CN204286154U - 一种油浸式变压器冷却用片式散热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种散热效果好，传热效率高，有效降低变压器成本和增加变压器使用寿命的油浸式变压器冷却用片式散热器。其包括上集流管、下集流管和串接连通设置在上集流管和下集流管之间的一组散热片；所述的散热片内部中空形成油流通道，油流通道内设置有用于改变油流速度和方向的扰流装置。通过采用在散热片内部增加扰流装置，来改变散热片油流通道内的油流状态，增加扰流作用，由于散热片串接连通在上集流管和下集流管之间，扰流装置的设置能促进通道内部油流与通道壁的热交换，达到提高散热效果的目的，为变压器厂家节约采购成本，同时提高了变压器的使用寿命。优选的扰流装置包括纵向涡发生器，螺旋纽带以及配合的横向凸筋和圆形凹筋。

Description

一种油浸式变压器冷却用片式散热器

技术领域

本实用新型属于变压器技术领域，具体为一种油浸式变压器冷却用片式散热器。

背景技术

目前，在油浸式变压器上通常会使用散热器来降低变压器油的温升。当大型油浸式变压器运行时，由于存在着电阻与磁阻，铁芯、线圈及钢结构件均要产生各种损耗，这些损耗以热能的方式借助变压器油通过油箱及与油箱连接的片式散热器散发出去，以降低变压器的油面温升，提高变压器的使用寿命。而采用片式散热器，主要因为片式散热器内油流状态为层流，流速较低，依靠变压器油层的温度差引起的密度差作为循环动力，而外部依靠空气的自然对流和本身辐射来散热。

但是随着智能控制及电压等级的提高及变压器容量的增加，对于散热器的要求也越来越高，散热器的尺寸及冷却容量越做越大，这就大大降低了散热效率，同时提高了变压器组件的采购成本，因此，研制和开发一种新型变压器用片式散热器就显得愈发重要了。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种散热效果好，传热效率高，有效降低变压器成本和增加变压器使用寿命的油浸式变压器冷却用片式散热器。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种油浸式变压器冷却用片式散热器，包括上集流管、下集流管和串接连通设置在上集流管和下集流管之间的一组散热片；所述的散热片内部中空形成油流通道，油流通道内设置有用于改变油流速度和方向的扰流装置。

优选的，扰流装置包括纵向涡发生器，纵向涡发生器包括若干沿油流通道内油流方向固定设置的V型挡板。

进一步，V型挡板固定设置在油流通道的一侧壁面上，其开口方向背向来油方向，宽度小于油流通道宽度。

优选的，扰流装置包括分别一一对应设置在油流通道内的螺旋纽带。

优选的，扰流装置包括设置在油流通道侧壁上的横向凸筋和圆形凹筋。

进一步，横向凸筋和圆形凹筋呈相互交替设置，散热片上位于同一直线位置上的横向凸筋相互连通呈一体设置。

优选的，散热片与上集流管和下集流管之间通过法兰密封连接。

优选的，上集流管上分别设置有吊环和放气塞，下集流管上设置有放油塞。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型通过采用在散热片内部增加扰流装置，来改变散热片油流通道内的油流状态，增加扰流作用，由于散热片串接连通在上集流管和下集流管之间，扰流装置的设置能促进通道内部油流与通道壁的热交换，达到提高散热效果的目的，为变压器厂家节约采购成本，同时提高了变压器的使用寿命。

进一步的，在散热片内部安装的扰流装置包括纵向涡发生器，由于纵向涡发生器包括若干沿油流通道内油流方向固定设置的V型挡板，从而给油流增加纵向涡流，使油流有了垂直于V型挡板的速度分量，改变了速度的方向，使换热效果增强，通道内断面流动面积降低；随着纵向涡发生器边缘的流体速度增加，产生的涡旋强度也随着增大，从而增强了平均换热效果。

进一步的，采用的V型挡板固定设置在油流通道的一侧壁面上，其开口方向朝向来油方向，宽度小于油流通道宽度，可以保证油流顺利穿过散热片，而且能增大涡旋强度，提高换热效率。

进一步的，采用的扰流装置包括分别一一对应设置在油流通道内的螺旋纽带，当油流流过时会产生旋转并引起二次油流，从而也产生连续不断的涡流，最终在离心力影响下使中心流体和壁面边界层流体充分混合，减薄层留底层，达到强化传热的效果。

进一步的，通过采用在油流通道侧壁上设置横向凸筋和圆形凹筋的扰流装置，由于横向凸筋的存在，使油流在散热片内的流动可以分为等宽度流速型和弧形流速型，流道由依次交替的收缩段和扩张段组成为波形通道。油流在波形通道反复改变速度及压力梯度下产生的漩涡不断冲刷壁面，极大地破坏了边界层的形成；由于圆形凹筋的存在，可使流体的流动更靠近流道边缘，增强了传热效果。通过这种方式会在散热器壁外相应形成波纹表面，不但扩大了传热面积，减少了容油量，同时也增加了扰动，使传热效果显著提高。

进一步的，通过采用横向凸筋和圆形凹筋呈相互交替设置，且散热片上位于同一直线位置上的横向凸筋相互连通呈一体设置，这种周期性的截面变化增加了壁面附近的湍流强度，使层流和过渡流达到湍流传热；当湍流即将消失时，油流又经过下一个波纹凸起，不断产生轴向扰动，保证稳定连续的强化作用，从而进一步提高了传热效率。

进一步的，通过法兰密封连接散热片与上集流管和下集流管，保证密封效果，不会出现漏油现象，能有效提高变压器使用寿命，提高整个散热片的安全可靠性。

进一步的，在上集流管上分别设置有吊环，方便操作，安装简单；同时在上集流管上还设置有放气塞，有效保持导热介质的统一；下集流管上设置有放油塞，检修方便，结构简单。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型散热片的结构示意图。

图3为本实用新型纵向涡发生器的结构示意图，3a为俯视图，3b为横截面剖视图。

图4为本实用新型螺旋纽带的结构示意图，4a为俯视图，4b为横截面剖视图。

图5为本实用新型纵横向凸筋和圆形凹筋的结构示意图，5a为俯视图，5b为横截面剖视图。

图中：1为散热片，2为上集流管，3为下集流管，4为吊环，5为法兰，6为放油塞，7为放气塞。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。

实例1

参照图1和图2所示，本实用新型的技术方案包括上散热片1、上集流管2、下集流管3、吊环4、法兰5、放油塞6和放气塞7；散热片1通过法兰5与上集流管2和下集流管3密封串接连通，其内部中空形成油流通道，油流通道内设置有用于改变油流速度和方向的扰流装置；吊环4和放气塞7分别设置在上集流管2上；放油塞6设置在下集流管3上；参照图3、图4和图5所示，扰流装置包括由若干沿油流通道内油流方向固定设置的V型挡板组成的纵向涡发生器，分别一一对应设置在油流通道内的螺旋纽带以及呈相互交替设置在油流通道侧壁上的横向凸筋和圆形凹筋；V型挡板固定设置在油流通道的一侧壁面上，其开口方向背向来油方向，宽度小于油流通道宽度；散热片上位于同一直线位置上的横向凸筋相互连通呈一体设置。

在使用本实用新型时，通过吊环4将本实用新型安装在变压器上，油流会通过上集流管2进入散热片1内部，油流流经纵向涡发生器，如图3a和图3b所示，由于纵向涡发生器的V型挡板固定设置在油流通道的一侧壁面上，且其开口方向背向来油方向，同时宽度小于油流通道宽度，从而给油流增加纵向涡，使油流有了垂直于V型挡板的速度分量，改变了速度的方向，增加了传热效果，油流依次流经并列设置的若干散热片后进入下集流管3，最终降低变压器的温升；当散热器内有空气时，可以通过放气塞7排空，保证导热介质统一；同时在散热器检修时，可以通过放油塞6将散热片1内的油排出。

实例2

如图4a和图4b所示，在使用本实用新型时，扰流装置采用一一对应设置在油流通道内的螺旋纽带，当油流流过螺旋纽带时会产生旋转，并引起二次流，从而也产生连续不断的涡流，最终在离心力影响下使中心流体和壁面边界层流体充分混合，减薄层流底层，达到强化传热的效果。

实例3

如图5a和图5b所示，在使用本实用新型时，扰流装置采用呈相互交替设置在油流通道侧壁上的横向凸筋和圆形凹筋，且散热片上位于同一直线位置上的横向凸筋相互连通呈一体设置，当油流流经散热片1时，横向凸筋使流道由依次交替的收缩段和扩张段组成波形通道，使得油流沿流动方向在扩张段速度降低、静压增大，而在收缩段速度增加、静压减小；同时圆形凹筋可使流体的流动更靠近流道边缘，周期性的截面变化增加了壁面附近的湍流强度，使层流和过渡流达到湍流传热；当湍流即将消失时，油流又经过下一个波纹凸起，不断产生轴向扰动，最终油流通过横向凸筋和圆形凹筋达到高效的传热效果。

实例4

本实用新型中在实例1、实例2和实例3中分别所述的纵向涡发生器，螺旋纽带，以及横向凸筋和圆形凹筋能够分别单独使用，或者相互配合使用。

Claims (8)

1.一种油浸式变压器冷却用片式散热器，其特征在于：包括上集流管(2)、下集流管(3)和串接连通设置在上集流管(2)和下集流管(3)之间的一组散热片(1)；所述的散热片(1)内部中空形成油流通道，油流通道内设置有用于改变油流速度和方向的扰流装置。

2.根据权利要求1所述的一种油浸式变压器冷却用片式散热器，其特征在于：所述的扰流装置包括纵向涡发生器，纵向涡发生器包括若干沿油流通道内油流方向固定设置的V型挡板。

3.根据权利要求2所述的一种油浸式变压器冷却用片式散热器，其特征在于：V型挡板固定设置在油流通道的一侧壁面上，其开口方向背向来油方向，宽度小于油流通道宽度。

4.根据权利要求1所述的一种油浸式变压器冷却用片式散热器，其特征在于：所述的扰流装置包括分别一一对应设置在油流通道内的螺旋纽带。

5.根据权利要求1所述的一种油浸式变压器冷却用片式散热器，其特征在于：所述的扰流装置包括设置在油流通道侧壁上的横向凸筋和圆形凹筋。

6.根据权利要求5所述的一种油浸式变压器冷却用片式散热器，其特征在于：横向凸筋和圆形凹筋呈相互交替设置，散热片(1)上位于同一直线位置上的横向凸筋相互连通呈一体设置。

7.根据权利要求1所述的一种油浸式变压器冷却用片式散热器，其特征在于：所述的散热片(1)与上集流管(2)和下集流管(3)之间通过法兰(5)密封连接。

8.根据权利要求1所述的一种油浸式变压器冷却用片式散热器，其特征在于：所述上集流管(2)上分别设置有吊环(4)和放气塞(7)，下集流管(3)上设置有放油塞(6)。