[实用新型]一种变压器冷却装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力设备领域，尤其涉及一种变压器冷却装置。

背景技术

随着经济的快速发展，社会对清洁能源，可再生、无污染、运行成本低、便于进行电力调峰等的新能源需求越来越大。变压器广泛用于局部照明、高层建筑 、机场，码头CNC机械设备等场所。变压器的安全运行和使用寿命，很大程度上取决于变压器绕组绝缘的安全可靠。绕组温度超过绝缘耐受温度使绝缘破坏，是导致变压器不能正常工作的主要原因之一。因此对变压器的冷却十分重要。变压器冷却方式分为自然空气冷却（AN）和强迫空气冷却（AF）两种。自然空冷时，变压器可在额定容量下长期连续运行。强迫风冷时，变压器输出容量可提高50%。现有的变压器轴流式冷却风扇叶轮仍然存在着叶片的形状设计不合理、效率较低的问题，仍有进一步改进和提高效率的空间。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种冷却效率较高的变压器冷却装置，总的技术构思是通过对其中的叶轮的叶片形状的改进以提高冷却效率，改善变压器性能。

实现本实用新型目的的技术方案是：本实用新型的变压器冷却装置，包括电机、联轴器、旋转轴和轴流式风扇叶轮（以下将轴流式风扇叶轮简称为叶轮）。所述叶轮包括轮毂和多个叶片。电机由其电机轴通过联轴器与旋转轴相连，旋转轴与叶轮的轮毂固定连接。叶片包括前缘、后缘、外缘和内缘。各个叶片通过紧固件固定连接在轮毂上，且各个叶片的内缘与轮毂的外周边缘相接触。叶片具有最大厚度t和最大弯矩c，叶片从径向内侧至径向外侧宽度逐渐变宽。其结构特点是：从叶片的径向内侧至径向外侧，最大厚度t和最大弯矩c的位置在周向方向上是变化的；其中最大厚度位置变化曲线Vt从叶片的径向内侧至径向外侧，该曲线从位于中间偏后部位的起始点起始后，先向叶片的后缘接近，然后向前缘接近，最后向后缘接近；最大弯矩位置变化曲线Vc从叶片的径向内侧至径向外侧，该曲线从位于中间部位的起始点起始后，先向叶片的前缘接近，后向后缘接近，然后向前缘接近，最后还向前缘接近。

进一步地，叶片的前缘在径向方向上由三段弧线构成，它们是前缘的依次相连的第一弧形段R1、第二弧形段R2和第三弧形段R3。叶片的后缘在径向方向上也由三段弧线构成，它们是后缘的依次相连的第一弧形段R4、第二弧形段R5和第三弧形段R6。叶片的后缘的第一弧形段R4与叶片的前缘的第一弧形段R1相对应，且将叶片的位于后缘的第一弧形段R4与前缘的第一弧形段R1之间的部分称为叶片的第一弧形区。叶片的后缘的第二弧形段R5与叶片的前缘的第二弧形段R2相对应，且将叶片的位于后缘的第二弧形段R5与前缘的第二弧形段R2之间的部分称为叶片的第二弧形区；叶片的后缘的第三弧形段R6与前缘的第三弧形段R3相对应，且将叶片的位于后缘的第三弧形段R6与前缘的第三弧形段R3之间的部分称为叶片的第三弧形区。

在第一弧形区，从径向内侧至径向外侧，最大厚度t的位置从中间偏后起始后，先向后缘接近，后向前缘接近；最大弯矩c的位置从中间起始后，先向前缘接近，后向后缘接近。在第二弧形区，从径向内侧至径向外侧，最大厚度t的位置继续向前缘接近，最大弯矩c的位置改向前缘接近；在第三弧形区，从径向内侧至径向外侧，最大厚度t的位置改向后缘接近，最大弯矩c的位置继续向前缘接近。

进一步地，叶片的前缘的第三弧形段R3的弯曲的开口方向向着后方，也即向着后缘的方向，叶片的后缘的第三弧形段R6的弯曲的开口方向也向着后方。

进一步地，叶片的外缘为弧形段R7，弧形段R7的弯曲的开口方向向着径向内侧。

本实用新型具有积极的效果：本实用新型的变压器冷却装置在工作时，其叶轮的叶片在轮毂的带动下沿周向转动，在转动的方向上，叶片的前缘朝向转动方向。由于叶片的形状经过了最优化设计，例如，综合考虑风量、风压、扇叶转数（也即转速）、扭矩、叶片表面形成的涡流等对叶片性能的影响，通过计算机软件模拟及实际试验结果获得的各项参数（如风压、功率转换率、转速等）可知，相比于以往的叶型，其能够明显提高叶片的做功效率5%至15%。

附图说明

图1为本实用新型的叶轮的结构示意图。

图2为图1中的叶片的截面的放大示意图，其所示方向为图1的F-F向。

上述附图中的标记如下：叶片1，轮毂2，旋转轴3，前缘4，后缘5，外缘6，内缘7，中弧线8，叶片中心线a，点划线b1，点划线b2，点划线b3，最大厚度t，最大厚度X轴坐标位置Xt，最大弯矩c，最大弯矩X轴坐标位置Xc，最大厚度位置变化曲线Vt，最大弯矩位置变化曲线Vc。