Brevet FR2193962A1 — publié le 19740222

La présente invention concerne des échangeurs de chaleur pour le post-refroidissement du liquide réfrigérant de transformateurs et bobines de choc, comportant une série d'éléments de refroidissement raccordés à des tubes collecteurs d'agent réfrigérant communs et une entrée et une sortie d'agent réfrigérant disposées sur un cati. Pour des raisons économiques, on utilise sur un échelle de plus en plus grande des transformateurs et bobines de choc ayant des puissances nominales très élevée. En dépit de l'utilisation de toutes les mesures constructives possibles réduisant les pertes, les pertes qui se produisent dans les enroulements et dans les noyaux et qui doivent outre dissipées sous forme de quantité de chaleur deviennent de plus en plus importante. Par suite, il est de plus en plus difficile de réaliser des échangeurs de chaleur présentant des surfaces de refroidissement suffisamment grandes et néanmoins d'une bonne efficacité thermique. Pour cette raison, on a déjà construit des transformateurs dont le cuve présente des dimensions plus grandes que ce qui serait nécessaire pour loger les parties actives du transformateur associé, à seule fin de pouvoir ainsi disposer de plus de place à la périphérie de la cuve pour loger des échangeurs de chaleur de post-refroidissement du liquide réfrigérant. Toutefois, cette solution est extremement peu économique, car elle entraîne, outre une dépense élevée pour la cuve du transformateur, un poids d'huile plus grand et un besoin d'espace plus considérable pour l'installation du transformateur. Par ailleurs, l'augmentation du nombre des éléments de refroidissement assemblés en un échangeur de chaleur ne correspond plus, au-dessus d'une certaine limite, qu'à des améliorations négligeables du pouvoir d'échange calorifique de l'échangeur de chaleur. Ceci est dt, en particulier, au fait que la chaleur cédée spécifique, toutes choses égales par tailleurs, diminue considérablement à mesure que le nombre d'éléments de refroidissement par échangeur de chaleur augmente. Cette réduction de la chaleur cédée spécifique se produit aussi bien s'il s'agit d'un échangeur de chaleur à auto-refroidissement que dans le cas d'un échangeur de chaleur refroidi par des ventilateurs. Compte tenu de ce qui précède, l'invention a pour objet de créer, pour le post-refroidissement du liquide réfrigérant de transformateurs et de bobines de choc, un échangeur de chaleur utilisant d'une manière optimale les éléments de refroidissement prévus, quel que soit leur nombre, et ne présentant qu'un faible encombrement, en depit du traitement de grandes quantités de chaleur. A cet effet, suivant l'invention, dans un dispositif dans lequel une série d'éléments de refroidissement sont raccordés à des tubes collecteurs d'agent réfrigérant communs, ceux-ci sont composés chacun d'un profilé en tale profond replié en V et d'un profilé en tale plat bombé en forme de C et, åu Sextrémités supérieure et inférieure des éléments de refroidissement individuels, des ouvertures de passage d'agent réfrigérant élargies en entonnoirs disposées par paire sont soudées au ras d'évidements des deux branches du profilé en tale en forme de V sur leur caté intérieur. Dans une forme d'exécution avantageuse de l'invention, il est prévu de fabriquer les profilés en tale et les éléments de refroidissement en matériaux de meme nature et de meme épaisseur et de donner à la section droite intérieure des tubes collecteurs d'agent réfrigérant une aire multiple de celle de la section droite des éléments de refroidissement et plus grande que -la section droite intérieure des ouvertures des brides de raccordement des échangeurs de chaleur. Par ailleurs, des profilés en tale bombés en forme de C sont avantageusement disposés sur les cotes opposés aux éléments de refroidissement à la meme hauteur que le bord correspondant de l'ouverture des brides de raccordement. L'invention est très avantageuse, car grace à la construction des tubes collecteurs d'agent réfrigérant à partir de profilés en tale parfaitement lisses en direction longitudinale et gracie à la section droite intérieure relativement grande, l'agent réfrigérant peut s'écouler rapidement et uniformément vers les éléments réfrigérants individuels. Gracie à la résistance à l'écoulement très faible et pratiquement identique pour tous les éléments réfrigérants stôpposant à la circulation de l'agent réfrigérant dans les tubes collecteurs d'agent réfrigérant, tous les éléments réfrigérants sont alimentés d'une manière uniformément efficace en liquide réfrigérant à soumettre au processus de post-refroidissement et participent en conséquence tous dans la meme mesure et de façon très efficace au post-refroidissement. En outre, le dispositif suivant l'invention est également avantageux en raison du fait qu'aucune accumulation de gaz ou d'air ne peut se produire dans le tube collecteur d'agent réfrigérant lisse, accumulation qui pourrait conduire à des déclenchements prématurés dans le relais Buchholz. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à l'examen des dessins joints qui en représentent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation. Sur ces dessins - la figure 1 représente un échangeur de chaleur suivant l'invention en coupe partielle, vu dans la direction d'un tube collecteur d'agent réfrigérant, - la figure 2 est une vue de dessus correspondante également en coupe partielle, et - la figure 3 est une vue de profil de l'échangeur de chaleur. Des éléments de refroidissement 2 munis de moulures de renforcement 1 sont obturés vers ltextérieur par un joint de soudure périphérique 3. Le joint de soudure 3 est seulement interrompu en haut et en bas, et au milieu de chaque élément de refroidissement 2, au voisinage d'une echancrure enbforme de V. Sur les flancs de cette échancrure en forme de V, les parois de l'élément de refroidissement 2 sont élargies en entonnoir pour former des ouvertures de passage d'agent réfrigérant 8 qui pénètrent dans des évidements appropriés d'un-profilé en tale 4 profond replié en forme de V. Les bords des ouvertures de passage d'agent réfrigérant 8 des éléments de refroidissement 2 en forme d'entonnoir insérées de l'extérieur dans le profilé en tale 4 sont so 6Ss de façon étanche à partir du caté intérieur du profilé en tale 4 au ras de ce dernier. Les profilés en t81e 4 sont obturés sur le caté opposé aux éléments - de refroidissement 2 par des profilés en tale 5 plats bombés en forme de C et forment avec ceux-ci des tubes collecteurs d'agent réfrigérant. Les profilés en'tale 5 sont, comme les parois latérales des profilés en tble 4} exempts de toute rugosité et n'opposent à l'écoulement de l'agent réfrigérant qu'une très faible résistance. Sur l'extrémité des tubes collecteurs d'agent réfrigérant opposée à la cuve du transformateur est soudée une brique 6 dont l'ouverture de passage s'étend sur le tube collecteur d'agent réfrigérant supérieur au moins jusqu'au profilé en tale bombé 5 en forme de C. Gracie à cette disposition, toute formation de bulles d'air ou de gaz dans le tube collecteur d'agent réfrigérant est évitée. Les extrémités libres des tubes collecteurs d'agent réfrigérant sont obturées vers l'extérieur par des pièces obturatrices d'extrémité 7. Dans l'exemple représenté, les éléments de refroidissement 2 font un angle droit avec les tubes collecteurs d'agent réfrigérant. Pour permettre une meilleure utilisation du profil de voie de chemin de fer dont on dispose pour le transport des transformateurs, il est toutefois également possible, dans le dispositif suivant l'invention, de disposer les tubes collecteurs d'agent réfrigérant obliquement et de donner aux éléments de refroidissement 2 des longueurs différentes. ta seule condition à respecter est alors de s'arrangeur pour que, sur le tube collecteur d'agent réfrigérant supérieur, la bride de raccordement constitue le point le plus élevé de 1' échangeur de chaleur et que, sur le tube collecteur d'agent réfrigérant inférieur, la bride de raccordement constitue le point le plus bas dudit échangeur. Bien entendu, diverses modifications peuvent outre apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Echangeurs de chaleur pour le post-refroidissement du liquide réfrigérant de transformateurs et bobines de choc, comportant une série d'éléments de refroidissement raccordés à des tubes collecteurs d'agent réfrigérant communs et une entrée et une sortie d'agent réfrigérant disposées sur un côtf lesdits échangeurs étant caractérisés en ce que les tubes collecteurs d'agent réfrigérant sont composés chacun d'un profilé en tale profond replié en V et d'un profilé en tole plat bombé en forme de C et en ce qu'aux extrémités supérieure et inférieure des éléments de refroidissement individuels, des ouvertures de passage d'agent réfrigérant élargies en entonnoir disposées par paire sont soudées au ras d'évidements des deux branches du profilé en t81e en forme de V sur leur caté intérieur. 2. Echangeurs de chaleur selon la revendication 1, caractérisés en ce que les profilés en talle et les éléments de refroidissement sont fabriqués en matériaux de m8me nature et de mame épaisseur. 3. Echangeurs de chaleur selon l'une quelconque des renvendications 1 et 2, caractérisés en ce que la section droite intérieure des tubes collecteurs d'agent réfrigérant a une aire multiple de celle de la section droite des éléments de refroidissement et plus grande que la section intérieure des brides de raccordement des échangeurs de chaleur. 4. Echangeurs de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisés en ce que les profilés bombés en forme de C sont disposés sur les catés- opposés aux éléments de refroidissement à la mbme hauteur que le bord correspondant dsl'ouvertures brides de raccordement.