(57)【要約】【課題】冒頭で述べた形式のチョーク及び変圧器の冷却装置を改良して、特にチョーク又は変圧器の巻線パッケージを冷却するための装置を提供する。この装置は表面の熱をできるだけ効果的に吸収し、導出し、同時に簡単かつ安価に製造可能であり、場合によっては後装備可能であることが望ましい。【解決手段】冷却装置（１２，１３，１４）が、熱吸収器（１２）を有する熱交換器（１４）と、前記熱吸収器（１２）と作用結合した冷却液案内部（１３）とを有しており、前記鉄心（１１）が、熱吸収器（１２）と作用結合しており、これにより、鉄芯（１１）から放出された熱が導出されるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チョーク又は変圧器のための冷却手段において、該チョーク又は変圧器に、鉄心（１１）と巻線（１０）と冷却装置（１２，１３，１４）とが設けられており、該冷却装置（１２，１３，１４）が、熱吸収器（１２）を有する熱交換器（１４）と、前記熱吸収器（１２）と作用結合した冷却液案内部（１３）とを有しており、前記鉄心（１１）が、熱吸収器（１２）と作用結合しており、これにより、鉄心（１１）から放出された熱が導出されることを特徴とする、鉄心及び巻線パッケージのためのための冷却手段。
【請求項２】
熱吸収器（１２）が、伝導プレートであり、有利には特に銅から製造された、金属板である、請求項１記載の冷却手段。
【請求項３】
冷却液案内部（１３）が、有利には通路により実施されており、該通路が、柱状の中空体の形で形成されている、請求項１又は２記載の冷却手段。
【請求項４】
前記通路が、少なくとも吸収器（１２）との作用結合の領域で、角状の、又は丸みをつけられた横断面を有している、請求項３記載の冷却手段。
【請求項５】
冷却液案内部（１３）が、少なくとも熱吸収表面の作用結合の領域ではメアンダ状、らせん状、又はＵ字形に延びている、請求項１〜４までのいずれか１項記載の冷却手段。
【請求項６】
少なくとも１つのボディ（１１）の冷却のために、複数の熱交換器（１４）が直列及び／又は並列に配置されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の冷却手段。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チョーク又は変圧器のための冷却手段において、チョーク又は変圧器に、鉄心と巻線と冷却装置とが設けられている形式のチョーク及び変圧器のための冷却手段に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術では空冷及び水冷装置が公知である。しかしながら、例えば無理のある空冷装置は、大きい構成容積及び付加的に高められた騒音レベルをもたらす。さらなる結果は、不都合な冷却作用に基づくより短い耐用寿命と環境に基づく影響である。直接に隣接した周辺、場合によっては配電盤キャビネットの高められた加熱がさらなる結果である。高められた保護等級ＩＰ５４は、実施することが極めて困難である。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許公開第１９７０１２６９号明細書が、交流及び三相交流系のガルバニックな分離及び電圧整合のための、液体冷却装置を有する変圧器を示している。冷却材が巻線の内部の複数の温度領域を貫流し、通路により熱を導出する。このような構造は製造に手間がかかり、リーク時には使用不能になってしまう。既存の変圧器の後装備可能性もこの手段によっては付与されていない。なぜならば、構造的な特性として冷却装置が装置内に組み込まれているからである。モジュール性は付与されておらず、意図されていない。
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許公開第１９７０１２６９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで本発明の課題は、冒頭で述べた形式のチョーク及び変圧器のための冷却装置を改良して、特にチョーク又は変圧器の巻線パッケージを冷却するための装置を提供することである。この装置は表面の熱をできるだけ効果的に吸収し、導出し、同時に簡単かつ安価に製造可能であり、場合によっては後装備可能であることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題を解決した本発明の手段によれば、ボディ、すなわち例えばチョーク又は変圧器の鉄心の、少なくとも１つの表面が、熱交換器と作用結合される。これにより、熱が、直接に表面から導出されることが保証されており、冷却液により貫流される熱交換器により連続的に導出される。
【発明の効果】
【０００６】
安価で簡単な製造可能性が、熱交換器が、熱吸収器と、この熱吸収器と作用結合した冷却液案内装置のみを有している、すなわち、装置全体がほぼ２つの主コンポーネントのみから成っていることによりもたらされる。この２コンポーネント装置は、熱吸収する構成部材の表面に後から固定するか、又は載置することもできる。それ故、この冷却装置は、所定のコンポーネントに結びつけられていない、又は所定のコンポーネントの構成時に必ずしも考慮に入れなければならないわけではない、モジュール式に構成されたシステムとみなすことができる。
【０００７】
熱吸収器は、伝導プレート、有利には金属のプレートであり、特に銅から製造されていると適切である。これにより、面全体が、構成コンポーネントの熱放出面と作用結合している場合には、大きい面による熱伝達が保証される。
【０００８】
冷却液案内部が、有利には通路により実施されており、この場合にこの通路が柱状の中空体の形で形成されており、少なくとも吸収器との作用結合の領域では、角状又は丸みをつけられた横断面を有している。この場合、液体は意図的に、熱交換器の空間的な位置とは無関係に、適宜に測定された圧力により熱源へ搬送することもできる。角状の横断面は、液体案内部と吸収器との間の接触面を増大する。丸い横断面は安価に設けることができる。
【０００９】
冷却液は、少なくとも熱吸収器表面と作用結合している領域では、メアンダ状、らせん状、又はＵ字形に延びており、これにより、多数の湾曲部による効果的な熱伝達が高まる。なぜならば、有効面が自動的に増大するからである。特にはんだ付け、溶接結合により案内部を吸収器表面に固定する場合には、安定的かつ位置に無関係な構造を達成することができる。当然のことながら、クリップなどによる解除可能な結合も可能である。このことは、導管破損時のサービス若しくはメンテナンス規模を著しく減じるであろう。
【００１０】
丸みをつけられた、又は丸い横断面の場合には、はんだ付け又は溶接路により案内部と吸収器との間の接触面を増大することができる。案内部を部分的に又は完全に吸収器内に挿入し、これにより、熱伝達特性のさらなる向上を達成することも可能である。案内部と吸収器切欠きとの間の場合によって生じる中間室の鋳込みが、不正確な嵌合いを補償するであろう。
【００１１】
構成部材の複数のコンポーネントを冷却するために、複数の熱交換器を直列に又は平行に配置する場合、平行配置では、冷却材導管のより大きい仮想横断面、ひいては管システム内の減じられた圧力が生じる。これに対して、直列配置は冷却液のより良好な利用をもたらす。なぜならば、複数のコンポーネントの熱が吸収されるからである。
【００１２】
本発明は、鉄心及び／又はチョーク、特にフィードバック式の変換器（例えば正弦波のフィードバックによるIndramat Refu GmbHの変換器シリーズSFT）のチョークに使用するために特に適している。チョークは、処理する極めて高い電流（約６００アンペア）を有しており、比較的高いインダクタンス（約１８０μｍ）を有している。個々のワイヤ又は銅板又は銅軌道から成っていてよい巻線のオーム抵抗に基づき、このチョークは高い損失熱を発生させる。導出されない場合にはこの損失熱は、絶縁部の損傷及び運転故障をもたらしかねず、これにより結果としてコストが生じる。場合によっては所定の用途に関連しては、後からさらに取り付けるか又は製造することもできる本発明による装置により、前記危険性は阻止され、不要なコストが回避される。当然のことながら、同じコンセプトが冷却目的にのために使用される場合には、変圧器又は別の電気的な構成部品においても同じ利点がもたらされるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明の１構成可能性を示しており、詳細には、銅板１２を有する熱交換器１４と、９０°湾曲部１３ａ及び１８０°湾曲部を有するメアンダ状に形成された冷却コイル１３と、接続突起１３ｃと、真っ直ぐなエレメント１３ｄと、鉄心１１と、巻線パッケージ１０とを示している。
【００１４】
ここに示した変換装置のチョークが、コンポーネントとして３つの銅巻線１０を有しており、これらの銅巻線１０は３つの鉄心脚部１１により貫通される。鉄心自体は、運転時に形成される磁束の通路（磁路）形成のために働く。装置の両方の端面には、それぞれ本発明による冷却装置１４が固定されている。銅板１２と冷却材案内部１３とを明確に見ることができる。この冷却材案内部１３は、有意義には多数の個別コンポーネント（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ）より形成される。これらの個別成分は、互いにはんだ付け又は溶接することができる。冷却材案内部１３はメアンダ状に銅板にはんだ付けされているか、又は別の方法で固定されており、鉄心１１から放出され、かつ熱吸収器１２により吸収された熱を搬出する。両方の熱交換器１４には、平行又は直列に配置された形で、ポンプを介して液状の冷却材を供給することができる。この冷却材は、圧力及び横断面に関連した力により冷却系を貫流し、吸収器若しくは管壁１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃを介して吸収された熱を効果的に導出する。熱吸収器は、表面を介してさらに付加的な熱を周辺へ放出する。例えばフィンによるこの表面の拡大により、付加的な冷却効果をもたらすことができる。
【００１５】
さらに別の、しかしながら、本発明のためには関連しないので、さらに詳しく述べない変換装置コンポーネント、例えば接続山形部が示されているが示されている。
【００１６】
図２は、図１とほぼ同一のコンポーネント１０，１１，１２，１３，１３ａ，１３ｂを示している。図１との相違は、熱交換器が鉄心１１の端面に取り付けられているのではなく、上側と下側とに、部分的には銅巻線により包囲された鉄心の内部に取り付けられている。
【００１７】
冷却材の通路１３は、Ｕ字形に形成されており、接続管片１３ｃはここには示していない。
【００１８】
導管１３はここでは丸い横断面で示されているが、しかしながら、吸収器１２に載置される面は、このことにより、長方形の横断面の場合よりもわずかになっている。それ故、長方形の横断面が有利であり、又は導管１３は少なくとも部分的に吸収器表面内に挿入されることが望ましい。
【００１９】
全部で６つの熱交換器を直列又は平行に配置するか又は任意の組合わせで互いに配置することができる。図２に示した構成は、出願人による有利な構成である。熱導出を最大化するためには、図１及び図２の組合せも当然のことながら考えられ、構成可能である。
【００２０】
両方の図面からは、本発明による冷却装置を、既存のチョーク／変圧器にも取り付けることができることが容易に判る。このことは、制限なしに少なくとも図１のために記載の手段のためにいえる。それ故、既存の手段のための後装備可能性への要望も本発明により同様に考慮される。簡単に装置の周囲に、できるだけ高い保護等級及び遮へいへの要望を満たすであろう被覆部を構成することができる。本発明は極めて高いモジュラー性を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の構成可能性を示す図である。
【図２】本発明の第２の構成可能性を示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０  巻線パッケージ、  １１  鉄心、  １２  吸収器、  １３  冷却通路、  １３ａ  ９０°湾曲部、  １３ｂ  １８０°湾曲部、  １３ｃ  接続管片、  １３ｄ  真っ直ぐな導管、  １４  熱交換器
【図１】
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【図２】
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