CN110783070A - 一种变压器用层叠片式散热机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变压器用层叠片式散热机构，属于变压器散热领域，一种变压器用层叠片式散热机构，通过层叠导热管和热转移网的设置，可以改变散热鳞片之间空隙的导热介质，进而加速空隙处热量的向外散发，提高散热效果和散热效率，在这过程中，散热鳞片上的热量首先经过热转移网，热转移网内的固液导热体，可以加快其对热量的吸附和传导，即有效加快热量向层叠导热管处的转移，同时层叠导热管在受热后，使原本贴附在导热管表面的量变叠片鼓起，即导热管和量变叠片相互接触的表面均能够直接裸露，从而增大层叠导热管对外的散热面积，进而有效提高散热效率。

Description

一种变压器用层叠片式散热机构

技术领域

本发明涉及变压器散热领域，更具体地说，涉及一种变压器用层叠片式散热机构。

背景技术

变压器冷却是指通过一定的方法将运行中的变压器所产生的热量散发出去。变压器运行时，绕组和铁心中的损耗所产生的热量必须及时散逸出去，以免过热而造成绝缘损坏。对小容量变压器，外表面积与变压器容积之比相对较大，可以采用自冷方式，通过辐射和自然对流即可将热量散去。自冷方式适用于室内小型变压器，为了预防火灾，一般采用干式，不用油浸。由于变压器的损耗与其容积成比例，所以随着变压器容量的增大，其容积和损耗将以铁心尺寸三次方增加，而外表面积只依尺寸的二次方增加。

现有变压器的表面两侧通常设置有散热鳞片，通过外部的散热鳞片直接的将变压器内部产生的热量向外传导，散热鳞片可以增加与外界的接触面积从而加速散热，但是在实际使用过程中，散热鳞片上的热量散发到两个散热鳞片之间的间隙时，此时散热介质为空气，并且其四周被围住，仅仅两个鳞片之间的空隙可散发热量，导致空隙处的热量散发较慢，使得变压器表面附近的温度不能及时散出，散热效率不能完全满足变压器的散热需求。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种变压器用层叠片式散热机构，它可以通过层叠导热管和热转移网的设置，可以改变散热鳞片之间空隙的导热介质，进而加速空隙处热量的向外散发，提高散热效果和散热效率，在这过程中，散热鳞片上的热量首先经过热转移网，热转移网内的固液导热体，可以加快其对热量的吸附和传导，即有效加快热量向层叠导热管处的转移，同时层叠导热管在受热后，使原本贴附在导热管表面的量变叠片鼓起，即导热管和量变叠片相互接触的表面均能够直接裸露，从而增大层叠导热管对外的散热面积，进而有效提高散热效率。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种变压器用层叠片式散热机构，包括安装在变压器外端的多个均匀分布的散热鳞片，两个相邻的所述散热鳞片之间安装有夹层换热机构，所述夹层换热机构包括底板和层叠导热管，所述底板和层叠导热管固定连接，所述底板与变压器外壁相接触，所述层叠导热管左右两外端固定连接有多个导热丝，所述散热鳞片外端套设有热转移网，所述热转移网靠近变压器的端部与底板连接，所述导热丝远离层叠导热管的一端与热转移网固定连接，可以通过层叠导热管和热转移网的设置，可以改变散热鳞片之间空隙的导热介质，进而加速空隙处热量的向外散发，提高散热效果和散热效率，在这过程中，散热鳞片上的热量首先经过热转移网，热转移网内的固液导热体，可以加快其对热量的吸附和传导，即有效加快热量向层叠导热管处的转移，同时层叠导热管在受热后，使原本贴附在导热管表面的量变叠片鼓起，即导热管和量变叠片相互接触的表面均能够直接裸露，从而增大层叠导热管对外的散热面积，进而有效提高散热效率。

进一步的，所述层叠导热管包括中空结构的导热管，所述导热管内部填充有固态导热体，所述固态导热体可以为砂子和导热金属颗粒中的一种或两种，通过固态导热体作为导热散热介质，相较于原本散热鳞片之间的空气，可以有效加速空隙处热量的散发，提高散热效率。

进一步的，所述导热管远离变压器的端部连接有量变叠片，所述导热管位于量变叠片内侧的部分嵌设有半通透层，随着变压器使用时间的延长，散热鳞片处的温度升高，此时导热管内空气受热，分子间作用力增大，使得分子运动加快，进而使得空气穿过半通透层进入量变叠片内，使得原本贴附在导热管表面的量变叠片鼓起，使得导热管和量变叠片相互接触的表面均能够直接裸露，从而增大层叠导热管对外的散热面积，进而有效提高散热效率。

进一步的，所述量变叠片由弹性导热材质制成，便于聚集在量变叠片内热空气中的热量向外散发，所述半通透层为透气性薄膜制成，便于受热的空气能够穿过半通透层使得量变叠片膨胀，进而增大散热面积。

进一步的，所述量变叠片呈片状叠在导热管表面，且多个量变叠片相互不接触，量变叠片具有弹性同时具有导热性，在变压器不使用时，其贴附在表面，可以便于运输，有效避免在运输时将量变叠片误碰炸裂的情况，同时使用时，又能发生位置和体积的变化，便于加速散热。

进一步的，所述热转移网包括节点网和多个热中转节点球，多个所述热中转节点球分别连接在节点网上的多个节点处，通过节点网和热中转节点球可以加速热量从散热鳞片表面向外的散热，进而加速热量的转移，提高散热效果。

进一步的，所述热中转节点球为中空结构，所述热中转节点球内部填充有固液导热体，且固液导热体在热中转节点球内的填充度为85-90%，填充度过高，受热后，液体气化存在体积上的膨胀，导致热中转节点球易被涨破，填充度过低，导致热中转节点球内多为空气，空气导热较慢，导致散热速度慢。

进一步的，所述固液导热体为导热油和砂子的混合体，导热油和砂子的吸热和散热速度均快于水，进而可以有效加速散热鳞片热量散发，从而提高散热效率，且导热油的液面位于砂子上表面，导热油可以填充砂子间的空隙，使得砂子空隙之间不存在或者进存在很少的空气，使得热量在热中转节点球内的传导介质为导热油和砂子，从而进一步提高散热和吸热的效果，提高散热效率。

进一步的，所述热中转节点球的表面作切面处理，所述切面与散热鳞片表面相贴附，相较于球面，切面可以有效增大热中转节点球与散热鳞片的接触面积，进而加快内部固液导热体的吸热速度，即加快热量转移速度，从而加快散热速度。

进一步的，所述导热丝、节点网、热中转节点球均由导热材质制成，便于热量的传导，相较于直接在空气中传导，可以加速热量的转移速度。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案通过层叠导热管和热转移网的设置，可以改变散热鳞片之间空隙的导热介质，进而加速空隙处热量的向外散发，提高散热效果和散热效率，在这过程中，散热鳞片上的热量首先经过热转移网，热转移网内的固液导热体，可以加快其对热量的吸附和传导，即有效加快热量向层叠导热管处的转移，同时层叠导热管在受热后，使原本贴附在导热管表面的量变叠片鼓起，即导热管和量变叠片相互接触的表面均能够直接裸露，从而增大层叠导热管对外的散热面积，进而有效提高散热效率。

（2）层叠导热管包括中空结构的导热管，导热管内部填充有固态导热体，固态导热体可以为砂子和导热金属颗粒中的一种或两种，通过固态导热体作为导热散热介质，相较于原本散热鳞片之间的空气，可以有效加速空隙处热量的散发，提高散热效率。

（3）导热管远离变压器的端部连接有量变叠片，导热管位于量变叠片内侧的部分嵌设有半通透层，随着变压器使用时间的延长，散热鳞片处的温度升高，此时导热管内空气受热，分子间作用力增大，使得分子运动加快，进而使得空气穿过半通透层进入量变叠片内，使得原本贴附在导热管表面的量变叠片鼓起，使得导热管和量变叠片相互接触的表面均能够直接裸露，从而增大层叠导热管对外的散热面积，进而有效提高散热效率。

（4）量变叠片由弹性导热材质制成，便于聚集在量变叠片内热空气中的热量向外散发，半通透层为透气性薄膜制成，便于受热的空气能够穿过半通透层使得量变叠片膨胀，进而增大散热面积。

（5）量变叠片呈片状叠在导热管表面，且多个量变叠片相互不接触，量变叠片具有弹性同时具有导热性，在变压器不使用时，其贴附在表面，可以便于运输，有效避免在运输时将量变叠片误碰炸裂的情况，同时使用时，又能发生位置和体积的变化，便于加速散热。

（6）热转移网包括节点网和多个热中转节点球，多个热中转节点球分别连接在节点网上的多个节点处，通过节点网和热中转节点球可以加速热量从散热鳞片表面向外的散热，进而加速热量的转移，提高散热效果。

（7）热中转节点球为中空结构，热中转节点球内部填充有固液导热体，且固液导热体在热中转节点球内的填充度为85-90%，填充度过高，受热后，液体气化存在体积上的膨胀，导致热中转节点球易被涨破，填充度过低，导致热中转节点球内多为空气，空气导热较慢，导致散热速度慢。

（8）固液导热体为导热油和砂子的混合体，导热油和砂子的吸热和散热速度均快于水，进而可以有效加速散热鳞片热量散发，从而提高散热效率，且导热油的液面位于砂子上表面，导热油可以填充砂子间的空隙，使得砂子空隙之间不存在或者进存在很少的空气，使得热量在热中转节点球内的传导介质为导热油和砂子，从而进一步提高散热和吸热的效果，提高散热效率。

（9）热中转节点球的表面作切面处理，切面与散热鳞片表面相贴附，相较于球面，切面可以有效增大热中转节点球与散热鳞片的接触面积，进而加快内部固液导热体的吸热速度，即加快热量转移速度，从而加快散热速度。

（10）导热丝、节点网、热中转节点球均由导热材质制成，便于热量的传导，相较于直接在空气中传导，可以加速热量的转移速度。

附图说明

图1为本发明安装在变压器上正面的结构示意图；

图2为本发明安装在变压器上顶视时的结构示意图；

图3为本发明的正面的结构示意图；

图4为本发明的层叠导热管部分的结构示意图；

图5为本发明的层叠导热管受热膨胀后部分的结构示意图；

图6为本发明的层叠导热管立体的结构示意图；

图7为本发明的热转移网的结构示意图；

图8为本发明的热中转节点球的结构示意图。

图中标号说明：

1层叠导热管、11导热管、12量变叠片、2热转移网、21节点网、22热中转节点球、3导热丝、4底板、5半通透层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-3，一种变压器用层叠片式散热机构，包括安装在变压器外端的多个均匀分布的散热鳞片，两个相邻的散热鳞片之间安装有夹层换热机构，夹层换热机构包括底板4和层叠导热管1，底板4和层叠导热管1固定连接，底板4与变压器外壁相接触，层叠导热管1左右两外端固定连接有多个导热丝3，散热鳞片外端套设有热转移网2，热转移网2靠近变压器的端部与底板4连接，导热丝3远离层叠导热管1的一端与热转移网2固定连接。

请参阅图4，层叠导热管1包括中空结构的导热管11，导热管11内部填充有固态导热体，固态导热体可以为砂子和导热金属颗粒中的一种或两种，通过固态导热体作为导热散热介质，相较于原本散热鳞片之间的空气，可以有效加速空隙处热量的散发，提高散热效率，导热管11远离变压器的端部连接有量变叠片12，导热管11位于量变叠片12内侧的部分嵌设有半通透层5，请参阅图5随着变压器使用时间的延长，散热鳞片处的温度升高，此时导热管11内空气受热，分子间作用力增大，使得分子运动加快，进而使得空气穿过半通透层5进入量变叠片12内，使得原本贴附在导热管11表面的量变叠片12鼓起，使得导热管11和量变叠片12相互接触的表面均能够直接裸露，从而增大层叠导热管1对外的散热面积，进而有效提高散热效率。

请参阅图6，量变叠片12由弹性导热材质制成，便于聚集在量变叠片12内热空气中的热量向外散发，半通透层5为透气性薄膜制成，便于受热的空气能够穿过半通透层5使得量变叠片12膨胀，进而增大散热面积，量变叠片12呈片状叠在导热管11表面，且多个量变叠片12相互不接触，量变叠片12具有弹性同时具有导热性，在变压器不使用时，其贴附在表面，可以便于运输，有效避免在运输时将量变叠片12误碰炸裂的情况，同时使用时，又能发生位置和体积的变化，便于加速散热。

请参阅图7，热转移网2包括节点网21和多个热中转节点球22，多个热中转节点球22分别连接在节点网21上的多个节点处，通过节点网21和热中转节点球22可以加速热量从散热鳞片表面向外的散热，进而加速热量的转移，提高散热效果，导热丝3、节点网21、热中转节点球22均由导热材质制成，便于热量的传导，相较于直接在空气中传导，可以加速热量的转移速度。

请参阅图8，热中转节点球22为中空结构，热中转节点球22内部填充有固液导热体，且固液导热体在热中转节点球22内的填充度为85-90%，填充度过高，受热后，液体气化存在体积上的膨胀，导致热中转节点球22易被涨破，填充度过低，导致热中转节点球22内多为空气，空气导热较慢，导致散热速度慢，热中转节点球22的表面作切面处理，切面与散热鳞片表面相贴附，相较于球面，切面可以有效增大热中转节点球22与散热鳞片的接触面积，进而加快内部固液导热体的吸热速度，即加快热量转移速度，从而加快散热速度。

固液导热体为导热油和砂子的混合体，导热油和砂子的吸热和散热速度均快于水，进而可以有效加速散热鳞片热量散发，从而提高散热效率，且导热油的液面位于砂子上表面，导热油可以填充砂子间的空隙，使得砂子空隙之间不存在或者进存在很少的空气，使得热量在热中转节点球22内的传导介质为导热油和砂子，从而进一步提高散热和吸热的效果，提高散热效率。

可以通过层叠导热管1和热转移网2的设置，可以改变散热鳞片之间空隙的导热介质，进而加速空隙处热量的向外散发，提高散热效果和散热效率，在这过程中，散热鳞片上的热量首先经过热转移网2，热转移网2内的固液导热体，可以加快其对热量的吸附和传导，即有效加快热量向层叠导热管1处的转移，同时层叠导热管1在受热后，使原本贴附在导热管11表面的量变叠片12鼓起，即导热管11和量变叠片12相互接触的表面均能够直接裸露，从而增大层叠导热管1对外的散热面积，进而有效提高散热效率，

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种变压器用层叠片式散热机构，包括安装在变压器外端的多个均匀分布的散热鳞片，其特征在于：两个相邻的所述散热鳞片之间安装有夹层换热机构，所述夹层换热机构包括底板（4）和层叠导热管（1），所述底板（4）和层叠导热管（1）固定连接，所述底板（4）与变压器外壁相接触，所述层叠导热管（1）左右两外端固定连接有多个导热丝（3），所述散热鳞片外端套设有热转移网（2），所述热转移网（2）靠近变压器的端部与底板（4）连接，所述导热丝（3）远离层叠导热管（1）的一端与热转移网（2）固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种变压器用层叠片式散热机构，其特征在于：所述层叠导热管（1）包括中空结构的导热管（11），所述导热管（11）内部填充有固态导热体，所述固态导热体可以为砂子和导热金属颗粒中的一种或两种。

3.根据权利要求2所述的一种变压器用层叠片式散热机构，其特征在于：所述导热管（11）远离变压器的端部连接有量变叠片（12），所述导热管（11）位于量变叠片（12）内侧的部分嵌设有半通透层（5）。

4.根据权利要求3所述的一种变压器用层叠片式散热机构，其特征在于：所述量变叠片（12）由弹性导热材质制成，所述半通透层（5）为透气性薄膜制成。

5.根据权利要求4所述的一种变压器用层叠片式散热机构，其特征在于：所述量变叠片（12）呈片状叠在导热管（11）表面，且多个量变叠片（12）相互不接触。

6.根据权利要求1所述的一种变压器用层叠片式散热机构，其特征在于：所述热转移网（2）包括节点网（21）和多个热中转节点球（22），多个所述热中转节点球（22）分别连接在节点网（21）上的多个节点处。

7.根据权利要求6所述的一种变压器用层叠片式散热机构，其特征在于：所述热中转节点球（22）为中空结构，所述热中转节点球（22）内部填充有固液导热体，且固液导热体在热中转节点球（22）内的填充度为85-90%。

8.根据权利要求7所述的一种变压器用层叠片式散热机构，其特征在于：所述固液导热体为导热油和砂子的混合体，且导热油的液面位于砂子上表面。

9.根据权利要求6所述的一种变压器用层叠片式散热机构，其特征在于：所述热中转节点球（22）的表面作切面处理，所述切面与散热鳞片表面相贴附。

10.根据权利要求6所述的一种变压器用层叠片式散热机构，其特征在于：所述导热丝（3）、节点网（21）、热中转节点球（22）均由导热材质制成。

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