PL233798B1 - Kratka wentylacyjna do obudowy urzadzen elektroenergetycznych zwlaszcza do obudowy stacji transformatorowych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest kratka wentylacyjna do obudowy urządzeń elektroenergetycznych zwłaszcza do obudowy stacji transformatorowych.

W urządzeniach elektroenergetycznych zabudowanych, w tym w stacjach transformatorowych, wymagane jest zapewnienie odpowiednich warunków pracy dla zainstalowanych urządzeń, a w szczególności powinna być zapewniona odpowiednia wymiana powietrza wspomagająca chłodzenie tych urządzeń. W tym celu w obudowie urządzeń energetycznych montuje się kratki wentylacyjne z ruchomymi lub stałymi żaluzjami umożliwiającymi przepływ powietrza. Problemem w tego rodzaju rozwiązaniach jest to, że poprzez szczelinowe otwory w kratkach wentylacyjnych, osoby postronne niejednokrotnie próbują wprowadzać do wnętrza obudowy różne przedmioty, najczęściej wszelkiego rodzaju druty, co stwarza zagrożenie porażenia prądem. Ponadto szczelinowa konstrukcja kratek, przy nasilonych opadach atmosferycznych i niekorzystnym kierunku wiatru powoduje przedostawanie się opadów do wnętrza obudowy.

Coraz wyższe wymagania stawiane urządzeniom elektroenergetycznym w tym stacjom transformatorowym pod względem bezpieczeństwa, zmniejszenia gabarytów, a przy tym odpowiedniego chłodzenia tych urządzeń, które ograniczy ich nagrzewanie się i emisję CO2, wymuszają na producentach projektowanie i wprowadzanie do produkcji nowoczesnych rozwiązań dostosowanych do wymogów norm. Problemem w opracowaniu konstrukcji odpowiedniej kratki wentylacyjnej jest z jednej strony opracowanie prostej, a tym samym ekonomicznej konstrukcji kratki, która zapewni odpowiedni przepływ powietrza umożliwiający chłodzenie urządzeń, a równocześnie będzie zabezpieczać wnętrze stacji przed wprowadzaniem do niej jakichkolwiek przedmiotów. Kratka wentylacyjna powinna również zabezpieczać wnętrze stacji przed opadami.

W stanie techniki znane są różnego rodzaju kratki wentylacyjne stosowane w obudowach urządzeń elektroenergetycznych w tym w obudowach stacji transformatorowych, które mają postać żaluzji zabudowanych na stałe lub ruchomo w ramie kratki.

Przykładowo z opisu patentowego PL178191 znany jest wentylacyjny wlot powietrza zwłaszcza do elektroenergetycznych urządzeń rozdzielczych z obrzeżem umieszczonym w obudowie urządzenia, który ma uchylne elementy zasłonowe o profilu kątowym połączone zawiasowo z obrzeżem wlotu. Elementy te przy nagłym wzroście ciśnienia wewnątrz obudowy urządzenia zamykają wlot powietrza. Kratka tego typu ma inne przeznaczenie aniżeli przedmiot wynalazku, a jej konstrukcja nie spełnia aktualnych wymogów bezpieczeństwa.

Z opisu zgłoszeniowego P.349374 znana jest kratka wentylacyjna wyrównawcza wyposażona w obudowę, którą stanowi czołowa rama z przymocowanym do niej od strony wewnętrznej króćcem. Pomiędzy pionowymi ściankami króćca są zamontowane za pomocą przegubów, rozmieszczone w równych odległościach od siebie, kierownice, które są ukształtowane w formie litery V. Każdy przegub jednej kierownicy jest zainstalowany pomiędzy rozchylonymi ramionami następnej kierownicy. Ruchomo zamocowane kierownice powietrza nie zapewniają stałych parametrów przepływu powietrza w obudowie urządzeń elektroenergetycznych jak również nie spełniają aktualnych wymagań pod względem bezpieczeństwa.

Znane dotychczasowo konstrukcje kratek wentylacyjnych wymagają wykonywania wielu operacji w procesie produkcyjnym, co wpływa na zwiększenie pracochłonności w trakcie wykonywania poszczególnych elementów ramki jak również późniejszego ich łączenia, a tym samym na zwiększenie ostatecznego kosztu produkcji. Dotyczy to zwłaszcza wykonania ramy kratki wentylacyjnej, oraz montażu szczebli, które to elementy w znanych rozwiązaniach kratek ze szczeblami montowanymi na sztywno, są najczęściej łączone poprzez zgrzewanie.

Celem wynalazku było opracowanie kratki wentylacyjnej, prostej w wykonaniu oraz montażu, a jednocześnie spełniającej wymogi bezpieczeństwa i zapewniającej odpowiedni przepływ powietrza.

Kratka wentylacyjna do obudowy urządzeń elektroenergetycznych zwłaszcza do obudowy stacji transformatorowych zawierająca ukształtowaną przestrzennie ramę główną o zarysie prostokąta, wykonaną z połączonych ze sobą profilowych ramiaków, w prześwicie której zamocowana jest żaluzja składająca się z wielu rozmieszczonych równomiernie szczebli, mających postać dwustronnych daszków, według wynalazku charakteryzuje się tym, że w ramiakach bocznych po wewnętrznej stronie ramy głównej, usytuowanych jest wiele równoległych do siebie ukośnych, szczelinowych nacięć, pasujących do szczebli, które osadzone są nieruchomo w ramiakach bocznych. Szczeble unieruchomione są dodat

PL 233 798 B1 kowo bocznymi klipsami, połączonymi sztywno z ramą główną. Sąsiadujące ze sobą ramiaki ramy głównej połączone są ze sobą poprzez występy łączące. Korzystnie ramiak dolny ma wyprofilowany okapnik. Korzystnie występy łączące usytuowane są końcach ramiaka górnego i ramiaka dolnego ramy głównej. Korzystnie szczeble mają niesymetryczne ramiona. Korzystnie dłuższe ramię górnego końcowego szczebla jest dwukrotnie zagięte do wewnątrz. Korzystnie dłuższe ramię dolnego końcowego szczebla i szczebli środkowych w końcowej części jest dodatkowo zagięte do wewnątrz. Korzystnie szczeble po obu stronach mają wykonane szczelinowe nacięcia pasujące do osadzenia w ramiakach bocznych. Korzystnie boczne klipsy mają postać profilu otwartego w kształcie zbliżonym w przekroju poprzecznym do litery „C” zakończonego po obu stronach występami łączącymi. W przypadku dużych wymiarów kratek prześwit ramy głównej podzielony jest co najmniej jednym słupkiem wzmacniającym. Każdy ze słupków wzmacniających wciśnięty jest w otwór dolny i górny usytuowany odpowiednio w szczeblu dolnym i górnym ramiaku. Na całej długości słupków wzmacniających usytuowane są w równych odległościach ukośne nacięcia pasujące do szczebli. Szczeble w tej odmianie posiadają dodatkowe nacięcia, których rozstaw pasuje do rozmieszczenia słupków wzmacniających w kratce. W innym wariancie wykonania o podwyższonej klasie bezpieczeństwa opisana kratka bez wzmocnienia środkowego oraz ze wzmocnieniem środkowym wyposażona jest dodatkowo w przesłonę siatkową. Korzystnie przesłona siatkowa zamocowana jest w ramie dodatkowej przystosowanej do montażu na ramie głównej. Korzystnie rama dodatkowa składa się z ramki wewnętrznej i ramki zewnętrznej. Korzystnie poszczególne ramki składają się z dwóch elementów w kształcie litery „L” połączonych ze sobą za pomocą występów łączących. Korzystnie wszystkie występy łączące przygotowane są pod nity nie pokazane na rysunku.

Nowa konstrukcja kratki wentylacyjnej według wynalazku, poprzez właściwy dobór kształtów szczebli i wzajemne ich usytuowanie, zmniejsza opory przepływającego powietrza i umożliwia jednakowy jego przepływ, co wpływa na poprawę warunków chłodzenia urządzeń. Kratka poprzez odpowiedni kształt szczebli oraz wyprofilowanie okapnika w ramiaku dolnym zapewnia również prawidłowe odprowadzenie wody, nie dopuszczając do przedostawania się opadów do wnętrza obudowy. Laminarny przepływ powietrza, zapewnia grawitacyjną wymianę powietrza w pomieszczeniu bez konieczności montażu wentylatora. Lepszy przepływ powietrza poprawia chłodzenie urządzeń i przekłada się na sprawność ich pracy, a także przyczynia się do zmniejszenia powierzchni otworów wentylacyjnych, a tym samym ilości żaluzji. W przypadku transformatorów poprawa chłodzenia pozwala na zmniejszenie klasy obudowy transformatora i lepsze wykorzystanie jego sprawności, co w rezultacie prowadzi do zastosowania transformatora mniejszej mocy i ograniczenie zużycia metali ziem rzadkich stosowanych przy budowie tych transformatorów. Skutkuje to w rezultacie zmniejszeniem emisji CO2 przy produkcji tych urządzeń. Kratka dzięki nowej konstrukcji szczebli, które po złożeniu tworzą z zewnątrz obraz zamkniętej żaluzji, uniemożliwia wprowadzanie do wnętrza stacji niepożądanych przedmiotów i zapewnia co najmniej stopień ochrony IP23D, zaś poprzez dołożenie przesłony siatkowej zapewnia stopień ochrony IP43. Dodatkową zaletą kratki według wynalazku jest bardzo prosty montaż i zmniejszenie w dużym stopniu kosztów produkcji, która ogranicza się do operacji gięcia odpowiednich profili z blachy, łączenia poszczególnych elementów na wcisk i nitowania tylko w kilku niezbędnych miejscach.

Kratka wentylacyjna do obudowy urządzeń elektroenergetycznych zwłaszcza do obudowy stacji transformatorowych pokazana jest w przykładach wykonania na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia kratkę wentylacyjną w pierwszej odmianie to jest w wersji bez wzmocnienia i bez dodatkowej przesłony, w rzutach prostokątnych, Fig. 2 przedstawia ramę główną tej kratki w rozłożeniu, na poszczególne ramiaki, oraz przekrój poprzeczny A-A ramiaka dolnego, Fig. 3 przedstawia fragment ramiaka bocznego w widoku i szczebel końcowy dolny w przekroju poprzecznym, Fig. 4 przedstawia fragment ramiaka bocznego w widoku i szczebel środkowy w przekroju poprzecznym, Fig. 5 przedstawia fragment ramiaka bocznego w widoku i szczebel końcowy górny w przekroju poprzecznym, Fig. 6 przedstawia kratkę w rzucie aksonometrycznym w widoku z tyłu z zamontowanymi szczeblami i przygotowanymi do montażu klipsami, Fig. 7 przedstawia ramiak boczny, Fig. 8 przedstawia szczebel środkowy kratki dla wersji bez wzmocnienia, Fig. 9 przedstawia klips boczny w widokach i przekroju poprzecznym B-B, Fig. 10 przedstawia klips boczny w przekroju poprzecznym zamocowany do jednego ze szczebli środkowych do ramiaka bocznego, Fig. 11 przedstawia kratkę wentylacyjną w drugiej odmianie to jest w wersji wzmocnionej bez dodatkowej przesłony w rzutach prostokątnych Fig. 12 przedstawia ramę kratki z przykładu drugiego w rozłożeniu, Fig. 13 przedstawia fragment ramiaka bocznego tej ramy i szczebel końcowy dolny w przekroju poprzecznym, Fig. 14 przedstawia fragment ramiaka bocznego tej ramy i szczebel środkowy dolny w przekroju poprzecznym, Fig. 15 przedstawia fragment ramiaka bocznego tej ramy

PL 233 798 B1 i szczebel końcowy górny w przekroju poprzecznym, Fig. 16 przedstawia ramę główną kratki z przygotowanym do montażu słupkiem wzmacniającym, Fig. 17 przedstawia kratkę z zamontowanymi szczeblami i przygotowanymi do montażu klipsami, w widoku z tyłu Fig. 18 przedstawia szczebel kratki dla wariantu ze wzmocnieniem, Fig. 19 przedstawia kratkę wentylacyjną w trzeciej odmianie to jest w wersji bez wzmocnienia i z dodatkową przesłoną, w rzutach prostokątnych, Fig. 20 przedstawia kratkę dla tej odmiany pokazaną w rzucie aksonometrycznym od tyłu z rozłożonymi na poszczególne części elementami mocującymi przesłonę siatkową, Fig. 21 przedstawia kratkę wentylacyjną w czwartej odmianie to jest w wersji ze wzmocnieniem i z dodatkową przesłoną, w rzutach prostokątnych.

W przykładzie wykonania pokazanym na Fig. 1 do Fig. 10 kratka wentylacyjna do obudowy urządzeń elektroenergetycznych zwłaszcza do obudowy stacji transformatorowych zawiera ukształtowaną przestrzennie ramę główną 1 o zarysie prostokąta, wykonaną z połączonych ze sobą profilowych ramiaków 2, 3, 4 i 5. W prześwicie ramy głównej 1 zamocowana jest żaluzja składająca się z wielu rozmieszczonych równomiernie szczebli 6, mających postać dwuramiennych daszków jak pokazano w przekrojach na Fig. 3, Fig. 4 i Fig. 5. W ramiakach bocznych 2 i 4 po wewnętrznej stronie ramy głównej 1, usytuowanych jest wiele równoległych do siebie ukośnych, szczelinowych nacięć 7, pasujących do szczebli 6, które osadzone są nieruchomo w ramiakach bocznych 2 i 4. Szczeble 6 unieruchomione są dodatkowo bocznymi klipsami 8, połączonymi sztywno z ramą główną 1. Boczne klipsy 8 mają postać profilu otwartego w kształcie zbliżonym w przekroju poprzecznym do litery „C” zakończonego po obu stronach występami łączącymi 9. Również sąsiadujące ze sobą ramiaki ramy głównej przykładowo 2 i 3 lub 3 i 4 połączone są ze sobą nitami nie pokazanymi na rysunku poprzez występy łączące 9. Występy łączące 9 za pomocą których łączone są poszczególne ramiaki ramy głównej 1 wyprofilowane są w tym przykładzie wykonania na końcach ramiaka górnego 3 i ramiaka dolnego 4 jak pokazano na Fig. 2. Szczeble 6 mają niesymetryczne ramiona, przy czym dłuższe ramię dolnego końcowego szczebla 6.1 i szczebli środkowych 6.2 w końcowej części jest dodatkowo zagięte do wewnątrz, zaś dłuższe ramię górnego końcowego szczebla 6.3 jest dwukrotnie zagięte do wewnątrz. Konstrukcja końcowych szczebli 6.1 i 6.2 wymuszona jest dopasowaniem do konstrukcji ramy. Szczeble 6 po obu stronach mają wykonane szczelinowe nacięcia 6.4 pasujące do osadzenia w ramiakach bocznych 2 i 4 tak, że przenikają się wzajemnie. Ramiak dolny 5 ma wyprofilowany okapnik 5.1.

W drugim przykładzie wykonania na Fig. 11 do Fig. 18 przedstawiona jest kratka wentylacyjna o zwiększonych wymiarach, w której prześwit ramy głównej 1 podzielony jest słupkiem wzmacniającym

10. Każdy ze słupków wzmacniających wciśnięty jest w otwór dolny 11 i otwór górny 12 usytuowany odpowiednio w szczeblu dolnym 6.1 i w ramiaku górnym 3. Na całej długości słupków wzmacniających usytuowane są w równych odległościach ukośne nacięcia 13 pasujące do szczebli 6. Szczeble w tej odmianie posiadają dodatkowe nacięcia 6.5, przy czym rozstaw nacięć 6.5 pasuje do rozmieszczenia słupków wzmacniających w kratce. Pozostałe elementy kratki są zgodne z przykładem 1.

W trzecim przykładzie wykonania pokazanym na Fig. 19 i Fig.20 oraz na figurach dotyczących przykładu pierwszego to jest na Fig. 2 do Fig. 10 przedstawiona jest kratka jak w przykładzie pierwszym o podwyższonej klasie bezpieczeństwa poprzez zastosowanie przesłony siatkowej 14 z oczkami o prześwicie 1mm x 1mm. W innych przykładach wykonania prześwit oczek może zawierać się w granicach od 0,5mm do 1,5mm. Przesłona siatkowa 14 zamocowana jest w ramie dodatkowej 15 przystosowanej do montażu na ramie głównej 1. Rama dodatkowa 15 składa się z ramki wewnętrznej 15.1 i ramki zewnętrznej 15.2, które składają się z dwóch wygiętych elementów na kształt litery „L”, połączonych ze sobą za pomocą wyprofilowanych występów łączących 9. Łączenie ze sobą tych elementów odbywa się poprzez operację nitowania.

W czwartym przykładzie wykonania pokazanym na Fig. 21 oraz na Fig. 12 do Fig. 18 pokazana jest kratka wentylacyjna o zwiększonych wymiarach jak w przykładzie drugim i zwiększonej klasie bezpieczeństwa jak w przykładzie trzecim.

Montaż kratki w każdym z przykładów sprowadza się do połączenia poszczególnych elementów poprzez wzajemne ich wciskanie i łączenie za pomocą nitów, przy czym ilość punktów łączenia na nity została ograniczona do niezbędnego minimum.

Jak wykazały badania techniczne przeprowadzone po zamontowaniu nowej konstrukcji kratek wentylacyjnych w obudowie transformatora parametry wentylacji uległy znacznej poprawie. Wyniki przedstawiono poniżej w tabeli.

PL 233 798 Β1

Tabela

Stosowane dotychczas przez ZPUE obudowy z kratkami wentylacyjnymi dostępnymi na rynku	Nowe rozwiązanie według wynalazku
1. przyrost temperatury w stacji wynosił średnio około 28°C	1. obecnie przyrost temperatury wynosi około 10C, co dało wzrost skuteczności o ponad 35%
2. mały współczynnik powierzchni żaluzji (28% powierzchni czynnej)	2. około 2 razy większy współczynnik powierzchni żaluzji (60% dla żaluzji IP 23D i 50% dla żaluzji IP 43)
3. duży współczynnik oporu żaluzji 4. prędkość przepływu powietrza na poziomie 0,2m/s 5. długi, pracochłonny montaż żaluzji	3. ponad 2 razy mniejszy współczynnik oporu żaluzji 4. około 2 razy większa prędkość przepływu powietrza 5. szybki, prosty montaż żaluzji

Zastrzeżenia patentowe

1. Kratka wentylacyjna do obudowy urządzeń elektroenergetycznych zwłaszcza do obudowy stacji transformatorowych zawierająca ukształtowaną przestrzennie ramę główną o zarysie prostokąta, wykonaną z połączonych ze sobą profilowych ramiaków, w prześwicie której zamocowana jest żaluzja składająca się z wielu rozmieszczonych równomiernie szczebli, mających postać dwustronnych daszków, znamienna tym, że w ramiakach bocznych (2) i (4) po wewnętrznej stronie ramy głównej (1), usytuowanych jest wiele równoległych do siebie ukośnych, szczelinowych nacięć (7), pasujących do szczebli (6), które osadzone są nieruchomo w ramiakach bocznych (2) i (4), przy czym szczeble (6) unieruchomione są dodatkowo bocznymi klipsami (8), połączonymi sztywno z ramą główną (1), zaś sąsiadujące ze sobą ramiaki (2), (3), (4) i (5) ramy głównej (1) połączone są ze sobą poprzez występy łączące (9).

Claims (14)

1. Kratka wentylacyjna do obudowy urządzeń elektroenergetycznych zwłaszcza do obudowy stacji transformatorowych zawierająca ukształtowaną przestrzennie ramę główną o zarysie prostokąta, wykonaną z połączonych ze sobą profilowych ramiaków, w prześwicie której zamocowana jest żaluzja składająca się z wielu rozmieszczonych równomiernie szczebli, mających postać dwustronnych daszków, znamienna tym, że w ramiakach bocznych (2) i (4) po wewnętrznej stronie ramy głównej (1), usytuowanych jest wiele równoległych do siebie ukośnych, szczelinowych nacięć (7), pasujących do szczebli (6), które osadzone są nieruchomo w ramiakach bocznych (2) i (4), przy czym szczeble (6) unieruchomione są dodatkowo bocznymi klipsami (8), połączonymi sztywno z ramą główną (1), zaś sąsiadujące ze sobą ramiaki (2), (3), (4) i (5) ramy głównej (1) połączone są ze sobą poprzez występy łączące (9).

2. Kratka według zastrz. 1, znamienna tym, że szczeble (6) mają niesymetryczne ramiona.

3. Kratka według zastrz. 2, znamienna tym, że dłuższe ramię szczebli (6) w końcowej części jest co najmniej jednokrotnie zagięte do wewnątrz.

4. Kratka według zastrz. 1, znamienna tym, że szczeble (6) co najmniej po obu stronach mają wykonane szczelinowe nacięcia (6.4).

5. Kratka według zastrz. 1, znamienna tym, że boczne klipsy (8) mają postać profilu otwartego w kształcie zbliżonym w przekroju poprzecznym do litery „C” zakończonego na obu końcach występami łączącymi (9).

6. Kratka według zastrz. 1, znamienna tym, że ramiak dolny (5) ma wyprofilowany okapnik (5.1).

7. Kratka według zastrz. 1, znamienna tym, że prześwit ramy głównej (1) podzielony jest co najmniej jednym słupkiem wzmacniającym (10).

8. Kratka według zastrz. 7, znamienna tym, że na całej długości słupków wzmacniających (10) usytuowane są w równych odległościach ukośne nacięcia (13).

9. Kratka według zastrz. 1 i 7, znamienna tym, że szczeble (6) posiadają dodatkowe nacięcia (6.5), których rozstaw pasuje do rozmieszczenia słupków wzmacniających (10).

PL 233 798 B1

10. Kratka według zastrz. 1 i 7, znamienna tym, że każdy ze słupków wzmacniających (10) wciśnięty jest w otwór dolny (11) i w otwór górny (12) usytuowany odpowiednio w szczeblu dolnym (6.1) i ramiaku górnym (3).

11. Kratka według zastrz. 1 albo 1 i 7, znamienna tym, że do ramy głównej (1) zamocowana jest przesłona siatkowa (14).

12. Kratka według zastrz. 1 i 11, znamienna tym, że przesłona siatkowa (14) zamocowana jest w ramie dodatkowej (15) przystosowanej do montażu na ramie głównej (1).

13. Kratka według zastrz. 12, znamienna tym, że rama dodatkowa (15) składa się z ramki wewnętrznej (15.1) i ramki zewnętrznej (15.2).

14. Kratka według zastrz. 13, znamienna tym, że poszczególne ramki (15.1) i (15.2) składają się z dwóch elementów w kształcie litery „L” połączonych ze sobą za pomocą występów łączących (9).