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BREVET D'INVENTION
Société Anonyme ATELIERS DE CONSTRUCTIONS ELECTRIQUES
DE CHARLEROI (ACEC) résidant à Bruxelles TRANSFORMATEUR HERMETIQUEMENT FERME.
(Invention: Monsieur André FREMINEUR)
L'invention a pour objet un transformateur hermé- tiquement fermé, refroidi à l'intérieur de sa cuve par cir- culation forcée d'un fluide réfrigérant traversant les en- roulements. Des transformateurs de ce genre sont déjà con- nus. Le but de l'invention est une appropriation telle d'un de ces transformateurs qui permet son utilisation au fond des mines. Cet emploi spécial pose des problèmes d'encombre- ment très sévères, car il faut que les diverses parties de
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ce transformateur puissent être véhiculés vers n'importe @ @ quel chantier. Par exemple la longueur de ces parties ne dépasse pas sensiblement la taille d'un homme et le diamè- tre n'exède pas sensiblement celui d'un trou par lequel il . est possible d'avancer à genoux.
L'invention est caractérisée en ce qu'entre le transformateur nu et sa cuve, refroidie par d'autres moyens., trois canaux sont délimités: un premier canal, disposé d'un côté des roulements, est fermé à une de ses extrémités, un deuxième canal, disposé du côté opposé des enroulements, est fermé à l'extrémité opposée à celle où est fermé le pre- mier canal, et un troisième canal, disposé entre ces premier et deuxième canaux et pratiquement séparé en deux parties par les enroulements du transformateur, relie entr'elles les deux extrémités ouvertes des premier et deuxième canaux ;
ces trois canaux définissant un trajet du fluide réfrigérant, circulant du premier canal, à travers des canaux de refroi- dissement prévus dans les enroulements, vers le deuxième ca- nal, pour retourner, à travers le troisième canal, vers le premier canal, et en ce qu'un dispositif propulseur du fluide réfrigérant est disposé à un endroit approprié de ce trajet, à l'intérieur de la cuve.
Pour alléger le poids du transformateur et pour satisfaire aux prescriptions sévères de certaines mines, le réfrigérant est généralement de l'air propulsé par un ventilateur. Ce ventilateur est placé de préférence dans la partie démontable où se trouve le transformateur même et
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disposé à une extrémité du troisième canal. Comme d'autre part, pour des raisons d'encombrement et de sécurité, les raccords de haute tension sont amenés d'un côté de l'enceinte et les raccords de basse tension de l'autre coté de l'encein- te, le ventilateur est placé de préférence du côté de la sortie basse tension.
Suivant une exécution particulièrement avantageuse du transformateur, le premier canal est délimité par deux raidisseurs du noyau du transformateur dont les ailes per- pendiculaires au noyau sont prolongées jusqu'à ce qu'elles soient amenées en contact étanche avec la cuve ou une par.. tie fixe de celle-ci sur toute la longueur du noyau. Le deuxième canal est délimité par deux lames élastiques fixées au noyau ou à une partie solidaire de celui-ci et s'appli- quent de manière jointive sur l'enceinte ou une partie soli- daire de celle-ci. Le troisième canal, se trouvant entre les premier et deuxième canaux est délimité à l'endroit des en- roulements par des gaines entourant ceux-ci, imperméables au fluide réfrigérant.
L'invention est expliquée ci-dessous par rapport à un exemple d'une forme d'exécution représenté au dessin annexé. La figure 1 du dessin représente une coupe longitu- dinale, la figure 2 une coupe transversale de la partie prin- cipale du transformateur.
Le transformateur figurant sur le dessin doit être complété par deux parties terminales, non représentées, l'une renfermant l'appareillage pour la haute tension, l'au- tre renfermant l'appareillage pour la basse tension. Ces
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deux parties terminales, non représentées, ne font pas partie de l'invention.
Le transformateur est enfermé dans une cuve tubu- laire 1, traversée par deux rangées de tubes 2 parallèles et Identiques dont les axes 3 sont distants l'un de l'autre d'environ deux fois le diamètre des tubes 2. Ces rangées de tubes 2 situés de part et d'autre du plan de symmétrie 4 du @ transformateur sont destinés a augmenter la surface de re- froidissement de le cuve du transformateur. A l'intérieur de cette cuve tubulaire 1 est disposé le noyau 5 du transformateur avec ses trois enroulements 6. Les enroule- ments 6 sont maintenus entre deux raidisseurs inférieurs 7 du noyau 5 et deux raidisseurs supérieurs 8.
Les raidisseurs inférieurs 7 dont les extrémités libres reposent sur deux épaulement de l'enceinte 1, sont constitués chacun par un fer plat 9 soudé à l'enceinte le long d'une génératrice et par plusieurs pieds 10, répartis sur la longueur des plats 9.
La pression exercée par les extrémités des ailes des raidis- seurs 7 sur les plats 9 assure un joint d'étanchéité sur tou- te la longueur du noyau 5. A chaque raidisseur 8 est fixée une lame de ressort 11 s'étendant sur toute la longueur du noyau 5. L'extrémité libre de la lame 11 s'appuie, de mani- ère à former un joint, contre une génératrice de l'enceinte 1. A l'endroit des enroulements 6, les raidisseurs 7 sont percés par des ouvertures 12. Ces ouvertures 12 communiquent avec des canaux de refroidissement 13, des enroulements 6.
Les canaux 13 ont une forme annulaire et sont concentriques
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l'un par rapport à l'autre. Ils communiquent avec d'autres ouvertures 14, pratiquées dans les raidisseurs supérieurs 8.
Suite à cette disposition, trois canaux sont déli- mités entre le transformateur nu et sa cuve. Un premier canal 15 est délimité par le noyau 5, les raidisseurs 7, les plats 9 et la cuve 1. Ce premier canal communique à travers les ouvertures 12, les canaux 13 et les ouvertures 14 à l'endroit de chaque enroulement 6 avec un deuxième canal 16 délimité . par le noyau 5, les raidisseurs 8, les lames 11 et la cuve 1.
Enfin, entre les premier et deuxième canaux est disposé un troisième canal 17 délimité par les raidisseurs 7, les plats 9, la cuve 1, les lames 11 et les raidisseurs 8 d'une part et par des gaines de séparation 18, imperméables à l'air, disposées autour de chaque enroulement 6 d'autre part,
Le premier canal 15 est fermé à une de ses extré- mités par une tôle 19, le deuxième canal est fermé à l'ex- trémité opposée par une tôle 20. A une des extrémités du
1 troisième canal 17 est disposé un ventilateur 21. Ainsi, l'air à l'intérieur de l'enceinte est maintenu en un mouvement con- tinu en direction des flèches 22, 23, 24,25, 26,27, 28, 29.
Les flèches 22 désignent le trajet à travers le ventilateur 21 jusqu'à la séparation de la partie du fluide empruntant le trajet 24 à travers le premier enroulement. Les flèches 23 désignent le trajet suivi par une partie du fluide réfrigé- rant pour emprunter ensuite les trajets 25 et 26 à travers les deux autres enroulements. Les flèches 27 désignent le trajet suivi par la partie du fluide réfrigérant ayant
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parcouru les trajets 24 et 25. Les flèches 28 désignent le trajet du fluide du deuxième vers le troisième canal.Les flèches 29 désignent le trajet dans le troisième canal 17.
Il est à remarquer que la somme des trajets 22, 24, 27, 28 et 29 est égale à la somme des trajets 22, 23 en partie, 25, 27 en partie, 28 et 29 et est égale à la somme des trajets 22, 23, 26, 28 et 29, Il s'ensuit que toutes les conditions sont remplies pour assurer un même taux de refroidissement dans chacun des enroulements 6. Afin d'assurer un mouvement de l'air de manière certaine, un clapet de contrOle 30 ac- tionné par l'air en mouvement peut être disposé à un endroit approprié des trajets 22 ou 28 où tout l'air est obligé de passer . Le clapet peut notamment être disposé à la sortie du ventilateur 21. Si des éléments sensibles à une tempéra- ture limite de l'air doivent être prévus, ils sont disposés de préférence dans les ouvertures 14, à la sortie de l'air de chaque enroulement.
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PATENT
Société Anonyme ATELIERS DE CONSTRUCTIONS ELECTRIQUES
DE CHARLEROI (ACEC) residing in Brussels TRANSFORMER HERMETICALLY FIRM.
(Invention: Monsieur André FREMINEUR)
The subject of the invention is a hermetically closed transformer, cooled inside its tank by forced circulation of a refrigerant fluid passing through the windings. Transformers of this kind are already known. The aim of the invention is such an appropriation of one of these transformers which allows its use at the bottom of mines. This special use poses very severe congestion problems, since the various parts of the
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this transformer can be transported to any site. For example the length of these parts does not substantially exceed the size of a man and the diameter does not substantially exceed that of a hole through which it. is possible to advance on your knees.
The invention is characterized in that between the bare transformer and its tank, cooled by other means., Three channels are delimited: a first channel, arranged on one side of the bearings, is closed at one of its ends, a second channel, disposed on the opposite side of the windings, is closed at the end opposite to that where the first channel is closed, and a third channel, disposed between these first and second channels and practically separated into two parts by the windings of the transformer, interconnects the two open ends of the first and second channels;
these three channels defining a path for the refrigerant fluid, circulating from the first channel, through cooling channels provided in the windings, to the second channel, to return, through the third channel, to the first channel, and in that a device for propelling the refrigerant fluid is arranged at a suitable location on this path, inside the tank.
To lighten the weight of the transformer and to meet the severe requirements of certain mines, the refrigerant is generally air propelled by a fan. This fan is preferably placed in the removable part where the transformer itself is located and
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disposed at one end of the third channel. As on the other hand, for reasons of space and safety, the high voltage connections are brought to one side of the enclosure and the low voltage connections to the other side of the enclosure, the fan is preferably placed on the side of the low voltage output.
According to a particularly advantageous embodiment of the transformer, the first channel is delimited by two stiffeners of the core of the transformer, the wings of which are perpendicular to the core are extended until they are brought into tight contact with the tank or one by. Fixed tie thereof over the entire length of the core. The second channel is delimited by two resilient strips fixed to the core or to a part integral with the latter and apply contiguously to the enclosure or a solid part thereof. The third channel, located between the first and second channels, is delimited at the location of the windings by sheaths surrounding them, impermeable to the refrigerant fluid.
The invention is explained below with respect to an example of an embodiment shown in the accompanying drawing. Figure 1 of the drawing shows a longitudinal section, Figure 2 a cross section of the main part of the transformer.
The transformer shown in the drawing must be completed by two end parts, not shown, one containing the high voltage switchgear, the other containing the low voltage switchgear. These
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two end parts, not shown, do not form part of the invention.
The transformer is enclosed in a tubular vessel 1, crossed by two rows of parallel and identical tubes 2, the axes of which 3 are spaced from each other by approximately twice the diameter of the tubes 2. These rows of tubes 2 located on either side of the symmetry plane 4 of the transformer are intended to increase the cooling surface of the transformer tank. Inside this tubular vessel 1 is arranged the core 5 of the transformer with its three windings 6. The windings 6 are held between two lower stiffeners 7 of the core 5 and two upper stiffeners 8.
The lower stiffeners 7, the free ends of which rest on two shoulders of the enclosure 1, each consist of a flat iron 9 welded to the enclosure along a generatrix and by several feet 10, distributed over the length of the flats 9 .
The pressure exerted by the ends of the wings of the stiffeners 7 on the flats 9 ensures a seal over the entire length of the core 5. To each stiffener 8 is attached a leaf spring 11 extending over the entire length. length of the core 5. The free end of the blade 11 rests, so as to form a seal, against a generatrix of the enclosure 1. At the location of the windings 6, the stiffeners 7 are pierced by openings 12. These openings 12 communicate with cooling channels 13, windings 6.
The channels 13 have an annular shape and are concentric
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relative to each other. They communicate with other openings 14, made in the upper stiffeners 8.
Following this arrangement, three channels are delimited between the bare transformer and its tank. A first channel 15 is delimited by the core 5, the stiffeners 7, the plates 9 and the tank 1. This first channel communicates through the openings 12, the channels 13 and the openings 14 at the location of each winding 6 with a second channel 16 delimited. by the core 5, the stiffeners 8, the blades 11 and the tank 1.
Finally, between the first and second channels is disposed a third channel 17 delimited by the stiffeners 7, the plates 9, the tank 1, the blades 11 and the stiffeners 8 on the one hand and by separation sheaths 18, impermeable to the water. 'air, arranged around each winding 6 on the other hand,
The first channel 15 is closed at one of its ends by a sheet 19, the second channel is closed at the opposite end by a sheet 20. At one end of the plate.
A third channel 17 is arranged a fan 21. Thus, the air inside the enclosure is maintained in a continuous movement in the direction of the arrows 22, 23, 24,25, 26,27, 28, 29 .
Arrows 22 denote the path through the fan 21 until the separation of the portion of the fluid passing the path 24 through the first winding. Arrows 23 denote the path followed by a portion of the coolant to then take paths 25 and 26 through the other two windings. The arrows 27 denote the path followed by the part of the refrigerant having
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traveled paths 24 and 25. Arrows 28 designate the path of the fluid from the second to the third channel. Arrows 29 designate the path in the third channel 17.
It should be noted that the sum of the paths 22, 24, 27, 28 and 29 is equal to the sum of the paths 22, 23 in part, 25, 27 in part, 28 and 29 and is equal to the sum of the paths 22, 23, 26, 28 and 29, It follows that all the conditions are met to ensure the same cooling rate in each of the windings 6. In order to ensure a certain movement of the air, a control valve 30 actuated by the moving air may be disposed at a suitable location on paths 22 or 28 where all air is forced to pass. The valve can in particular be arranged at the outlet of the fan 21. If elements sensitive to a limiting air temperature must be provided, they are preferably arranged in the openings 14, at the air outlet of each. winding.