung folgt. Durch diese ständigen Bewegungen der verschiedenen Teile gegeneinander wird das am Draht liegende gummiartige Material schnell undicht.

Erfindungsgemäß werden die Nachteile der bekannten Kühleinrichtungen dadurch beseitigt, daß die Kühlkanäle durch rinnenförmige Blechprofile aus vorzugsweise gegen Korrosion geschütztem bzw. gegen Korrosion unempfindlichem Metall, z. B. Kupfer, gebildet sind, die mit ihren offenen Seiten auf die gegen

Flüssigkeitskühleinricatung
für Entladungsgefäße aus Metall

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Sierneiis-Str. 50

Fritz Müller, Berlm-Hermsdorf,
ist als Erfinder genannt worden

Korrosion geschützte Entladungsgefäßwand aufgesetzt und mit ihren Rändern an dieser durch Schweißen, insbesondere durch elektrisches Naht- oder Punktschweißen, oder durch Hartlöten flüssigkeitsdicht befestigt sind.

Die Erfindung sei an Hand einiger schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Dieser Beschreibung sind weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung zu entnehmen.

Fig. 1 bis 5 zeigen Querschnitte durch die Entladungsgefäßwände mit an ihnen befestigten Kühlmittelkanälen;

Fig. 6 zeigt den Aufbau eines besonders gestalteten Kühlmittelkanals und

Fig. 7 dessen prinzipielle Befestigung an einem Entladungsgefäß.

Die Figuren zeigen nur schematisch den Querschnitt eines kurzen Stückes der Entladungsgefäßwand, die

: sich nach oben und unten je nach Bedarf fortsetzen kann. Die Figuren zeigen nur die linken Seiten des Entladungsgefäßquerschnittes. Die Kühlkanäle liegen außen am Entladungsgefäß. Die rechten Seiten des Entladungsgefäßquerschnittes sind' nicht dargestellt, weil dieser Querschnitt prinzipiell dem anderen gleich ist.

In Fig. 1 bedeutet 1 eine Entladungsgefäßwand mit einer Kupferplattierung 2. Der Kühlkanal 3 wird aus einem Kupferprofilblech 3 a gebildet, das wendelförmig auf die Entladungsgefäßwand 1 aufgewickelt ist. Die einzelnen Wendelgänge der eine eingängige Schraube bildenden Kupferprofilblechwendel stoßen mit ihren unteren und oberen Rändern 4 und 5 zusammen. An diesen Stellen ist die Verbindung zwischen den Rändern 4 und 5 und der Entladungsgefäßwand 1

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durch Nahtschweißen nach .den} .Widerstandsschweißverfahren hergestellt. Die Schweißelektroden sind durch die Kreisbögen 21 und 22 angedeutet.

Die Stoßstellen an den .Rändern lassen sich ohne Schwierigkeiten schweißen öder auch hart löten mit einer Widerstandsschweißmaschine, weil die Zwischenräume zwischen je zwei Halbprofilen hierfür genügend Platz frei lassen. Die obenerwähnten schwer zugänglichen Stellen an der tiefsten Stelle der Rohrrundung sind hier nicht vorhanden. Die mit der Widerstandsschweißmaschine durchgeführten Arbeiten verursachen nur verhältnismäßig geringe, örtlich engbegrenzte Erwärmungen, so daß das /Verziehen der Werkstücke vermieden ist. Die Verbindungsstellen der Ränder 4, 5 sind druckflüssigkeitsdicht miteinander und mit dem kupferplattierten Entladungsgefäßmantel 1, 2 verbunden, und zwar unabhängig davon, welches Verbindungsverfahren, Nahtschweißen oder Hartlöten, gewählt ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 besteht der Kühlkanal aus einem innen kupferplattierten Eisenhalbprofil 6 mit z. B. drei halbkreisförmigen Erhöhungen, das am oberen Ende 7 und am unteren Ende 8 durch Widerstandsschweißung an der Entladungsgefäßwand 1 befestigt ist. Die Kupferplattierung ist mit 6 σ bezeichnet. An den Stellen 7 und 8, d. h. an den Halbprofilenden, muß die Schweißbefestigung druckflüssigkeitsdicht sein. Man verwendet hier mit Vorteil die Nahtschweißung, insbesondere die Rollennahtschweißung. An den Zwischenstellen 9 und 10 ist Jedoch keine Nahtschweißung erforderlich. Es genügt vielmehr, daß hier das Profilblech 6 an einzelnen Stellen durch Punktsehweißung mit dem Entladungsgefäß 1 verbunden ist. Hier ist nämlich keine absolute Druckflüssigkeitsdichtigkeit zwischen den einzelnen Kühlkanälen 11,12,13 erforderlich. Wichtig ist dagegen, daß die Ränder 7 und 8 flüssigkeitsdicht sind.

Die Fig. 3 zeigt eine Anordnung mit einem im Prinzip dem der Fig. 2 gleichen Aufbau, jedoch ist ein kantiges Profil 23 mit einer Plattierung 23 α verwendet. Das kantige Profil hat den Vorteil, daß die durchströmende Kühlflüssigkeitsmenge größer ist als bei dem Halbkreisprofil nach den Fig. 1 und 2. Daher wird eine intensivere Kühlung erreicht.

Die Fig. 4 und 5 zeigen; einfache, besonders billig herzustellende Anordnungen. ' Nach Figr 4 werden gleichzeitig zwei kantige Profile 24, 25., z. B. aus nichtrostendem Stahl, unter. Verwendung eines Hartlötmittels 14 an der Stelle 15 an der Entladungsgefäßwand 26, ebenfalls aus nichtrostendem Stahl, gemeinsam befestigt. Man erhält an dieser Stelle dann eine druckfmssigkeitsdichte Naht.

Gemäß Fig. 5 ist die Herstellung weiter dadurch vereinfacht, daß die kantigen Profile 27 mit der Entladungsgefäßwand 26 aus nichtrostendem Stahl an den Stellen 16 und 17 nur durch Punk"tschweißungen verbunden sind.- Man hat an diesen Stellen dann zwar keine druckflüssigkeitsdichfe Verbindung. Um aber eine Flüssigkeitsdichtigkeit nach außen herzustellen, genügt es, wenn die Stoßstellen 18, 19 der beiden kantigen Profile 27 aus Kupfer, vorteilhafterweise unter Zwischenfügung eines Hartlötdrahtes 20, auf der Rollennahtschweißmaschine miteinander druckflüssigkeitsdicht hart verlötet werden.

Man kann die Kanten 18 und 19 der Profilbleche auch hochbiegen (s. Ziffer 28 und 28a in Fig. 5) und die fiüssigkeitsdichte Verbindung mit einer Schweißzange herstellen. Diese Anordnung ist besonders an Entladungsgefäßen vorteilhaft, bei denen aus Gründen der Gestaltung eine Rollennahtschweißung nicht durchgeführt werden kann. Man kann auch die Punktnahtschweißung verwenden. Um hierbei einen druckflüssigkeitsdichten Abschluß zu erhalten, kann man dabei einen Lötdraht einfügen. Diese Art der Verbindung kann man an allen Stellen, d. h. also auch bei den in den anderen Figuren dargestellten Beispielen, benutzen. ·

Eine weitere Möglichkeit für rationelle Herstellung

ίο nach der Erfindung besteht darin, daß man die Wendeln eines fortlaufenden Profils 29 an den Kanten bei zunächst durch Hartlöten bzw. Schweißen druckwasserdicht (vgl. Fig. 6) verbindet und dann das so gebildete Wendelrohr auf die Entladungsgefäßwand 31 in Pfeilrichtung schiebt. Danach wird das Wendelrohr 29 an einzelnen Stellen an der Entladungsgefäßwand durch Punktsehweißung befestigt (s. Fig. 7), was durch die starken Punkte 32 angedeutet ist. Die Endwindungen des schraubenförmigen Wellrohres 29 sind naturgemäß druckflüssigkeitsdicht mit dem Entladungsgefäß 31 verbunden, und zwar analog zu der Ausführung nach Fig. 2, wo die Enden 7 und 8 auch druckflüssigkeitsdicht mit der Entladungsgefäßwand 1, 2 verbunden sind.

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Claims (7)

Patentansprüche:

1. Flüssigkeitskühleinrichtung für Entladungsgefäße aus Metall mit auf der Außenwand wendelförmig angeordneten Kühlkanälen aus Metall, insbesondere für pumpenlos arbeitende Stromrichter, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkanäle durch rinnenförmige Blechprofile aus vorzugsweise gegen Korrosion geschütztem bzw. gegen Korrosion unempfindlichem Metall, z. B. Kupfer, gebildet sind, die mit ihren offenen Seiten auf die gegen Korrosion geschützte Entladungsgefäßwand aufgesetzt und mit ihren Rändern an dieser durch Schweißen, insbesondere durch elektrisches Naht- oder Punktschweißen, oder durch Hartlöten flüssigkeitsdicht befestigt sind.

2. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einseitig offenen Blechprofile wendelförmig auf die Gefäßwand aufgewickelt und an dieser befestigt sind.

3. Kühleinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff für die Halbprofile und für die Entladungsgefäßwand nichtrostender Stahl verwendet ist.

4. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Halbprofil ein Mehrfachhalbprofil (6 in Fig. 2) verwendet ist, das an seinen äußeren Rändern (7, 8) druckflüssigkeitsdicht, z. B. durch Nahtschweißung, an den Zwischenauflagestellen (9 und 10), aber nicht druckflüssigkeitsdicht, z. B. nur durch Punktsehweißung, mit der Wand des Stromrichter gefäß es verbunden ist (Fig. 2).

5. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder (14) der HaIbprofile (25) hochgebogen und unter Zwischenfügung eines Lötdrahtes (15J miteinander und mit der Stromrichtergefäßwand (26) verbunden sind (Fig. 4).

6. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder (18,19) der Halbprofile (27) miteinander durch Einfügung eines Lötdrahtes (20) druckflüssigkeitsdicht mit der Stromrichtergefäßwand (26) aber nicht druckflüssigkeitsdicht, z. B. nur durch Punktsehweißung, verbunden sind (Fig. 5).

7. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem schraubenförmig gewickelten Halbprofil (29) durch Nahtschweißen an den Rändern (30) eine Art Wellrohr gebildet ist, das über das Stromrichtergefäß geschoben und mit diesem an den inneren Auflagestellen durch Punktschweißung (32) verbunden ist, und daß die äußeren Ränder des Wellrohres mit dem Strom-

richtergefäß (31) aber druckfLüssigkeitsdicht verbunden sind (Fig. 6 und 7).

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 123151; schweizerische Patentschriften Nr. 71 492, 163 677; französische Patentschrift Nr. 842478; britische Patentschrift Nr. 661 853.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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