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Luftgekühlter Behälter für Öltransformatoren.
Vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen luftgekühlten Behälter für Öltransformatoren, bei welchem die in den Transformatorwicklungen entstehende Wärme abgeleitet werden soll, so dass die Temperatur der Kühlflüssigkeit innerhalb gewisser Albeitsgrenzen gehalten wird.
Kühlbehälter der in Frage stehenden Art werden für gewöhnlich entweder mit ebenen oder gewellten Oberflächen versehen, deren Ausdehnung gross genug gewählt wird, um die erforderliche Kühlung zu erreichen, oder es werden auch Kühlbehälter hergestellt, welche mit Röhren versehen sind, welche an die Behälterwände angesetzt sind und im Behälter in solcher Weise münden, dass durch die in den verschiedenen Höhenschichten der Flüssigkeit im Behälter herrschenden Temperatulunterschiede eine Zirkulation durch die Röhren und durch den Behälter zustande kommt.
Der Kühleffekt eines Behälters von gegebenen äusseren Abmessungen kann bei einem Behälter mit Kühlröhren grösser gemacht werden als bei einem Behälter mit ebenen oder gewellten Wänden, was darauf beruht, dass die Röhrenkühlfläche der Behälterkühlfläche hinzugefügt wird und auch darauf, dass die Kühlflüssigkeit in kleinere Massen geteilt wird und dass Konvexionsluftströme, welche zwischen den Röhren aufsteigen, die Kühlfläche intensiver bestreichen.
Kühlbehälter, welche in bekannter Weise mit Kühlröhren von kreisförmigem Querschnitt ausgerüstet sind, haben den Nachteil, dass die Strahlung von den Behälterwänden selbst sehr stark durch die Röhren herabgesetzt wird, wenn nicht die Zahl der Röhren sehr gering gehalten wird. Ein anderer Nachteil dieser bekannten Kühlbehälter liegt darin, dass bei Vermehrung des Durchmessers der Röhren zur Steigerung der Strahlungsfläche das Mass der Wärmeableitung von der durch die Röhren zirkulierenden Kühlflüssigkeit herabgesetzt wird, so dass die Röhren praktisch nur einen geringen Durchmesser erhalten können und dicht nebeneinander angeordnet werden müssen, was die Apparatur kompliziert und kostspielig macht.
Die Erfindung besteht dem Wesen nach in der Wahl von flachen, in der Art von zur Behälterwandung senkrechten Kühlrippen ausgebildeten Röhren, die Ober-und Unterteil des Behälters als Zirkulationsrohre miteinander verbinden.
In der Zeichnung stellt Fig. i eine obere Ansicht einer Ausführungsform eines Kühlapparates zu dem genannten Zwecke gemäss der Erfindung dar, wobei einige der Kühlröh : en im Querschnitt gezeichnet sind, Fig. 2 zeigt den Apparat in Seitenansicht, teilweise geschnitten. Fig. 3 ist ein Bruchstück eines Längsschnittes durch den Apparat, wobei angenommen ist, dass dieser horizontal gelegt ist, Fig. 4 ist ein Bruchstück eines Horizontalschnittes im grösseren Massstabe.
Mit 1 ist der Behälter bezeichnet, welcher nach Abmessungen und Form geeignet ist, den zu kühlenden Transformator aufzunehmen. In die Wände des Behälters sind Röhren 2 eingesetzt, welche in senkrecht zum Behälter stehenden Ebenen einen abgeflachten Querschnitt besitzen. Die Röhren stehen vorzugsweise im wesentlichen senkrecht zur Behälterwandung, erstrecken sich von dem oberen nach dem unteren Ende des Behälters und münden in Öffnungen 3 vom gleichen Querschnitt wie die Röhrenenden. Die in der Zeichnung dargestellte Konstruktion wird für besonders zweckmässig gehalten, aber es ist augenscheinlich, dass die durch die Abflachung der Röhren erreichten Vorteile auch noch in
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gewissem Umfange erhalten bleiben würden,
wenn die Röhren nur teilweise abgeflacht wären oder wenn sie in verschiedener Richtung und in wechselnden Höhen in den Behälter münden würden. Um die Verbindung zwischen den Röhren und dem Behälter möglichst dicht zu machen, werden die Röhren vorteilhaft mit dem Behälter verschweisst. Das zur Kühlung der Transformatoren verwendete 01 tritt oben in die Röhren ein und fliesst, da es , bei der Abkühlung dichter wird, infolge zunehmender Dichte nach abwärts.
Ein Vorteil der Anwendung flacher Röhren liegt darin, dass weite Röhren benutzt
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übertrifft, die kreisförmige Röhren von gleicher Querschnittsgrösse besitzen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass für einen gegebenen Abstand der flachen Röhren eine grössere Fläche des Behälters für die Strahlung frei bleibt, als wenn runde Röhren benutzt werden, und dass mehr freier Raum für die Zirkulation von Luftströmen vorhanden ist, als dies bei runden Röhren der Fall ist. Es kann auch eine grössere Zahl von abgeflachten Röhren mit Erfolg an dem Kühlbehälter befestigt werden, wenn die Röhren in der gleichen Höhe im Behälter münden, als wenn runde Röhren benutzt würden.
Bei der Kühlung von Transformatoren ist es sehr wesentlich, dass die durch den elektrischen Strom erzeugte Hitze in demselben Masse, als sie erzeugt wird, auch abgeführt wird ; wenn dieses nicht geschieht, würden die Temperaturen im Apparate allmählich ansteigen und schliesslich eine gefährliche Höhe erreichen. Ferner sollte die Temperatur des Apparates so wenig als möglich über der Temperatur der umgebenden Luft gehalten werden, da der Nutzeffekt durch Ansteigen der Temperatur herabgesetzt werden kann. Bei dem beschriebenen Kühlbehälter ist die Oberfläche so angeordnet, dass eine maximale Kühlwirkung erreicht wird durch Übertragung auf die umgebende Luft infolge kombinierter Strahlung und Leitung, so dass der Apparat besonders wirksam für die Erreichung des in Frage kommenden Zweckes ist.
Die Anwendung der flachen Röhren nach Art von Kühlrippen bewirkt, dass die Strahlung von den Behälterwänden für einen gegebenen Umfang des Behälters grösser ist als bei Anwendung von runden Röhren. Ferner ergibt beim Vergleich zweier Behälter von dem gleichen Durchmesser und von gleicher äusserer Röhrenkühlfläche derjenige mit flachen Kühlröhren einen grösseren Raum zwischen den Röhren für Konvexionsluftströme als derjenige mit runden Röhren. Aus dem gleichen Grunde ist bei dem Behälter mit flachen Röhren ein grösserer Eintritts-und Austrittsquerschnitt für die nach aufwärts gerichteten Konvexionsluftströme an der Ansatzstelle der Röhren, an welcher sich diese mit dem Behälter vereinigen, vorhanden.
Ein besonderer Vorteil der Anwendung flacher, mit Öl gefüllter und der Luft ausgesetzter Röhren besteht auch noch darin) dass bei den flachen Röhren die Ölschicht dünner ist, während die Geschwindigkeit in verschiedenen Punkten des Querschnittes gleichförmiger ist als im Falle der Anwendung kreisförmiger Röhren, wodurch ebenfalls der Wärmeaustausch befördert wird.