EP2795638B1 - Kühlradiator mit flüssigkeitskühlung - Google Patents

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EP2795638B1
EP2795638B1 EP12812867.5A EP12812867A EP2795638B1 EP 2795638 B1 EP2795638 B1 EP 2795638B1 EP 12812867 A EP12812867 A EP 12812867A EP 2795638 B1 EP2795638 B1 EP 2795638B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cooling radiator
sub
cooling
pipes
modules
Prior art date
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Application number
EP12812867.5A
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English (en)
French (fr)
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EP2795638A1 (de
Inventor
Otto Karl GROß
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schmehmann Rohrverformungstechnik GmbH
Original Assignee
Schmehmann Rohrverformungstechnik GmbH
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Publication date
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Priority to SI201230612A priority patent/SI2795638T1/sl
Publication of EP2795638A1 publication Critical patent/EP2795638A1/de
Application granted granted Critical
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Priority to HRP20160564TT priority patent/HRP20160564T1/hr
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/08—Cooling; Ventilating
    • H01F27/10—Liquid cooling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/08—Cooling; Ventilating
    • H01F27/085—Cooling by ambient air

Definitions

  • the invention relates to aderadiator, in particular aderadiator a boiler of a transformer active part, wherein thederadiator with the heated by the active part cooling liquid by gravity from above via a collection or.
  • Distributor tube, a so-called collector, down to a sub-distributor or collector, a so-called lower collector, flowing through cooling elements is formed, wherein the cooled liquid passes through the sub-manifold back into the transformer and wherein at least onederadiator removed from or directly on Transformer or its boiler is arranged.
  • Cooling radiators of this type comprise in addition to the upper and the lower collector at least a sub-module of cooling elements, which are connected via respective individual manifolds to the upper and lower collector, wherein the sub-modules have tubes which are provided on their outer side with ribs.
  • the cooling elements of transformers or other electrical equipment consist of flat, usually traversed by oil as a cooling liquid cooling elements or a corrugated metal sheet, as by the DE 10 2009 015 377 A known become.
  • the cooling radiators consisting of a plurality of such assembled or arranged on / behind each other cooling elements are designed as a welded construction. To increase the service life, they are painted by expensive dives or hot-dip galvanized.
  • the production is to be simplified at the same time gas or oil-tight connection of the cooling elements with the collectors and in particular the heat transfer and the heat transfer can be improved.
  • the sub-modules are arranged perpendicularly and transversely to the longitudinal direction of the collectors, wherein the tubes of the sub-modules for air passage are arranged parallel to one another at a distance from one another.
  • aderadiator is created, which consists of several in a row successively and successively and with an air gap to each other, inserted into openings of the upper header and the sub collector, a particularly good air passage through thederadiator total and allowed at the respective cooling elements.
  • all of the cooling elements of the cooling radiator preferably carry the heat transfer from the cooling medium flowing through the cooling radiator, preferably oil, into the ambient air flowing through the cooling radiator.
  • a particularly high energy dissipation of up to 38.00 kW / h, preferably up to 39.80 kW / h with aderadiator having a width of up to 540 mm, preferably up to 520 mm, and a height of up to 2 m, preferably up to 1.80 m causes.
  • a doctorradiator with a height of 0.5 m up to 3.60 m.
  • a flow rate of oil through thederadiator of up to 2 700 kg / h, preferably up to 2 800 kg / h, can be achieved.
  • the liquid passing through the pipes from top to bottom with the best cooling effect, in particular oil experiences the least resistance, if an optimized cross section of the elements of the cooling radiator is maintained. Since only minimal resistance occurs, the system can operate in free convection; no pumps are required.
  • Thederadiator thus exists as a compact complete unit, which consists of many desired, spaced apart, connected via the individual distribution pipes to the collector submodules.
  • the completederadiator or its sub-modules can be completely flowed around in both the transverse and in the longitudinal direction of the ambient air, possibly supported by fans / fans. The cooling or heat removal / heat transfer is thereby kept very efficient.
  • tubes and also the collector, preferably the upper and the lower collector, as well as the individual distribution pipes consist of a processable by extrusion material or material, such as in particular aluminum or aluminum alloys, magnesium or the like for extruding suitable light metals.
  • these materials have good heat transfer properties and, on the other hand, are resistant to corrosion by forming oxide layers, so that coating or similar coating or surface treatment can be dispensed with, and moreover can be easily produced, namely preferably by extrusion with the desired, arbitrary geometry.
  • the openings required for the connection of the individual components of the cooling radiator are preferably produced precisely by milling or laser machining, so that exact joints for microfluidization can be achieved by preferably laser welding with gas or oil-tight connection.
  • each sub-module comprises up to 12, preferably up to 10 tubes.
  • a cooling radiator is provided, the effective surface of which can be adapted to the required properties of the cooling radiator by means of particularly simple means and, if appropriate, can be completely adapted to be flowed around by the ambient air.
  • the tubes of the respective sub-modules have a flattened, preferably rectangular cross-section, in particular a rectangular cross-section with rounded corners. It is particularly preferred if such tubes have at least one inner web, preferably two inner webs.
  • the width of the tubes is preferably up to 130 mm, preferably up to 120 mm.
  • the distance of the tubes from one another per sub-module is up to 30 mm, preferably up to 27 mm.
  • the ribs provided on the outside of the tubes are longitudinal ribs which preferably extend over the entire length of the tubes, thus substantially over the entire length of the cooling radiator as a whole. It is particularly preferred if up to 15, most preferably up to 12, longitudinal ribs per tube are provided. In this context, it is particularly preferred if the longitudinal ribs have a height, thus an extent from the outside of the tube to the outside, of up to 15 mm, preferably up to 12 mm.
  • the distance between the longitudinal ribs to each other should be up to 25 mm, preferably up to 20 mm, to thereby ensure not only an effective surface for thederadiator with a large heat radiation, but at the same time the transition of heat from the cooling medium in the cooling radiator around and to optimize the flow of ambient air.
  • submodules are provided inderadiator. These sub-modules, which are connected to each other via an upper and a lower single distribution pipe, thus offer a particularly large effective area with a compact design ofderadiators.
  • At least the upper collector preferably also the lower collector, has a rectangular cross-section, preferably with a dimension of 20 ⁇ 80 mm cross-sectional area.
  • at least the upper header preferably both the upper and the lower header, are arranged at one end of the individual distribution pipes and thus do not hinder the air flow flowing along, in particular, from bottom to top through the cooling modules along the submodules. Only by the arrangement of the upper collector away from the middle of the individual manifolds on the end towards could be achieved by 38% improved air access to theméradiator and air leakage from thederadiator.
  • a preferred embodiment provides a prefabricated construction of thederadiators, in which the upper and lower collectors are arranged in a longitudinal extension and seen over their length at a distance lying behind each other have any number of openings, in oval tubes as a cooling element according to form-fitting, transverse to Longitudinal slotted holes provided.
  • the cooling elements are a sub-module in openings of connected to the upper and lower collector manifolds, these have as advantageous and the collector a rectangular or square format inserted.
  • the existing from the upper and lower manifolds with the inserted cooling elements sub-modules are connected with their individual distribution pipes transversely to the collectors and connected with one of their openings in fluid communication with an opening of the collector standing oil-tight with the collectors, preferably laser welded, in such a way that the collectors bridge the sub-modules arranged transversely thereto, either centrally or preferably offset to the side and towards the ends of the individual distribution pipes.
  • FIG. 1 shows a front view of a completely prefabricated, prepared for installation or removal on a transformerderadiator 1.
  • Thederadiator 1 comprises an upper manifold 2 and a lower manifold 3, which are connected via respective flanges 2a, 3a with the transformer (not shown) can to form a closed oil circuit with the transformer can.
  • a plurality of sub-modules 4 are connected, each extending perpendicularly and transversely to the longitudinal direction of the manifolds 2, 3 in the plane of the drawing.
  • the sub-modules 4 are in turn assigned to individual distribution pipes 5, the liquid-tight with the manifolds 2, 3 and the tubes of the sub-modules 4 are connected, so as to ensure the passage of the cooling medium such as oil through the entirederadiator 1 therethrough.
  • sensors 20, 21 are connected to the upper header 2 and the lower header 3, respectively, to receive both the passage amount and the entrance and exit temperature of the cooling medium through the cooling radiator 1.
  • FIG. 2 shows thederadiator 1 from FIG. 1 seen in a side view from the right and thus gives the front or first sub-module 4 to recognize.
  • FIG. 1 From the synopsis of Figures 1 and 2 can be seen that thederadiator 1 and its sub-modules 4 and in the embodiment executed as an oval tubes 6 elements (see FIG. 6 ) can be completely surrounded by the ambient air. The towards the top arrow of the FIG. 1 The heated coolant (oil) flowing in from the consumer is thereby cooled particularly effectively on its way down.
  • Thederadiator 1 can be connected to the consumer, possibly with the interposition of pipes, via flanges 2a, 3a of the collector 2, 3.
  • FIG. 3 shows thederadiator 1 from the Figures 1 and 2 in a view from above.
  • the sub-modules 4 with the inserted into the individual manifolds 5 cooling elements are arranged transversely and perpendicular to the upper collector 2 and are bridged by the collector 2 in the middle of the sub-modules 4 lying.
  • the submodules 4 each consist of five tubes 6 with a substantially rectangular cross section connected via a common single distribution tube 5.
  • a distance 22 for the passage of cooling air through the respective sub-modules 4 is provided between the tubes 6.
  • FIG. 4 shows as a single unit a single distribution pipe 5 seen from its openings 23 having side.
  • FIG. 5 shows as a single unit a collector 2 seen from the openings 24 side having seen. About the openings 24, the connection and gas- or liquid-tight welding of the upper header 2 (not shown) with individual manifolds. 5 takes place.
  • FIG. 6 shows a cross section through a tube 6 having a substantially rectangular cross-section and rounded corners.
  • a tube 6 having a substantially rectangular cross-section and rounded corners.
  • longitudinal ribs 7 are arranged over which the effective surface of the tube 6, thus the contact surface of the tube 6 with the surrounding air around the pipe 6, is significantly increased.
  • an inner web 8 is also provided within the tube 6.
  • FIG. 7 shows a second embodiment of a pipe 6 according to the invention as part of a submodule of aderadators invention.
  • the tube 6 in turn has a substantially rectangular cross section with rounded corners, wherein on each longitudinal side of the tube 6 cooling fins 7 are arranged at the same distance from each other.
  • the height of the ribs 7, thus their extent from the outside of the tube 6 to the outside, is the same over the entire circumference of the tube 6, to thereby provide consistent heat transfer conditions over the pipe 6 away.
  • inner webs 8a, 8b are provided, which extend over the entire length of the tube 6.
  • FIG. 8 an overall perspective view of a cooling radiator 1 according to the invention in a view from top to bottom.
  • Thederadiator 1 has an upper manifold 2 and a lower manifold 3, with which eight individual manifolds 5 are connected. These individual distribution pipes 5 in turn are connected to seven pipes 6, over the entire length of which longitudinal ribs 7 extend.
  • both the upper header 2 and the lower header 3 from the central arrangement of the individual distribution pipes 5 (see. Fig. 3 ) arranged offset to the end regions of the individual distribution pipes 5.

Description

    1. Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft einen Kühlradiator, insbesondere einen Kühlradiator eines Kessels eines Transformator-Aktivteils, wobei der Kühlradiator mit von der am Aktivteil erwärmten Kühlflüssigkeit durch Schwerkraft von oben über ein Sammel-bzw. Verteilerrohr, einen so genannten Sammler, nach unten zu einem Unterverteiler bzw. -sammler, einem so genannten unteren Sammler, durchströmenden Kühlelementen ausgebildet ist, wobei die gekühlte Flüssigkeit über den Unterverteiler zurück in den Transformator gelangt und wobei zumindest ein Kühlradiator entfernt von oder direkt am Transformator bzw. dessen Kessel angeordnet ist.
  • Kühlradiatoren dieser Art umfassen neben dem oberen und dem unteren Sammler wenigstens ein Teilmodul von Kühlelementen, die über jeweilige Einzelverteilerrohre mit dem oberen bzw. unteren Sammler verbunden sind, wobei die Teilmodule Rohre aufweisen, die an ihrer Außenseite jeweils mit Rippen versehen sind.
    • 2. Stand der Technik
  • Die Kühlelemente von Transformatoren oder anderen elektrischen Geräten bestehen aus flachen, in der Regel von Öl als Kühlflüssigkeit durchströmten Kühlelementen oder aus einem Wellblech, wie durch die DE 10 2009 015 377 A bekannt geworden. Die aus mehreren solcher zusammengesetzten bzw. an- / hintereinander gereihten Kühlelementen bestehenden Kühlradiatoren sind als Schweißkonstruktion ausgeführt. Um die Standzeit zu erhöhen, werden sie durch aufwendige Tauchgänge lackiert oder feuerverzinkt.
  • Demgegenüber soll die Herstellung bei gleichzeitig gas- bzw. öldichter Verbindung der Kühlelemente mit den Sammlern vereinfacht und insbesondere der Wärmeübergang bzw. die Wärmeübertragung verbessert werden.
    • 3. Aufgabe der Erfindung
  • Es war daher eine Aufgabe der Erfindung, einen Kühlradiator zur Verfügung zu stellen, der einerseits einen einfachen Aufbau aufweist und andererseits einen erhöhten Wärmeübergang bei gleichen Außenmaßen des Kühlradiators insgesamt gewährleistet. Diese Aufgabe wird im erfindungsgemäßen Sinne mit einem Kühlradiator, umfassend die Merkmale des Anspruchs 1, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
    • 4. Zusammenfassung der Erfindung
  • Im erfindungsgemäßen Sinne sind die Teilmodule senkrecht und quer zur Längsrichtung der Sammler angeordnet, wobei die Rohre der Teilmodule zum Luftdurchtritt mit einem Abstand zueinander parallel angeordnet sind. Hierdurch wird ein Kühlradiator geschaffen, der aus mehreren in einer Reihe aufeinander bzw. hintereinander folgend und mit einem Luftspalt zueinander, in Durchbrüchen des oberen Sammelrohres und des Untersammlers eingefügt, einen besonders guten Luftdurchtritt durch den Kühlradiator insgesamt und an den jeweiligen Kühlelementen erlaubt.
  • Somit tragen sämtliche Kühlelemente des Kühlradiators vorzugsweise gleichwertig zum Wärmeübergang aus dem durch den Kühlradiator hindurchströmenden Kühlmedium, vorzugsweise Öl, in die Umgebungsluft, die den Kühlradiator durchströmt, bei. Im Ergebnis wird eine besonders hohe Energieabfuhr von bis zu 38,00 kW/h vorzugsweise bis zu 39,80 kW/h bei einem Kühlradiator mit einer Breite von bis zu 540 mm, vorzugsweise bis zu 520 mm, und einer Höhe von bis zu 2 m, vorzugsweise bis zu 1,80 m, bewirkt. Bevorzugt wird ein Kühlradiator mit einer Höhe von 0,5 m bis zu 3,60 m. Bei optimierten Querschnitten sowohl des oberen als auch des unteren Sammlers sowie der Rohre der jeweiligen Teilmodule kann eine Durchflussmenge von Öl durch den Kühlradiator von bis zu 2 700 kg/h, vorzugsweise bis zu 2 800 kg/h, erreicht werden.
  • Wie sich durch Versuche bestätigt hat, erfährt die die Rohre von oben nach unten mit bester Kühlwirkung durchfließende Flüssigkeit, insbesondere Öl, einen geringsten Widerstand, wenn ein optimierter Querschnitt der Elemente des Kühlradiators eingehalten wird. Da nur geringstmögliche Widerstände auftreten, kann das System in freier Konvektion arbeiten; es sind keine Pumpen erforderlich.
  • Der Kühlradiator liegt somit als kompakte Komplett-Einheit vor, die aus gewünscht vielen, im Abstand zueinander angeordneten, über die Einzelverteilerrohre an die Sammler angebundenen Teilmodulen besteht. Der komplette Kühlradiator bzw. dessen Teilmodule können sowohl in Quer- als auch in Längsrichtung von der Umgebungsluft, ggf. unterstützt von Lüftern / Ventilatoren, vollständig umströmt werden. Die Abkühlung bzw. der Wärmeabtrag / der Wärmeübergang wird dadurch sehr effizient gehalten.
  • Ein bevorzugter Vorschlag sieht vor, dass die Rohre und auch die Sammler, vorzugsweise der obere und der untere Sammler, sowie ebenfalls die Einzelverteilerrohre aus einem durch Strangpressen verarbeitbaren Werkstoff bzw. Material bestehen, wie insbesondere Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen, Magnesium oder dergleichen zum Strangpressen geeignete Leichtmetalle. Diese Werkstoffe haben einerseits gute Wärmeübergangseigenschaften und sind andererseits durch sich bildende Oxidschichten korrosionsbeständig, so dass eine Lackierung oder dergleichen Beschichtung bzw. Oberflächenbehandlung entfallen kann, und lassen sich zudem einfach herstellen, nämlich vorzugsweise mit gewünschter, beliebiger Geometrie strangpressen.
  • Die zur Verbindung der einzelnen Komponenten des Kühlradiators erforderlichen Durchbrüche werden vorzugsweise durch Fräs- oder Laserbearbeitung präzise hergestellt, so dass sich exakte Fügestellen zur Mikrofügung durch bevorzugt Laserschweißen mit gas bzw. öldichter Verbindung erreichen lassen.
  • Es wird bevorzugt, wenn jedes Teilmodul bis zu 12, vorzugsweise bis zu 10 Rohre, umfasst. Hierdurch wird ein Kühlradiator geschaffen, dessen Wirkoberfläche mit besonders einfachen Mitteln und ggf. vollständig von der Umgebungsluft umströmbar auf die vom Kühlradiator geforderten Eigenschaften anpassbar ist.
  • Es wird in diesem Zusammenhang auch bevorzugt, wenn die Rohre der jeweiligen Teilmodule einen abgeflachten, vorzugsweise rechteckigen Querschnitt, insbesondere einen rechteckigen Querschnitt mit abgerundeten Ecken, aufweisen. Besonders bevorzugt wird, wenn derartige Rohre wenigstens einen Innensteg, vorzugsweise zwei Innenstege, aufweisen. Die Breite der Rohre beträgt dabei bevorzugt bis zu 130 mm, vorzugsweise bis zu 120 mm. Insbesondere wird bevorzugt, wenn der Abstand der Rohre zueinander je Teilmodul bis zu 30 mm, vorzugsweise bis zu 27 mm beträgt. Hierdurch wird ein Kühlradiator geschaffen, der einerseits einen ausreichenden Durchfluss von Kühlmedien wie Öl durch die Rohre jedes Teilmoduls ermöglicht und andererseits Rohre mit ausreichender Formstabilität zur Verfügung stellt. Schlussendlich wird durch die Wahl des bevorzugten Abstands zwischen den Rohren ein optimaler Luftdurchtritt durch den Kühlradiator insgesamt bewirkt, wodurch die Kühlleistung optimiert werden kann.
  • Es wird überdies bevorzugt, wenn die an der Außenseite der Rohre vorgesehenen Rippen Längsrippen sind, die sich vorzugsweise über die gesamte Länge der Rohre, somit im Wesentlichen über die gesamte Länge des Kühlradiators insgesamt, erstrecken. Es wird insbesondere bevorzugt, wenn bis zu 15, überaus bevorzugt bis zu 12, Längsrippen je Rohr vorgesehen sind. In diesem Zusammenhang wird insbesondere bevorzugt, wenn die Längsrippen eine Höhe, somit eine Erstreckung von der Außenseite des Rohrs nach außen, von bis zu 15 mm, vorzugsweise bis zu 12 mm, aufweisen. Der Abstand der Längsrippen zueinander sollte bis zu 25 mm, vorzugsweise bis zu 20 mm betragen, um hierdurch nicht nur eine Wirkoberfläche für den Kühlradiator mit einer großen Wärmeabstrahlung zu gewährleisten, sondern gleichzeitig auch den Übergang der Wärme aus dem Kühlmedium in die den Kühlradiator umströmende und durchströmende Umgebungsluft zu optimieren.
  • Es wird in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung bevorzugt, wenn bis zu 10, vorzugsweise bis zu 8, Teilmodule im Kühlradiator vorgesehen sind. Diese Teilmodule, die jeweils über ein oberes und ein unteres Einzelverteilerrohr miteinander verbunden sind, bieten somit eine besonders große Wirkfläche bei gleichzeitig kompakter Bauart des Kühlradiators.
  • In diesem Zusammenhang wird auch bevorzugt, wenn zumindest der obere Sammler, bevorzugt auch der untere Sammler, einen rechteckigen Querschnitt, vorzugsweise mit einem Maß von 20 x 80 mm Querschnittsfläche, aufweist. Überaus bevorzugt wird zudem, wenn zumindest der obere Sammler, vorzugsweise sowohl der obere als auch der untere Sammler, an einem Ende der Einzelverteilerrohre angeordnet sind und somit nicht den insbesondere von unten nach oben durch den Kühlradiator entlang der Teilmodule entlangströmenden Luftstrom behindert. Allein durch die Anordnung des oberen Sammlers entfernt von der Mitte der Einzelverteilerrohre auf deren Ende hin konnte nachweislich um 38 % verbesserter Luftzutritt zu dem Kühlradiator und Luftaustritt aus dem Kühlradiator erreicht werden.
  • Eine bevorzugte Ausführung sieht eine vorzufertigende Bauweise des Kühlradiators vor, bei der der obere und der untere Sammler in einer Längserstreckung angeordnet sind und über ihre Länge gesehen im Abstand hintereinander liegend eine beliebige Anzahl von Durchbrechungen aufweisen, bei ovalen Rohren als Kühlelement entsprechend formangepasste, quer zur Längserstreckung vorgesehene Langlöcher. Die Kühlelemente werden zu einem Teilmodul in Durchbrechungen von mit dem oberen und dem unteren Sammler verbundenen Einzelverteilerrohren, diese besitzen wie vorteilhaft auch die Sammler ein Rechteck- oder Quadratformat, eingefügt. Die aus dem oberen und dem unteren Einzelverteiler mit den eingefügten Kühlelementen bestehenden Teilmodule werden mit ihren Einzelverteilerrohren quer zu den Sammlern verlaufend und mit einer ihrer Durchbrechungen in Strömungsverbindung mit einer Durchbrechung der Sammler stehend öldicht mit den Sammlern verbunden, vorzugsweise laserverschweißt, und zwar derart, dass die Sammler die quer dazu angeordneten Teilmodule überbrücken, entweder mittig oder bevorzugt zur Seite und auf die Enden der Einzelverteilerrohre hin versetzt.
    • 5. Kurze Beschreibung der Figuren
  • Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf acht Figuren näher erläutert, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt sind. In den Figuren zeigen
    • Figur 1
    eine Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Kühlradiators,
    Figur 2
    eine Stirnansicht des Kühlradiators aus Figur 1,
    Figur 3
    eine Ansicht von oben auf den Kühlradiator aus den Figuren 1 und 2,
    Figur 4
    ein Einzelverteilerrohr für einen erfindungsgemäßen Kühlradiator,
    Figur 5
    einen Abschnitt eines Sammlers eines erfindungsgemäßen Kühlradiators,
    Figur 6
    einen Querschnitt durch ein Rohr eines Teilmoduls in einer ersten Ausführungsform,
    Figur 7
    einen Querschnitt durch ein Rohr eines Teilmoduls in einer zweiten Ausführungsform und
    Figur 8
    eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kühlradiators in einer Ansicht von oben nach unten.
    Detaillierte Beschreibung der Figuren
  • Figur 1 zeigt eine Vorderansicht eines komplett vorgefertigten, zum Ein- bzw. Ausbau an einem Transformator vorbereiteten Kühlradiator 1. Der Kühlradiator 1 umfasst ein oberes Sammelrohr 2 und ein unteres Sammelrohr 3, die über jeweilige Flanschen 2a, 3a mit dem (nicht dargestellten) Transformator verbunden werden können, um einen geschlossenen Ölkreislauf mit dem Transformator ausbilden zu können. Zwischen dem oberen Sammler 2 und dem unteren Sammler 3 sind eine Vielzahl von Teilmodulen 4 angeschlossen, die sich jeweils senkrecht und quer zur Längsausrichtung der Sammelrohre 2, 3 in die Zeichenebene hinein erstrecken. Den Teilmodulen 4 wiederum sind Einzelverteilerrohre 5 zugeordnet, die flüssigkeitsdicht mit den Sammelrohren 2, 3 und den Rohren der Teilmodule 4 verbunden sind, um somit den Durchtritt vom Kühlmedium wie Öl durch den gesamten Kühlradiator 1 hindurch zu gewährleisten. Schließlich sind Messfühler 20, 21 mit dem oberen Sammler 2 bzw. dem unteren Sammler 3 verbunden, um sowohl die Durchtrittsmenge als auch die Eintritts- bzw. Austrittstemperatur des Kühlmediums durch den Kühlradiator 1 aufzunehmen.
  • Figur 2 zeigt den Kühlradiator 1 aus Figur 1 in einer Seitenansicht von rechts gesehen und gibt somit das vordere bzw. erste Teilmodul 4 zu erkennen. Zahlreiche dieser aufeinanderfolgenden mit Luft zueinander angeordneten Teilmodule 4, angeschlossen an den oberen Sammler 2 und den unteren Sammler 3, bilden den Kühlradiator (1) aus Figur 1. Aus der Zusammenschau der Figuren 1 und 2 kann entnommen werden, dass der Kühlradiator 1 und dessen Teilmodule 4 bzw. die im Ausführungsbeispiel als ovale Rohre 6 ausgeführten Elemente (vergleiche Figur 6) vollumfänglich von der Umgebungsluft umströmt werden können. Die in Richtung des oberen Pfeils der Figur 1 vom Verbraucher einströmende, erwärmte Kühlflüssigkeit (Öl) wird dadurch auf ihrem Weg nach unten besonders wirkungsvoll gekühlt. Dort gelangt die Kühlflüssigkeit in Richtung des unteren Pfeils zurück zum Verbraucher (Kessel; Aktivteil des Transformators). Der Kühlradiator 1 kann an dem Verbraucher, ggf. unter Zwischenschaltung von Rohrleitungen, über Flansche 2a, 3a der Sammler 2, 3 angeschlossen werden.
  • Figur 3 zeigt den Kühlradiator 1 aus den Figuren 1 und 2 in einer Ansicht von oben. Die Teilmodule 4 mit den in den Einzelverteilerrohren 5 eingefügten Kühlelementen sind quer und senkrecht zum oberen Sammler 2 angeordnet und werden von dem Sammler 2 in der Mitte der Teilmodule 4 liegend überbrückt. Die Teilmodule 4 bestehen hierbei aus jeweils fünf über ein gemeinsames Einzelverteilerohr 5 verbundenen Rohren 6 mit im Wesentlichen rechteckigem Querschnitt. Zwischen den Rohren 6 wiederum ist ein Abstand 22 zum Durchtritt von Kühlluft durch die jeweiligen Teilmodule 4 hindurch vorgesehen.
  • Figur 4 zeigt als Einzeleinheit ein Einzelverteilerrohr 5 von dessen Durchbrechungen 23 aufweisenden Seite her gesehen. Über die Durchbrechungen 23 erfolgt eine flüssigkeits- und gasdichte Verbindung des Einzelverteilerrohrs 5 mit (nicht dargestellten) Rohren zum Durchtritt des Kühlmediums.
  • Figur 5 zeigt als Einzeleinheit einen Sammler 2 von dessen Durchbrechungen 24 aufweisenden Seite her gesehen. Über die Durchbrechungen 24 erfolgt die Anbindung und gas- bzw. flüssigkeitsdichte Verschweißung des oberen Sammlers 2 mit (nicht dargestellten) Einzelverteilerrohren 5.
  • Figur 6 zeigt einen Querschnitt durch ein Rohr 6 mit im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt und abgerundeten Ecken. An der Außenseite des Rohres 6, zumindest aber an den Längsseiten des Rohres 6, sind äquidistant zueinander angeordnete Längsrippen 7 angeordnet, über die die Wirkfläche des Rohres 6, somit die Kontaktoberfläche des Rohres 6 mit der das Rohr 6 umströmenden Umgebungsluft, deutlich erhöht wird. Zur Stabilisierung des Rohres 6 ist zudem ein Innensteg 8 innerhalb des Rohres 6 vorgesehen.
  • Figur 7 zeigt eine zweite Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Rohres 6 als Teil eines Teilmoduls eines erfindungsgemäßen Kühlradiators. Das Rohr 6 weist wiederum einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt mit abgerundeten Ecken auf, wobei an jeder Längsseite des Rohrs 6 Kühlrippen 7 mit gleichem Abstand zueinander angeordnet sind. Auch die Höhe der Rippen 7, somit deren Erstreckung von der Außenseite des Rohres 6 nach außen, ist über den gesamten Umfang des Rohres 6 gleich, um hierdurch gleichbleibende Wärmeübergangsbedingungen über das Rohr 6 hinweg zu schaffen. Zur Stabilisierung des Rohres 6 sowie zur Unterteilung von dessen Querschnitt in drei im Wesentlichen gleich großen Kammern, sind Innenstege 8a, 8b vorgesehen, die sich über die gesamte Länge des Rohres 6 erstrecken.
  • Figur 8 schließlich zeigt eine perspektivische Gesamtansicht eines erfindungsgemäßen Kühlradiators 1 in einer Ansicht von oben nach unten. Der Kühlradiator 1 weist ein oberes Sammelrohr 2 sowie ein unteres Sammelrohr 3 auf, mit denen acht Einzelverteilerrohre 5 verbunden sind. Diese Einzelverteilerrohre 5 wiederum sind mit sieben Rohren 6 verbunden, über deren gesamte Länge sich Längsrippen 7 erstrecken. Um den Luftdurchtritt der Kühlluft durch den Kühlradiator 1 im Wesentlichen ungehindert zu gewährleisten, sind sowohl der obere Sammler 2 als auch der untere Sammler 3 aus der mittigen Anordnung an den Einzelverteilerrohren 5 (vgl. Fig. 3) auf die Endbereiche der Einzelverteilerrohre 5 versetzt angeordnet.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Kühlradiator
    2
    Oberer Sammler
    2a
    Flansch
    3
    Unterer Sammler
    3a
    Flansch
    4
    Teilmodul
    5
    Einzelverteilerrohr
    6
    Rohr
    7
    Längsrippen
    8
    Innensteg
    20
    Messfühler
    21
    Messfühler
    22
    Abstand zwischen Rohren
    23
    Durchbrechung im Einzelverteilerrohr
    24
    Durchbrechung im Sammler

Claims (17)

  1. Kühlradiator(1), umfassend einen oberen (2) und einen unteren Sammler (3) sowie wenigstens ein Teilmodul (4) aus Kühlelementen, die über jeweilige Einzelverteilerrohre (5) mit dem oberen (2) bzw. unteren Sammler (3) verbunden sind, wobei die Teilmodule (4) Rohre (6) aufweisen, die an ihrer Außenseite jeweils mit Rippen (7) versehen sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Teilmodule (4) senkrecht und quer zur Längsrichtung der Sammler (2, 3) angeordnet sind und dass die Rohre (6) der Teilmodule (4) zum Luftdurchtritt mit einem Abstand (22) zueinander parallel angeordnet sind.
  2. Kühlradiator (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Rohre (6) der Teilmodule (4) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen.
  3. Kühlradiator (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Teilmodul (4) bis zu 12, vorzugsweise bis zu 10, Rohre (6) umfasst.
  4. Kühlradiator (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (6) der Teilmodule (4) einen abgeflachten, vorzugsweise rechteckigen Querschnitt, insbesondere mit abgerundeten Ecken, aufweisen.
  5. Kühlradiator (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (6) wenigstens einen Innensteg (8), vorzugsweise zwei Innenstege (8), aufweisen.
  6. Kühlradiator (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Rohre (6) bis zu 130 mm, vorzugsweise 120 mm, beträgt.
  7. Kühlradiator (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Rohre (6) je Teilmodul (4) bis zu 30 mm, vorzugsweise bis zu 27 mm, beträgt.
  8. Kühlradiator (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (6) Längsrippen (7), vorzugsweise bis zu 15, besonders bevorzugt bis zu 12 Längsrippen (7), aufweisen.
  9. Kühlradiator (1) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsrippen (7) eine Höhe von bis zu 15 mm, vorzugsweise bis zu 12 mm, aufweisen.
  10. Kühlradiator (1) gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Längsrippen (7) zueinander bis zu 25 mm, vorzugsweise bis zu 20 mm, beträgt.
  11. Kühlradiator (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bis zu 10, vorzugsweise bis zu 8 Teilmodule (4), im Kühlradiator (1) vorgesehen sind.
  12. Kühlradiator (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Kühlradiators (1) bis zu 540 mm, vorzugsweise bis zu 520 mm, beträgt.
  13. Kühlradiator (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des Kühlradiators (1) von 0,5 m bis zu 3,60 m, vorzugsweise bis zu 2,00 m, beträgt.
  14. Kühlradiator (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflussmenge an Öl durch den Kühlradiator (1) bis zu 2 700 kg/h, vorzugsweise bis zu 2 800 kg/h, beträgt.
  15. Kühlradiator (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieabfuhr durch den Kühlradiator (1) bis zu 38,00 kW/h, vorzugsweise bis zu 39,80 kW/h, beträgt.
  16. Kühlradiator (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der obere Sammler (2) einen rechteckigen Querschnitt, vorzugsweise mit einem Maß von 20 x 80 mm, aufweist.
  17. Kühlradiator (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der obere Sammler (2), vorzugsweise sowohl der obere als auch der untere Sammler (3), an einem Ende der Einzelverteilerrohre (5) angeordnet sind.
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