一种散热器用非能动三维通腔均混扰流散热片制造技术

本实用新型专利技术公开了一种散热器用非能动三维通腔均混扰流散热片，其散热片由两个散热单片对置焊接，且由上下两端带有进出油口的分汇流腔和带有分流槽、阻流导向峰的内腔连通式混流腔组成，散热单片的散热面上分布若干分流槽和阻流导向峰,其散热片制成的变压器用散热器能够在非能动冷却条件下，使散热片内外部流场形成三维均混流和扰流状态，同时使散热片内部的油侧掺混流场、外部的气侧掺混流场中的流体进行不断掺混和扰动，起到强化传热的作用，达到散热片的散热能力大幅提高的效果，继而在不增加板料用量的前提下，实现减少变压器用散热器组数或片数使用量的经济效果。器组数或片数使用量的经济效果。器组数或片数使用量的经济效果。

【技术实现步骤摘要】
一种散热器用非能动三维通腔均混扰流散热片


[0001]本技术涉及变压器用散热器加工制造
，特别提供一种散热器用非能动三维通腔均混扰流散热片。

技术介绍

[0002]运行中的油浸式变压器、电抗器在绕组及铁芯等部件中会产生一定的能量损耗，并转化为热能。该部分热能仅有一小部分会通过变压器以热传导和热对流的方式传递给油箱壁并散发到空气中。而绝大部分热能无法通过变压器自身油箱平壁结构快速有效地散发出去，直接导致变压器油温升提高，进而降低了其绝缘寿命，所以，不得不考量其它更为有效的散热措施来解决油浸式变压器的散热问题。经过近半个世纪的实践和发展，片式散热器已成为解决油浸式变压器、电抗器散热问题的主流措施。特别在低噪声，以ONAN为主的产品上应用更加广泛。目前行业内常见变压器用片式散热器的散热片结构为多个纵向单油道无相互连通，散热片内外的液相、气相得不到有效的掺混、扰流。基于以上结构和技术原因，片式散热器总传热系数K值较低，为此，为了达到散热要求，往往需要配置大量散热片组或采用ONAF、OFAF冷却方式。如大型变压器67MVA/500KV需要选用片散PC2800
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28/520(32) 组才能满足散热要求，而该散热片组自身结构尺寸占用了变压器较大横向空间，且成本较高，造成了空间占用和成本较大。因此，在不增加散热器材料成本或降低其材料成本，同时在非能动工况下，使变压器用片式散热器的散热片具有通腔油道，实现散热片内外的液相、气相物体得到不断掺混和扰动成为提高其有效散热能力的必要条件，本技术将有效的解决上述技术瓶颈。

技术实现思路

[0003]本技术目的在于提供一种散热器用非能动三维通腔均混扰流散热片。这种散热器用非能动三维均混扰流型散热片的板材为钢或铝材质薄板，其薄板由动力系统及支撑机械结构驱动成对轧辊模滚压方法制出散热单片的气侧扰流结构和油侧混流结构，再由冲压轧制系统使用平板模制出与多个混流油流通腔对应且过渡连接的分汇流腔部分的散热单片，由板料输送系统将板料传输到以上工位，完成非能动三维通腔均混扰流散热片轧制工艺，本技术利用带有外侧的气侧扰流结构和内侧的油侧混流结构的通腔散热片制成的变压器用散热器能够在非能动冷却(ONAN)条件下，使通腔散热片内外部形成三维均混流和扰流状态，同时使通腔散热片内外部的油侧掺混流场、气侧掺混流场中的流体进行不断掺混和扰动起到强化传热的作用，继而达到本技术通腔散热片比现有散热片的散热能力大幅提高，实现了减少变压器用散热器组数或片数的效果，并且减少散热器占用变压器油箱周围的横向空间，同时减少变压器用油量，降低了变压器制造成本，并且在风机冷却(ONAF)条件下同时可以减少风机数量。
[0004]本技术在依靠密度差和位置差使介质流动的前提下，设计出通腔散热片外侧的气侧扰流结构，使散热器气侧形成至下而上的分段导向扰流；气侧表面向外散热过程中，
散热片表面的散热气流会从下部向上部在叠加状态中上升散热，在这种情况下，上部通腔散热片表面在散热的同时还会受到来自于散热片下部热气流的影响；在气侧扰流结构的作用下形成分段阻断向上的传热气流，各分段中的传热气流在纵向上两阻流导向峰之间会产生脱离散热器气侧表面的效果，从而避免通腔散热片表面热气流至下而上的在其表面形成温度叠加来提高散热效率，各散热段都在同样的接近环境温度的条件下进行散热，减少了由于温度叠加造成的上部环境温度比下部环境温度高的现象，并且气侧扰流结构中阻流导向峰横向干扰了全部油流散热面气流，使干扰效果发挥最大，在阻流导向峰对上升的表面气流的分流导向作用下，按中华人民共合国机械行业标准JB/T 5347《变压器用片式散热器》规定“自冷式的片间距离不应小于45mm”实际应用中片间距离多以45mm为标准，由于相邻散热片距离较近，所以多个通腔散热片在这种间距条件下的气侧扰流结构，会使相邻通腔散热片气侧之间的气流相互产生干扰，形成通腔散热片间气侧掺混流场和油侧掺混流场，其两者相互作用产生利于散热的流场效应；同时设计出散热器油侧混流腔的腔体截面形状都不变的情况下会产生层流状的缓慢对流散热，采用油侧混流结构将层流状改变成混流状，通过对散热器油侧混流腔在纵向上设置了油侧混流结构，使混流腔内油流流向发生改变、其层外流与层内流出现不断掺混、混流腔内的各油流层的油流温度通过改变油流方向得到充分掺混、油流内层与外层在混流的状态下通过通腔散热片表面进行散热，从而提高了散热效率；在混流腔内设计出有两山谷状对置的连通混流腔，因使混流油腔截面积徒增，在重力作用下使油流外层不能继续依附油流腔内壁向下流动、而是脱离腔内壁向下流入油流内层得到内外层油流的掺混流，并且在混流结构的分流槽作用下使混流腔内的层流几乎全部得到多次分流混流；通过以上均混扰流方案来实现散热器对混流腔内变压器热油快速散热的效果；本技术技术方案在不改变现有板料成本的前提下可以大幅增加了油侧几何散热面积9％以上。
[0005]本技术提出在变压器用油浸式散热器的气侧和油测上优化结构设计，增加混、扰流结构，对散热器传热空气层、通腔油流层形成均混扰流，分段阻断气侧热边界层向上叠加将段内的热气层流导出散热器气侧表面，使传热气层温度降低；同时分段改变散热器油侧混流腔容积和形状，使散热器油流动方向及流速改变且无规则，从而对散热器油侧分段混扰流达到高效散热的目的，并且油侧散热面积增加将使散热器ONAN有效散热面积增加，则散热器的散热能力增加。
[0006]为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种散热器用非能动三维通腔均混扰流散热片，其散热片1由两个散热单片2对置焊接，且由上下两端带有进出油口3的分汇流腔4 和带有分流槽5、阻流导向峰6的混流腔7组成，散热单片2的散热面上分布若干分流槽5和阻流导向峰6；
[0007]所述混流腔7由多个分流混流腔8、连通混流腔9、分流交错混流腔10、连通交错混流腔11 交替排列且相互连通，其组合构成散热片1外侧的气侧扰流结构12和内侧的油侧混流结构13；
[0008]所述分流混流腔8由散热单片2宽度方向槽状大平面14上的多个有一定间距排列的分流槽 5构成；
[0009]所述连通混流腔9由散热单片2宽度方向槽状大平面14上的多个有一定间距排列的阻流导向峰6构成；
[0010]所述分流交错混流腔10上分流槽5的排列方式与分流混流腔8上分流槽5的排列方式在宽度和长度方向相互交错；
[0011]所述连通交错混流腔11上阻流导向峰6的排列方式与连通混流腔9上阻流导向峰6的排列方式在宽度和长度方向相互交错。
[0012]优选的，进出油口3为半圆弧形口状敞开式，且与分汇流腔4相通；
[0013]所述分汇流腔4上设有与混流腔7过渡连接的分流槽5形状，其形状间隔腔体处与混流腔7 长度方向两端相连通；
[0014]优选的，散热单片2的槽状大平面14的边缘为平面条状的周边焊道15，其槽状大平面14 上设有向混流腔7内隆起的槽状长圆形分流槽5和向散热面外侧隆起的阻流导向峰6；
[0015]所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种散热器用非能动三维通腔均混扰流散热片，特征在于，所述散热片(1)由两个散热单片(2)对置焊接，且由上下两端带有进出油口(3)的分汇流腔(4)和带有分流槽(5)、阻流导向峰(6)的混流腔(7)组成，散热单片(2)的散热面上分布若干分流槽(5)和阻流导向峰(6)；所述混流腔(7)由多个分流混流腔(8)、连通混流腔(9)、分流交错混流腔(10)、连通交错混流腔(11)交替排列且相互连通，其组合构成散热片(1)外侧的气侧扰流结构(12)和内侧的油侧混流结构(13)；所述分流混流腔(8)由散热单片(2)宽度方向槽状大平面(14)上的多个有一定间距排列的分流槽(5)构成；所述连通混流腔(9)由散热单片(2)宽度方向槽状大平面(14)上的多个有一定间距排列的阻流导向峰(6)构成；所述分流交错混流腔(10)上分流槽(5)的排列方式与分流混流腔(8)上分流槽(5)的排列方式在宽度和长度方向相互交错；所述连通交错混流腔(11)上阻流导向峰(6)的排列方式与连通混流腔(9)上阻流导向峰(6)的排列方式在宽度和长度方向相互交错。2.按照权利要求1所述的一种散热器用非能动三维通腔均混扰流散热片，特征在于，所述进出油口(3)为半圆弧形口状敞开式，且与分汇流腔(4)相通；所述分汇流腔(4)上设有与混流腔(7)过渡连接的分流槽(5)形状，其形状间隔腔体处与...

【专利技术属性】
技术研发人员：万成，王冬冬，王东辉，张立彬，曲寿晴，姜洪强，李健，张红梅，赵子畯，朴睿雄，
申请(专利权)人：沈阳天通电气有限公司，
类型：新型
国别省市：