Kühlradiator für ölgefüllte Transformatoren
Die Erfindung betrifft einen Kühlradiator für ölgefüllte Transformatoren.
Derartige Kühlradiatoren werden gebildet von Radiatorengliedern, die ihrerseits aus Halbschalen mit oberen und unteren Ausnehmungen zusammengefügt werden, die - nach Zusammenfügen der Glieder zu einem Radiator - der Aufnahme der oberen und unteren Sammelrohre für das Zubzw. Abführen der Flüssigkeit dienen. In diesem Falle finden Vollrohre Verwendung, während im Falle einer anderen, im wesentlichen ähnlichen Ausführungsform die Sammelrohre aus Halbrohren gebildet sein können, von denen das eine Halbrohr aus in die Radiatorgliedausnehmung eingesetzten Abschnitten gebildet wird, das nach Verbindung der Glieder miteinander durch ein Halbschalenrohr von Radiatorlänge zu einem Vollrohr ergänzt wird.
Diese Radiatorausbildung bedingt eine umständliche Herstellungsweise und erfordert eine grosse Zahl von Arbeitsgängen bei einem grossen Anteil manueller Tätigkeit, die insbesondere durch die Notwendigkeit der Handverschweissung der oberen und unteren Sammelrohre mit den Radiatorgliedern und - im Falle der zuletzt beschriebenen Ausführungsform - miteinander bestimmt wird. Maschinelles oder automatisiertes Verschweissen ist ausgeschlossen.
Darüber hinaus vermögen diese bekannten Radiatoren auch in funktioneller Hinsicht den an sie gestellten Anforderungen nicht vollauf zu genügen. Kühlradiatoren für Transformatoren erfordern zum Unterschied von üblichen Heizungsradiatoren eine auf einer einwandfreien physikalischen Funktion beruhende Leistungsfähigkeit. So ist es erforderlich, dass Turbulenzen und Toträume, in denen sich mit Gefahr örtlicher Überhitzungen Luft- bzw. Gasblasen ansammeln können, vermieden und damit einwandfreie Strömungsbedingungen gewährleistet werden. Bei den bekannten Radiatoren ist die Bildung solcher Turbulenzen bzw. Toträume an den beim Zusammenschweissen der Glieder und Einschweissen der Sammelrohre entstehenden, in den Durchflussraum ragenden Vorsprünge, Überlappungen und Durchdringungen des Gliedkopfes, jedoch auch an Biegeradien, Ausstanzungen und dergleichen unvermeidlich.
Darüber hinaus treten im Transformatorbetrieb Schwingungen auf, die sich im gesamten System ausbreiten und mechanische Belastungen im Radiator hervorrufen, die vielfach zum Bruch des Radiators bzw. Aufreissen der in grosser Zahl vorhandenen Schweissnähte führen. Infolgedessen war es auch erforderlich, sehr schwere Konstruktionen anzuwenden, zumal die Radiatoren bekanntlich freitragend am Transformatorgehäuse angebracht sind. Hierin ist auch die Ursache für die bisherige ausschliessliche Verwendung der beschriebenen Radiatorkonstruktionen zu sehen, da sich die verwendeten Materialien einer andersartigen Bearbeitung entzogen und die Wahl anderer Materialien aus Stabilitätsgründen nicht gangbar erschien.
Es hat sich nunmehr überraschenderweise gezeigt, dass die im Transformatorbetrieb auftretenden Schwingungen zu einer Spitzenbelastung lediglich im Bereich des Anschweissstutzens führen, der bei geringem Konstruktionsaufwand begegnet werden kann.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist demgemäss die Schaffung eines Kühlradiators für ölgefüllte Transformatoren, der bei Gewährleistung einer hohen Stabilität und einwandfreier Strömungseigenschaften die Möglichkeit einer rationellen, mechanisierten Herstellung von Radiatoren eröffnet Die Erfindung besteht darin, dass der Radiator aus Halbschalen mit rohrförmig derart aus dem Gliedschalenkörper herausgeprägten Naben zusammengefügt ist, dass die oberen und unteren Kammlinien der Rohrnaben zugleich die oberen bzw. unteren Begrenzungslinien des eine gegen die Rohrnabe ansteigende, obere Begrenzung aufweisenden Flüssigkeitsraumes bildet und dass in den dem Anschluss an den Transformatorkessel dienenden Anschlussrohrstutzen je eine sich über die beiden ersten bis maximal über die Hälfte der Radiatorglieder erstreckende Längsprofilversteifung vorgesehen ist.
Die besondere Form des Radiators aus an den Naben untereinander verbundenen Vollnabenradiotorgliedern ermöglicht eine ausserordentlich rationelle Herstellung eines Radiators mit hoher Leistungsfähigkeit. Die Herstellung des Radiators erfolgt durch Zusammenfügen beliebig vieler Teile einer einzigen Form, die ein Prägen in einem Arbeitsgang zulässt wobei sich die weiteren Arbeiten auf das Anlegen zweier Schweissnähte, nämlich der Verbindung jeweils zweier Gliedkörperhalbschalen durch Randverschweissung zu Radiatorgliedern, die durch Nabenverschweissung zur Bildung des Radiators miteinander verbunden werden, beschränken. Beide lassen maschinelles und gegebenenfalls sogar vollautomatisches Arbeiten zu.
Es werden keinerlei, den Strömungsquerschnitt bzw. die Flüssigkeitsströmung beeinträchtigende Vorsprünge gebildet, ebenso ist die Gefahr der Bildung von Lufträumen, in denen es zu örtlichen Überhitzungen kommen kann, praktisch vollständig ausgeschaltet.
Die maximal bis zur Hälfte der Radiatorenglieder, vorzugsweise bis zum zweiten oder dritten Glied reichenden Längsversteifungen beeinträchtigen die Durchflusseigenschaften des Radiators nicht, sie genügen jedoch überraschenderweise zur Erzielung einer ausreichenden Stabilität des Radiators. Es tritt nicht, wie an sich zu erwarten gewesen wäre, eine Verlagerung der Belastungsspitze auf eines der ausserhalb der Längsversteifungen gelegenen Glieder ein.
Die Versteifungskörper können die Querschnittsform eines Kreuzes, Dreiecks, Stegbleches oder eine andere Längs profilform aufweisen. Die Form des Gliedkopfes und die Anlage der Schweissnähte bleibt in jedem Zeitpunkt der Herstellung unter vollständiger Kontrolle des Bedienungspersonals, so dass fertigungsbedingte, zu Beeinträchtigungen der Strömungseigenschaften Anlass gebende Ungenauigkeiten weitgehend ausgeschaltet sind. Zu ihrem vollständigen Ausschluss werden die Glieder zweckmässig durch an sich bekannte Abschmelzschweissung miteinander verbunden, zu welchem Zweck die Gliedhalbschalen als Vorform zweckmässig an ihren Nabenrändern mit nach innen ragenden Randkragen versehen sind, die nach Zusammenlegen der Glieder mit ihren Naben bis zum Durchbruch des Schmelzgutes nach aussen abgeschweisst werden.
Zur Herstellung eines Stufenradiators ist zweckmässig an dem innenliegenden Glied der Radiatorenglieder ausser der Anschlussnabe für das verkürzte Glied auch eine Kopfnabe vorgesehen, die der Einführung eines Schweissbrenners dient und später durch Auf- bzw. Einschweissen eines Deckels verschlossen wird.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt Es zeigen:
Fig. 1 die Ansicht eines Kühlradiators,
Fig. 2 einen Schnitt durch ein Radiatorglied,
Fig. 3 eine Sicht von der Seite auf Fig. 2,
Fig. 4 einen Teilschnitt durch Fig. 1 im Bereich des Anschlussstutzens gemäss Ausschnitt A,
Fig. 5 einen Schnitt durch zwei miteinander verbundene Radiatorglieder,
Fig. 6 einen Schnitt durch einen Stufenradiator,
Fig. 7 und 8 verschiedene Versteifungskörper.
In der Zeichnung sind mit 1 die Radiatorglieder eines Kühlradiators für Transformatoren bezeichnet, die unter Bildung von oberen und unteren Sammelkanälen aus senkrechte Kühlkanäle einschliessenden, durch Schweissen miteinander verbundenen Halbschalen la, lb gebildet sind. Der Radiator - siehe Fig. 3 - ist aus Halbschalen mit rohrförmig derart aus dem Gliedschalenkörper herausgeprägten Naben 2 gebildet dass die oberen bzw. unteren Kammlinien 3 der beim Zusammenfügen der Glieder an ihren Naben gebildeten Sammelkanäle die oberen und unteren Begrenzungslinien des Radiatorflüssigkeitsraumes bilden.
In den dem Anschluss des Radiators an den Transformatorkessel dienenden Anschlussstutzen 4 ist - siehe Fig. 1 und 4 - je eine bis in den Bereich der ersten Radiatorglieder, im Beispielsfalle bis zur Nahtstelle zwischen dem zweiten und dritten Glied reichende Längsversteifung 5 vorgesehen. Sie besitzt im Beispielsfalle die in Fig. 7 in vergrösserter Darstellung wiedergegebene Form eines Kreuzes, kann jedoch auch Dreieckspolygonform 6 (Fig. 8) oder eine andere Längsprofilform besitzen.
Trotz des Einragens der Versteifung in den Längskanal tritt eine Beeinträchtigung der Strömungseigenschaften des Radiators nicht ein, es erfolgt vielmehr im Zuführungskanal eine partielle Teilung des Flüssigkeitsstromes mit der Wirkung einer besseren Kühlmittelverteilung auf die Radiatorglieder. Andererseits hat sich überraschenderweise gezeigt, dass trotz Einragens der Versteifung lediglich bis in den Bereich der beiden ersten Glieder eine ausreichende Anschlussfestigkeit erzielt wird.
Die Verbindung der Halbschalen la, lb zum fertigen Radiator erfolgt durch Schweissen, zu welchem Zweck - siehe Fig. 2 und 5 - die Gliedhalbschalen als Vorform - wie an sich bekannt - mit einem umlaufenden Dichtrand 6 und weiterhin an der Nabe mit nach innen ragenden Randkragen 2a versehen sind. Nach Fertigstellung der Radiatorglieder durch übliches Nahtschweissen erfolgt der Aufbau des Radiators durch Zusammenfügen der Glieder mit ihren Naben und Abschmelzen der Randkragen 2a bis zum Durchbruch des Schmelzgutes nach aussen.
Die Schweissnaht ist mit 8 bezeichnet Das Schmelzgut überdeckt die Trennaht zwischen den beiden Gliedköpfen innen und aussen in Form einer leicht gewölbten Schweissnaht, so dass einerseits der Innendurchmesser der vereinigten Gliedköpfe ohne überstehende Ansätze durchgehend gleich ist und andererseits die beim Aneinanderlegen der Kragen 2a aussen gebildete ring- förmige Kerbe ausgefüllt ist. Sich bildende Gas- oder Dampfblasen werden somit in jedem Fall aus dem Bereich des Flüssigkeitsraumes an der schräg nach oben verlaufenden Gliedoberkante 9 - siehe Fig. 3 - in den Kanal 2 gebracht und entlang der Kammlinie 3 mit dem Flüssigkeitsstrom abgeführt.
Bei dem in Fig. 6 dargestellten Stufenradiator ist die Verbindung der Radiatorglieder in gleicher Weise bewirkt, wie dies anhand der in Fig. 5 beschriebenen Ausführung wiedergegeben ist. Der Unterschied besteht hier lediglich darin, dass zum Zwecke der Verschweissung der Radiatorglieder 10 mit den verkürzten Radiatorgliedern 11 die gegen das verkürzte Glied weisende Gliedschale 10a ausser einer Anschlussnabe 10b auch eine Kopfnabe 10c aufweist, die den Zutritt eines Schweissbrenners zu der Naht 12 zum Zwecke des automatischen Innenverschweissens erlaubt und die nach Fertigstellung der Naht 12 durch Auf- bzw. Einschweissen eines Deckels 13 oder dergleichen verschlossen wird.