CN207149374U - 一种y字型片式散热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种Y字型片式散热器，包括：上集油管、下集油管和首尾两个单元外片及设在两个单元外片之间的多个中间单元片，两个单元外片和多个中间单元片彼此平行等间隔焊接在上集油管和下集油管两者之间，两个单元外片为波浪型散热片，多个中间单元片为Y字型散热片；本实用新型可以破坏气侧的热边界层，提高了气侧换热系数，并且增大了有效散热面积，从而散热器的散热容量提高10％‑20％以上。减少片散在大型变压器布置时占用横向体积，为变压器冷却装置选用提供更大空间，降低成本，延长变压器使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及大型变压器、电抗器用的一种主流散热器，特别提供一种对流强化换热的Y字型片式散热器。
背景技术
变压器是电力系统中重要的电器设备之一。当变压器运行时，由于电阻和磁阻的存在，铁芯、绕组和钢结构均要产生热能损耗，造成变压器温度上升。随着国家电力行业飞速发展，大容量电力变压器需求增加，变压器过热的问题亦越显突出。变压器温度过高不仅使输电损耗加大，而且造成变压器绝缘材料的加速老化，降低变压器的利用率，缩短变压器的使用寿命。当今变压器ONAN/ONAF主要使用片式散热器，而原结构产品，散热能力低，占用变压器较大横向空间。如何提高其散热能力，延长变压器的使用寿命是当今工程中急需解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种Y字型片式散热器，可有效的解决上述问题。
本实用新型主要解决片式散热器在自然通风条件下提高散热能力。片式散热器强化传热只有两个途径：①强化油与片散内壁的对流换热。②强化片散外侧与环境空气间的综合传热。变压器油是高粘性流体，其流动阻力大，在变压器中流动属于层流，换热系数小。本实用新型采用强化传热气侧措施，对散热片结构进行优化设计，以提高片式散热器的总传热系数K值。
散热器的散热量可由下式计算：
Q—散热量(W)
K—散热器的总传热系数W/(m2·℃)
F—散热面积m2
ΔT—平均油温与环境温度之差℃
α1—油与散热器内壁对流换热系数W/(m2·℃)
α2—散热器外壁与环境空气综合换热系数W/(m2·℃)
本实用新型的技术方案是：一种Y字型片式散热器，包括：上集油管100、下集油管200和首尾两个单元外片300及设在两个单元外片300之间的多个中间单元片400，所述两个单元外片300和多个中间单元片400彼此平行等间隔焊接在上集油管100和下集油管200两者之间，所述两个单元外片300为波浪型散热片，所述多个中间单元片400为Y字型散热片；所述Y字型散热片的两表面均设有横向外凸的多行多列等间隔排布的Y字型涡流发生器401，所述Y字型涡流发生器401为设置在油道上的梯形截面涡流发生器，包括左上分支401a、右上分支401b、下分支401c，所述左上分支401a、右上分支401b、下分支401c三者交叉处不联通。
优选的，所述Y字型涡流发生器401的梯形截面高度H为2～4mm，梯形截面上部宽度A为2～6mm，下部宽度B为3～6mm。
优选的，所述Y字型涡流发生器401的梯形截面高度H为3mm，梯形截面上部宽度A为2mm，下部宽度B为4mm。
优选的，所述左上分支401a和右上分支401b上凸面底部横向距离S1为5～16mm，所述下分支401c上凸面顶部距左上分支401a和右上分支401b上凸面底部横向连线之间的垂直距离S2为6～10mm。
优选的，所述左上分支401a和右上分支401b上凸面底部横向距离S1为9mm，所述下分支401c上凸面顶部距左上分支401a和右上分支401b上凸面底部横向连线之间的垂直距离S2为7mm。
优选的，所述左上分支401a长度L1为26mm，所述右上分支401b长度L2为26mm，所述下分支401c长度L3为20mm。
优选的，所述左上分支401a和右上分支401b之间的夹角β为60°。
优选的，各列Y字型涡流发生器401纵向间距为S3为30～180mm。
优选的，各列Y字型涡流发生器401纵向间距为S3为55mm。
优选的，所述首尾两个单元外片300与相邻的中间单元片400之间以及两相邻的中间单元片400之间的间距S4为45mm或50mm。
本实用新型具有以下有益的效果：
本实用新型带有Y字型涡流发生器可以破坏气侧的边界层，提高了气侧换热系数，增大有效散热面积从而散热器的总传热系数提高，散热器ONAN散热器能力w/m2提高了10％-20％以上，片散组数或片数获得减少，片散在大型变压器布置时横向体积减少，为变压器冷却装置选用提供更大空间，降低成本，延长变压器使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型中的中间单元片结构示意图；
图3为本实用新型中Y字型涡流发生器的结构示意图；
图4为本实用新型中Y字型涡流发生器的梯形截面的结构示意图；
图中：100、上集油管；200、下集油管；300、单元外片；400、中间单元片；401、Y字型涡流发生器；401a、左上分支；401b、右上分支；401c、下分支。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细描述。
实施例1：
如图1-4所示，一种Y字型片式散热器，包括：上集油管100、下集油管200和首尾两个单元外片300及设在两个单元外片300之间的多个中间单元片400，两个单元外片300和多个中间单元片400彼此平行等间隔焊接在上集油管100和下集油管200两者之间，两个单元外片300为现有流平性好的波浪型散热片，多个中间单元片400为Y字型散热片；Y字型散热片的两表面均设有横向外凸的多行多列等间隔排布的Y字型涡流发生器401，Y字型涡流发生器401为设置在油道上的梯形截面涡流发生器，包括左上分支401a、右上分支401b、下分支401c，左上分支401a、右上分支401b、下分支401c三者交叉处不联通。
Y字型涡流发生器401的梯形截面高度H为2～4mm，梯形截面上部宽度A和下部宽度B均为2～6mm。
左上分支401a和右上分支401b上凸面底部横向距离S1为5～16mm，下分支401c上凸面顶部距左上分支401a和右上分支401b上凸面底部横向连线之间的垂直距离S2为6～10mm。
左上分支401a长度L1为26mm，右上分支401b长度L2为26mm，下分支401c长度L3为20mm。
左上分支401a和右上分支401b之间的夹角β为60°。
各列Y字型涡流发生器401纵向间距为S3为30～180mm。
首尾两个单元外片300与相邻的中间单元片400之间以及两相邻的中间单元片400之间的间距S4为45mm或50mm。
波浪型散热片工艺性好，表面质量美观，易实现防腐处理涂漆或热浸锌。Y字型散热片强化传热效果明显，当空气流过散热片时，空气被Y字型散热片的梯形截面阻挡，层流变湍流，破坏了散热片外侧的热边界层，热阻变小，计算机计算表明传热系数K值较大，起到了强化传热效果。这种涡流发生器通过特殊成型，可实现制造加工高效率，满足批量化生产要求。
实施例2：
如图1-4所示，一种Y字型片式散热器，包括：上集油管100、下集油管200和首尾两个单元外片300及设在两个单元外片300之间的多个中间单元片400，两个单元外片300和多个中间单元片400彼此平行等间隔焊接在上集油管100和下集油管200两者之间，两个单元外片300为现有流平性好的波浪型散热片，多个中间单元片400为Y字型散热片；Y字型散热片的两表面均设有横向外凸的多行多列等间隔排布的Y字型涡流发生器401，Y字型涡流发生器401为设置在油道上的梯形截面涡流发生器，包括左上分支401a、右上分支401b、下分支401c，左上分支401a、右上分支401b、下分支401c三者交叉处不联通。
Y字型涡流发生器401的梯形截面高度H为3mm，梯形截面上部宽度A为2mm，下部宽度B为4mm。
左上分支401a和右上分支401b上凸面底部横向距离S1为9mm，下分支401c上凸面顶部距左上分支401a和右上分支401b上凸面底部横向连线之间的垂直距离S2为7mm。
左上分支401a长度L1为26mm，右上分支401b长度L2为26mm，下分支401c长度L3为20mm。
左上分支401a和右上分支401b之间的夹角β为60°。
各列Y字型涡流发生器401纵向间距为S3为55mm。
首尾两个单元外片300与相邻的中间单元片400之间以及两相邻的中间单元片400之间的间距S4为50mm。
实施例3：
本实施例通过计算机模型计算，对Y字型涡流发生器的梯形截面几个关键参数计算如下：
(1)左上分支401a和右上分支401b(上凸面)长度L1、L2影响：
| 长度(mm) | 15 | 20 | 25 | 26 | 27 | 28 | 30 |
| 散热量(w) | 12.320 | 12.631 | 12.781 | 12.912 | 12.836 | 12.832 | 12.705 |
(2)Y字型涡流发生器401的梯形截面高度H影响：
| 高度(mm) | 2 | 2.5 | 3 | 3.5 |
| 散热量(w) | 12.053 | 12.806 | 12.912 | 12.849 |
(3)梯形截面上部宽度A影响：
| 宽度(mm) | 2 | 2.5 | 3 | 4 | 5 |
| 散热量(w) | 13.025 | 12.912 | 12.795 | 12.537 | 12.242 |
(4)本实用新型与基本型、其他型片散散热量比较：(按实施例2的最佳参数、中心距为1500mm长的散热片模型计算)
| 基本型(无涡流发生器) | 其他型(有外绕流结构) | 本实用新型(有Y字型涡流发生器) | |
| 散热量(w) | 55.7454 | 68.210 | 78.1504 |
| 增加百分比(％) | - | 22.36 | 40.19 |
由于参数选择原因，计算机计算与实际情况存在一定误差，但Y字型片散散热效果目前还是最佳。
本实用新型片式散热器ONAN散热容量提高10％-20％以上，相同容量的变压器选用本实用新型可减少组数或片数，减少片散占用变压器横向体积，为大型电力变压器选用冷却装置提供更大空间，降低成本。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种Y字型片式散热器，包括：上集油管(100)、下集油管(200)和首尾两个单元外片(300)及设在两个单元外片(300)之间的多个中间单元片(400)，所述两个单元外片(300)和多个中间单元片(400)彼此平行等间隔焊接在上集油管(100)和下集油管(200)两者之间，所述两个单元外片(300)为波浪型散热片，其特征在于，所述多个中间单元片(400)为Y字型散热片；所述Y字型散热片的两表面均设有横向外凸的多行多列等间隔排布的Y字型涡流发生器(401)，所述Y字型涡流发生器(401)为设置在油道上的梯形截面涡流发生器，包括左上分支(401a)、右上分支(401b)、下分支(401c)，所述左上分支(401a)、右上分支(401b)、下分支(401c)三者交叉处不联通。
2.按照权利要求1所述的一种Y字型片式散热器，其特征在于，所述Y字型涡流发生器(401)的梯形截面高度H为2～4mm，梯形截面上部宽度A为2～6mm，下部宽度B为3～6mm。
3.按照权利要求2所述的一种Y字型片式散热器，其特征在于，所述Y字型涡流发生器(401)的梯形截面高度H为3mm，梯形截面上部宽度A为2mm，下部宽度B为4mm。
4.按照权利要求1所述的一种Y字型片式散热器，其特征在于，所述左上分支(401a)和右上分支(401b)上凸面底部横向距离S1为5～16mm，所述下分支(401c)上凸面顶部距左上分支(401a)和右上分支(401b)上凸面底部横向连线之间的垂直距离S2为6～10mm。
5.按照权利要求4所述的一种Y字型片式散热器，其特征在于，所述左上分支(401a)和右上分支(401b)上凸面底部横向距离S1为9mm，所述下分支(401c)上凸面顶部距左上分支(401a)和右上分支(401b)上凸面底部横向连线之间的垂直距离S2为7mm。
6.按照权利要求1所述的一种Y字型片式散热器，其特征在于，所述左上分支(401a)长度L1为26mm，所述右上分支(401b)长度L2为26mm，所述下分支(401c)长度L3为20mm。
7.按照权利要求1所述的一种Y字型片式散热器，其特征在于，所述左上分支(401a)和右上分支(401b)之间的夹角β为60°。
8.按照权利要求1所述的一种Y字型片式散热器，其特征在于，各列Y字型涡流发生器(401)纵向间距为S3为30～180mm。
9.按照权利要求8所述的一种Y字型片式散热器，其特征在于，各列Y字型涡流发生器(401)纵向间距为S3为55mm。
10.按照权利要求1所述的一种Y字型片式散热器，其特征在于，所述首尾两个单元外片(300)与相邻的中间单元片(400)之间以及两相邻的中间单元片(400)之间的间距S4为45mm或50mm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180327 |
|
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