用于波纹状变压器箱的便携式热交换面板的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明的主题是一种用于具有液态介质的波纹状变压器箱的便携式热交换面板。热交换面板适用于冷却尤其配电变压器中的波纹状变压器翅片。
【背景技术】
[0002]冷却是许多电气产品的其中一个主要问题。电力损失对于发热和产品温度的升高是有责任的。冷却效率的改善和内部温度的降低对于产品的可靠性和寿命具有直接影响。冷却问题由于日益提高的功率需求、能量效率和产品尺寸的减少而特别重要。自然对流是许多电气产品，例如配电变压器中的常用冷却机制。它是一种被动冷却方法，而且那是其主要优势，但同时其被认为是其中一个有效性最低的方法。用于纯空气对流的传热系数被评估为大约5_7W/mK。然而，如果包含辐射作用的话，那么其被增加至大约ll-13W/mK。改善自然对流的效率的最简单且最常用的方式是增加用于热交换的表面。这通过应用肋条和/或翅片来完成。然而，这些元件具有对于对流传热具有很大的影响，并且辐射的高潜力得不到利用。
[0003]从专利描述GB884007中获悉一种热交换设备，其包括具有外部管道的容器，外部管道直接连接在容器壁上，并且容器中的液体可通过该管道进行循环。管道和容器壁提供了主传热面。这种热交换设备还包括位于容器壁和管道之间的辐射屏障，其与主传热面间隔开，以容许流体在屏障和表面之间自由循环。该容器是一种用于液体冷却式电气设备(例如变压器箱)的容器。变压器箱可能具有外部管道的管组和插入在相邻管组之间的辐射屏障。在这种方案中，辐射屏障放置在垂直于容器壁的位置。辐射屏障安装在固定器中，固定器连接在管道上。这种方案是一种针对变压器的良好方案，变压器具有由来自容器的液体进行填充的外部管道。管道容许它们放置在辐射屏障之间，因为在管道之间具有足够的用于热对流现象的自由空间。这种方案对于变压器的波纹箱不是有效的，其中波纹状金属片形式的系列翅片位于至少变压器箱的其中一个壁上。存在于波纹状翅片之间的空间对于放置辐射屏障或面板是足够的，但在翅片之间的距离是相当小的，并且在每个翅片上可能是不同的(由于生产公差)，而且其沿着翅片的高度或深度可能不一致。当设备的温度上升或下降时，在变压器操作期间还可观测到翅片之间的空间方面的某些变化。由于相对较高的热膨胀系数，油改变其体积，并且那将造成翅片的变形。
[0004]在波纹状翅片的表面和辐射面板之间的距离对于热交换系统的效率是很关键的。如果该距离小，那么其必须进行很好地控制，从而确保在波纹状翅片和辐射面板之间空气流动不受干扰。
[0005]当前对于增加电气设备例如变压器的冷却效率存在需求。其可通过以简单且有效的方式增加波纹状翅片的辐射传热来实现。通过应用根据本发明的便携式热交换面板是可行的。
【发明内容】
[0006]本发明的主要思想是增加来自基于翅片结构的辐射传热。其通过在翅片之间并与之平行地放置额外的元件(面板)来完成。在翅片表面和面板之间的基本辐射传热是存在的，因为面板具有较低的温度。在提出的方案中，必须最大限度地减小通过在面板和翅片之间的传导而引起的热接触。首先，提出的本发明考虑了基于翅片的冷却系统，在这种系统中进一步增加用于对流传热的表面是不可能的。然而，面板设计中的改进可延伸应用领域。
[0007]本发明的本质在于，便携式热交换面板具有板的形式，其装备了用于将板固定到变压器箱的波纹状翅片上的紧固装置，并且装备了至少两个弹性定距元件。一个定距元件放置在板一个侧面上，并且另一个放置在板的另一侧面上，并且各个定距元件具有相等的高度。
[0008]在本发明的一个实施例中，紧固装置具有至少两个连接在板上的锁钩形式。
[0009]在本发明的其它实施例中，紧固装置具有至少两个在板的顶部部分中实现的开口以及采用成对的杆或棒形式的支撑模块化元件的形式，杆或棒设有纵向管道，其通过一个部件滑动到另一部件中而连接在一起，其中所述杆或棒插入到板的开口中。在这个实施例中，改进是可能的，其中杆或棒通过两个交叉棒连接在一起，从而形成框架。
[0010]在本发明的另一实施例中，紧固装置具有在板的顶部转角中实现的一个开口和插入到该开口中的一个纵向管道以及至少一个连接在板上的锁钩的形式。
[0011 ]热交换面板由金属或热塑性材料制成，或者其具有由金属、热塑性材料或有机材料组成的复合结构。
[0012]热交换面板的两个表面被涂层覆盖，用于使面板的表面的红外辐射发射能力提高至高于0.7的值。
[0013]热交换面板具有平的面，或者面板的两个表面在形状上设置为正弦曲线形、Z字形或曲波。
[0014]热交换面板的定距元件由弹性泡沫或弹性橡胶或热塑性材料或金属制成。
[0015]定距元件具有规则固体的形状，例如圆盘或圆柱、透孔织物固体、扁簧或盘簧。
[0016]定距元件彼此对称地放置在板的两侧。
[0017]本发明的主题还是一组热交换便携式面板，其由根据权利要求1所述的面板形成，面板通过根据权利要求3-4所述的紧固装置或通过根据权利要求5所述的紧固装置而连接在一起。
[0018]用于冷却波纹状变压器箱的翅片的方法的本质是，所述方法在于利用紧固装置将至少一个根据本发明的热交换便携式面板或一组热交换便携式面板垂直于变压器壁而放置在变压器箱的波纹状翅片之间，使得冷却板按照离相邻翅片相等的距离插入在两个相邻的变压器翅片之间。
[0019]本发明的优点是一种容许提高冷却效率的简单结构，其对于产品特征具有直接的影响。潜在的好处可能涉及改善的性能，例如在变压器箱的尺寸没有变化的条件下达到更高的功率水平、更长的产品寿命和对具有极高周围温度的环境的忍受力。
【附图说明】
[0020]在附图的典型实施例中描绘了本发明的主题:
图1从正视图示意性地展现了单个面板， 图2以侧视图展现了第一实施例中的面板，
图3以轴侧投影图展现了第二实施例中的面板，其中框架的一部件已经被切去了，
图4以侧视图展现了第三实施例中的面板，
图5以正视图展现了图2、图3和图4的热交换面板的定距元件的不同的实施例，
图6以顶视图展现了图2、图3和图4中的面板的不同形状，
图1以轴侧投影图展现了根据图3实施例的面板组，
图8以轴侧投影图展现了根据图4实施例的面板组，
图9以轴侧投影图展现了具有根据本发明的第一实施例的热交换面板组的变压器，
图10以轴侧投影图展现了具有根据本发明的第二实施例的热交换面板组的变压器，
图11以轴侧投影图展现了具有根据本发明的第三实施例的热交换面板组的变压器。
【具体实施方式】
[0021]用于变压器的便携式热交换面板具有板I的形式，其具有矩形的形状。板I由金属或热塑性材料制成，或者其具有由金属、热塑性材料或有机材料组成的复合结构。板I的两个表面上都固定了至少一个弹性定距元件2。定距元件2设计成使其容许以相等的距离将面板I放置在变压器的翅片之间。定距元件2由弹性泡沫或弹性橡胶制成。定距元件2还可由金属弹簧或热塑性弹簧制成。各个定距元件2具有高度H，其对于定位在面板I的两侧的元件2是相同的。面板I装备了紧固装置3，其用于将面板固定在波纹状变压器箱上，位于其翅片之间并垂直于变压器壁。固定装置3示意性地如图1中虚线斜交叉所示。面板I的两个表面都被涂层4覆盖，用于使面板表面的红外辐射发射能力提高至高于0.7的值。涂层4在图1中用虚线矩形来表示，并且在图2-4中作为覆盖面板I的表面的一部分网状物来表示。典型的涂层4是碳黑涂漆。
[0022]在本发明的第一实施例中，面