用于波紋狀變壓器箱的便攜式熱交換面板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的主題是一種用于具有液態(tài)介質(zhì)的波紋狀變壓器箱的便攜式熱交換面板。熱交換面板適用于冷卻尤其配電變壓器中的波紋狀變壓器翅片。
【背景技術(shù)】
[0002]冷卻是許多電氣產(chǎn)品的其中一個(gè)主要問題。電力損失對(duì)于發(fā)熱和產(chǎn)品溫度的升高是有責(zé)任的。冷卻效率的改善和內(nèi)部溫度的降低對(duì)于產(chǎn)品的可靠性和壽命具有直接影響。冷卻問題由于日益提高的功率需求、能量效率和產(chǎn)品尺寸的減少而特別重要。自然對(duì)流是許多電氣產(chǎn)品，例如配電變壓器中的常用冷卻機(jī)制。它是一種被動(dòng)冷卻方法，而且那是其主要優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)其被認(rèn)為是其中一個(gè)有效性最低的方法。用于純空氣對(duì)流的傳熱系數(shù)被評(píng)估為大約5_7W/mK。然而，如果包含輻射作用的話，那么其被增加至大約ll-13W/mK。改善自然對(duì)流的效率的最簡(jiǎn)單且最常用的方式是增加用于熱交換的表面。這通過應(yīng)用肋條和/或翅片來完成。然而，這些元件具有對(duì)于對(duì)流傳熱具有很大的影響，并且輻射的高潛力得不到利用。
[0003]從專利描述GB884007中獲悉一種熱交換設(shè)備，其包括具有外部管道的容器，外部管道直接連接在容器壁上，并且容器中的液體可通過該管道進(jìn)行循環(huán)。管道和容器壁提供了主傳熱面。這種熱交換設(shè)備還包括位于容器壁和管道之間的輻射屏障，其與主傳熱面間隔開，以容許流體在屏障和表面之間自由循環(huán)。該容器是一種用于液體冷卻式電氣設(shè)備(例如變壓器箱)的容器。變壓器箱可能具有外部管道的管組和插入在相鄰管組之間的輻射屏障。在這種方案中，輻射屏障放置在垂直于容器壁的位置。輻射屏障安裝在固定器中，固定器連接在管道上。這種方案是一種針對(duì)變壓器的良好方案，變壓器具有由來自容器的液體進(jìn)行填充的外部管道。管道容許它們放置在輻射屏障之間，因?yàn)樵诠艿乐g具有足夠的用于熱對(duì)流現(xiàn)象的自由空間。這種方案對(duì)于變壓器的波紋箱不是有效的，其中波紋狀金屬片形式的系列翅片位于至少變壓器箱的其中一個(gè)壁上。存在于波紋狀翅片之間的空間對(duì)于放置輻射屏障或面板是足夠的，但在翅片之間的距離是相當(dāng)小的，并且在每個(gè)翅片上可能是不同的(由于生產(chǎn)公差)，而且其沿著翅片的高度或深度可能不一致。當(dāng)設(shè)備的溫度上升或下降時(shí)，在變壓器操作期間還可觀測(cè)到翅片之間的空間方面的某些變化。由于相對(duì)較高的熱膨脹系數(shù)，油改變其體積，并且那將造成翅片的變形。
[0004]在波紋狀翅片的表面和輻射面板之間的距離對(duì)于熱交換系統(tǒng)的效率是很關(guān)鍵的。如果該距離小，那么其必須進(jìn)行很好地控制，從而確保在波紋狀翅片和輻射面板之間空氣流動(dòng)不受干擾。
[0005]當(dāng)前對(duì)于增加電氣設(shè)備例如變壓器的冷卻效率存在需求。其可通過以簡(jiǎn)單且有效的方式增加波紋狀翅片的輻射傳熱來實(shí)現(xiàn)。通過應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的便攜式熱交換面板是可行的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的主要思想是增加來自基于翅片結(jié)構(gòu)的輻射傳熱。其通過在翅片之間并與之平行地放置額外的元件(面板)來完成。在翅片表面和面板之間的基本輻射傳熱是存在的，因?yàn)槊姘寰哂休^低的溫度。在提出的方案中，必須最大限度地減小通過在面板和翅片之間的傳導(dǎo)而引起的熱接觸。首先，提出的本發(fā)明考慮了基于翅片的冷卻系統(tǒng)，在這種系統(tǒng)中進(jìn)一步增加用于對(duì)流傳熱的表面是不可能的。然而，面板設(shè)計(jì)中的改進(jìn)可延伸應(yīng)用領(lǐng)域。
[0007]本發(fā)明的本質(zhì)在于，便攜式熱交換面板具有板的形式，其裝備了用于將板固定到變壓器箱的波紋狀翅片上的緊固裝置，并且裝備了至少兩個(gè)彈性定距元件。一個(gè)定距元件放置在板一個(gè)側(cè)面上，并且另一個(gè)放置在板的另一側(cè)面上，并且各個(gè)定距元件具有相等的高度。
[0008]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，緊固裝置具有至少兩個(gè)連接在板上的鎖鉤形式。
[0009]在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，緊固裝置具有至少兩個(gè)在板的頂部部分中實(shí)現(xiàn)的開口以及采用成對(duì)的桿或棒形式的支撐模塊化元件的形式，桿或棒設(shè)有縱向管道，其通過一個(gè)部件滑動(dòng)到另一部件中而連接在一起，其中所述桿或棒插入到板的開口中。在這個(gè)實(shí)施例中，改進(jìn)是可能的，其中桿或棒通過兩個(gè)交叉棒連接在一起，從而形成框架。
[0010]在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，緊固裝置具有在板的頂部轉(zhuǎn)角中實(shí)現(xiàn)的一個(gè)開口和插入到該開口中的一個(gè)縱向管道以及至少一個(gè)連接在板上的鎖鉤的形式。
[0011 ]熱交換面板由金屬或熱塑性材料制成，或者其具有由金屬、熱塑性材料或有機(jī)材料組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)。
[0012]熱交換面板的兩個(gè)表面被涂層覆蓋，用于使面板的表面的紅外輻射發(fā)射能力提高至高于0.7的值。
[0013]熱交換面板具有平的面，或者面板的兩個(gè)表面在形狀上設(shè)置為正弦曲線形、Z字形或曲波。
[0014]熱交換面板的定距元件由彈性泡沫或彈性橡膠或熱塑性材料或金屬制成。
[0015]定距元件具有規(guī)則固體的形狀，例如圓盤或圓柱、透孔織物固體、扁簧或盤簧。
[0016]定距元件彼此對(duì)稱地放置在板的兩側(cè)。
[0017]本發(fā)明的主題還是一組熱交換便攜式面板，其由根據(jù)權(quán)利要求1所述的面板形成，面板通過根據(jù)權(quán)利要求3-4所述的緊固裝置或通過根據(jù)權(quán)利要求5所述的緊固裝置而連接在一起。
[0018]用于冷卻波紋狀變壓器箱的翅片的方法的本質(zhì)是，所述方法在于利用緊固裝置將至少一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的熱交換便攜式面板或一組熱交換便攜式面板垂直于變壓器壁而放置在變壓器箱的波紋狀翅片之間，使得冷卻板按照離相鄰翅片相等的距離插入在兩個(gè)相鄰的變壓器翅片之間。
[0019]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是一種容許提高冷卻效率的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，其對(duì)于產(chǎn)品特征具有直接的影響。潛在的好處可能涉及改善的性能，例如在變壓器箱的尺寸沒有變化的條件下達(dá)到更高的功率水平、更長(zhǎng)的產(chǎn)品壽命和對(duì)具有極高周圍溫度的環(huán)境的忍受力。
【附圖說明】
[0020]在附圖的典型實(shí)施例中描繪了本發(fā)明的主題:
圖1從正視圖示意性地展現(xiàn)了單個(gè)面板， 圖2以側(cè)視圖展現(xiàn)了第一實(shí)施例中的面板，
圖3以軸側(cè)投影圖展現(xiàn)了第二實(shí)施例中的面板，其中框架的一部件已經(jīng)被切去了，
圖4以側(cè)視圖展現(xiàn)了第三實(shí)施例中的面板，
圖5以正視圖展現(xiàn)了圖2、圖3和圖4的熱交換面板的定距元件的不同的實(shí)施例，
圖6以頂視圖展現(xiàn)了圖2、圖3和圖4中的面板的不同形狀，
圖1以軸側(cè)投影圖展現(xiàn)了根據(jù)圖3實(shí)施例的面板組，
圖8以軸側(cè)投影圖展現(xiàn)了根據(jù)圖4實(shí)施例的面板組，
圖9以軸側(cè)投影圖展現(xiàn)了具有根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的熱交換面板組的變壓器，
圖10以軸側(cè)投影圖展現(xiàn)了具有根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的熱交換面板組的變壓器，
圖11以軸側(cè)投影圖展現(xiàn)了具有根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的熱交換面板組的變壓器。
【具體實(shí)施方式】
[0021]用于變壓器的便攜式熱交換面板具有板I的形式，其具有矩形的形狀。板I由金屬或熱塑性材料制成，或者其具有由金屬、熱塑性材料或有機(jī)材料組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)。板I的兩個(gè)表面上都固定了至少一個(gè)彈性定距元件2。定距元件2設(shè)計(jì)成使其容許以相等的距離將面板I放置在變壓器的翅片之間。定距元件2由彈性泡沫或彈性橡膠制成。定距元件2還可由金屬彈簧或熱塑性彈簧制成。各個(gè)定距元件2具有高度H，其對(duì)于定位在面板I的兩側(cè)的元件2是相同的。面板I裝備了緊固裝置3，其用于將面板固定在波紋狀變壓器箱上，位于其翅片之間并垂直于變壓器壁。固定裝置3示意性地如圖1中虛線斜交叉所示。面板I的兩個(gè)表面都被涂層4覆蓋，用于使面板表面的紅外輻射發(fā)射能力提高至高于0.7的值。涂層4在圖1中用虛線矩形來表示，并且在圖2-4中作為覆蓋面板I的表面的一部分網(wǎng)狀物來表示。典型的涂層4是碳黑涂漆。
[0022]在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，面