CN112397284A - 一种便于快速降温的干式变压器及散热方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及变压器领域，特别是指一种便于快速降温的干式变压器及散热方法，该干式变压器包括气囊和热交换器，所述气囊的内部设有散热腔，散热腔内填充有冷却液。所述热交换器包括空心玻璃管，所述中空玻璃管的空心部分被渗透膜板分割成吸热腔和冷却腔两个腔体，所述中空玻璃管上设有毛细管，且吸热腔和冷却腔的内壁上分别设有与毛细管相连通的连接孔和冷凝孔。所述热交换器设于气囊两侧。采用上述散热腔内设有冷却液的结构可使冷却液对热空气进行吸热以降低铁芯和线圈温度，避免铁芯和线圈高温损坏。进一步的，热交换器内的吸热腔内设有酒精液，利用酒精液与酒精蒸汽转化之间产生的热传递，可对冷却液快速降温，保证冷却液的吸热效果。

Description

一种便于快速降温的干式变压器及散热方法
技术领域
本发明涉及变压器领域，特别是指一种便于快速降温的干式变压器及散热方法。
背景技术
变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯，按冷却方式分，可分为干式变压器和油浸式变压器，其中干式变压器主要是依靠空气对流进行自然冷却或增加风机冷却，多用于高层建筑、高速收费站点用电及局部照明、电子线路等小容量变压器，但传统的干式变压器的冷却降温效果不够显著和快速，使得干式变压器易高温损坏。
发明内容
本发明提供一种便于快速降温的干式变压器及散热方法，以克服现有技术传统的干式变压器的冷却降温效果不够显著和快速，使得干式变压器易高温损坏的问题。
本发明采用如下技术方案：一种便于快速降温的干式变压器，包括气囊和热交换器，
所述气囊的内部设有散热腔，且散热腔内分布有若干囊泡，囊泡可自由移动的位于散热腔中；
所述热交换器包括空心玻璃管，所述中空玻璃管的空心部分被渗透膜板分割成吸热腔和冷却腔两个腔体，所述中空玻璃管上设有毛细管，且所述吸热腔的上内壁设有若干个与毛细管相连通的连接孔，所述冷却腔的上内壁设有若干个与毛细管相连通的冷凝孔；
所述气囊的两侧均设有若干所述热交换器，且所述热交换器上的吸热腔端贯穿安装环后进入气囊内，热交换器上的冷却腔端位于气囊外，所述安装环均固定于气囊侧面；
所述气囊设于底座上，铁芯外缠绕的线圈设置于底座上，且所述铁芯和线圈均位于气囊上方。
作为进一步的改进，所述底座侧面上设有若干让位孔，若干热交换器上的冷却腔端分别贯穿让位孔靠近散热风机的出风口，且散热风机安装于底座上。
作为进一步的改进，所述气囊的底面固定有底板，所述底板与底座之间设有若干弹簧。
作为进一步的改进，所述囊泡的直径大于空心玻璃管的直径。
一种便于快速降温的干式变压器的散热方法，其特征在于按以下步骤进行：第一步，变压器的铁芯和线圈在工作中产生的热空气向下传递到气囊的散热腔的冷却液中；第二步，冷却液与热空气发生热传递现象；第三步，冷却液吸热升温后会由高温部位向四周进行扩散，同时囊泡在其推动力作用下会四处飘动；第四步，冷却液的热量传递到空心玻璃管，空心玻璃管的吸热腔内的酒精液与冷却液进热传递，使得酒精液蒸发成酒精蒸汽；第五步，酒精蒸汽通过连接孔进入毛细管内流到中空玻璃管的冷却腔一端上；第六步，利用散热风机对热交换器上的冷却腔一端内的酒精蒸汽进行快速降温，使酒精蒸汽释放热量重新凝结成酒精液，同时散热风机也可对铁芯和线圈进行散热；第七步，重新凝结而成的酒精液通过冷凝孔滴落到冷却腔内；第八步，冷却腔内冷凝后的酒精液再通过渗透膜板渗透到吸热腔内，形成一个循环。
由上述对本发明结构的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：采用上述散热腔内设有冷却液的结构可使冷却液对热空气进行吸热以降低铁芯和线圈温度，避免铁芯和线圈高温损坏。进一步的，热交换器内的吸热腔内设有酒精液，利用酒精液与酒精蒸汽转化之间产生的热传递，可对冷却液快速降温，保证冷却液的吸热效果。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图。
图2为本发明的侧视结构示意图。
图3为气囊、囊泡、底板和弹簧的连接结构示意图。
图4为热交换器的结构示意图。
图5为热交换器和气囊的剖面连接结构示意图。
图6为热交换器和气囊的立体连接结构示意图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的具体实施方式。
如附图2所示，一种便于快速降温的干式变压器，包括气囊51和热交换器56。
如附图2至3所示，所述气囊51的内部设有散热腔52，散热腔52内填充有冷却液，且散热腔52内分布有若干囊泡53，囊泡53可自由移动的位于散热腔52的冷却液中，当冷却液吸热升温后会由高温部位向四周进行扩散，囊泡53在其推动力作用下会四处飘动，而囊泡53的飘动会促进散热腔52内冷却液的流动，使冷却液受热更均匀，从而提高冷却液的吸热降温效果，进一步的，所述囊泡53的直径大于空心玻璃管561的直径，当气囊51受到过度挤压后，利用囊泡53的支撑作用能够避免气囊51把空心玻璃管561压爆掉。
如附图2和附图4所示，所述热交换器56包括空心玻璃管561，所述中空玻璃管561的空心部分被渗透膜板562分割成吸热腔563和冷却腔564两个腔体，且吸热腔563内填充有部分酒精液，所述中空玻璃管561上设有毛细管566，且所述吸热腔563的上内壁设有若干个与毛细管566相连通的连接孔565，所述冷却腔564的上内壁设有若干个与毛细管566相连通的冷凝孔567，当吸热腔563内的酒精液吸收散热腔52内冷却液的热量蒸发成酒精蒸汽后，酒精蒸汽通过连接孔565进入毛细管566内流到中空玻璃管561的冷却腔564一端上，而后酒精蒸汽接触大气进行热传递，释放热量重新凝结成酒精液通过冷凝孔567滴落到冷却腔564内，再通过渗透膜板562渗透到吸热腔563内，利用酒精液与酒精蒸汽转化之间产生的热传递效果，可对散热腔52内的冷却液实现快速降温的目的。进一步的，所述底座3侧面上设有若干让位孔6，若干热交换器56上的冷却腔564端分别贯穿让位孔6靠近散热风机4的出风口，且散热风机4安装于底座3上，利用散热风机4可对热交换器56上的冷却腔564端进行快速降温，加快酒精液与酒精蒸汽之间的转化速率，从而提高对散热腔52内的冷却液降温的效率。
如附图5至6所示，所述气囊51的两侧均设有若干所述热交换器56，且所述热交换器56上的吸热腔563端贯穿安装环57后进入气囊51内，热交换器56上的冷却腔564端位于气囊51外，所述安装环57均固定于气囊51侧面。所述气囊51设于底座3上，铁芯2外缠绕的线圈1设置于底座3上，且所述铁芯2和线圈1均位于气囊51上方，气囊51的设置可对铁芯2和线圈1起到一定的缓冲作用，降低铁芯2和线圈1在使用过程中受到冲击损坏的风险。
如附图3所示，所述气囊51的底面固定有底板54，所述底板54与底座3之间设有若干弹簧55，弹簧55的设置可对气囊51起到一定的缓冲作用，降低气囊51在使用过程中由于受到过大的冲击力而破裂的风险，而底板54的设置可使气囊51受到的冲击力更加均匀，防止气囊51局部受力过大导致破裂。
当变压器的铁芯2和线圈1工作发热后，热空气向下传递到气囊51的散热腔52的冷却液中，冷却液与热空气相互热传递进行降温，当冷却液吸热升温后会由高温部位向四周进行扩散，囊泡53在其推动力作用下会四处飘动，而囊泡53的飘动会促进散热腔52内冷却液的流动，使冷却液受热更均匀，从而提高冷却液吸热降温的效果，当冷却液的热量传递到空心玻璃管561后，空心玻璃管561的吸热腔563内的酒精液与冷却液进热传递，使得酒精液蒸发成酒精蒸汽，该酒精蒸汽通过连接孔565进入毛细管566内流到中空玻璃管561的冷却腔564一端上，而后利用散热风机4对热交换器56上的冷却腔564一端内的酒精蒸汽进行快速降温，加快酒精液与酒精蒸汽之间的转化速率，等酒精蒸汽释放热量重新凝结成酒精液通过冷凝孔567滴落到冷却腔564内，同时散热风机4也可对铁芯2和线圈1进行散热，加快铁芯2和线圈1的降温，而冷凝后的酒精液再通过渗透膜板562渗透到吸热腔563内，利用酒精液与酒精蒸汽转化之间产生的热传递效果，可对散热腔52内的冷却液实现快速降温的目的，通过多重结构加快冷却液的降温，提高冷却液与铁芯2和线圈1周围的热空气的热传递作用，可达到快速降低铁芯2和线圈1温度的目的，避免铁芯2和线圈1高温损坏。
一种便于快速降温的干式变压器的散热方法，其特征在于按以下步骤进行：
第一步，变压器的铁芯2和线圈1在工作中产生的热空气向下传递到气囊51的散热腔52的冷却液中；
第二步，冷却液与热空气发生热传递现象，对热空气进行降温；
第三步，冷却液吸热升温后会由高温部位向四周进行扩散，使冷却液受热均匀，同时囊泡53在其推动力作用下会四处飘动，而囊泡53的飘动会促进散热腔52内冷却液的流动，使冷却液受热更均匀，从而提高冷却液吸热降温的效果；
第四步，冷却液的热量传递到空心玻璃管561，空心玻璃管561的吸热腔563内的酒精液与冷却液进热传递，使得酒精液蒸发成酒精蒸汽；
第五步，酒精蒸汽通过连接孔565进入毛细管566内流到中空玻璃管561的冷却腔564一端上；
第六步，利用散热风机4对热交换器56上的冷却腔564一端内的酒精蒸汽进行快速降温，使得酒精蒸汽释放热量重新凝结成酒精液，加快了酒精液与酒精蒸汽之间的转化速率，同时散热风机4也可对铁芯2和线圈1进行散热，加快铁芯2和线圈1的降温；
第七步，重新凝结而成的酒精液通过冷凝孔567滴落到冷却腔564内；
第八步，冷却腔564内冷凝后的酒精液再通过渗透膜板562渗透到吸热腔563内，形成一个循环，利用酒精液与酒精蒸汽转化之间产生的热传递效果，可对散热腔52内的冷却液实现快速降温的目的，通过多重结构加快冷却液的降温，提高冷却液与铁芯2和线圈1周围的热空气的热传递作用，可达到快速降低铁芯2和线圈1温度的目的，避免铁芯2和线圈1高温损坏。
本专利所说的线圈1和散热风机4控制方式是通过控制器来自动控制，控制器的控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，属于本领域的公知常识，并且本发明主要用来保护机械装置，所以本发明不再详细解释控制方式和电路连接。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (5)

1.一种便于快速降温的干式变压器，其特征在于：包括气囊和热交换器，
所述气囊的内部设有散热腔，且散热腔内分布有若干囊泡，囊泡可自由移动的位于散热腔中；
所述热交换器包括空心玻璃管，所述中空玻璃管的空心部分被渗透膜板分割成吸热腔和冷却腔两个腔体，所述中空玻璃管上设有毛细管，且所述吸热腔的上内壁设有若干个与毛细管相连通的连接孔，所述冷却腔的上内壁设有若干个与毛细管相连通的冷凝孔；
所述气囊的两侧均设有若干所述热交换器，且所述热交换器上的吸热腔端贯穿安装环后进入气囊内，热交换器上的冷却腔端位于气囊外，所述安装环均固定于气囊侧面；
所述气囊设于底座上，铁芯外缠绕的线圈设置于底座上，且所述铁芯和线圈均位于气囊上方。
2.根据权利要求1所述的一种便于快速降温的干式变压器，其特征在于：所述底座侧面上设有若干让位孔，若干热交换器上的冷却腔端分别贯穿让位孔靠近散热风机的出风口，且散热风机安装于底座上。
3.根据权利要求1所述的一种便于快速降温的干式变压器，其特征在于：所述气囊的底面固定有底板，所述底板与底座之间设有若干弹簧。
4.根据权利要求1所述的一种便于快速降温的干式变压器，其特征在于：所述囊泡的直径大于空心玻璃管的直径。
5.一种如权利要求1至4中任一项所述便于快速降温的干式变压器的散热方法，其特征在于按以下步骤进行：
第一步，变压器的铁芯和线圈在工作中产生的热空气向下传递到气囊的散热腔的冷却液中；
第二步，冷却液与热空气发生热传递现象；
第三步，冷却液吸热升温后会由高温部位向四周进行扩散，同时囊泡在其推动力作用下会四处飘动；
第四步，冷却液的热量传递到空心玻璃管，空心玻璃管的吸热腔内的酒精液与冷却液进热传递，使得酒精液蒸发成酒精蒸汽；
第五步，酒精蒸汽通过连接孔进入毛细管内流到中空玻璃管的冷却腔一端上；
第六步，利用散热风机对热交换器上的冷却腔一端内的酒精蒸汽进行快速降温，使酒精蒸汽释放热量重新凝结成酒精液，同时散热风机也可对铁芯和线圈进行散热；
第七步，重新凝结而成的酒精液通过冷凝孔滴落到冷却腔内；
第八步，冷却腔内冷凝后的酒精液再通过渗透膜板渗透到吸热腔内，形成一个循环。
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