DE1763698B1

DE1763698B1 - Cooling device for self-cooled transformers

Info

Publication number: DE1763698B1
Application number: DE19681763698
Authority: DE
Inventors: Peter Hofmann
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1968-07-19
Filing date: 1968-07-19
Publication date: 1970-09-03
Also published as: CH486757A; FR2014657B1; FR2014657A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühlvorrich- In bevorzugter Weise sind die mit äußeren RippenThe invention relates to a cooling device, preferably those with external ribs

tung für selbstgekühlte flüssigkeitsisolierte Transfer- versehenen Glattblechwellen oder Rohrbündel zu-for self-cooled, liquid-insulated transfer-provided smooth sheet metal shafts or tube bundles.

matoren oder Drosselspulen, die aus flüssigkeits- sätzlich innen mit Rippen versehen,mators or choke coils, which are additionally provided with ribs on the inside,

durchströmten Glattblechwellen oder Rohrbündeln In zweckmäßiger Weise ist die Kühlvorrichtungsmooth sheet metal shafts or tube bundles flowed through. The cooling device is expedient

besteht, an denen senkrecht verlaufende Rippen 5 aus einem Werkstoff mit hohem Wärmeleitvermögenconsists, on which vertically extending ribs 5 made of a material with high thermal conductivity

angeordnet sind. hergestellt.are arranged. manufactured.

Transformatorenöl wird zwecks Kühlung aus dem Die Erfindung geht von der bekannten Erkenntnis Transformatorkessel herausgeführt und durch aus aus, den Wärmeübergang durch Erzeugung von Strö-Glattblechwellen oder Rohrbündeln bestehende Kühl- mungswirbeln zu steigern. Die Kühlluft streicht Vorrichtungen, die außen von Luft bestrichen werden, ίο zunächst mit wenig turbulenter Strömung an der geleitet. Zur Erhöhung des Wärmeüberganges ist es untersten Rippenfläche vorbei bis zur Begrenzungsbekannt, die Kühlvorrichtung mit parallel zum Kühl- linie der ersten Ausnehmung. Dort wird sie in luftstrom angeordneten Rippen zu versehen und die stärkere turbulente Strömung versetzt. Erreicht die Kühlluftgeschwindigkeit durch eine zusätzliche Vor- Luft die nächste, der Ausnehmung in Strömungsrichtung, wie einen Ventilator oder einen über der 15 richtung folgende Rippenfläche, so wird diese von Kühlvorrichtung angeordneten Schlot, zu erhöhen den hinsichtlich des Wärmeübergangs günstigen Strö-(deutsches Gebrauchsmuster 1 734 701). Bekannt ist mungswirbeln bestrichen. Infolge der Reibung der ferner, nicht durch eine Erhöhung der Strömungs- Luft mit den sie umgebenden Wänden und auch geschwindigkeit der Kühlluft, sondern auch durch ihrer inneren Reibung schwächt sich die Wirbel-Erzeugung von Strömungswirbeln den Wärmeüber- 20 bildung wieder ab und die Strömung wird weniger gang zu steigern (Dubbels Taschenbuch für den turbulent. In diesem Moment kommt die Kühlluft Maschinenbau, Bd. I, 12. Auflage, S. 456). Von dieser jedoch in den Bereich der nächsten Ausnehmung, Erkenntnis ist auch bei verschiedenen Rohrbündel- wodurch sie erneut in stärkere turbulente Strömung anordnungen Gebrauch gemacht, indem dort die versetzt wird.Transformer oil is used for cooling from the The invention is based on the known knowledge Transformer boiler led out and through out of, the heat transfer by generating Strö smooth sheet metal waves or tube bundles to increase existing cooling vortices. The cooling air is removed Devices that are brushed by air on the outside, ίο initially with little turbulent flow to the directed. To increase the heat transfer, the lowest rib surface is known to the limit, the cooling device with parallel to the cooling line of the first recess. There it is in to provide air flow arranged ribs and offset the stronger turbulent flow. Reached the Cooling air speed through an additional front air to the next, the recess in the flow direction, such as a fan or a rib surface following above the direction Cooling device arranged chimney, to increase the favorable heat transfer Strö- (German Utility model 1 734 701). Known is swirls coated. As a result of the friction of the furthermore, not by increasing the flow of air with the surrounding walls and also speed of the cooling air, but also weakened the vortex generation due to its internal friction the heat transfer from flow eddies ceases again and the flow becomes less speed to increase (Dubbels pocket book for the turbulent. At this moment the cooling air comes Maschinenbau, Vol. I, 12th edition, p. 456). From this, however, to the area of the next recess, Awareness is also available with different tube bundles - causing them again in stronger turbulent flow arrangements made use by moving the there.

Rippen quer zum Luftstrom verlaufen (deutsche 25 Mit Hilfe der erfindungsgemäßen KühlvorrichtungRibs run transversely to the air flow (German 25 With the help of the cooling device according to the invention

Patentschrift 334 364). Jedoch bedarf es bei dieser ist es möglich, eine Verwirbelung der Kühlluft zuPatent 334 364). However, it is necessary with this it is possible to swirl the cooling air

Rippenanordnung ebenfalls eines zusätzlichen Be- erzielen, wodurch die Kühlwirkung wesentlich ge-Rib arrangement also achieve an additional surface, whereby the cooling effect is significantly reduced

lüftens zur Versorgung der Kühlvorrichtung mit steigert werden kann.ventilation to supply the cooling device can be increased with.

genügend großen Luftmengen. Diese bekannten Kühl- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in dersufficiently large amounts of air. This known cooling An embodiment of the invention is in the

vorrichtungen mit Fremdkühlung haben nun den 30 Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näherdevices with external cooling have now shown the 30 drawing and will be explained in more detail below

Nachteil, herstellungs- und betriebsmäßig aufwendig beschrieben. Es zeigtDisadvantage, described complex in terms of production and operation. It shows

zu sein und verursachen darüber hinaus oft un- Fig. 1 eine Seitenansicht einer Kühlvorrichtungand also often cause un- Fig. 1 is a side view of a cooling device

erwünschte Geräusche. mit zwei Glattblechwellen,desired sounds. with two smooth sheet metal shafts,

Bei Kühlvorrichtungen mit Selbstkühlung, wo also F i g. 2 eine Draufsicht auf die Kühlvorrichtung,In cooling devices with self-cooling, so where F i g. 2 a plan view of the cooling device,

die Luft auf Grund ihres unterschiedlichen spezifi- 35 Fig. 3 eine Vorderansicht einer Glattblechwellethe air due to its different specificities. FIG. 3 shows a front view of a sheet metal shaft

sehen Gewichts an den zu kühlenden Flächen vorbei- mit Rippen undsee weight past the surfaces to be cooled - with ribs and

streicht, bringt die Verwendung von Rippen bei F i g. 4 einen Ausschnitt einer Glattblechwelle ausdeletes, brings the use of ribs in FIG. 4 shows a section of a sheet metal shaft

bekannten Ausführungsformen keine Vorteile, da der F i g. 2 in vergrößertem Maßstab,known embodiments have no advantages, since the FIG. 2 on an enlarged scale,

durch die Rippen selbst die natürliche Strömungs- In den Figuren sind mit 1 die Rippen bezeichnet,through the ribs themselves the natural flow In the figures, 1 denotes the ribs,

geschwindigkeit der Luft derart gehemmt wird, daß 40 die zu beiden Seiten jeweils einer Glattblechwelle 2speed of the air is inhibited in such a way that 40 the one smooth sheet metal shaft 2 on each side

eine hinreichende Kühlung nicht mehr gewährleistet senkrecht zu dieser und vertikal verlaufend angeord-Sufficient cooling is no longer guaranteed perpendicular to this and vertically arranged.

erscheint. Die von der Fremdkühlung her bekannten net sind. Die Rippen sind mit Ausnehmungen 4appears. The net known from external cooling. The ribs have recesses 4

Rippen sind bei Kühlvorrichtungen für Selbstkühlung versehen, die gerade Begrenzungslinien aufweisen,In cooling devices for self-cooling, ribs are provided that have straight boundary lines,

daher bisher nie angewandt worden. In F i g. 3 ist der Kühlluftstrom durch einen Kurven-therefore it has never been used before. In Fig. 3 is the flow of cooling air through a curve

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine 45 zug 3 veranschaulicht. Jeweils im Bereich einer Austurbulente Strömung der Kühlluft zu schaffen, damit nehmung 4 ist er stellenweise unterbrochen, wodurch der gesamte zwischen den Rippen hindurchströmende die Wirbelbildung angedeutet werden soll. In seinem Luftstrom gleichmäßig zur Wärmeabführung heran- Verlauf nach oben beginnt der Kühlluftstrom bzw. gezogen wird. der Kurvenzug 3 sich wieder zu glätten, bis er dieThe object of the invention is to illustrate a 45 train 3. In each case in the area of a turbulent flow of cooling air to create, so intake 4 it is interrupted in places, whereby the entire vortex formation flowing through between the ribs is to be indicated. In his Air flow evenly to dissipate heat. is pulled. the curve 3 to smooth again until it reaches the

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, 50 nächste höhere Ausnehmung erreicht hat und dortThe object is achieved according to the invention in that 50 has reached the next higher recess and there

daß die Rippen mit sich zu ihrer äußeren Kante abermals in Wirbelung versetzt wird. Einer weiterenthat the ribs are set in vortex again with their outer edge. Another

hin erweiternden Ausnehmungen versehen sind. Verbesserung der Wärmeabfuhr dienen kleinere,are provided towards widening recesses. Improvement of the heat dissipation serve smaller,

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung innerhalb der Glattblechwellen angeordneten Rip-A preferred embodiment of the invention inside the smooth sheet metal corrugations arranged Rip-

besteht darin, daß die Ausnehmungen gerade Be- pen 5, die die vom Öl bestrichene Oberfläche ver-consists in the fact that the recesses are straight benches 5, which cover the surface painted by the oil

grenzungslinien aufweisen. 55 größern (vgl. F i g. 4).have boundary lines. 55 larger (see Fig. 4).

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung bilden die Versuche haben gezeigt, daß bei konstanter Rip-Begrenzungslinien der Ausnehmungen mit der äuße- pentiefe t und kleiner werdendem Abstand der Ausren Kante der Rippen verschieden große Winkel. nehmungen 4 voneinander, d. h. der Entfernung h In a further embodiment of the invention, the tests have shown that, given constant rip boundary lines of the recesses, angles of different size with the outer depth t and the distance between the outer edge of the ribs become smaller. measurements 4 from each other, ie the distance h

In vorteilhafter Weise bildet die in Strömungs- von Ausnehmung zu Ausnehmung, der hinsichtlichIn an advantageous manner, the flow from recess to recess, which with regard to

richtung untere Begrenzungslinie der Ausnehmung 60 der erzielbaren Wärmeabgabe optimale Abstand a direction of the lower boundary line of the recess 60 of the achievable heat emission optimal distance a

mit der Kante der Rippe einen größeren Winkel als von Rippe zu Rippe abnimmt. Es ist auch möglich,decreases with the edge of the rib at a greater angle than from rib to rib. It is also possible,

die obere Begrenzungslinie. die Rippentiefe t zu variieren. Das günstigste Ver-the upper limit line. to vary the rib depth t. The cheapest

Ein weiterer Vorschlag besteht darin, daß die Tiefe hältnis der drei Größen Rippenhöhe h, Rippen-Another suggestion is that the depth ratio of the three sizes rib height h, rib

der Rippen außerhalb der Ausnehmungen über die abstand α und Rippentiefe t sowie schließlich auchof the ribs outside the recesses over the distance α and rib depth t and finally also

Länge der Rippen verschieden groß ist. 65 die günstigste Form der Ausnehmungen müssenLength of the ribs is different. 65 the most favorable shape of the recesses

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß der durch Versuche ermittelt werden. Bei zu großerAnother possibility is that it can be determined through experiments. If too big

Abstand der Ausnehmungen voneinander über die Rippenhöhe h kommt es zu keiner hinreichendThere is no sufficient spacing of the recesses from one another over the rib height h

Länge der Rippen verschieden groß ist. großen Turbulenz der Luftströmung. Die gleicheLength of the ribs is different. great turbulence of the air flow. The same

Folge hat ein zu kleiner Rippenabstand α bzw. eine zu große Rippentiefe t. Sind diese Größen entgegengesetzt extrem dimensioniert, so verschenkt man die Möglichkeit einer höheren Wärmeabgabe pro Flächeninhalt einer Glattblechwelle 2.As a result, the rib spacing α is too small or the rib depth t is too great. If these sizes are oppositely dimensioned to extremes, the possibility of a higher heat dissipation per surface area of a smooth sheet metal shaft 2 is forfeited.

Claims

Patent claims:

1. Cooling device for self-cooled liquid-insulated transformers or reactors, which consists of smooth sheet metal corrugations or tube bundles through which liquid flows vertically extending ribs are arranged, characterized in that the ribs (1) are provided with recesses (4) widening towards their outer edge.

2. Cooling device according to claim 1, characterized in that the recesses (4) are straight Have boundary lines.

3. Cooling device according to claim 2, characterized in that the boundary lines of the ao Recesses (4) with the outer edge of the ribs (1) form angles of different sizes.

4. Cooling device according to claim 3, characterized in that the flow direction lower boundary line of the recess (4) with the edge of the rib (1) a larger angle forms as the upper limit line.

5. Cooling device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the depth (t) of the ribs (1) outside the recesses (4) is of different sizes over the length of the ribs.

6. Cooling device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the distance of the recesses (4) are of different sizes from one another over the length of the ribs.

7. Cooling device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the with outer ribs (1) provided with smooth sheet metal shafts (2) or tube bundles with additional ribs on the inside are provided.

8. Cooling device according to one of claims 1 to 7, characterized in that it consists of is made of a material with high thermal conductivity.

1 sheet of drawings