WO2013182227A1 - Kessel für flüssigkeitsgefüllte transformatoren oder drosseln - Google Patents

Kessel für flüssigkeitsgefüllte transformatoren oder drosseln Download PDF

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WO2013182227A1
WO2013182227A1 PCT/EP2012/060603 EP2012060603W WO2013182227A1 WO 2013182227 A1 WO2013182227 A1 WO 2013182227A1 EP 2012060603 W EP2012060603 W EP 2012060603W WO 2013182227 A1 WO2013182227 A1 WO 2013182227A1
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shell
boiler
plastic
polymer material
welded
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PCT/EP2012/060603
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Friedrich AMETZBERGER
Anton HOLZER
Helmut Pregartner
Horst RECHBERGER
Harald SCHOBER
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • 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
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    • 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
    • H01F27/33—Arrangements for noise damping

Definitions

  • the present invention relates to a boiler for a liquid-cooled transformer or choke, as used in power supply networks.
  • Coolant e.g. Oil, filled cauldron are included.
  • Boiler wall to an unwanted sound radiation.
  • passive measures have long been known.
  • Injection holes are injected into individual cells.
  • Each cell is bounded by two metallic stiffeners and each connected via an elastic sealing strip outer plate.
  • the disadvantage here is that the metallic
  • Stiffeners and plates increase the external dimensions, whereby the transport of a power transformer, which often leads through tunnels, is difficult.
  • the sound absorbing device of a variety of
  • Polyurethane foam is sprayed or mounted in the form of plates.
  • the polyurethane foam are to
  • sandwich plate systems are known with which the rigidity and strength of a metallic structure can be increased by an uncured between two metal layers
  • Plastic material is sprayed, which is suitable after curing, shear forces between the metal layers transferred to.
  • Such a structural laminate also as
  • Sandwich Plate System is described, for example, in WO 2003/101728, WO 01/32414, WO 99/058 333.
  • SPS Sandwich Plate System
  • a steel-plastic-steel sandwich construction known per se is used for the production of a double-walled boiler.
  • the double wall boiler constructed in this way comprises: a) an outer boiler shell with a bottom part; b) one from the outer shell of the boiler at a distance
  • Adhesion to the inner surfaces is designed so that d) that shear forces are transmitted between the inner and outer boiler shell, and
  • the arranged between the two boiler walls plastic is dimensioned in its properties so that on the one hand the line of structure-borne noise is inhibited from the interior of the boiler in the outer space.
  • connection between plastic and metallic shell wall is designed so that shear forces can be transmitted between the inner and outer shell wall.
  • the sandwich construction also assumes a supporting function. The consequence of this is that stiffeners are made smaller and take up less space. Despite the sound insulation, there is no increase in the external dimensions. Since the otherwise usually required inner stiffeners can be made smaller, also increases the usable light
  • Boiler width For internals is therefore more space to
  • a suitable plastic in a liquid (not yet cured) state by injection openings, which are provided on the inner and / or outer shell boiler sprayed. For the outlet of the air corresponding outlet openings are provided.
  • the thus introduced between the walls of the double-walled boiler plastic acts in a cured state in an analogous manner as a box-carrier or an I-beam. It adheres so strongly to the inner surfaces of the walls that
  • the inner shell of the shell has a thickness which is smaller than the thickness of the outer shell of the shell.
  • the body sound conduction can be very well inhibited if the distance between the inner surfaces of the inner and outer shell of the boiler is in a range of about 5 mm to 50 mm. Particularly preferred is in a
  • Power transformer or power choke a thickness of the plastic or polymer material of about 30 mm.
  • the waste heat generated during operation is largely dissipated to the outside space by the insulating liquid (e.g., transformer insulating liquid), the insulating property of the resin between turns of the boiler is
  • thermoly conductive additives or similar acting filler are mixed. This may also be advantageous if embedded in the plastic between a layer Cooling line is housed, which is integrated into the cooling system of the transformer or the throttle.
  • the boiler is characterized in that the inner shell of the boiler in
  • the metal plates are welded by welding to strips or other spacers, which in turn are welded to the inner surface of the outer shell of the boiler.
  • This embodiment is particularly preferred in the manufacture of power transformers.
  • the inner boiler is made in one piece and is introduced as a kind of insert in the pot-shaped outer boiler.
  • FIG. 1 shows a boiler according to an embodiment of the
  • FIG. 1 shows the inner boiler shell of Figure 1, in one
  • Figure 3 is a representation of the detail "X" of Figure 1;
  • Figure 4 shows a section through the horizontal circumferential
  • Figure 5 shows a detail of the boiler end wall, shown in a vertical section, seen from the outside;
  • Figure 6 shows a detail of the boiler end wall, shown in a vertical section, seen from the inside; 7 shows a detail of the boiler wall in the region of a
  • Insulating fluid connection shown in a vertical section
  • Figure 9 shows a detail of the double-wall boiler
  • FIG. 1 shows a boiler 1 whose jacket is in the manner of a
  • Double wall boiler is constructed.
  • the two double walls 2, 5 are formed by an outer shell shell 2 and an inner shell shell 5, which are arranged at a distance 4 from each other. Between these two jackets 2, 5 is a circumferential gap 6, which is filled according to the invention with a plastic or polymer material 7.
  • the outer shell shell 2 continues downwards tapering to a bottom part 3.
  • the bottom part 3 rests on elastic supports 19 on a foundation.
  • On the lid 8 are the
  • the stiffeners 16 run around the top and bottom of the boiler shell.
  • the interior 9 of the boiler 1 is filled with an insulating liquid (transformer oil) 24.
  • the insulating liquid 24 surrounds an arranged in the interior 9 active part 10. This active part consists in a
  • the active part 10 is not shown in detail in the drawing of Figure 1 for the sake of clarity.
  • the magnetic core When operating a transformer or a throttle, the magnetic core is known to be excited by magnetostriction to vibrate. These vibrations propagate on the insulating liquid 24. Also the head of the
  • FIG. 1 shows the inner boiler shell 5 in one
  • the inner jacket 5 is formed in each case by opposing longitudinal and end sides. Each of these sides is made of individual metal plates 18
  • Front side is an entry hatch 26 to see in a assembled state of the boiler with a hatch cover 20 is closed ( Figure 5).
  • the delimitation of the interspace of FIG. 6 between the inner and outer boiler shells 2, 5 takes place by means of a terminating strip 20.
  • FIG. 3 shows the detail "X" of FIG. 1 in one
  • the outer vessel wall 2 has a shell thickness 12 which is greater than that
  • the adhesion of the plastic 7 to the inner surfaces 13 and 14 and its physical property is dimensioned so that a shear force between the two walls 5 and 2 can be transmitted.
  • the metal-plastic composite contributes to mechanical stability and it is possible that the
  • Reinforcement 16 which prevents implosion of the boiler when applying the vacuum, can be dimensioned smaller, and consequently takes up less space.
  • FIG. 4 shows a section through the horizontally encircling stiffener 16.
  • the metal plates 18 fastened to the strips 17 by means of a welded joint 25 are visible.
  • the strips 17, in turn, are welded to the outer shell 2 as already mentioned.
  • the stiffener 16 is in turn stiffened with ribs 28.
  • Figure 5 shows a vertical section through a
  • Stiffening rib 16 and with a view of the metal plate 18 a arranged in the interior 9 stiffening ribs 28.
  • the double-wall structure sits on the end wall to the
  • FIG. 7 shows a detail through the boiler wall in the region of a pipe feed-through 21, which is provided for the discharge of the insulating liquid.
  • the intermediate space formed by the double-wall structure 2.5 is again closed by a closing strip 20.
  • Figure 8 shows a section of the boiler wall in the region of the connection of the cooling system.
  • the connecting pipe 22 serves for connection to a heat exchanger, not shown. For marginal completion of the gap takes over here not a conclusion bar, but the connection pipe 22 itself.
  • Figure 9 shows an enlarged view of a
  • a cooling line 30 provides that of the
  • Insulating fluid eg., Transformer oil
  • the cooling line 30 abuts against the inner wall 13 of the inner boiler shell 5 and is secured by means not shown clips.
  • the reference numeral 29 is exemplified one of a plurality of injection port or air outlet openings 29 in the inner vessel 5, which are closed again after the introduction of the plastic 7 (for example, welding).
  • Manufacturing step attaching the strips 17 at the
  • the metal plates 18 are successively placed on the strips 17 and also welded by means of a fillet weld. This creates an inner boiler shell 5 with congruent flat front and side surfaces.
  • the plastic is then injected through injection openings 29, followed by curing and by adhesion a firm connection with the inner surfaces 13, 14. Finally, the injection openings and air outlet openings 29 are closed, for example
  • Injection openings / outlet openings 29 is dependent on the size of the metal plates 18 and the distance 4.
  • Boiler shell without bottom part.
  • the inner jacket has a bottom part and also the intermediate space is filled with plastic.
  • the two coats are similar to a pot and a matching planter.
  • the plastic formed in the gap does not have to be made of a fabric but can of course be made out be composed of different plastic layers and plastic structural elements. It is also conceivable that the lid is designed as a double-wall structure.
  • insulating liquid e.g., transformer oil

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Abstract

Kessel für einen flüssigkeitsgefüllten Transformator oder Drossel, umfassend: a) einen äußeren Kesselmantel (2) mit einem Bodenteil (3); b) einen vom äußeren Kesselmantel (2) in einem Abstand (4) umschlossenen inneren Kesselmantel (5), wobei der äußerer und der innerer Kesselmantel (2, 5) aus Metall ausgebildet sind; c) ein Plastik oder Polymerwerkstoff (7), welcher in einem Zwischenraum (6), begrenzt durch die Innenfläche (14) des äußeren Kesselmantels (2) und die Innenfläche (13) des inneren Kesselmantels (5) eingebracht ist und diesen Zwischenraum (6) zumindest teilweise ausfüllt, wobei der Plastik- oder Polymerwerkstoff und dessen Haftung an den Innenflächen (13, 14) so ausgelegt ist, d) dass Scherkräfte zwischen dem inneren und äußeren Kesselmantel (2, 5) übertragen werden, und e) dass die Übertragung von Körperschall, der im Betriebsfall vom einem, im Innenraum (9) des Kessels angeordneten Aktivteil (10) erzeugt wird, zwischen dem inneren Kesselmantel (5) und dem inneren Kesselmantel (2) gehemmt ist.

Description

Beschreibung
Kessel für flüssigkeitsgefüllte Transformatoren oder Drosseln
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kessel für einen flüssigkeitsgekühlten Transformator oder eine Drossel, wie sie in Energieversorgungsnetzen eingesetzt werden.
Stand der Technik Elektrische Transformatoren oder Drosseln, wie sie in
Energieversorgungsnetzen eingesetzt werden, bestehen
üblicherweise aus einem magnetischen Kern mit elektrischen Wicklungen, welche in einem, mit einer Isolier- und
Kühlflüssigkeit, z.B. Öl, gefüllten Kessel eingeschlossen sind.
Von Nachteil ist dabei, dass bei Betrieb des Transformators oder der Drossel der magnetische Kern durch Magnetostriktion und auch die auf die einzelnen Leiter der Wicklungen
wirkenden Kräfte die umgebende Isolier- und Kühlflüssigkeit in Schwingungen versetzen. Diese Schwingungen pflanzen sich in der Isolier- und Kühlflüssigkeit fort und regen die
Kesselwand zu einer unerwünschten Schallabstrahlung an. Um Betriebsgeräusche eines Transformators oder einer Drossel zu verringern, sind seit langem passiv wirkende Maßnahmen bekannt .
Aus der DE 23 09 564 ist beispielsweise bekannt, die
Außenwand eines Transformatorkessels mit Platten aus
biegeweichem Material abzudecken und den zwischen Kesselwand und Platte befindlichen Hohlraum mit einem schallschluckenden und/oder schalldämmenden Stoff auszufüllen. Zum Ausschäumen wird dabei Polyurethan-Schaum vorgeschlagen, der durch
Injektionsöffnungen in einzelne Zellen gespritzt wird. Jede Zelle wird durch zwei metallische Versteifungen und jeweils über eine elastische Dichtleiste verbundene Außenplatte begrenzt. Von Nachteil ist dabei, dass die metallischen
Versteifungen und Platten die äußeren Abmessungen vergrößern, wodurch der Transport eines Leistungstransformators, der oftmals durch Tunnel führt, erschwert ist. Hinzu kommt, dass die geräuschdämmende Vorrichtung aus einer Vielzahl von
Einzelteilen besteht, so dass deren Herstellung aufwändig ist .
In der AT 23 77 31 wird eine luftschalldämmende elastische Transformatorwand vorgeschlagen, die dadurch gebildet ist, dass außen auf der metallischen Wand ein
Polyurethanschaumstoff aufgespritzt oder in Form von Platten angebracht ist. Dem Polyurethanschaumstoff sind zur
Abstimmung der Dämpfung körnige Massen, zum Beispiel aus Stahlpartikel oder Quarzsand, zugemischt. Von Nachteil ist dabei, dass der aufgespritzte Kunststoff der Umgebung
ungeschützt ausgesetzt ist.
Aus der GB 679 241 ist eine Anordnung zur Verringerung der Geräuschemission eines Transformators bekannt, bei der die Kesselwand eines mit Öl gefüllten Transformators außen mit einem weiteren Gehäuse umschlossen ist. Im Zwischenraum zwischen innerer und äußerer Kesselwand befindet sich Luft. Auch hier ist von Nachteil, dass sich die äußeren Abmessungen des Transformators durch die schalldämmenden Maßnahmen vergrößern.
Ferner sind beispielsweise bei der Konstruktion von Schiffen, oder Brückenfahrbahnen so genannte Sandwichplattensysteme bekannt, mit denen die Steifigkeit und die Festigkeit einer metallischen Struktur dadurch erhöht werden kann, indem zwischen zwei Metallschichten ein nicht ausgehärtetes
Kunststoffmaterial gespritzt wird, welches nach dem Aushärten dazu geeignet ist, Scherkräfte zwischen den Metallschichten zu übertragen. Ein solches Strukturlaminat, auch als
Sandwich-Plate-System (SPS) bezeichnet, ist beispielsweise in WO 2003/101728, WO 01/32414, WO 99/058 333 beschrieben. Die Geräuschdämmung von Transformatoren und Drosseln großer Leistung ist nach wie vor nicht zufriedenstellend gelöst. Alle passive wirkenden Lösungsansätze, die an der Außenseite Maßnahmen zur Schalldämmung anbringen, werden bei Maschinen großer Leistung durch die maximal zulässigen äußeren
Abmessungen begrenzt, die durch den Transport, z.B. durch das Profil eines Straßen- oder Bahntunnels, vorgegeben sind.
Darstellung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Kessel für flüssigkeitsgefüllte Transformatoren oder Drosseln anzugeben, dessen Schallemission bei Betrieb möglichst gering ist, ohne die Außenabmessungen unzulässig zu vergrößern.
Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Kessel mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren zur
Herstellung eines solchen Kessels mit den Merkmalen des
Anspruchs 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen definiert.
Gemäß einem Grundgedanken der Erfindung wird eine an sich bekannte Stahl-Kunststoff-Stahl-Sandwichkonstruktion für die Herstellung eines Doppelwand-Kessels herangezogen. Der auf diese Weise ausgeführte Doppelwand-Kessel weist auf: a) einen äußeren Kesselmantel mit einem Bodenteil; b) einen vom äußeren Kesselmantel in einem Abstand
umschlossenen inneren Kesselmantel, wobei der äußere und der innere Kesselmantel aus Metall ausgebildet sind;
c) ein Plastik oder Polymerwerkstoff, welcher in einem Zwischenraum, begrenzt durch die Innenfläche des äußeren Kesselmantels und die Innenfläche des inneren Kesselmantels eingebracht ist und diesen Zwischenraum zumindest teilweise ausfüllt, wobei der Plastik- oder Polymerwerkstoff und dessen
Haftung an den Innenflächen so ausgelegt ist, d) dass Scherkräfte zwischen dem inneren und äußeren Kesselmantel übertragen werden, und
e) dass die Übertragung von Körperschall, der im Betriebsfall vom einem, im Innenraum des Kessels angeordneten Aktivteil erzeugt wird, zwischen dem äußeren Kesselmantel und dem inneren Kesselmantel gehemmt ist.
Der zwischen den beiden Kesselwänden angeordnete Kunststoff ist in seinen Eigenschaften so bemessen, dass einerseits die Leitung des Körperschalls aus dem Innenraum des Kessels in den Außenraum gehemmt ist. Wenn im Betriebsfall der
Aktivteil, das heißt der weichmagnetischer Kern und die darauf befindliche elektrischen Wicklungen, die
Isolierflüssigkeit zu Schwingungen anregen, gelangen diese Schwingungen nur abgeschwächt an die äußere Kesselwand. Die Geräuschemission eines Transformators oder einer Drossel ist dadurch geringer.
Andererseits ist die Verbindung zwischen Kunststoff und metallischer Kesselwand so ausgebildet, dass Scherkräfte zwischen der inneren und äußeren Kesselwand übertragen werden können. Dadurch übernimmt die Sandwichkonstruktion auch eine tragende Funktion. Folge davon ist, dass Versteifungen kleiner ausgeführt werden und weniger Platz beanspruchen. Trotz der Schalldämmung kommt es nicht zu einer Vergrößerung der äußeren Abmessungen. Da auch die sonst üblicherweise erforderlichen inneren Versteifungen kleiner ausgeführt werden können, vergrößert sich auch die nutzbare lichte
Kesselweite. Für Einbauten steht daher mehr Platz zur
Verfügung. Ein weiterer Vorteil ist, dass der Kessel
insgesamt leichtgewichtiger ausgeführt werden kann. Bei der Herstellung des Kessels wird hierfür ein geeigneter Kunststoff in einem flüssigen (noch nicht gehärteten) Zustand durch Injektionsöffnungen, die am inneren und/oder äußeren Kesselmantel vorgesehen sind, gespritzt. Für den Austritt der Luft sind entsprechende Austrittsöffnungen vorgesehen. Der auf diese Weise zwischen den Wänden des Doppelwand-Kessels eingebrachte Kunststoff wirkt in einem gehärteten Zustand in analoger Weise wie ein Kasten-Träger oder ein I-Träger. Er haftet an den Innenflächen der Wände so stark, dass
Scherkräfte übertragen werden können und liefert somit einen Beitrag zur mechanischen Stabilität des Kessels insgesamt.
Es kann von Vorteil sein, wenn der innere Kesselmantel eine Dicke aufweist, die kleiner ist als die Dicke des äußeren Kesselmantels.
Hierbei hatte sich als günstig herausgestellt, wenn die Dicke des inneren Kesselmantels halb so groß wie die Dicke des äußeren Kesselmantels ausgeführt wird.
Je nach Zusammensetzung und Beschaffenheit des polymeren Werkstoffs lässt sich die Körperschallleitung sehr gut hemmen, wenn der Abstand zwischen den Innenflächen des inneren und äußeren Kesselmantels in einem Bereich von etwa 5 mm bis 50 mm liegt. Besonders bevorzugt wird bei einem
Leistungstransformator oder einer Leistung Drossel eine Dicke des Plastik oder Polymerwerkstoffs von etwa 30 mm.
Obwohl bei einem Transformator oder einer Drossel die bei Betrieb anfallende Verlustwärme zu einem Großteil durch die Isolierflüssigkeit (z.B. Transformatorisolierflüssigkeit) in den Außenraum abgeführt wird, ist die Isolationseigenschaft des Kunststoffs zwischen den Wandlungen des Kessels von
Nachteil. Um den entgegenzutreten, kann es günstig sein wenn dem Plastik oder Polymerwerkstoff der Sandwichkonstruktion wärmeleitende Zusätze oder ähnlich wirkende Füllstoff hinzu gemischt werden. Hierbei kann ferner von Vorteil sein, wenn in der zwischen Schicht eingebettet in Kunststoff eine Kühlleitung untergebracht ist, welche in das Kühlsystem des Transformators oder der Drossel eingebunden ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Kessel dadurch gekennzeichnet, dass der innere Kesselmantel aus im
Wesentlichen bündig aneinander stoßende Metallplatten
gebildet ist, wobei die Metallplatten durch Schweißverbindung an Leisten oder andere Abstandshalter geschweißt sind, die ihrerseits an der Innenfläche des äußeren Kesselmantels geschweißt sind. Diese Ausführung ist insbesondere bei der Herstellung von Leistungstransformatoren zu bevorzugen. Bei kleineren Leistungen kann es auch von Vorteil sein, wenn der innere Kessel in einem Stück gefertigt ist und quasi als Einsatzteil in den topfförmigen äußeren Kessel eingebracht wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnung Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im nachfolgenden Teil der Beschreibung auf Zeichnungen Bezug genommen, aus denen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung, anhand eines nicht
einschränkenden Ausführungsbeispiels, zu entnehmen sind. Es zeigen:
Figur 1 einen Kessel gemäß einem Ausführungsbeispiel der
Erfindung, wobei der zwischen einem inneren und einem äußeren Kesselmantel gebildete Zwischenraum mit einem Kunststoff gefüllt ist;
Figur 2 den inneren Kesselmantel der Figur 1, in einer
perspektivischen Ansicht; Figur 3 eine Darstellung des Details "X" der Figur 1;
Figur 4 einen Schnitt durch die horizontal umlaufende
Versteifung der Figur 1 in einem Bereich der Verbindung zwischen Stirnseite und Längsseite des Kessels, von oben gesehen;
Figur 5 einen Ausschnitt der Kesselstirnwand, dargestellt in einem vertikalen Schnitt, von außen gesehen;
Figur 6 einen Ausschnitt der Kesselstirnwand, dargestellt in einem vertikalen Schnitt, von innen gesehen; Figur 7 einen Ausschnitt der Kesselwand im Bereich einer
Rohrdurchführung durch die Kesselwand, dargestellt in einem vertikalen Schnitt;
Figur 8 einen Ausschnitt der Kesselwand im Bereich eines
Anschluss für Isolierflüssigkeit, dargestellt in einem vertikalen Schnitt;
Figur 9 einen Ausschnitt des Doppelwand-Kessels, der die
Einbettung einer Kühlleitung in der
KunststoffSchicht zeigt.
Ausführung der Erfindung Figur 1 zeigt einen Kessel 1 dessen Mantel nach Art eines
Doppelwand-Kessels konstruiert ist. Die beiden Doppelwände 2, 5 werden durch einen äußeren Kesselmantel 2 und einen inneren Kesselmantel 5 gebildet, die in einem Abstand 4 zueinander angeordnet sind. Zwischen diesen beiden Mänteln 2, 5 befindet sich ein umlaufende Zwischenraum 6, der gemäß der Erfindung mit einem Plastik oder Polymerwerkstoff 7 gefüllt ist. Der äußere Kesselmantel 2 setzt sich nach unten hin verjüngend zu einem Bodenteil 3 fort. Der Bodenteil 3 ruht auf elastischen Auflagen 19 auf einem Fundament. Am Deckel 8 sind die
elektrischen Anschlüsse 23 (Durchführungen) angeordnet. Bevor der Transformator/Drossel in Betrieb genommen wird, wird im Innenraum 9 üblicher Weise ein Unterdruck erzeugt. Um die mechanische Stabilität des Kessels bei Vakuum zu gewährleisten, sind am Kessel innen und außen verschiedene Versteifungen angebracht, von denen in der Figur 1 der
Übersichtlichkeit wegen nur außen angeordnete Versteifungen
16 gezeigt sind. Die Versteifungen 16 laufen oben und unten um den Kesselmantel um. Der Innenraum 9 des Kessels 1 ist mit einer Isolierflüssigkeit (Transformatoröl) 24 gefüllt. Die Isolierflüssigkeit 24 umgibt ein im Innenraum 9 angeordnetes Aktivteil 10. Dieses Aktivteil besteht bei einem
Transformator und bei einer Drossel aus einem
weichmagnetischen Kern um den eine elektrische Wicklung gewickelt ist. Der Aktivteil 10 ist in der Zeichnung der Figur 1 der Übersichtlichkeit wegen nicht näher dargestellt. Bei Betrieb eines Transformators oder einer Drossel wird bekanntlich der magnetische Kern durch Magnetostriktion zu Schwingungen angeregt. Diese Schwingungen pflanzen sich auf die Isolierflüssigkeit 24 fort. Auch die Leiter der
elektrischen Wicklung werden im Betriebsfall zu Schwingungen angeregt, die sich ebenfalls auf die umgebende
Isolierflüssigkeit auswirken. In der Isolierflüssigkeit 24 bilden sich Schallwellen aus, die auch an den Innemantel 5 auftreffen. Gemäß der Erfindung ist nun im Zwischenraum 6 ein Kunststoff mit einer Eigenschaft vorgesehen, der auf die Fortpflanzung des Körperschalls an den Außenmantel 2 hemmend wirkt. Dadurch ist die Schwingungsanregung des äußeren
Mantels 2 geringer und die Schallemission reduziert.
Figur 2 zeigt den inneren Kesselmantel 5 in einer
perspektivischen Ansicht. Der Innemantel 5 wird jeweils durch gegenüberliegende Längs- und Stirnseiten gebildet. Jede dieser Seiten ist aus einzelnen Metallplatten 18
zusammengesetzt, die an Nahtstellen stumpf zueinander zeigen. Sie liegen bündig zueinander und bilden jeweils eine ebene Seitenfläche beziehungsweise Stirnfläche. Wie unten stehend noch näher erläutert, werden bei der Herstellung des
erfindungsgemäßen Kessels diese Metallplatten 18 auf Leisten
17 (siehe Figur 4) geschweißt, die an einer Innenfläche 14 ist äußeren Kesselmantels 2 geschweißt sind. An einer
Stirnseite ist eine Einstiegsluke 26 zu sehen, die in einem zusammengebauten Zustand des Kessels mit einem Lukendeckel 20 verschlossen ist (Figur 5) . Die Abgrenzung des Zwischenraum des 6 zwischen den inneren und äußeren Kesselmantel 2, 5 erfolgt durch eine Abschlussleiste 20.
Figur 3 zeigt das Detail "X" der Figur 1 in einer
vergrößerten Schnittdarstellung. Die äußere Kesselwand 2 weist eine Manteldicke 12 auf, die größer ist als die
Manteldicke 11 der inneren Kesselwand 5. Die Haftung des Kunststoffs 7 an den Innenflächen 13 und 14 und dessen physikalische Eigenschaft ist so bemessen, dass zum eine Scherkraft zwischen denen beiden Wänden 5 und 2 übertragen werden kann. Damit trägt der Metall-Kunststoffverbünd zu mechanische Stabilität bei und es ist möglich, dass die
Versteifung 16, die eine Implosion des Kessels bei Anlegen des Vakuums verhindert, geringer dimensioniert werden kann, und infolgedessen weniger Platz beansprucht.
Figur 4 zeigt einen Schnitt durch die horizontal umlaufende Versteifung 16. Zu sehen sind die an den Leisten 17 mittels einer Schweißverbindung 25 befestigten Metallplatten 18. Die Leisten 17 sind ihrerseits wie bereits gesagt am äußeren Kesselmantel 2 geschweißt. Die Versteifung 16 ist ihrerseits wieder mit Rippen 28 versteift.
Figur 5 zeigt einen vertikalen Schnitt durch eine
Kesselstirnwand, von außen betrachtet. Zu sehen ist der bereits angesprochene Bereich um eine Einstiegsluke 27, wobei der durch die Doppelwand-Struktur 2, 5 gebildete Hohlraum randseitig durch eine umlaufende Abschlussleiste 20
abgeschlossen ist. Zu sehen sind auch außen angeordnete
Rippen 28 sowie Versteifungen 16. Figur 6 zeigt einen vertikalen Schnitt durch die
Kesselstirnwand, von innen betrachtet. Zu sehen ist die an der Außenseite am Kesselmantel angeordnete untere
Versteifungsrippe 16, sowie mit Blick auf die Metallplatte 18 eine im Innenraum 9 angeordnete Versteifungsrippen 28. Die Doppelwand-Struktur setzt sich an der Stirnwand bis zum
Bodenteil 3 fordert. An der Längsseite des quaderförmigen Innenkessels 5 endet die Metallplatte 18 dort, wo die
Verjüngung im Querschnitt zum Bodenteil 3 beginnt.
Die Figur 7 zeigt einen Ausschnitt durch die Kesselwand im Bereich einer Rohrdurchführung 21, die für das Ablassen der Isolierflüssigkeit vorgesehen ist. Der durch die Doppelwand- Struktur 2,5 gebildete Zwischenraum ist wieder durch eine Abschlussleiste 20 verschlossen.
Figur 8 zeigt einen Ausschnitt der Kesselwand im Bereich des Anschlusses des Kühlsystems. Das Anschlussrohr 22 dient zur Verbindung mit einem nicht näher dargestellten Wärmetauscher. Denn randseitigen Abschluss des Zwischenraums übernimmt hier nicht eine Abschluss leiste, sondern das Anschlussrohr 22 selbst . Figur 9 zeigt in einer vergrößerten Darstellung eine
bevorzugte Ausführung des Doppelwand-Kessels. Um eine bessere Wärmeabfuhr aus den Innenraum 9 zu ermöglichen, ist dem
Kunststoff 7 einer Füllstoff 15 beigemengt, der eine
vergleichsweise bessere Wärmeleitfähigkeit. Außerdem ist hier eine Ausführung dargestellt, die zusätzlich oder alternativ hierzu, eine Kühlleitung 30 vorsieht, die von der
Isolierflüssigkeit (z. B. Transformatoröl ) durch strömt ist. Die Kühlleitung 30 liegt an der Innenwand 13 des inneren Kesselmantels 5 an und ist mittels nicht näher dargestellter Spangen befestigt. Mit dem Bezugszeichen 29 ist exemplarisch eine von mehreren Injektionsöffnung oder Luft- Austrittsöffnungen 29 in inneren Kessel 5 gezeigt, die nach dem einbringen des Kunststoffs 7 wieder verschlossen werden (z.B. Verschweißen).
Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Kessels wird nun so vorgegangen, dass zunächst der äußere Kessel 2 in an sich bekannter Weise gefertigt wird. Üblicherweise erfolgt dies durch eine Schweiß-Konstruktion. Für das oben beschriebene Ausführungsbeispiel erfolgt in einem nächsten
Herstellungsschritt das Anbringen der Leisten 17 an der
Innenfläche 14 des äußeren Kesselmantels 2. Dabei werden die Leisten 17 in einem der Breite der Metallplatten 18
entsprechenden Abstand auf der Innenfläche 14 angeordnet mit einer Kehlnaht an den äußeren Kesselmantel 2 angeschweißt. Anschließend werden sukzessive die Metallplatten 18 auf die Leisten 17 aufgelegt und ebenfalls mittels einer Kehlnaht geschweißt. Dadurch entsteht ein innerer Kesselmantel 5 mit deckungsgleichen ebenen Stirn- und Seitenflächen. In der weiteren Folge wird nun durch Injektionsöffnungen 29 der Kunststoff injiziert, danach erfolgt eine Aushärtung und durch Adhäsion eine feste Verbindung mit den Innenflächen 13, 14. Abschließend werden die Injektionsöffnungen und Luft- Austrittsöffnungen 29 verschlossen, beispielsweise
verschweißt. Die für das Eindringen des Kunststoffs
erforderliche Anzahl und Anordnung der
Injektionsöffnungen/Austrittsöffnungen 29 ist von der Größe der Metallplatten 18 und dem Abstand 4 abhängig.
Obwohl die Erfindung in Detail durch das bevorzugte
Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der
Erfindung zu verlassen.
So zeigt obiges Ausführungsbeispiel einen inneren
Kesselmantel ohne Bodenteil. Selbst verständlich ist auch eine Ausführung denkbar, bei der auch der Innemantel ein Bodenteil aufweist und auch der dazwischen liegende Raum mit Kunststoff ausgefüllt ist. Bei einer solchen Ausführungsform sind die beiden Mäntel einem Topf und einem dazu passenden Übertopf ähnlich.
Der im Zwischenraum ausgebildete Kunststoff muss nicht aus einem Stoff, sondern kann selbstverständlich aus verschiedenen Kunststoff-Schichten und auch Kunststoff- Strukturelementen zusammengesetzt sein. Denkbar ist auch, dass der Deckel als Doppelwand-Struktur ausgebildet ist.
Zusammenstellung der verwendeten Bezugszeichen
1 Kessel
2 äußerer Kesselmantel
3 Bodenteil
4 Abstand
5 innerer Kesselmantel
6 Zwischenraum
7 Plastik oder Polymerwerkstoff
8 Deckelteil
9 Innenraum
10 Aktivteil
11 Manteldicke des inneren Kesselmantels
12 Manteldicke des äußeren Kesselmantels
13 Innenfläche des inneren Kesselmantels
14 Innenfläche des äußeren Kesselmantels
15 Füllstoff
16 Versteifung
17 Leisten
18 Metallplatte
19 Auflage
20 Abschlussleiste
21 Ablaufrohr
22 Anschlussrohr (Wärmetauscher)
23 elektrische Anschlüsse (Durchführungen)
24 Isolierflüssigkeit (z.B. Transformatoröl )
25 Schweißverbindung
26 Einstiegsluke
27 Lukendeckel
28 Rippe
29 Inj ektionsöffnung
30 Kühlleitung

Claims

1. Kessel für einen flüssigkeitsgekühlten Transformator oder Drossel, umfassend:
a) einen äußeren Kesselmantel (2) mit einem Bodenteil
(3) ;
b) einen vom äußeren Kesselmantel (2) in einem Abstand
(4) umschlossenen inneren Kesselmantel (5), wobei der äußerer und der innerer Kesselmantel (2, 5) aus Metall ausgebildet sind;
c) ein Plastik oder Polymerwerkstoff (7), welcher in einem Zwischenraum (6), begrenzt durch die Innenfläche (14) des äußeren Kesselmantels (2) und die Innenfläche (13) des inneren Kesselmantels (5) eingebracht ist und diesen Zwischenraum (6) zumindest teilweise ausfüllt, wobei der Plastik¬ oder Polymerwerkstoff und dessen Haftung an den Innenflächen (13, 14) so ausgelegt ist,
d) dass Scherkräfte zwischen dem inneren und äußeren Kesselmantel (2, 5) übertragen werden, und e) dass die Übertragung von Körperschall, der im
Betriebsfall vom einem, im Innenraum (9) des Kessels angeordneten Aktivteil (10) erzeugt wird, zwischen dem inneren Kesselmantel (5) und dem äußeren Kesselmantel (2) gehemmt ist.
Kessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Manteldicke (11) des inneren Kesselmantels (5) kleiner ist, als die Manteldicke (12) des äußeren
Kesselmantels (7) .
Kessel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Manteldicke (11) des inneren Kesselmantels (5) etwa halb so dick wie die Manteldicke (12) des äußeren
Kesselmantels (2) ist.
4. Kessel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass der Abstand (4) zwischen den Innenflächen (13,14) in einem Bereich zwischen 5 bis 50 mm gewählt ist.
Kessel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Zwischenraum (6) eine Leitung (30) angeordnet ist, die ein Kühlmedium führt.
Kessel nach einem Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Plastik oder Polymerwerkstoff (7) ein Füllstoff (15) enthalten ist, der eine im Vergleich zum Plastik oder Polymerwerkstoff (7) niedrigeren Wärmewiderstand aufweist .
Kessel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der inneren Kesselmantel (5) oder der äußere Kesselmantel (2) verschließbare Öffnungen
(29) zur Injektion des Plastik- oder Polymerwerkstoff
(7) aufweist.
Kessel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Kesselmantel (5) aus im Wesentlichen bündig aneinander stoßende Metallplatten (18) gebildet ist, wobei die Metallplatten (18) durch Schweißverbindung an Leisten (17) geschweißt sind, die ihrerseits an der Innenfläche (14) des äußeren
Kesselmantels (2) geschweißt sind.
Verfahren zur Herstellung eines Kessels für einen Transformator oder eine Drossel umfassend die folgenden Schritte:
o Herstellen eines Doppelwand-Kessels, bestehend aus einem äußeren Kesselmantel (2) und einem hierzu beabstandeten inneren Kesselmantel (5) , wobei der innere und/oder äußere Kesselmantel (2, 5) zumindest mehrere gegebenenfalls
verschließbare Öffnung (29) aufweist;
o Einbringen eines Plastik- oder Polymerwerkstoff durch die Öffnung (29) .
10. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung des Doppelwand-Kessels durch die Reihenfolge folgender Verfahrensschritte gekennzeichnet ist :
a) Herstellen des äußeren Kesselmantels (2) aus
einem metallischen Werkstoff;
b) Herstellen des inneren Kesselmantels (5) , wobei in einem ersten Arbeitsschritt auf der Innenfläche (14) des äußeren Kesselmantels (2) metallische Leisten (17) oder Stützkörper geschweißt werden, und in einem dem ersten
Arbeitsschritt folgenden zweiten Arbeitsschritt auf diesen Leisten (17) oder Stützkörpern Metallplatten (18) geschweißt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallplatten (18) stumpf aneinander liegend bündig angeordnet werden.
12. Verfahren nach Anspruch 10, 11 oder 12, , dadurch gekennzeichnet, dass der Plastik- oder Polymerwerkstoff durch die Öffnungen (29) in einem ungehärtetem Zustand gespritzt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der durch die beiden Innenflächen (14, 15) begrenzte Hohlraum zumindest teilweise durch Plastik¬ oder Polymerwerkstoff (7) gefüllt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13 dadurch gekennzeichnet, dass als Polymerwerkstoff ein
Polyurethan-Elastomer verwendet wird.
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