一种散热器用非能动三维均混扰流型散热片制造技术

本实用新型专利技术公开了一种散热器用非能动三维均混扰流型散热片，其散热片由两个散热单片对置相应焊接组成，散热单片的散热面为多个大弧形散热面组成、两个大弧形散热面之间设有非油腔焊接通道、大弧形散热面上分布若干半环形气流导向波峰、混流减容槽,其组合构成了散热片外侧的气侧扰流结构和内侧的油侧混流结构,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混流场、外部的片间气侧扰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。数使用量的经济效果。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均混扰流型散热片


[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均混扰流型散热片。

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，不得不考量其他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。但基于其结构原因，片式散热器总传热系数K 值较低，为此，为了达到散热量要求，往往需要配置大量散热片组。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周围空间，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在降低其材料成本的前提下，提高散热片的有效散热能力，对现有油浸式变压器用片式散热器应用在变压器行业上具有十分重要的意义，但是，由于片式散热器散热原理中提高散热能力和减小散热片尺寸或减少散热器数量之间本身就是一对矛盾，所以这一瓶颈问题的突破将成为变压器用散热器设计生产的重要技术环节，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均混扰流型散热片。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流腔、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，完成非能动三维均混扰流型散热片轧制工艺，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，使散热片内外部形成三维均混流和扰流状态，同时使散热片内外部的油侧混流场、片间气侧扰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]本技术在仅依靠密度差和位置差使介质流动的前提下，设计出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半环形气流导向波峰之间会产生脱离散热器气侧表面的效果，从而避免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半环形气流导向波峰横向干扰了全部油流散热面气流，使干扰效果发挥最大，在半环形气流导向波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，所以多个散热片在这种间距条件下的气侧扰流结构，会使相邻散热片气侧之间的气流相互产生干扰，形成散热片间气侧扰流场和油侧混流场，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油流通腔的腔体截面和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，通过对散热器油侧油流通腔在纵向上分段设置了油侧混流结构，使油流通腔上的混流结构处油流流向发生改变、油流通腔内的层外流与层内流出现不断掺混、油流通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散热片表面进行散热，从而提高了散热效率；在油流通腔上设计出两半环形对接的环形油流腔，因使油流腔截面积徒增，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的混流，并且在混流结构的环形油流腔作用下使油流腔内的层流几乎全部得到多次混流；在环形油流腔出、入口分别设计有减容混流油流腔使油流方向得到充分掺混，也使内层油流与外层油流得到多次混流，通过以上均混扰流方案来实现散热器对油流通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、油流层形成均混扰流，分段阻断了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油流通腔容积和形状，使变压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均混扰流型散热片，其散热片1由两个散热单片2对置焊接组成，散热单片2的散热面为多个大弧形散热面3 组成、两个大弧形散热面3之间设有焊接通道4、大弧形散热面3上设有半环形气流导向波峰5、混流减容槽6,其组合构成了散热片1外侧的气侧扰流结构7和内侧的油侧混流结构8；
[0007]所述散热片1包括：带有进油口9的分流腔10、出油口11的汇流腔12和由焊接通道4分隔开的多个大弧形散热面3的混流油流通腔13，及其大弧形散热面3的混流油流通腔13内侧设有的油侧混流结构8、其大弧形散热面3外侧设有的气侧扰流结构7；
[0008]所述进油口9为半圆弧形口状敞开式，且与分流腔10相通；出油口11区别于进油口9的是与汇流腔12相通；
[0009]所述散热单片2的大弧形散热面3上的气侧扰流结构7和油侧混流结构8设置成与散热单片2不同交错排列构成A型散热单片14；
[0010]所述散热单片2与A型散热单片14焊接组成A型散热片15；A型散热片15区别于散热片 1厚度方向的两侧混流减容槽6与半环形气流导向波峰5交错设置。
[0011]所述散热单片2的大弧形散热面3上的气侧扰流结构7和油侧混流结构8中的半环形气流导向波峰5设置成两侧或单侧穿过焊接通道、延伸至相邻混流油流通腔13内部且与其相通；其半环形气流导向波峰5的曲线方向设置成不同方向构成B型散热单片16；
[0012]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均混扰流型散热片，特征在于，所述散热片(1)由两个散热单片(2)对置焊接组成，散热单片(2)的散热面为多个大弧形散热面(3)组成、两个大弧形散热面(3)之间设有焊接通道(4)、散热单片(2)上分布若干半环形气流导向波峰(5)、混流减容槽(6),其组合构成散热片(1)外侧的气侧扰流结构(7)和内侧的油侧混流结构(8)。2.按照权利要求1所述的一种散热器用非能动三维均混扰流型散热片，特征在于，所述散热片(1)包括：带有进油口(9)的分流腔(10)、出油口(11)的汇流腔(12)；由焊接通道(4)分隔开的多个大弧形散热面(3)的混流油流通腔(13)；混流油流通腔(13)内侧设有的油侧混流结构(8)；大弧形散热面(3)外侧设有的气侧扰流结构(7)；所述散热单片(2)的大弧形散热面(3)上的气侧扰流结构(7)和油侧混流结构(8)设置成与散热单片(2)不同交错排列构成A型散热单片(14)；所述散热单片(2)与A型散热单片(14)焊接组成A型散热片(15)；A型散热片(15)区别于散热片(1)厚度方向的两侧混流减容槽(6)与半环形气流导向波峰(5)交错设置；所述散热单片(2)的大弧形散热面(3)上的气侧扰流结构(7)和油侧混流结构(8)中的半环形气流导向波峰(5)设置成两侧或单侧穿过焊接通道、延伸至相邻混流油流通腔(13)内部且与其相通；其半环形气流导向波峰(5)的曲线方向设置成不同方向构成B型散热单片(16)；所述两B型散热单片(16)焊接组成B型散热片(17)；B型散热片(17)区别在于散热片(1)和A型散热片(15)混流油流通腔(13)与其相邻的半环形气流导向波峰(5)相互连通，且半环形气流导向波峰(5)之间通过混流油流通腔(13)相互连通。3.按照权利要求1所述的一种散热器用非能动三维均混扰流型散热片，特征在于，所述进油口(9)为半圆弧形口状敞开式，且与分流腔(10)相通；出油口(11)区别于进油口(9)的是与汇流腔(12)相通；所述分流腔(10)、汇流腔(12)上设有与多个混流油流通腔(13)过渡连接的大弧形散热面(3)和混流减容槽(6)形状，其形状分别与多个混流油流通腔(13)两端相连通；所述焊接通道(4)为平面条状，多个焊接通道(4)分隔成多个混流油流通腔(13)；所述大弧形散热面(3)为弧面形状，其大弧形散热面(3)上设有半环形气流导向波峰(5)、混流减容槽(6)。4.按照权利要求1所述的一种散热器用非能动三维均混扰流型散热片，特征在于，所述散热单片(2)的大弧形散热面(3)从气侧面向外隆起成山峰状，从油侧面向外隆起成山谷状，其山峰状为半环形气流导向波峰(5)、其山谷状为半环形混流油流腔(18)，半环形气流导向波峰(5)和半环形混流油流腔(18)有曲线弧形(19)和直线弧形(20)。5.按照权利要求1所述的一种散热器用非能动三维均混扰流型散热片，特征在于，所述散热单片(2)的多个大弧形散热面(3)上的上下两半环形气流导向波峰(5)之间设有向混流油流通腔(13)方向隆起的长圆弧形混流减容槽(6)，半环形气流导向波峰(5)和混流减容槽(6)构成容积对冲结构(21)。6.按照权利要求2所述的一种散热器用非能动三维均混扰流型散热片，特征在于，所述混流油流通腔(...

【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：