Kühlanordnung mit Radiatorenpaketen und waagrechter Beblasung für
flüssigkeitsgekühlte Transformatoren Zur Erhöhung der Wärmeabgabe und somit einer
Steigerung der Kühlwirkung ist es bekannt, Transformatoren an Stelle von Kühlgliedern
mit elliptischen oder ähnlichen Ölströmungsquerschnitten mit Kühlgliedern rechteckigen
oder doppeltrapezförmigen Querschnitts zu versehen, wobei diese Kühlkörper jeweils
in einer vertikalen Ebene liegen, so daß sich auch für horizontale Beblasung fast
glatte Luftströmungskanäle ergeben. Die Wirkung derart ausgebildeter Radiatoren
liegt.darin, daß sie infolge der parallel liegenden Luftspaltflächen einem horizontal
gerichteten Luftstrom einen geringen Strömungswiderstand entgegensetzen als Radiatoren
mit elliptischen Querschnitten oder Rohrharfen, wodurch eine Erhöhung der Luftgeschwindigkeit
und des Luftdurchsatzes und damit eine Steigerung der Wärmeabgabe erzielt wird.Cooling arrangement with radiator packages and horizontal blowing for
liquid-cooled transformers To increase the heat emission and thus a
It is known to increase the cooling effect by using transformers instead of cooling elements
with elliptical or similar oil flow cross-sections with cooling members rectangular
or double trapezoidal cross-section, these heat sinks respectively
lie in a vertical plane, so that almost
result in smooth air flow channels. The effect of radiators designed in this way
lies in the fact that, as a result of the parallel air-gap surfaces, it appears horizontally
directed air flow oppose a lower flow resistance than radiators
with elliptical cross-sections or pipe harps, thereby increasing the air speed
and the air throughput and thus an increase in the heat dissipation is achieved.
Bekanntlich ist nun aber die Wärmeabgabe innerhalb der sogenannten
Anlaufstrecke der Luftströmung, das ist der Weg, den die Blasluft bis zur Stabilisierung
der Strömung zurücklegt, wesentlich höher als im Bereich einer stabilisierten Strömung.
Eine solche Stabilisierung ergibt sich aber im Falle der glatten Luftströmungskanäle,
da in den Zwischenräumen zwischen den einzelnen Radiatoren keine nennenswerte Umgruppierung
der Luftmassen erfolgt, schon nach Durchströmen des ersten Radiators. Das bedeutet,
daß das Verhältnis von durchblasener Kanal- oder Spaltlänge L zur Kanal- oder Spaltbreite
s, also -
wird, weil für die Summe aller Radiatorenbreiten 2l einzusetzen ist, die mit der
Zähl der durchblasenen Radiatoren wächst. Wie bekannt, liegt aber die spezifische
Wärmeabgabe bei kleinem
wesentlich höher als bei großem
Somit steht dem Vorteil des geringen Luftströmungswiderstandes solcher glatten Kanäle
eine etwas geringere Wärmeabgabe an die durchströmende Luft gegenüber.As is known, however, the heat dissipation within the so-called start-up section of the air flow, that is the path that the blown air travels to stabilize the flow, is significantly higher than in the area of a stabilized flow. However, such stabilization results in the case of the smooth air flow channels, since there is no significant regrouping of the air masses in the spaces between the individual radiators, even after flowing through the first radiator. This means that the ratio of the blown duct or gap length L to the duct or gap width s, i.e. - because 2l is to be used for the sum of all radiator widths, which increases with the number of radiators blown through. As is known, however, the specific heat emission is small much higher than large Thus, the advantage of the low air flow resistance of such smooth channels is offset by a somewhat lower heat dissipation to the air flowing through.
Um diesen Nachteil auch noch bei der Kühlanordnung mit Radiatorenpaketen
und waagrechter Beblasung für flüssigkeitsgekühlte Transformatoren mit zwischen,den
Radiatorenpaketen an den Längswänden des Transformatorkessels angeordneten Lüftern
nach Patentanmeldung (deutsche Auslegeschrift 1072 314) auszuschalten und
eine weitere Steigerung der Wärmeabgabe bei unveränderlichem Material- und Blasleistungsaüfwand
zu erreichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Kühlglieder aufeinanderfolgender
Radiatoren quer zur Blasrichtung jeweils gegeneinander versetzt sind und der Blasluftstrom
seine Strömungsrichtung beibehält. Durch eine derartige Versetzung der Kühlglieder
gegeneinander steigt zwar bei Konstanz der Leistung und somit des Produktes p
- Il [kg m/s] der Druckabfall etwas an und die Luftgeschwindigkeit sinkt
etwas ab, trotzdem wird die Wärmeabgabe höher, weil die Wärmeabgabeziffer
in wesentlich höherem Ausmaß anwächst. Das ist darauf zurückzuführen, daß sich die
Blasluft beim Übergang von einem Radiator zum nächsten immer neu gruppieren muß,
wodurch gewährleistet ist, daß nicht nur die in unmittelbare Berührung mit den Kühlgliedern
gelangenden Grenzschichten des Blasluftstromes am Wärmeaustausch beteiligt sind,
wie dies im stabilisierten Zustand der Strömung der Fall ist, sondern auch der Kern
des Luftstromes wirkungsvoll zur Kühlung mit herangezogen wird. Es ergibt sich also
ein stetiger Wechsel insofern, als einmal der Strömungskern zur Grenzschicht und
die Grenzschicht zum Strömungskern wird. Der Grad der Versetzung der Kühlelemente
gegeneinander kann jeweils entsprechend den gegebenen Verhältnissen gewählt werden,
speziell kommt eine Versetzung auf Lücke in Betracht. Es sind an sich schon Transformatoren
bekanntgeworden, bei denen am Kesseldeckel angeordnete und sich nach oben erstreckende
Kühlröhren gegeneinander versetzt sind. Jedoch erfolgte hierbei die Versetzung nicht
im- Zusammenhang mit einer Belüftung dieser Kühlröhren, und überdies würden sich
hierbei sehr ungünstige Strömungsverhältnisse ergeben, da die Kühlröhren kammartig
ineinandergreifen.In order to eliminate this disadvantage even with the cooling arrangement with radiator packs and horizontal blowing for liquid-cooled transformers with fans arranged between the radiator packs on the longitudinal walls of the transformer tank according to patent application (German Auslegeschrift 1072 314) and a further increase in the heat output with unchanged material and blower capacity achieve, it is proposed according to the invention that the cooling members of successive radiators are offset from one another transversely to the blowing direction and that the blowing air flow maintains its direction of flow. Such a displacement of the cooling elements against each other increases the pressure drop and the air speed decreases somewhat, while the output and thus the product p - II [kg m / s] remain constant, but the heat dissipation is higher because the heat dissipation figure grows to a much greater extent. This is due to the fact that the blown air has to regroup itself at the transition from one radiator to the next, which ensures that not only the boundary layers of the blown air flow coming into direct contact with the cooling elements are involved in the heat exchange, as is the case in the stabilized state of the Flow is the case, but also the core of the air flow is effectively used for cooling. There is therefore a constant change in that the flow core becomes the boundary layer and the boundary layer becomes the flow core. The degree of offset of the cooling elements with respect to one another can be selected in accordance with the given conditions; an offset on a gap is especially possible. There are already known transformers in which cooling tubes arranged on the boiler cover and extending upward are offset from one another. In this case, however, the offset did not take place in connection with a ventilation of these cooling tubes, and, moreover, this would result in very unfavorable flow conditions, since the cooling tubes intermesh in a comb-like manner.
Im Hinblick auf die Beblasung der oben angegebenen Radiatorenanordnungsarten
ergeben sich zwei
Möglichkeiten, entweder sämtliche Radiatoren einer
Transformatorlängsseite gleichsinnig zu durchblasen oder aber die Radiatoren gemäß
dem Hauptpatent in zwei Gruppen zu teilen, von denen die eine etwa von der Mitte
der Transformatorlängsseite aus von rechts nach links und die andere von links nach
rechts durchblasen wird, wobei im Ansaugbereich der Lüfter mehrere Radiatoren vorgesehen
sein können. Eine solche Beblasung erweist sich hinsichtlich der Kühlwirkung der
erstgenannten Art erheblich überlegen.With regard to the ventilation of the radiator arrangement types specified above
result in two
Possibilities, either all radiators one
To blow through the transformer longitudinal side in the same direction or the radiators according to
to divide the main patent into two groups, one of which is roughly in the middle
the long side of the transformer from right to left and the other from left to
is blown through on the right, with several radiators being provided in the intake area of the fan
could be. Such a blowing proves to be with regard to the cooling effect of the
the former type is considerably superior.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der schematisch
dargestellten Zeichnung noch näher erläutert.An embodiment of the invention is illustrated schematically with reference to FIG
illustrated drawing explained in more detail.
Nach Fig.1, die eine Radiatorenanordnung in Draufsicht wiedergibt,
sind die Kühlglieder 10 der am Kessel 11 angeordneten Radiatoren 12 in Blasrichtung
jeweils auf Lücke gesetzt. Die Luftströmung muß sich also beim Übergang von einem
Radiator zum nächsten teilen und somit neu ordnen. Das bedeutet, daß in den Kühlspalten
s jedes Radiators von neuem ein Anlaufvorgang einsetzt, innerhalb dessen Bereich
die Wärmeübergangsziffer höher liegt als im Bereich stabilisierter Strömung. Die
Spaltlänge L ist im Falle der auf Lücke gesetzten Kühlelemente gegeben durch die
Ausdehnung der Kühlelemente in Blasrichtung. Damit ergibt sich aber ein relativ
kleiner Wert für das Verhältnis
und demzufolge eine hohe spezifische Wärmeabgabe. Der Lüfter 13 besitzt einen großen,
durch einen Luftleitzylinder 14 allseitig begrenzten Beruhigungsraum 15 und ist
unmittelbar an dem ersten druckseitigen Radiator 16 angeschraubt. Er reicht ganz
oder nahezu bis zum saugseitigen Radiator 17, um auch diesen möglichst mit der vollen
Blasluftmenge zu durchsetzen. Zur Vermeidung eines unter Umständen auftretenden
Geräuschpegels kann es hierbei zweckmäßig sein, den Luftleitzylinder etwa 5 cm vor
dem saugseitigen Radiator enden zu lassen.According to FIG. 1, which shows a top view of a radiator arrangement, the cooling members 10 of the radiators 12 arranged on the boiler 11 are each set with gaps in the blowing direction. The air flow must therefore divide and rearrange when passing from one radiator to the next. This means that in the cooling gaps s of each radiator a new start-up process begins, within the area of which the heat transfer coefficient is higher than in the area of stabilized flow. The gap length L in the case of the cooling elements placed on gaps is given by the expansion of the cooling elements in the blowing direction. However, this results in a relatively small value for the ratio and consequently a high specific heat output. The fan 13 has a large calming space 15 delimited on all sides by an air guide cylinder 14 and is screwed directly to the first pressure-side radiator 16. It extends completely or almost to the suction-side radiator 17 in order to pass through this as well as possible with the full amount of blown air. In order to avoid a noise level that may occur, it can be useful here to let the air guide cylinder end about 5 cm in front of the suction-side radiator.
Um die äußeren Kühlglieder 18 der Radiatoren in eine Ebene zu bringen,
ist es nach Fig. 2 vorgesehen, an den entsprechenden Radiatoren jeweils das zweite
Kühlglied von außen, im gezeichneten Beispiel das Glied 19, mit beispielsweise 11hfachem
Teilungsabstand anzuordnen, während die weiteren nachfolgenden Kühlglieder mit normaler
Teilung eingesetzt werden.To bring the outer cooling members 18 of the radiators into one plane,
it is provided according to FIG. 2, the second on each of the corresponding radiators
Cooling member from the outside, in the example shown the member 19, for example 11hfachem
To arrange the pitch, while the other subsequent cooling links with normal
Division can be used.