CN113436833B - 一种高温感知型循环水冷式变压器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高温感知型循环水冷式变压器，属于变压器技术领域，通过在变压器本体左右两侧设置装载有水冷液的水冷箱,实现初步接触式降温处理，而在水冷箱与变压器本体相衔接面上分布多个水冷体，水冷体内存储有冷却液，水冷体通过通气孔与变压器本体内部相连通，进一步提高了热传递效果，当变压器本体内温度升高后，位于导热球内部的感温形变触发器感受高温使得密封囊封堵于通气孔处，并触发启动微型循环泵、半导体制冷片，使得水冷体内的冷却液循环流动，与此同时，半导体制冷片用于对水冷液进行降温处理，冷却液将变压器本体内部热量传递至水冷箱处进行降温，如此循环，有效实现在高温感知后的自动循环流动进行高效率降温。

Description

一种高温感知型循环水冷式变压器

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，更具体地说，涉及一种高温感知型循环水冷式变压器。

背景技术

变压器是用来变换交流电压、电流而传输交流电能的一种静止的电器设备，它是根据电磁感应的原理实现电能传递的，利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，是供电系统的重要组成部分。变压器按其用途可分为电力变压器、试验变压器、仪用变压器及特殊用途的变压器。

变压器一般安装于变压器箱内，由于变压器在工作过程中其内部的电子元件会散发出大量的热量，一旦这些热量在变压器箱内不能够及时排除，变压器温度过高必将影响变压器的正常运行。

为此，我们提出一种高温感知型循环水冷式变压器来有效解决现有技术中所存在的一些问题。

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高温感知型循环水冷式变压器，通过在变压器本体左右两侧设置装载有水冷液的水冷箱,实现初步接触式降温处理，而在水冷箱与变压器本体相衔接面上分布多个水冷体，水冷体内存储有冷却液，水冷体通过通气孔与变压器本体内部相连通，进一步提高了热传递效果，当变压器本体内温度升高后，位于导热球内部的感温形变触发器感受高温使得密封囊封堵于通气孔处，并触发启动微型循环泵、半导体制冷片，使得水冷体内的冷却液循环流动，与此同时，半导体制冷片用于对水冷液进行降温处理，冷却液将变压器本体内部热量传递至水冷箱处进行降温，如此循环，有效实现高温感知后的循环流动降温。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种高温感知型循环水冷式变压器，包括变压器本体，所述变压器本体左右两侧均设有水冷箱，所述水冷箱上嵌设有多组水冷体，所述变压器本体外壁开设有多组与水冷体位置对应的导热腔，所述水冷箱内部填充有水冷液，所述水冷箱的外壁上嵌设有半导体制冷片，所述水冷体的内端位于水冷液中，所述水冷体内存储有冷却液，所述水冷体包括循环管、流通管以及一对导热球，所述循环管连接于水冷箱上，一对所述导热球分别连接于循环管的上下端，且一对导热球位于水冷箱的外侧，所述流通管连接于一对导热球之间，所述循环管上安装有微型循环泵，位于上端的所述导热球内衔接有感温形变触发器，所述感温形变触发器前端设有密封囊，所述导热球上开设有与密封囊位置对应的通气孔。

进一步的，所述循环管以及半导体制冷片的制冷端均位于水冷液中，且半导体制冷片位于循环管的外侧，利用半导体制冷片对水冷箱内的水冷液进行持续降温，循环流动于水冷体内的冷却液流经循环管时，能够将变压器本体处的热量带入至水冷箱内，经水冷液进行降温。

进一步的，所述感温形变触发器包括热胀触发管、活动触发片以及热形变杆、定位触发片，所述热胀触发管安装于导热球内顶部，所述活动触发片活动衔接于热胀触发管内，所述热形变杆的一端连接于活动触发片上，所述热形变杆的另一端连接于热胀触发管上，所述定位触发片固定连接于热胀触发管内侧，且定位触发片与活动触发片水平设置。

进一步的，所述热形变杆采用记忆合金材料制成，所述定位触发片位置于活动触发片面向热形变杆的一侧，当变压器本体内部温度升高后，导热球处感温，使得其内部的热胀触发管处温度升高，此时，热形变杆恢复其高温时的弹性相态，在收缩过程中使得活动触发片向定位触发片一侧运动，使得活动触发片与定位触发片相接触以此作为触发条件。

进一步的，所述活动触发片与定位触发片接触性电连接，所述定位触发片与外接控制器相连接，所述外接控制器与微型循环泵以及半导体制冷片相连接，当活动触发片与定位触发片相电性连接后，将该信号传递至外接控制器，外接控制器来触发微型循环泵、半导体制冷片启动，以此实现循环冷却。

进一步的，所述活动触发片远离热形变杆的一端与热胀触发管内部形成热胀腔，所述热胀腔内填充有热胀气体。

进一步的，所述热胀气体采用二氧化碳，所述热胀触发管、导热球、流通管以及循环管均采用导热性材料制成，当热胀触发管处温度逐步升高后，热胀气体受热膨胀，有利于加快热形变杆的升温速度。

进一步的，所述活动触发片远离热形变杆的一端连接有衔接杆，所述衔接杆的外端通过弯管与密封囊相连接。

进一步的，所述循环管位于水冷箱内部的侧壁上开设有透气腔，所述透气腔处包覆有防水通气膜，在触发启动前，通气孔未被封堵，以利于变压器本体与水冷体、水冷箱之间的的空气流通，当活动触发片向热形变杆一端运动时，此时，密封囊向导热球的通气孔一端运动并对通气孔进行封堵，通气孔被封堵后，冷却液于水冷体内循环流动时不会从通气孔处渗出。

进一步的，所述水冷箱与变压器本体相衔接的一端侧壁上连接有散热架，所述散热架的外壁上分布有多个散热翅片，进一步提高变压器本体的散热效果。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案通过在变压器本体左右两侧设置装载有水冷液的水冷箱，而在水冷箱与变压器本体相衔接面上分布多个水冷体，水冷体内存储有冷却液，水冷体通过通气孔与变压器本体内部相连通，提高了热传递效果，当变压器本体内温度升高后，位于导热球内部的感温形变触发器感受高温，感温形变触发器发生形变，使得密封囊封堵于通气孔处，并触发微型循环泵、半导体制冷片，使得水冷体内的冷却液循环流动，与此同时，半导体制冷片用于对水冷液进行降温处理，循环流动的冷却液将变压器本体热量传递至水冷箱处进行降温，有效实现高温感知后的循环流动降温，在非高温环境下，感温形变触发器恢复初始状态，实现通气、接触式降温，减少能量损耗。

（2）循环管以及半导体制冷片的制冷端均位于水冷液中，且半导体制冷片位于循环管的外侧，利用半导体制冷片对水冷箱内的水冷液进行持续降温，循环流动于水冷体内的冷却液流经循环管时，能够将变压器本体处的热量带入至水冷箱内，经水冷液进行降温。

（3）感温形变触发器包括热胀触发管、活动触发片以及热形变杆、定位触发片，热胀触发管安装于导热球内顶部，活动触发片活动衔接于热胀触发管内，热形变杆的一端连接于活动触发片上，热形变杆的另一端连接于热胀触发管上，定位触发片固定连接于热胀触发管内侧，且定位触发片与活动触发片水平设置，热形变杆采用记忆合金材料制成，定位触发片位置于活动触发片面向热形变杆的一侧，当变压器本体内部温度升高后，导热球处感温，使得其内部的热胀触发管处温度升高，此时，热形变杆恢复其高温时的弹性相态，在收缩过程中使得活动触发片向定位触发片一侧运动，使得活动触发片与定位触发片相接触以此作为触发条件。

（4）活动触发片与定位触发片接触性电连接，定位触发片与外接控制器相连接，外接控制器与微型循环泵以及半导体制冷片相连接，当活动触发片与定位触发片相电性连接后，将该信号传递至外接控制器，外接控制器来触发微型循环泵、半导体制冷片启动，以此实现循环冷却。

（5）活动触发片远离热形变杆的一端与热胀触发管内部形成热胀腔，热胀腔内填充有热胀气体，热胀气体采用二氧化碳，热胀触发管、导热球、流通管以及循环管均采用导热性材料制成，当热胀触发管处温度逐步升高后，热胀气体受热膨胀，有利于加快热形变杆的升温速度。

（6）活动触发片远离热形变杆的一端连接有衔接杆，衔接杆的外端通过弯管与密封囊相连接，循环管位于水冷箱内部的侧壁上开设有透气腔，透气腔处包覆有防水通气膜，在触发启动前，通气孔未被封堵，以利于变压器本体与水冷体、水冷箱之间的的空气流通，当活动触发片向热形变杆一端运动时，此时，密封囊向导热球的通气孔一端运动并对通气孔进行封堵，通气孔被封堵后，冷却液于水冷体内循环流动时不会从通气孔处渗出。

（7）水冷箱与变压器本体相衔接的一端侧壁上连接有散热架，散热架的外壁上分布有多个散热翅片，进一步提高变压器本体的散热效果。

附图说明

图1为本发明的拆分图一；

图2为本发明的拆分图二；

图3为本发明的外部示意图；

图4为本发明的水冷体与散热箱相结合处的拆分图；

图5为本发明的水冷体处的部分剖视图一；

图6为本发明的感温形变触发器与密封囊结合处的示意图；

图7为本发明的感温形变触发器在高温感知前与密封囊结合处的内部剖视图；

图8为本发明的水冷体处的部分剖视图二；

图9为本发明的的感温形变触发器在高温感知后与密封囊结合处的内部剖视图。

图中标号说明：

1变压器本体、101导热腔、2水冷箱、3导热球、4流通管、5循环管、6微型循环泵、7半导体制冷片、8散热架、9散热翅片、10热胀触发管、11密封囊、12衔接杆、13活动触发片、14热形变杆、15定位触发片、16热胀气体。

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1-4，一种高温感知型循环水冷式变压器，包括变压器本体1，变压器本体1左右两侧均设有水冷箱2，水冷箱2上嵌设有多组水冷体，变压器本体1外壁开设有多组与水冷体位置对应的导热腔101，水冷箱2内部填充有水冷液，水冷箱2的外壁上嵌设有半导体制冷片7，水冷体的内端位于水冷液中，水冷体内存储有冷却液，水冷体包括循环管5、流通管4以及一对导热球3，循环管5、流通管4以及一对导热球3均流通设置，循环管5连接于水冷箱2上，一对导热球3分别连接于循环管5的上下端，且一对导热球3位于水冷箱2的外侧，流通管4连接于一对导热球3之间，循环管5上安装有微型循环泵6，导热球3与流通管4延伸至导热腔101内侧，实现水冷体与变压器本体1内部相接触式连接，易于将变压器本体1内部所产生的热量通过水冷体向外扩散，再由水冷体的冷却液将热量向水冷箱2内传递，水冷箱2内的水冷液对循环管5进行降温，从而对循环流动的冷却液进行降温。

循环管5以及半导体制冷片7的制冷端均位于水冷液中，且半导体制冷片7位于循环管5的外侧，利用半导体制冷片7对水冷箱2内的水冷液进行持续降温，循环流动于水冷体内的冷却液流经循环管5时，能够将变压器本体1处的热量带入至水冷箱2内，经水冷液进行降温

请参阅图4-5，位于上端的导热球3内衔接有感温形变触发器，感温形变触发器前端设有密封囊11，导热球3上开设有与密封囊11位置对应的通气孔，在低温正常情况下，密封囊11位于通气孔外侧，水冷体通过通气孔与变压器本体1内部相连通，利用空气流动，进一步提高了热传递效果。

请参阅图5-9，具体的，感温形变触发器包括热胀触发管10、活动触发片13以及热形变杆14、定位触发片15，热胀触发管10安装于导热球3内顶部，活动触发片13活动衔接于热胀触发管10内，热形变杆14的一端连接于活动触发片13上，热形变杆14的另一端连接于热胀触发管10上，定位触发片15固定连接于热胀触发管10内侧，且定位触发片15与活动触发片13水平设置，热形变杆14采用记忆合金材料制成，定位触发片15位置于活动触发片13面向热形变杆14的一侧，当变压器本体1内部温度升高后，导热球3处感温，使得其内部的热胀触发管10处温度升高，此时，热形变杆14恢复其高温时的弹性相态，在收缩过程中使得活动触发片13向定位触发片15一侧运动，使得活动触发片13与定位触发片15相接触以此作为触发条件。

活动触发片13与定位触发片15接触性电连接，定位触发片15与外接控制器相连接，外接控制器与微型循环泵6以及半导体制冷片7相连接，当活动触发片13与定位触发片15相电性连接后，将该信号传递至外接控制器，外接控制器来触发微型循环泵6、半导体制冷片7启动，以此实现循环冷却，此为现有成熟技术，在此不做过多赘述。

请参阅图7和图9，此外，需要补充的是，活动触发片13远离热形变杆14的一端与热胀触发管10内部形成热胀腔，热胀腔内填充有热胀气体16，热胀气体16采用二氧化碳，热胀触发管10、导热球3、流通管4以及循环管5均采用导热性材料制成，当热胀触发管10处温度逐步升高后，热胀气体16受热膨胀，有利于加快热形变杆14的升温速度。

请参阅图5和图8，活动触发片13远离热形变杆14的一端连接有衔接杆12，衔接杆12的外端通过弯管与密封囊11相连接，循环管5位于水冷箱2内部的侧壁上开设有透气腔，透气腔处包覆有防水通气膜，图中未明确标出，在触发启动前，通气孔未被封堵，以利于变压器本体1与水冷体、水冷箱2之间的的空气流通，当活动触发片13向热形变杆14一端运动时，此时，密封囊11向导热球3的通气孔一端运动并对通气孔进行封堵，通气孔被封堵后，冷却液于水冷体内循环流动时不会从通气孔处渗出。

请参阅图1-3，水冷箱2与变压器本体1相衔接的一端侧壁上连接有散热架8，散热架8的外壁上分布有多个散热翅片9，进一步提高变压器本体1的散热效果。

相对于现有技术中的变压器，本装置通过在变压器本体1左右两侧设置装载有水冷液的水冷箱2,实现初步接触式降温处理，而在水冷箱2与变压器本体1相衔接面上分布多个水冷体，水冷体内存储有冷却液，水冷体通过通气孔与变压器本体1内部相连通，进一步提高了热传递效果，当变压器本体1内温度升高后，位于导热球3内部的感温形变触发器感受高温使得密封囊11封堵于通气孔处，并触发启动微型循环泵6、半导体制冷片7，使得水冷体内的冷却液循环流动，与此同时，半导体制冷片7用于对水冷液进行降温处理，循环流动的冷却液将变压器本体1内部热量传递至水冷箱2处进行降温，如此循环，有效实现高温感知后的智能化循环流动降温；

当变压器本体温度降低后，此时，热胀触发管10内温度逐步降低，热形变杆1由高温的弹簧相态恢复至低温时的拉伸状态，从而推动13脱离15,13与15断开后，微型循环泵6以及半导体制冷片7停止工作，以减少耗能，同时密封囊11在衔接杆12的回退下相通气孔外侧运动，恢复通气孔的通气状态，以此实现在非高温环境下，采用通气、接触式降温。

本发明中的所采用的部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

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 (9)

1.一种高温感知型循环水冷式变压器，包括变压器本体（1），其特征在于：所述变压器本体（1）左右两侧均设有水冷箱（2），所述水冷箱（2）上嵌设有多组水冷体，所述变压器本体（1）外壁开设有多组与水冷体位置对应的导热腔（101），所述水冷箱（2）内部填充有水冷液，所述水冷箱（2）的外壁上嵌设有半导体制冷片（7），所述水冷体内存储有冷却液，所述水冷体包括循环管（5）、流通管（4）以及一对导热球（3），所述循环管（5）连接于水冷箱（2）上，一对所述导热球（3）分别连接于循环管（5）的上下端，且一对导热球（3）位于水冷箱（2）的外侧，所述流通管（4）连接于一对导热球（3）之间，所述循环管（5）上安装有微型循环泵（6），位于上端的所述导热球（3）内衔接有感温形变触发器，所述感温形变触发器前端设有密封囊（11），所述导热球（3）上开设有与密封囊（11）位置对应的通气孔；

所述感温形变触发器包括热胀触发管（10）、活动触发片（13）以及热形变杆（14）、定位触发片（15），所述热胀触发管（10）安装于导热球（3）内顶部，所述活动触发片（13）活动衔接于热胀触发管（10）内，所述热形变杆（14）的一端连接于活动触发片（13）上，所述热形变杆（14）的另一端连接于热胀触发管（10）上，所述定位触发片（15）固定连接于热胀触发管（10）内侧，且定位触发片（15）与活动触发片（13）水平设置。

2.根据权利要求1所述的一种高温感知型循环水冷式变压器，其特征在于：所述循环管（5）以及半导体制冷片（7）的制冷端均位于水冷液中，且半导体制冷片（7）位于循环管（5）的外侧。

3.根据权利要求1所述的一种高温感知型循环水冷式变压器，其特征在于：所述热形变杆（14）采用记忆合金材料制成，所述定位触发片（15）位置于活动触发片（13）面向热形变杆（14）的一侧。

4.根据权利要求3所述的一种高温感知型循环水冷式变压器，其特征在于：所述活动触发片（13）与定位触发片（15）接触性电连接，所述定位触发片（15）与外接控制器相连接，所述外接控制器与微型循环泵（6）以及半导体制冷片（7）相连接。

5.根据权利要求4所述的一种高温感知型循环水冷式变压器，其特征在于：所述活动触发片（13）远离热形变杆（14）的一端与热胀触发管（10）内部形成热胀腔，所述热胀腔内填充有热胀气体（16）。

6.根据权利要求5所述的一种高温感知型循环水冷式变压器，其特征在于：所述热胀气体（16）采用二氧化碳，所述热胀触发管（10）、导热球（3）、流通管（4）以及循环管（5）均采用导热性材料制成。

7.根据权利要求6所述的一种高温感知型循环水冷式变压器，其特征在于：所述活动触发片（13）远离热形变杆（14）的一端连接有衔接杆（12），所述衔接杆（12）的外端通过弯管与密封囊（11）相连接。

8.根据权利要求1所述的一种高温感知型循环水冷式变压器，其特征在于：所述循环管（5）位于水冷箱（2）内部的侧壁上开设有透气腔，所述透气腔处包覆有防水通气膜。

9.根据权利要求1所述的一种高温感知型循环水冷式变压器，其特征在于：所述水冷箱（2）与变压器本体（1）相衔接的一端侧壁上连接有散热架（8），所述散热架（8）的外壁上分布有多个散热翅片（9）。

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