-
Transformator mit angebauter Kühleinrichtung, insbesondere mit Rippenkühlrohren
Es ist bekannt, bei Transformatoren, insbesondere für Bahnfahrzeuge, an die Seitenwände
des Transformatorkessels Kühleinrichtungen anzubauen, die es ermöglichen, das durch
die Transformatorverluste erwärmte Öl abzukühlen. Bei einem bekannten Bahntransformator
sind zur Rückkühlung des Öles vertikal angeordnete Rippenrohre vorhanden, die einerseits
in einen Ausbau des Transformatorkessels, andererseits in den unteren Teil der Seitenwände
des Transformatorkessels eingeführt sind. Durch einen Lüfter wird senkrecht zu den
Rippenkühlrohren ein Kühlluftstrom gefördert, dessen seitliche Ausbreitung durch
eine Leitwand unmöglich gemacht wird. Um eine: wirksame Kühlung zu erreichen, ist
bei dieser bekannten. Anordnung die ölum,laufgeschwindigkeit in den Kühlrohren dadurch
erhöht, daß einzelne Gruppen von Kühlrohren durch innerhalb des Transformatorkessels
bzw. innerhalb der Kastenausbauten liegende Olumleitkanäle in Reihe geschaltet werden.
-
Wenn auch mit dieser bekannten Anordnung eine wirksame Rückkühlung
möglich ist, so weist doch diese bekannte Bauart in verschiedener Hinsicht Nachteile
auf, insbesondere ist auf die umständliche Herstellung hinzuweisen, die durch die
Verwendung verschiedener Kühlrohre mit auf der einen Seite abgebogenen Enden sowie
den Einbau der die Reihenschaltung ermöglichenden Ölumleitkanäle innerhalb des Transformatorkessels
wieder Kastenausbauten
bedingt sind. Ein anderer Nachteil besteht
darin, daß in den Transformatorkesselwänden zahlreiche Bohrungen erforderlich sind,
die wegen der großen Abmessungen dieser Wandteile nur mit Schwierigkeiten herstellbar
sind. Auch das Biegen der die Kastenausbauten begrenzenden Seitenwände ist umständlich
und erfordert entsprechende Vorrichtungen von großen Abmessungen. Ferner ist bei
dieser Anordnung auch wenig günstig, daß infolge der Verwendung von Rohren mit einseitig
abgebogenen Enden die Kühlrohre. nur teilweise mit Rippen versehen werden. können.
Um eine gleichmäßige Luftströmung zu erreichen, ist es daher erforderlich, einzelne
Teile des die Rohre enthaltenden Kühlkastens durch besondere Schirmwandteile abzuschließen,
damit der Kühlluftstrom durch die von diesen Schirmwandteilen begrenzten Querschnitte,
in denen die abgebogenen Rohrenden ohne Rippenrohre liegen, nicht hindurchströmen
kann.. Eine andere Schwierigkeit, die sich bei dieser bekannten Kühlanordnung ergibt,
besteht darin, daß es auch unmöglich ist, unmittelbar nach der Herstellung des mit
dem Transformator vereinigten Kühlers festzustellen, ob der Kühler dicht ist.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wesentlich verbesserte
Kühlanordnung zu schaffen. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die gerade
ausgebildeten Kühlrohre an ihren beiden Enden je mit einem eine Reihenschaltung
von Kühlrohrgruppen ermöglichenden, insbesondere prismatisch ausgebildeten Ölleitkörper
unabhängig von dem Transformatorkessel zu druckfesten Kühlerteilen vereinigt sind,
und daß nach Herstellung der Kühlerteile die Seitenwände der erwähnten Ölleitkörper
unabhängig von den Ölüberleitungen, insbesondere lösbar, mit dem Transformato@rkessel
verbunden sind. Um den Ölübergang aus dem Kühler bzw. den Kühlerteilen in den Transformatorkessel
zu ermöglichen, sind von. der Verbindung der Kühlerteile und des Transformatorkessels
unabhängige Kanäle vorhanden, die unterhalb bzw. oberhalb der Ölleitkörper der .Kühlerteile
liegen. Vorzugsweise kann gemäß der weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Verbindung
der 'Kühler mit dem Transformatorkessel durch Schweißung erfolgen. Die Schweißnähte
werden dabei so zwischen den Transformatorlcesselwänden und den vorstehenden Kanten
bzw. Flanschteilen der Ölleitkanäle angebracht, daß sie durch Meißelschläge oder
eine Schleifscheibe oder ein ähnliches Werkzeug leicht beseitigt werden können,
ohne daß hierdurch eine Zerstörung des Transformatorkessels oder der Kühlerteile
erforderlich ist.
-
Die Anordnung nach der Erfindung zeichnet sich durch große Vorteile
aus. Die Herstellung und der Anbau des Kühlers an den Transformatorkessel sind denkbar
einfach. Die Kühler können unabhängig vom Kessel aus geraden Rippenrohren sowie
verhältnismäßig leichten kleinen Blechteilen zusammengeschweißt werden. Weiter können
auch Gewicht- und Raumbedarf der Kühler bedeutend herabgesetzt werden. Da die Überleitung
des Öles von dem Transformatorkessel in den Kühler bzw. umgekehrt durch besondere
Kanäle erfolgt, die oberhalb bzw. unterhalb. der Kühler liegen, können die Höhenabmessungen
der Ölleitkörper sehr klein ausgeführt werden, wodurch sich eine Herabsetzung der
benötigten Ölmenge und des Kühlergewichtes ergibt.
-
Eine Kühleranordnung für Transformatoren ist zwar bereits bekanntgeworden,
bei der- die Kühler unabhängig von dem Transformatorkessel hergestellt sind und
die Sammeltaschen der Kühler über Rohrteile und eine Flanschverbindung mit dem Transformatorkessel
verbunden sind. Abgesehen davon, daß bei dieser bekannten Anordnung sämtliche Kühlrohre
parallel geschaltet sind, wodurch sich eine niedrige Ölgesch@vindigkeit und geringe
Kühlleistung ergibt, weist diese bekannte Anordnung den Nachteil auf, daß die verhältnismäßig
schweren Kühler von den Rohrteilen getragen: werden, die den Ölübergang ermöglichen.
Insbesondere bei Bahntransformatoren ist dies aber ungünstig, weil durch die auftretenden
Stöße und Erschütterungen die Güte der erforderlichen Abdichtung beeinträchtigt
werden kann. Auch die Raumausnutzung ist bei dieser bekannten Anordnung wenig günstig,
da zwischen den Kühlersammeltaschen und dem Transformatorgehäuse noch besondere
Rohrteile und Flanschverbindungen liegen müssen.
-
Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand eines Ausführungsbeispieles
erläutert werden. Die Fig. i und 2 der Zeichnung geben in verschiedenen Ansichten
bzw. Querschnitten den Transformator wieder; Fig. 3 und 4 zeigen. Teilschnitte,
welche die Befestigung der Kühlrohre erkennen lassen.
-
Mit i ist in den Zeichnungen. der Transformatorkessel bezeichnet,
dessen Wände glatt ausgeführt sind. An zwei gegenüberliegenden Seiten des Transfoxmators
sind die- beiden. Kühlerteile 2 angesetzt. Die Kühler 2 bestehen aus den Rippenrohren
3 und den oben und unten angeordneten Ölleitkörpern 4. DieKühlrohre3 sind vollständig
gerade ausgebildet und mit ihrem oberen bzw. unteren Ende in die Ölleitkörper 4
eingeschweißt. Die Ölleitkörper sind als prismatische Hohlkörper ausgeführt und
werden vorzugsweise durch einen U-förmig gebogenen oder wannenförmigen Profilteil
s, in den die Rippenrohre eingeschweißt sind, und einen von außen einzuschweißenden
Deckel 6 gebildet. Innerhalb der Ölleitkörper 4 sind zur Unterteilung Querwände
7 vorhanden. Die Querwände sind gegeneinander in dem oberen bzw. unteren Ölleitkörper
derart versetzt, daß durch die von ihnen abgeteilten. Kammern die einzelnen Gruppen
der Kühlrohre miteinander in Reihe geschaltet werden.
-
Die Ölleitkörper 5 werden an ihrer an den. Transformatorkessel anliegenden
Schmalseite 8 durch eine Schweißnaht g mit dem Transformatorkessel i verbunden.
An den Außenseiten der Kühler sind Deckwände io vorhanden, die seitlich den durch
die Rippenkühlrohre hindurchgeblasenen Kühlluftstrom begrenzen. Es ist bei der erfindungsgemäßen
Kühleranordnung, wie die Zeichnung- ohne weiteres erkennen läßt, vermieden, für
den Übergang des
Öles aus dem Kühler in den Transformatorkessel
und umgekehrt Kanäle in den Schmalseiten 8 der Ölleitkörper vorzusehen. Vielmehr
sind unter- bzw. oberhalb der Kühlerhälften besondere, von der Verbindung der Kühler
mit dem Transformatorkessel unabhängige Umleitkanäle i i vorhanden. Diese Anordnung
macht es möglich, die Ölleitkörper mit verhältnismäßig niedrigen Abmessungen auszuführen,
und gestattet gleichzeitig eine äußerst einfache und betriebssichere Abdichtung
der Ölzuleitung ohne die geringste Beeinträchtigung der Festigkeit der Verbindung
zwischen den Kühlern und dem Transformatorkessel.
-
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist zur Ermöglichung des
Ölüberganges zwischen Kühler und Transformatorkessel unterhalb des Kühlers an dem
Transformatorkessel ein vorstehender Ölstutzen 12 vorhanden. Zwischen diesem an
den Transformatorkessel angeschweißten; Ölstutzen und dem Ölleitkörper des Kühlers
ist ein Rohrteil 13 vorhanden, der an dem Kühler sitzt und durch eine Schweiß- oder
Flanschverbindung mit dem Ölstutzen 12 verbunden wird. Gegebenenfalls kann auch
auf der oberen Seite des Kühlers die Ölzuleitung in der entsprechenden Weise erfolgen.
Bei Trennung des Kühlers von dem Transformator ,wird dieses Rohr aufgeschnitten.
-
Um die langen. Kühlrohre gegen Durchbiegung zu sichern, können, wie
aus Schnitt A-B, Fig. 2, hervorgeht, schellenförmige Haltekörper 14 vorgesehen werden.
Je zwei dieser schellenförmigen Haltekörper 14 umgreifen die Rohre einer Rohrreihe.
Die schellenförmigen Haltekörper 14 sind auf Tragbalzen 15 aufgereiht, wobei zwischen
den einzelnen schellenförmigen Tragkörpern 14 Abstandsstücke 16 vorhanden sind.
Durch geeignete Verbindungsmitte-1 können die Haltebolzen 17 bzw. 18, Fig. 3, Schnitt
C-D, mit der Transformatorkesselwand i bzw. dem Luftleitblech io verbunden werden.
Durch diese Anordnung wird eine wirksame Verfestigung des gesamten Kühlers, und
zwar der Kühlrohre und der Leitwand erreicht.
-
Für die Erzielung des Ölumlaufes kann seitlich neben dem Transformator
eine Ölpumpe vorhanden sein, die- zur Vereinfachung der Zeichnung nicht dargestellt
ist. Durch diese Ölpumpe wird an einer oder mehreren Stellen des Transformatorkessels
das Öl abgesaugt und durch die Öleinführungsstutzen i9 in die oberen ölleitkörper
der beiden Kühler eingeführt.
-
In der Zeichnung sind Kühlrohre von kreisförmigem Querschnitt dargestellt.
Vorteilhaftertveisekann jedoch den Kühlrohren auch ein. für die Luftströmung günstigerer
Querschnitt, beispielsweise ein elliptischer oder ein Querschnitt von tropfenförmigem
Profil, vorgesehen werden. Zur Erzielung einer intensiven Belüftung werden die Kühler
unmittelbar über geeignete Kanalteile an die Ausblasestutzen zweier Lüfter angeschlossen,
so daß die Kühlluft ohne Umlenkung direkt von den Lüftern zu den Kühlern gelangen
kann.
-
Bei dem Ausführungsbeispiel war eine vertikale Anordnung der Kühlrohre
vorgesehen, die es möglich macht, den Kühlern die Luft horizontal zuzuführen. Grundsätzlich
kann jedoch der Erfindungsgedanke auch bei einer anderen. Lage der Kühler bzw. Kühlrohre
Anwendung finden. Beispielsweise können die Kühlrohre auch horizontal vorgesehen
werden.
-
Um eine einfache Entleerung bzw. Entlüftung des Kühlers bei vertikaler
oder ähnlicher Anordnung der Kühlrohre zu erreichen, können gemäß der weiteren Ausgestaltung
der Erfindung in den Ouerwandteilen 7 der Ölleitkörper Durchlässe oder Bohrungen,
kleinen Querschnitts vorhanden sein. In diesem Falle ist es nicht erforderlich,
in jedem oder einem der Abschnitte des unteren Ölleitkörpers eine besondere Entleerungsöffnung
vorzusehen, da der Kühler über den Rohrstutzen i i gemeinsam mit dem Transformatorkessel
entleert werden kann.
-
Neben den bereits erwähnten Vorteilen zeichnet sich die Anordnung
nach der Erfindung noch durch einen weiteren. Vorteil aus, daß es auch möglich ist,
in einfacher Weise eine Reinigung der Kühlrohre bzw. Schäden an einzelnen. Kühlrohren
zu beheben. Zu diesem Zwecke braucht lediglich mit dem Schneidbrenner eine Öffnung
in die Deckel 6 der Ölleitkörper 4. hineingeschnitten zu werden, die nach Durchführung
der Reinigung bzw. Behebung der Undichtigkeit wieder durch ein aufgeschweißtes Blech
verschlossen wird.
-
In Einzelheiten kann die beschriebene Anordnung auch abgeändert werden..
Beispielsweise ist es möglich, die Ölleitkörper statt durch Schweißung durch Schraubverbindungen
mit dem Transformatorkessel zu verbinden. In diesem Fall kann an den Befestigungsstellen
die Wand des Transformatorkessels verstärkt werden.
-
Eine weitere Abänderung der beschriebenen Konstruktion ist in der
Weise möglich, daß die Ölpumpe innerhalb des Transformatorkessels unterhalb des
Ölspiegels angeordnet wird. In diesem Falle wird der Druckstutzen der Ölpumpe unmittelbar
durch einen Ölzuführungskanal an dem ölleitkörper der Kühlerteile angeschlossen.
Zweckmäßigerweise ist der Druckstutzen der Pumpe mit dem an den Transformatorkessel
angeschlossenen Ölstutzen verbunden, aus dem in der @in der Zeichnung dargestellten
Weise das Öl durch einen Rohrteil den Ölleitkörpern der Kühler zugeführt wird. Um
den, beiden Kühlerhälften das Öl zuzuführen, ist eine Gabelung des an den Druckstutzen
der Pumpe angeschlossenen Rohrteils erforderlich. Der Antriebsmotor für die Pumpe
kann bei dieser Anordnung vorteilhafterweise außerhalb des Ölkessels auf dem Transformatordeckel
angeordnet sein.