CN114141484B - 一种适用于强腐蚀环境的高换热效率风冷却器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冷却器技术领域，提出了一种适用于强腐蚀环境的高换热效率风冷却器，包括机架，设置在机架上的散热组件、进出汇油管路和散热风扇，散热组件包括设置在机架上的集风筒和设置在集风筒内的散热翅片管组，集风筒具有进风口和出风口，散热风扇设置在出风口位置，进出汇油管路与散热翅片管组连通，散热翅片管组包括若干个散热翅片，设置在集风筒内，具有暴露在外侧的环氧涂料层和在环氧涂料层内的铝合金层，散热翅片具有若干个冷却管孔和若干个风栅，散热管路盘设在若干个散热翅片上，依次穿过若干个冷却管孔，散热管路为防腐蚀金属材料。通过上述技术方案，解决了相关技术中强迫油循环风冷却器在海洋环境中使用容易被腐蚀的问题。
Description
技术领域
本发明涉及冷却器技术领域，具体的，涉及一种适用于强腐蚀环境的高换热效率风冷却器。
背景技术
强迫油循环风冷却器是油浸变压器重要的冷却装置，变压器在运行中产生的高温油由潜油泵送入冷却器冷却管内，产品采用轴流风机强制吹风，空气经过翅片及冷却管将高温油产生的热量带走，对变压器油进行冷却，冷却后的变压器油再次进入变压器油箱循环。
现阶段将设备应用在需要在海洋环境下使用，海洋环境通常为强腐蚀性C4或C5环境，冷却器翅片、裸露在外的冷却管、风扇箱、侧板等部位会发生严重的腐蚀，影响产品换热性能及寿命，更导致变压器无法安全可靠运行。
常规的冷却器翅片采用镀锌钢板冲制而成，锌膜厚度薄，长期裸露在高潮湿、高盐雾的空气中，很容易就会被腐蚀，降低换热效率，因此，为了增加产品的竞争力，适应市场环境，设计制作适用于海洋环境的高换热效率风冷却器越来越重要。
发明内容
本发明提出一种适用于强腐蚀环境的高换热效率风冷却器，解决了相关技术中强迫油循环风冷却器在海洋环境中使用容易被腐蚀的问题。
本发明的技术方案如下：
一种适用于强腐蚀环境的高换热效率风冷却器，包括机架，设置在所述机架上的散热组件、进出汇油管路和散热风扇，所述散热组件包括设置在机架上的集风筒和设置在所述集风筒内的散热翅片管组，所述集风筒具有进风口和出风口，所述散热风扇设置在所述出风口位置，所述进出汇油管路与所述散热翅片管组连通，所述散热翅片管组包括
散热翅片，具有若干个，设置在所述集风筒内，具有暴露在外侧的环氧涂料层和在所述环氧涂料层内的铝合金层，所述散热翅片具有若干个冷却管孔和若干个风栅，
散热管路，盘设在若干个所述散热翅片上，依次穿过若干个所述冷却管孔，所述散热管路为防腐蚀金属材料。
作为进一步的技术方案，所述散热翅片为波浪形状，所述冷却管孔具有翻边，所述散热管路贴设在所述翻边上。
作为进一步的技术方案，所述散热管路具有油道，还包括
拉伸弹簧，设置在所述油道中，所述拉伸弹簧处于拉伸状态。
作为进一步的技术方案，所述散热风扇包括
风扇箱，设置在所述出风口位置，具有镀锌层，
吊耳，设置在所述风扇箱上，
扇叶，转动设置在所述风扇箱上，具有镀锌层。
作为进一步的技术方案，还包括分控箱，设置在所述风扇箱下端。
作为进一步的技术方案，还包括
冷凝器，设置在机架上，位于所述集风筒进口处，具有冷凝空腔，所述冷凝空腔用于连通外界和所述集风筒内腔。
作为进一步的技术方案，还包括
提纯器，设置在所述机架上，具有真空蒸发空腔，所述真空蒸发空腔与所述冷凝空腔连通，所述提纯器具有出水口，所述出水口与所述集风筒内腔连通。
作为进一步的技术方案，所述进出汇油管路分为进油管和出油管，所述进油管穿过所述冷凝空腔与所述散热管路连通。
作为进一步的技术方案，所述提纯器包括
发生罐，设置在所述机架上，所述真空蒸发空腔位于所述发生罐内，所述发生罐具有与所述真空蒸发空腔连通的过渡空腔，所述出水口位于所述过渡空腔上，用于连通所述过渡空腔和所述集风筒内腔，
夹套，套设在所述发生罐上，位于所述过渡空腔位置，具有降温空腔，所述降温空腔具有与海水源连通的进口和出口。
作为进一步的技术方案，强腐蚀环境的高换热效率风冷却器，还包括
半透膜，设置在所述冷凝空腔中，将冷凝空腔分为卤水腔和净化腔，所述净化腔与所述集风筒内腔连通。
本发明的工作原理及有益效果为：
现阶段将设备应用在需要在海洋环境下使用，海洋环境通常为强腐蚀性C4或C5环境，冷却器翅片、裸露在外的冷却管、风扇箱、侧板等部位会发生严重的腐蚀，影响产品换热性能及寿命，更导致变压器无法安全可靠运行。
常规的冷却器翅片采用镀锌钢板冲制而成，锌膜厚度薄，长期裸露在高潮湿、高盐雾的空气中，很容易就会被腐蚀，降低换热效率。
基于以上原因，需要一种能够增加材料防腐蚀性的结构，扇热翅片管组采用冷却管加整体翅片形式，根据风量、循环油流量、进口风温、进口油温、铝合金的热传导率和不锈钢冷却管，进行性能计算，通过计算，比镀锌板散热器换热效率能够提高约10-14％。
本发明中，为了解决了相关技术中强迫油循环风冷却器在海洋环境中使用容易被腐蚀的问题，设计了一种适用于强腐蚀环境的高换热效率风冷却器。其中散热翅片采用金色环氧涂层铝合金整体冲压成型翅片，提高换热效率。散热管路采用不锈钢管，集风筒进行热镀锌处理后喷漆，散热风扇叶轮采用铝合金材质，提高冷却器整体的防腐能力。组装后的散热翅片能够适用于海洋环境，延长使用寿命、提高换热效率、减轻产品重量，外形美观，同时降低现场维护返修率。铝合金表面与空气接触时形成薄而坚固的氧化层，此氧化层能够达到一定程度的耐腐蚀功能，为了增强防腐，在铝合金板材表面进行环氧涂层处理。翅片选用牌号5052表面硬度H24的环氧涂层铝合金板，将环氧涂层铝合金板整体冲压成型，能够满足长期暴露在高潮湿高盐雾的海洋环境中要求，耐中性盐雾1440小时，有很强的防腐性。随着散热翅片管组长期运行，海风穿过翅片层，翅片表面会形成污垢，影响冷却器的换热效率，因此需要定期对冷却器翅片进行清洗。此翅片换热效率高，有足够的强度满足现场冲洗要求。降低现场维护返修率，完全能够适用于C4-VH或C5-H海洋环境。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明结构发生罐示意图；
图2为本发明冷凝空腔结构示意图；
图3为本发明正视结构示意图；
图4为本发明油道和拉伸弹簧结构示意图；
图5为本发明拉伸弹簧结构示意图；
图6为本发明散热翅片结构示意图；
图7为本发明环氧涂料层、铝合金层结构示意图；
图中：1、机架，2、散热组件，3、进出汇油管路，4、散热风扇，5、集风筒，6、散热翅片管组，7、进风口，8、出风口，9、散热翅片，10、环氧涂料层，11、铝合金层，12、冷却管孔，13、风栅，14、散热管路，15、翻边，16、油道，17、拉伸弹簧，18、风扇箱，19、吊耳，20、扇叶，21、分控箱，22、冷凝空腔，23、提纯器，25、出水口，26、进油管，27、出油管，28、发生罐，29、过渡空腔，30、夹套，31、降温空腔，32、半透膜，33、卤水腔，34、净化腔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。
如图1～图7所示，本实施例提出了
一种适用于强腐蚀环境的高换热效率风冷却器，包括机架1，设置在所述机架1上的散热组件2、进出汇油管路3和散热风扇4，散热组件2包括设置在机架1上的集风筒5和设置在集风筒5内的散热翅片9管组6，集风筒5具有进风口7和出风口8，散热风扇4设置在出风口8位置，进出汇油管路3与散热翅片9管组6连通，散热翅片9管组6包括
散热翅片9，具有若干个，设置在集风筒5内，具有暴露在外侧的环氧涂料层10和在环氧涂料层10内的铝合金层11，散热翅片9具有若干个冷却管孔12和若干个风栅13，
散热管路14，盘设在若干个散热翅片9上，依次穿过若干个冷却管孔12，散热管路14为防腐蚀金属材料。
现阶段将设备应用在需要在海洋环境下使用，海洋环境通常为强腐蚀性C4或C5环境，冷却器翅片、裸露在外的冷却管、风扇箱18、侧板等部位会发生严重的腐蚀，影响产品换热性能及寿命，更导致变压器无法安全可靠运行。
常规的冷却器翅片采用镀锌钢板冲制而成，锌膜厚度薄，长期裸露在高潮湿、高盐雾的空气中，很容易就会被腐蚀，降低换热效率。
基于以上原因，需要一种能够增加材料防腐蚀性的结构，扇热翅片管组采用冷却管加整体翅片形式，根据风量、循环油流量、进口风温、进口油温、铝合金的热传导率和不锈钢冷却管，进行性能计算，通过计算，比镀锌板散热器换热效率能够提高约10-14％。
本实施例中，为了解决了相关技术中强迫油循环风冷却器在海洋环境中使用容易被腐蚀的问题，设计了一种适用于强腐蚀环境的高换热效率风冷却器。其中散热翅片9采用金色环氧涂层铝合金整体冲压成型翅片，提高换热效率。散热管路14采用不锈钢管，集风筒5进行热镀锌处理后喷漆，散热风扇4叶轮采用铝合金材质，提高冷却器整体的防腐能力。组装后的散热翅片9能够适用于海洋环境，延长使用寿命、提高换热效率、减轻产品重量，外形美观，同时降低现场维护返修率。铝合金表面与空气接触时形成薄而坚固的氧化层，此氧化层能够达到一定程度的耐腐蚀功能，为了增强防腐，在铝合金板材表面进行环氧涂层处理。翅片选用牌号5052表面硬度H24的环氧涂层铝合金板，将环氧涂层铝合金板整体冲压成型，能够满足长期暴露在高潮湿高盐雾的海洋环境中要求，耐中性盐雾1440小时，有很强的防腐性。随着散热翅片9管组6长期运行，海风穿过翅片层，翅片表面会形成污垢，影响冷却器的换热效率，因此需要定期对冷却器翅片进行清洗。此翅片换热效率高，有足够的强度满足现场冲洗要求。降低现场维护返修率，完全能够适用于C4-VH或C5-H海洋环境。
进一步，散热翅片9为波浪形状，冷却管孔12具有翻边15，散热管路14贴设在翻边15上。
本实施例中，散热翅片9整体冲压成型，在翅片的进风侧设开口，散热翅片9冲压冷却管孔12进行翻边15，抗拉强度及断后延伸率满足散热翅片9冲压成型，风栅13及翻边15不发生开裂，在翅片的出风侧冲压波浪形状，翻边15能够使散热管路14上的热量更快的导到散热翅片9上，增加了散热面积。散热管路14与整体成型散热翅片9组装，将散热管路14穿过翅片管孔，采用胀管工艺，严格控制密着力，将接触热阻降到最低，提高散热翅片9管组6散热效率，通过本方案能够有效的增加扇热效率提升了设备的实用性。
进一步，散热管路14具有油道16，还包括
拉伸弹簧17，设置在油道16中，拉伸弹簧17处于拉伸状态。
本实施例中，散热管路14选用不锈钢冷却管，管内设置拉伸弹簧17做扰流装置，安装方便快捷，拉伸到固定截距后两端剪断，利用弹簧的拉伸特性与散热管路14管壁紧密结合，增强油在管内流动的紊流，提高换热效率。拉伸弹簧17采用70#弹簧钢绕制，根据散热管路14内径尺寸及截距要求计算弹簧外径，两端留拉环，一端拉环小，一端拉环大，小拉环侧经过10圈逐渐过渡到要求的弹簧外径，即大拉环侧弹簧外径。通过本方案能够增加散热管路14安装拉伸弹簧17的效率，增加了设备的实用性和便捷性，进一步降低了安装成本。
进一步，散热风扇4包括
风扇箱18，设置在出风口8位置，具有镀锌层，
吊耳19，设置在风扇箱18上，
扇叶20，转动设置在风扇箱18上，具有镀锌层。
本实施例中，风扇箱18折弯焊接成型后，进行热镀锌处理，在风扇箱18两侧设置吊耳19，将风扇箱18浸入锌槽进行镀锌处理。待锌层冷却后，对表面的锌渣、流挂等清理干净，热镀锌后的风扇箱18进行底漆和面漆的喷涂。由于本体的空气阻力较小，换热容量大，因此，选用大直径大风量、低转速的轴流风机配合集风筒5使用。为了适应海洋环境，风机叶轮选用铝合金材质，重量较钢板大幅减轻。
进一步，还包括分控箱21，设置在风扇箱18下端。
本实施例中，分控箱21采用2mm厚的不锈钢制作，箱体上部进入风扇箱18下端板预留的长方形孔内，并预留风机电缆孔。风机电缆沿风扇箱18内部进入分控箱21，分控箱21与风扇箱18采用螺栓或焊接形式连接。分控箱21整体在风扇箱18下部，风扇箱18结构可做为分控箱21的防雨帽，防止雨水进入分控箱21内。
进一步，还包括
冷凝器，设置在机架1上，位于集风筒5进口处，具有冷凝空腔22，冷凝空腔22用于连通外界和集风筒5内腔。
本实施例中，为了进一步减少海风中携带的潮气和潮气中携带的腐蚀成分，在集风筒5的进口处设置了冷凝器，冷凝器能够有效的对进入的风进行除湿处理，同时能够对风进一步进行降温，避免了对散热翅片9管组6的进一步腐蚀，通过本方案能够有效的增加设备的使用寿命。
进一步，还包括
提纯器23，设置在机架1上，具有真空蒸发空腔，真空蒸发空腔与冷凝空腔22连通，提纯器23具有出水口25，出水口25与集风筒5内腔连通。
本实施例中，由于风中缺少了湿气，在进行风冷时降低了冷却效果，现通过增加提纯器23，使冷凝空腔22中的冷凝水配合海水共同提纯为纯净水，产生纯净水后，再通过出水口25处的风机，将纯净水雾化后吹入集风筒5中，对冷凝后的风进行加湿，加湿后再对散热翅片9管组6进行降温，提纯器23中具有真空蒸发空腔，当气压降低后，水的沸点降低，能够使水在低温时即可蒸发，减少了能源的使用，减低了净化难度，同时减低了再次升温过高导致降温效果变差的风险，本方案能够有效的提升设备的降温效果，同时减少设备的腐蚀情况的发生进一步提升了设备的使用寿命。
进一步，进出汇油管路3分为进油管26和出油管27，进油管26穿过冷凝空腔22与散热管路14连通。
本实施例中，为了能够将余热进行回收，通过将进油管26穿过冷凝空腔22，通过冷凝空腔22中的海水和冷凝水对进油管26进行换热处理，将进油管26中的热量转换到海水和冷凝水中，方便海水和冷凝水之后的蒸发处理，进一步降低了能源的损耗，提升了设备的实用性。
进一步，提纯器23包括
发生罐28，设置在机架1上，真空蒸发空腔位于发生罐28内，发生罐28具有与真空蒸发空腔连通的过渡空腔29，出水口25位于过渡空腔29上，用于连通过渡空腔29和集风筒5内腔，
夹套30，套设在发生罐28上，位于过渡空腔29位置，具有降温空腔31，降温空腔31具有与海水源连通的进口和出口。
本实施例中，具体细化了一种提纯器23，具体为包括发生罐28设置在机架1上，真空蒸发空腔位于发生罐28内，发生罐28具有与真空蒸发空腔连通的过渡空腔29，出水口25位于过渡空腔29上，用于连通过渡空腔29和集风筒5内腔，夹套30套设在发生罐28上，位于过渡空腔29位置，具有降温空腔31，降温空腔31具有与海水源连通的进口和出口，同构夹套30对过渡空腔29降温，夹套30可以和冷凝空腔22连通，将把过渡空腔29中吸收的热量带到冷凝空腔22中，为之后蒸发反应做预先的余热处理，进一步提升了设备的实用性和对能源的循环使用能力。
进一步，还包括
半透膜32，设置在冷凝空腔22中，将冷凝空腔22分为卤水腔33和净化腔34，净化腔34与集风筒5内腔连通。
本实施例中，为了避免由于提纯器23对集风筒5内造成加热的风险，将提纯器23换为了半透膜32，通过若干层的半透膜32设置在冷凝空腔22中，使冷凝空腔22分为卤水腔33和净化腔34，半透膜32能够使溶液中的溶质留在卤水腔33中，溶液过滤后进入净化腔34中，净化腔34中具有水泵能够将净化腔34中的水通过出口喷向集风筒5中，实现雾化效果，通过本方案能够进一步提升设备的降温效率，同时能够增加设备的实用性。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种适用于强腐蚀环境的高换热效率风冷却器，包括机架（1），设置在所述机架（1）上的散热组件（2）、进出汇油管路（3）和散热风扇（4），所述散热组件（2）包括设置在机架（1）上的集风筒（5）和设置在所述集风筒（5）内的散热翅片管组（6），所述集风筒（5）具有进风口（7）和出风口（8），所述散热风扇（4）设置在所述出风口（8）位置，所述进出汇油管路（3）与所述散热翅片管组（6）连通，其特征在于，所述散热翅片管组（6）包括
散热翅片（9），具有若干个，设置在所述集风筒（5）内，具有暴露在外侧的环氧涂料层（10）和在所述环氧涂料层（10）内的铝合金层（11），所述散热翅片（9）具有若干个冷却管孔（12）和若干个风栅（13），
散热管路（14），盘设在若干个所述散热翅片（9）上，依次穿过若干个所述冷却管孔（12），所述散热管路（14）为防腐蚀金属材料；
还包括
冷凝器，设置在机架（1）上，位于所述集风筒（5）进口处，具有冷凝空腔（22），所述冷凝空腔（22）用于连通外界和所述集风筒（5）内腔；
半透膜（32），设置在所述冷凝空腔（22）中，将冷凝空腔（22）分为卤水腔（33）和净化腔（34），所述净化腔（34）与所述集风筒（5）内腔连通。
2. 根据权利要求1所述的一种适用于强腐蚀环境的高换热效率风冷却器，其特征在于，所述散热翅片（9）为波浪形状，所述冷却管孔（12）具有翻边（15），所述散热管路（14）贴设在所述翻边（15）上。
3.根据权利要求1所述的一种适用于强腐蚀环境的高换热效率风冷却器，其特征在于，所述散热管路（14）具有油道（16），还包括
拉伸弹簧（17），设置在所述油道（16）中，所述拉伸弹簧（17）处于拉伸状态。
4.根据权利要求1所述的一种适用于强腐蚀环境的高换热效率风冷却器，其特征在于，所述散热风扇（4）包括
风扇箱（18），设置在所述出风口（8）位置，具有镀锌层，
吊耳（19），设置在所述风扇箱（18）上，
扇叶（20），转动设置在所述风扇箱（18）上，具有镀锌层。
5. 根据权利要求4所述的一种适用于强腐蚀环境的高换热效率风冷却器，其特征在于，还包括分控箱（21），设置在所述风扇箱（18）下端。
6.根据权利要求1所述的一种适用于强腐蚀环境的高换热效率风冷却器，其特征在于，还包括
提纯器（23），设置在所述机架（1）上，具有真空蒸发空腔，所述真空蒸发空腔与所述冷凝空腔（22）连通，所述提纯器（23）具有出水口（25），所述出水口（25）与所述集风筒（5）内腔连通。
7. 根据权利要求1所述的一种适用于强腐蚀环境的高换热效率风冷却器，其特征在于，所述进出汇油管路（3）分为进油管（26）和出油管（27），所述进油管（26）穿过所述冷凝空腔（22）与所述散热管路（14）连通。
8.根据权利要求6所述的一种适用于强腐蚀环境的高换热效率风冷却器，其特征在于，所述提纯器（23）包括
发生罐（28），设置在所述机架（1）上，所述真空蒸发空腔位于所述发生罐（28）内，所述发生罐（28）具有与所述真空蒸发空腔连通的过渡空腔（29），所述出水口（25）位于所述过渡空腔（29）上，用于连通所述过渡空腔（29）和所述集风筒（5）内腔，
夹套（30），套设在所述发生罐（28）上，位于所述过渡空腔（29）位置，具有降温空腔（31），所述降温空腔（31）具有与海水源连通的进口和出口。
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