Индукционный аппарат с направленной циркуляцией охлаждающей среды Советский патент 1980 года по МПК H01F27/10 

(54) ИНДУКЦИОННЫЙ АППАРАТ С НАПРАВЛЕННОЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ СРЕДЫ Изобретение относится к электротехшссе и энергетике, в частности к индукционным аппаратам, содержащим охлаждающую систему с радиаторами. Известна конструкция масляноготранс форматора, содержащая охлаждающую сис тему с радиаторами и приводными насо,сами, перегородку внутри бака, разделлю щуто его на верхнюю и нижнюю камеры и имеющую в зоне активной части отверстия, совпадающие с охлаждающими каналами активной части, причем верхний и киж}шй коллекторы радиатора присоединены соответственно к верхней и нижней камере бака через запорные органы (плоские краны), всасывающий патрубок приводного насоса присоединен к нижним коллектором группы радиаторов, а его напорный патрубок - к нижней камере бака 1 Из-за одноконтурной схемы шфкулящш масла в наружной системе охлаждени суммарный расход масла через радиаторы равен cjTviMapnoMy расходу масла через активную часть, что противоречит требованиям, определяемым термогийравли- ческими характеристиками активной части и радиаторов, согласно которым для актлшной части нужны значительно большие расходы масла, чем для радиаторов. Кроме того, переход с режима естественной щфкулящги масла на peжJiм принудительной Циркуляции, масла и обратно может быть осуществлен только вручную, что снижает надежность всего трансформатора в целом и требует отвлечения эксплуатационного персонала на эти переключения. Применение в качестве запорных органов автоматических устройств, например, задвижек с электроприводом, сильно усложняет конструкцию, снижает надежность трансформатора и увеличивает капитальные затраты и эксш1уатациош1ые расходы . Наиболее близкой к предлагаемой по тех1шческой сущности и достигаемому результату является конструкшгя индукционного аппарата, содержащая бак с жидкой охлаждающей средой, активную часть с охлаждающими каналами, установленную в баке, перегородку внутри бака, разделяющую его на верхнюю и нижнюю камеры и имеющую в зоне активной части отверстия, совпадающие с охлаждающими каналами активной части, радиатор с верхним, присоединенным к верхней камере бака, и 1шжним коллекторами, приводной насос с всасывающим, присоединенным к нижнему коллектору радиатора, и напорным патрубками, сопло с входным патрубком, присоединенным к напорному патрубку приводного насоса, кожух, окружающий сопло, с входным, присоединенным к нижнему коллектору радиатора и выходным, присоединенным к нижней камере бака, патрубками. При работе приводного насоса в нижнем коллекторе радиатора и на выходе из сопла, вьшолняющего функцию сужающего устрой ства, создаются одинаковые статические давления, в результате чего в соединительном, трубопроводе между входным патрубк 1 кожуха и нижним коллектором радиатора, шунтирующим приводной насос, отсутствует движение масла или имеется поток масла с очень небольшим расходом. При отключенном насосе основной поток масла проходит через шунтирующий соединйтельшлй трубо провод 2. Недостаток ее состоит в том, что из за одноконтурной схемы циркуляции масл в наружной системе охлаждения суммарный расход масла через радиаторы равен суммарному расходу масла через aJктивнy часть, что, как указывалось выше, противоречит требованиям, огфеделяемым термогвдравлическнми х актернстиками активной части и радиаторов. Кроме того одноконтурная схема циркуляции масла в наружной системе охлаждения не позволяет получить оптимальные конструкцию и характеристики струйного насоса, пред назначенные для интенсификации вагутрен него охлаждения индукционного айпарата Цель предложения - увеличение мопгнрсти инагрузочной спсхзобностя индукционного аппарата путем интенсвфикацян его внутреннего охлаждсшш. Для достижения, поставленной нелн индукционный аппарат, содержащий бак с жидкой охлаждают диэлектрической средой, активную часть с охлажданяцим каналами, установленную в баке, перего .родку внутри бака, разделяющую его на верхнюю и нижнюю и имеющую в 7 , .4 оне активной части отверстия, совпадаюие с охлаждающими каналами активной части, радиатор с верхним, присоединенным к баку, и нижним коллекторами, приводной насос с всасывающим и напорным патрубками, сопло с входным патрубком, присоединенным к напорному патрубку приводного насоса, кожух, окружающий сопло, с входным, присоединенным к нижнему ко/шектору радиатора и выходным, присоединенным к нижней камере бака, патрубками, снабжен трубопроводом, соединяющим всасывающий патрубок приводного насоса с верхней камерюй бака, при этом аппарат может быть снабжен допоЛнительным трубопроводом, соединяющим нижний коллектор радиатора с верхней камерой бака, выходной патрубок кожуха может быть выполнен в виде камеры смешения, например, с диффузором. На фиг. 1 и 2 схематически изображены варианты исполнения индукинокйюго аппарата; на фиг. 3 то же, по фиг. 1 и 2 с камерой смещения и диффузором. Индукционный аппарат с направленной шфкуляцией охлаждающей среды, например трансформатор по фш. 1, содержит бак 1 с жидкой охлаждающей диэлектрической-средой 2, активную часть 3 с охлаждакядими каналами 4, установленную в баке 1, перегородку 5, разделяющую бак на верхнюю 6 к нижнюю 7 камеры и имеющую в зоне активной части отверстия, совпадакацие с охлаждакацими каналами 4 активной части 3, радиатор 8 с 9, присоединенным к верхней камере 6 бака 1, и нижним iO коллекторами, приводной насос Не всасывающим 12 н напорным 13 патрубками, сопло 14 с входным патрубком 15, присоединенным к напорному патрубку 13 приводного насоса 11, кожух 16, окружающий сопло 14, с входным 17, присоединенным к нижнему коллектору Ю радиатора 8, и выходным ,18, присоединенным к нижней камере 7 бака 1, патрубками, причем всасывающий патрубок 12 присоединен трубогфоводом 19 к верхней камере 6 бака 1. Индукционный аппарат по фиг. 2, кроме указанных на фиг. 1 элементов, содержит дополнительный трубопровод 2О, соединяющий нижний коллектор 1О радиатора 8 с верхней камерой 6 бака 1. Аппарат по фиг. 3, кроме указанных на фиг, 1 и 2 элементов, содержит в каче стве выходного патрубка кожуха 16 камеру 21 смешения с диффузором 22. Устройство работает следукяцим образом (на примере масляного траксформатора по фиг. l).. Приводной насос И заб1фает масло из верхней камеры 6 бака 1 через трубопровод 19 и нагнетает его под давлением во входной патрубок 15 сопла 14 и далее через кожух 16 в нижнюю камеру 7 бака i. За счет эжектируюшего действия струи масла, выходящей с большой скоростью из сопла 14, через входной патрубок 17 в кожух 16 подсасы.вается дополнительное количество масла из верхней камеры 6 бака 1, проходящее через радиатор 8, благодаря чему в радиаторе создается принудительная циркуляпия масла. Это дополнительное количество масла также поступает через выходной патрубок 18 кожуха 16 в нижнюю ка -леру 7 бака 1, чем обеспечиваёт ся двухконтурная схема принудительной циркуляции масла в наружной систет,1е охлаждения. В индукционном аппарате по фиг. 2 в нижний коллектор Ю радиатора 8 мас поступает из верхней камеры 6 бака 1 по двум путям: часть масла проходит по трубам радиатора 8, а часть через трубопровод 2О, минуя трубы радиатора 8, чем обеспечивается трехконтурная схема циркуляции масла в наружной системе охлаждеЬш. Аналогично работает устройство по фиг позволяющее получить дополнительное ув личение кoэффишieнтa инжекции струйнохх насоса и, следовательно, дополнительное увеличение мощности и нагрузочной способности аппарата. Благодаря многоконтурной схеме принудительной циркуляции масла в наружной системе охлаждения достигаются необходимые расходы масла в активной части и радиаторах, соответствующие их термо гидравлическим характеристикам. Кроме того, за счет увеличения статического давления в нижнем коллекторе радиатора и снижения потерь д 1вления в контуре инжектируемого потока масла обеспечи,вается высокий коэффициент инжекцик струйного насоса. В результате без затр ты дополнительной диагональной мощно . сти обеспечивается за счет интенсификации внутреннего охлаждения повышение мощности и нагрузочной способности аппа рата. При этом эффективность наружного охлаждения (коэффициент теплопередачи радиаторов) практически сохраняется без изменения. 77 6 Устройство позволяет обеспечить аотоматическое управление работой системы охлажде 1ия аппарата, т.е. перевод с режлма принудительной циркуляции масла на режим € стёственной циркузтяции путем простого отключения к включешш приводного насоса 11. При этом могут быть пoлyч( скорости естественной циркуляции масла, соответствующие данной конструкции ра-: диатора, так как проходные сечения кожуха 16 и его выходного патрубка 18 имеют достаточно большие размеры. Одним из вариантов изобретения являеххзя вьшолнение индукционного аппарата с гр т1пой радиаторов, к т{жних{ колле1{торам которых 1-фисоединен входной патрубок кожуха. Кроме ixiro, аппарат может содержать rpjTiny сопел, к которым присоединен напорный патрубок пр1шодного насоса или rpjiiny приводных насосов. Предложенное устройство при небольших затратах может быть легко внедрено на вновь выпускаемых к находящихся в эксплуатации аппаратах с увели:чонием . их мощности и нагрузочной способности на 10-15%. Формула изобретения I. Икдукционньгй аппарат с направленной шфкуляцией охлаждающей среды, например, трансформатор, содержащий бак с жидкой охлаждающей диэлектрической средой, активную часть с охлаждающими каналами, установленную в баке, перег-ородку внутри бака, разделяющую его на верхнюю и нижнюю камеры и имеющую в зоне акт1пзной части отверстия, совпадаю шко с охлаждакжнаш канала.и активной части, например, обмоток и магнитопровода, радиатор с верхним, присоединенным к верхней камере бака, и ш{Ж1по. коллекторами, приводной насос с всасывающим и напорным патрубками, сопло с входным патрубком, присоединенным к HanoptroMy патрубку приводного насоса, кожух, окру. жающий сопло, с входнь м, присоедитгенным к нижнему коллектору радиатора, и выходным, присоединенные- к нижней камере бака, патрубкагли, отличающийся т&м, что, с целью увеличения мощности и нагрузочной способности индукционного аппарата путем шггенсификации его внутреннего охлаждения, аппарат снабжен трубопроводом, соединяющим всасывающий патрубо 4 приводного насоса с верхней камерой бака.

2.Индукционный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что снабжен дополнительным трубопроводом, соединяющим нижний коллектор радиатора с

верхней камерой бака.

3.Индукционный аппарат по пп 1 и 2, о т л и ч а ю щи и с я тем, что выходной патрубок кожуха выполнен в виде камеры смешения, например, с диффузором.

Источшпси информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Тарле Г. Е. Интенсификация охлаждения трансформаторов путем направленной циркуляции масла. Электрические станции, 1973, № 6, с. 52-56.

2.Патент США № 3602856, кл. 336-57, 1971.

/

С-JuT

3

;

/

IS It 16