Brevet FR2776822A1 — publié le 19991001

! Ceinture ondée intégrale pour cuve de transformateur électrique immergé. La présente invention a trait aux cuves pour transformateurs électriques immergés ceintes de panneaux ondés sur l'intégralité de leur pourtour. Plus précisément, l'invention concerne la réalisation de tels panneaux et leur assemblage pour former une ceinture ondée de cuve. On rappelle qu'un transformateur électrique immergé est un transformateur dont la partie électrique (essentiellement les enroulements primaires et secondaires et leur circuit magnétique associé) est refroidie par immersion dans un liquide diélectrique, une huile minérale en général, contenu dans une cuve métallique étanche dont les parois latérales, pourvues d'ailettes creuses appelées "ondes", servent d'échangeur de chaleur avec le milieu extérieur pour assurer le maintien à une température nominale du transformateur en fonctionnement. On sait que classiquement une telle cuve est obtenue par assemblage étanche soudé de quatre panneaux ondés mis bout à bout et formant chacun un côté de la cuve. On rappelle qu'un panneau ondé du type considéré est généralement réalisé d'une seule pièce et selon une séquence d'opérations unique, à partir d'une bande de métal (habituellement en acier) que l'on déforme à intervalles réguliers pour y former des plis parallèles et profonds. Les deux faces de chaque pli sont pincées sur leurs bords, que l'on ferme par soudage étanche pour former une onde. Un panneau ondé est ainsi un composant essentiel de cuve de transformateur immergé constitué par une succession d'ondes parallèles qui, une fois montées sur la cuve, deviennent des ailettes creuses de refroidissement s'ouvrant sur le volume intérieur de la cuve contenant le liquide diélectrique. On connaît, par exemple du document FR-A-2697667, des cuves à ceinture d'ondes intégrale. Les ceintures ondées intégrales de ces cuves sont habituellement réalisées par assemblage soudé étanche de quatre panneaux montés à angle droit les uns à la suite des autres, mais avec recouvrement en bout, un peu à la manière des pièces d'un jeu de "donminos". La méthode de montage consiste schématiquement à garnir d'abord deux cotés opposés de la cuve avec un panneau ondé débordant de part et d'autre des limites latérales de cuve d'une distance correspondant à la hauteur des ondes des panneaux ondés devant équiper les autres cotés de la cuve. On dispose alors ces seconds panneaux ondés dans l'espace défini entre les parties terminales débordantes des panneaux ondés déjà installés. On joint de façon étanche les quatre panneaux ainsi aboutés par soudure continue de leurs extrémités en regard. Des précautions particulières sont prises au niveau des jonctions afin que les ondes présentes sur les parties terminales débordantes puissent être alimentées en liquide diélectrique par mise en communication de leur volume intérieur avec la dernière onde du panneau adjacent monté en regard à angle droit. On qualifie cette dernière onde de "onde mère", et les ondes de la partie terminale débordante du panneau adjacent sont appelées "ondes filles". La figure 1, présentée sur les planches de dessins jointes au présent mémoire, montre schématiquement vu du dessus un tel assemblage de deux paires de panneaux ondés (3a, 3b), et (4a, 4b) montés bout à bout à angle droit et sur lequel les ondes mères 9 apparaissent bien visibles en traits volontairement dédoublés. Sur cette figure, la cuve I abrite un transformateur 2 immergé dans un diélectrique liquide 5. Les ondes 9 à l'extrémité des "seconds" panneaux 4a et 4b constituent les ondes mère communicant avec les ondes-filles 8 formant les parties terminales débordantes 6 des "premiers" panneaux 3a et 3b. Les autres ondes 7 desdits panneaux sont, elles, en communication directe avec le volume intérieur de la cuve, à l'instar des ondes des panneaux 4a et 4b. On aura certainement compris que les fabrications de telles ceintures ondées intégrales sont par nature des travaux ordinaires de chaudronnerie, mais devant être exécutés avec des impératifs qui ressortent plutôt de la mécanique de précision. Ce paradoxe conduit à devoir confier aux opérations de soudage étanche des panneaux entre- eux les nécessaires rattrapages des écarts de cotes qui apparaissent inévitablement au montage, souvent d'ailleurs aléatoires et variables d'une cuve à l'autre. Les répercussions sur les temps de réalisation et sur les surconsommations de matière de soudure grèvent les coûts de fabrication de ces cuves. Le but de la présente invention est de résoudre ces inconvénients. A cet effet, l'invention a pour objet une ceinture d'ondes intégrale pour cuves de transformateurs électriques immergés formée par assemblage soudé étanche de panneaux ondés montés les uns à la suite des autres à angle droit, caractérisée en ce que chaque panneau déborde d'un côté uniquement des limites de cuve de manière que la partie terminale débordante de l'un soit placée en regard de la face extérieure de la dernière onde en limite de cuve du panneau ondé adjacent, selon un assemblage rappelant celui des pièces d'un jeu de dominos, et en ce que des moyens sont prévus sur ladite dernière onde pour la mettre en communication avec les ondes de ladite partie terminale débordante. Conformément à une réalisation, ces moyens de communication sont constitués par une ouverture transversale ménagée sur la face extérieure de ladite dernière onde, selon la hauteur de celle-ci. Selon une réalisation préférée, de telles ouvertures transversales sont réalisées au voisinage de chaque extrémité haute et basse de l'onde. L'invention a également pour objet un panneau ondé constitutif d'une telle ceinture intégrale caractérisé en ce qu'il présente à l'une de ses extrémités une dernière onde dont la face extérieure comporte au moins une ouverture transversale, de préférence deux, étagées sur la longueur de l'onde, et ménagées au voisinage des extrémités de l'onde. L'invention sera bien comprise et d'autres aspects et avantages apparaîtront plus clairement au vu de la description qui suit donnée à titre d'exemple de réalisation en référence aux planches de dessins annexées sur lesquelles; - la figure 1 est le schéma, déjà commenté, d'une ceinture d'ondes intégrale pour cuves de transformateurs réalisée selon la technique connue; - la figure 2 est un schéma analogue de celui de la figure 1 mais illustrant une ceinture d'ondes intégrale conforme à l'invention; - la figure 3 est une vue en perspective d'un angle de cuve construite à partir d'une ceinture ondée intégrale selon l'invention; - la figure 4 est un schéma montrant la face extérieure de la dernière onde d'un panneau ondé conforme à l'invention. Sur chaque figure représentant l'invention, les mêmes éléments sont désignés par o10 des références identiques. En se portant d'abord sur le schéma de la figure 2, que l'on aura avantage à considérer en le comparant à celui connu de la figure 1, on voit que l'enceinte intérieure 20 de cuve abrite un transformateur électrique 2 immergé dans un liquide diélectrique 5. La cuve est de forme générale rectangulaire et son pourtour est constitué par une ceinture ondée intégrale 14 conforme à l'invention, formée par assemblage étanche soudé de quatre panneaux ondés montés à angle droit les uns à la suite des autres, selon une architecture d'ensemble rappelant celle d'un assemblage de pièces du jeu de dominos. Chaque panneau ondé 10, 11, 12, 13, dont l'assemblage forme cette ceinture ondée intégrale 14, est constitué d'une bande d'acier 21 pliée à intervalles réguliers pour former une succession d'ondes 15 réparties sur la longueur du coté de la cuve sur lequel il est monté. Chaque panneau ondé est monté de manière à présenter une et une seule partie terminale 16 débordante des limites de l'enceinte 20 de cuve, l'autre extrémité 17 venant se placer dans le prolongement de cette enceinte. Si l'on considère par exemple le panneau 11, cette onde d'extrémité 17 constitue une onde-mère à l'égard des ondes 18, nommées "ondes filles", formant la partie terminale débordante 16 du panneau adjacent 10. L'assemblage étanche entre deux panneaux adjacents, tels 10 et 11, est assuré par un cordon de soudure 19 reliant par leur bord l'onde mère 17 du panneau 11 et la bande d'acier 21 de la partie terminale débordante 16 du panneau 10. Un pli 22 de hauteur réduite peut être avantageusement prévu lors du façonnage de la bande métallique 21 à l'extrémité de la partie débordante 16 des panneaux ondés, c'est-à-dire sur l'extrémité du panneau opposée à celle recevant l'onde mère 17. Le but de cette disposition est avant tout de constituer un écran anti- radiation de protection de l'onde fille 18 la plus externe, donc la plus exposée, des panneaux ondés à l'égard du rayonnement thermique produit par l'opération de soudage des panneaux entre eux lors de l'assemblage de la ceinture ondée 14. Comme on le voit clairement sur la figure 3, cette opération d'assemblage consiste dans un premier temps, comme cela se pratique déjà habituellement, à disposer le premier panneau 10 sur un coté de la cuve 1 et à le fixer aux cadres supérieur 29 et inférieur (non visible) de la cuve par soudure étanche 25 de ses bords supérieur et inférieur. Puis, on met en place sur le coté adjacent de la cuve le second panneau ondé 11 en appliquant à plat son onde d'extrémité 17 (onde-mère) contre la surface intérieure nue de la partie terminale débordante 16 du panneau 10 afin de la recouvrir. On assemble alors les deux panneaux 10 et 11 par soudage étanche 19 des bords latéraux et longitudinal de la partie débordante 16, puis on soude le bord supérieur sur le châssis 29 par un cordon étanche 26, et on fait de même pour le bord inférieur. On aura noté que la longueur de la partie terminale débordante 16 sera de préférence choisie en fonction de la hauteur des ondes 15 du panneau adjacent 11 de manière que le bord libre 23 du panneau 10 soit en retrait sur la face externe 24 de l'onde mère 17 pour faciliter la formation du cordon de soudure étanche 19 de liaison des panneaux 10 et 11 entre eux. On observera également la présence du pli 22 à l'extrémité de la partie débordante 16, et qui est destiné à former un écran thermique protégeant l'onde fille la plus proche 18 du rayonnement de l'arc lors de la réalisation de la partie longitudinale (la plus longue en fait) du cordon de soudure 19. Ensuite, le panneau ondé 12 (fig.2) vient s'abouter à angle droit contre l'extrémité débordante du panneau 11 (non visible sur la fig.3) de la même façon que ce qui vient d'être décrit pour la jonction des panneaux 10 et 11. On fait alors de même pour ce qui concerne les panneaux 12 et 13. Puis, on termine l'assemblage de la ceinture ondée 14 en réunissant l'onde mère 17 de l'extrémité libre du panneau 10 à la partie terminale débordante du panneau 13. On aura certainement compris que, grâce à cette méthode de montage, qui rappelle dans son principe celle d'un jeu de dominos, les contraintes de précision des ajustages sont considérablement assouplies, notamment en raison de la marge offerte sur la position du bord libre longitudinal 23 du panneau monté en dernier contre l'onde mère 17 à l'extrémité libre du panneau placé en premier sur la cuve. La mise en communication du liquide diélectrique 5 à l'intérieur de la cuve 1 avec le volume intérieur des ondes-filles 18 se fait, conformément à l'invention, par l'intermédiaire de leur onde mère 17 pourvue à cet effet de moyens appropriés. Dans la forme de réalisation de ces moyens illustrée sur les figures, cette mise en communication est simplement obtenue à l'aide d'une ouverture 27 découpée dans la tôle 21 de la face externe 24 de l'onde mère 17 contre laquelle est appliquée la partie terminale 16. Comme on le voit mieux sur la figure 4, cette ouverture 27 est réalisée transversalement selon la hauteur de l'onde 17 de manière à intercepter toute les ondes filles 18 et constituer ainsi un passage entre l'intérieur de chacune d'elles et le volume intérieur de l'onde mère 17, lequel est par construction naturellement mis en communication avec le volume intérieur de la cuve recevant le transformateur immergé 2. De préférence, on ménagera deux ouvertures 27 et 27', étagées selon la longueur de l'onde mère 17, l'une au voisinage de son bord haut, l'autre au voisinage du bord bas. Cette disposition permettra une meilleure circulation du liquide diélectrique par thermosiphon. On notera la présence de poinçons 28 en pleine face sur l'onde mère 17, comme sur toutes les autres ondes d'ailleurs. Ces poinçons ont une double fonction: de raidisseurs d'abord pour contribuer à une bonne tenue mécanique de la ceinture ondée dans son ensemble, et d'entretoise également afin d'imposer un écartement désiré entre les deux faces d'une même onde pour ménager le volume intérieur destiné à être occupé par du liquide diélectrique. On les imprime à la bande métallique constitutive d'un panneau ondé après pliage de celle-ci et avant soudage des bords. Il va de soi que l'invention ne se limite pas à l'exemple décrit, mais présente de nombreuses variantes ou équivalents de réalisation dans la mesure o sa définition donnée par les Revendications jointes est respectée. REVENDICATIONS 1) Ceinture ondé intégrale pour cuve de transformateur électrique immergé formée par assemblage soudé étanche de panneaux ondés montés les uns à la suite des autres à angle droit, caractérisée en ce que chaque panneau ondé (10,11,12,13) déborde d'un côté uniquement des limites de cuve (1) de manière que la partie terminale débordante (16) de l'un (10) soit placée en regard de la face extérieure (24) de la dernière onde (17) en limite de cuve du panneau ondé adjacent (11), et en ce que des moyens (27) sont prévus sur ladite dernière onde (17) pour mettre son volume intérieur en communication avec celui des ondes (18) de ladite partie terminale débordante (16). 2) Ceinture ondé intégrale selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits i5 moyens de communications sont constitués par au moins une ouverture transversale (27) ménagée sur la face extérieure (24) de ladite dernière onde (17) selon la hauteur de celle-ci. 3) Ceinture ondé intégrale selon la revendication 2, caractérisée en ce que des ouvertures transversales (27, 27') sont réalisées au voisinage de chaque extrémité haute et basse de ladite dernière onde. 4) Panneau ondé constitutif d'une ceinture ondée intégrale conforme à la revendication 2, caractérisé en ce qu'il présente à l'une de ses extrémités une dernière onde (17) dont la face extérieure (24) comporte au moins une ouverture transversale (27) ) Panneau ondé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il présente deux ouvertures transversales (27, 27'), étagées sur la longueur de ladite onde (17), et ménagées au voisinage des extrémités de l'onde. 6) Panneau ondé selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il présente à son autre extrémité un écran thermique (22).