具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了提高干式变压器的冷却能力和冷却效果，提升干式变压器的工作余度和寿命，干式变压器包括初级线圈、次级线圈和铁芯，所述初级线圈与次级线圈通过所述铁芯以磁作用的方式相互作用，用于以一定的变压比来输出对应电压的电源。干式变压器一般用于室内环境中，往往被放置在变压器箱体内，而该箱体配备有冷却风机或抽吸风机，用于向箱体内吹送或吸取空气，使得在箱体内形成冷却空气流，来对干式变压器的绕组及铁芯进行冷却。

如图1所示，本发明提出一种特别地适用于通常的箱体式干式变压器的冷却结构，所述冷却结构包括多个独立的冷却单元，所述冷却单元分别设置在每相绕组的不同位置，当然这些位置要根据实际中干式变压器的发热分布来布置。在本实施例中，仅以一个在绕组中布置的冷却单元进行举例性说明。

如图1所示，其中，每个冷却单元包括吸热段3、上升段5、冷却段4和下降段6，所述吸热段3通过上升段5和下降段6与所述冷却段4连通，吸热段3设置能够与所述初级线圈、次级线圈和/或铁芯进行热交换，用以从所述初级线圈、次级线圈和/或铁芯处吸取产生的热量，来保持所述初级线圈、次级线圈和/或铁芯的温度在允许工作的范围内而不超温。

具体地，该吸热段3，如图1所示，布置在绕组中间，其紧邻两层绕线，因而能够充分地从绕组中吸收热量，来对该区域进行降温冷却。对于该吸热段3的形状，其即可以是环形或C形的，由此能够最大面积地配合绕组2的环形形状而布置，从而使吸热段3与绕组2达到最大的接触面积或吸热面积，提高了吸热段3的热交换能力。替代地，该吸热段3也可以为圆形或棒状，其被插设在较小的区域中与绕组或铁芯进行热交换，而非与整圈的绕组或铁芯进行热交换。

为了将吸热段3从所述绕组或铁芯中吸收的热量散放出去，所述冷却段4、上升段5和下降段6位于所述初级线圈、次级线圈和铁芯外部的环境中。

优选地，为了提高冷却能力，本发明中提出将冷却单元中的工质采用相变材料，该相变材料能够在吸热段3吸收热量而从液态气化为气态并且能够在冷却段4中释放热量而从气态冷凝成液态，由此，工质能够在不同的热环境中，根据吸热以及冷却的工作状态而在两种相态之间切换，而相态之间的改变则蕴含着巨大的热量改变，也就是说，通过工质在两种相态间的改变而从干式变压器中吸收大量的热量，这就体现了相变材料作为工质的优点。

进一步地，所述相变材料选择为氨、正甲醇、乙醇、乙二醇、丙酮、烷烃、水中一种或至少两种的组合。而更优的设置，是将该冷却单元内部，也即工质的环境设置为负压，也即小于外界的正常大气压，这样选为相变材料的所述工质即具有更低的相变温度点，也即能够在更低的温度下吸热而变为气态，这能够使该冷却单元能够在较低的温度时发挥较大的冷却能力，使得干式变压器的温度控制在较低的温度。当然，具体的负压值需要根据干式变压器的需求温度以及冷却单元的冷却能力、工质选择来确定，但是本发明提供了一种可调整工质相变温度点来匹配干式变压器工作温度的想法。

进一步地，为了能够使吸热段3中的工质处于相对稳定的分布状态，如图1所示，所述吸热段3以相对于水平方向倾斜地方式布置，所述吸热段3布置成在沿着朝向干式变压器外部环境的方向上相对于水平方向倾斜地向上。由此，工质在吸热段3中由于密度以及重力的影响，尚处于液态的工质则会位于吸热段3的下部或者说处于吸热段3的位于绕组的端部部分；而经过吸热已经气化为气态的工质则由于密度较低且在自然压差的作用下，则位于吸热段3的上部或者说处于吸热段3的通向外部环境的端部部分。由此，由于吸热段3的倾斜地设置，能够使得工质在吸热段3中根据其吸热情况而导致的相态不同，自然地将气态的工质与液态的工质相互分离，并且有利于气态的工质向冷却段4的方向行进。

由于冷却段4处于外部环境中，特别是处于箱式变压器室的空气环境中，冷却段4收到了箱式变压器室的冷却空气流的冷却，从而能够将冷却段4中的温度较高的气态工质的热量散发至环境中，来降低冷却段4中工质的温度，从而使得工质在冷却段4中被冷却降温而从气态转变为液态。为了提高冷却段4的冷却能力，如图2所示，在冷却段4的壳体外部设置有多个翅片7，多个翅片7能够与所述的冷却空气流对流地热交换，将冷却段4中工质的热量散发至空气中，这大大地提高了冷却段4的散热能力。

进一步地，如图1所示，所述冷却段4具有位于内部的内腔，所述内腔通过上升段5和下降段6与所述吸热段3流体地连通，优选地设置，所述内腔的底部相对于水平方向倾斜地设置，这样地设置，使得工质在冷却段4中从气态被冷凝成液态时，液态的工质能够聚集在位置较低的端部，而气态的工作则位于位置较高的地方继续向外散发热量。进一步地，所述下降段6与内腔的连通口设置在比所述上升段5与内腔的连通口更低的位置，由此，上升段5中的气态工质能够直接进入到冷却段4内腔的气态环境，而在冷却段4中的液态工质能够集中地从下降段6中回流至吸热段3。从而使得气态工质在流入冷却段4中时不会与已被冷凝的液态工质之间发生冲击，从而防止冷却段4中发生诸如“水击”现象的发生，而“水击”现象则会带来剧烈的振动和噪音，这会对冷却单元的结构造成损伤。另外，这样的设置也能够使得工质更顺畅的循环。

为了能够保证气态工质绝大多数都通过上升段5从吸热段3上升到冷却段4中，而液态工质绝大多数都通过下降段6从冷却段4回流到吸热段3中，特别是为了防止气态工质通过下降段6进入冷却段4从而造成在下降段6中气态工质与液态工质混流，造成液态工质回流不畅以及气液混流造成的振动和噪音，如图1所示，本发明提出了在所述下降段6中设置有流体单向结构8，该流体单向结构8用于阻碍气态的相变材料在所述下降段6中从所述吸热段3到冷却段4的流动。

对于该流体单向结构8的具体结构，如图3所示，所述流体单向结构8包括折线9和多个弧形段10，所述折线9在所述下降段6的至少部分中由下向上延伸，而多个所述弧形段10则分布在所述折线9的两侧。具体地，所述流体单向结构8具有至少一个弧形段10。

其中，所述弧形段10的第一端流体连通地连接至折线9上的一个折点，所述弧形段10的第二端则沿着向上的方向流体连通地连接至折线9上。具体地，所述弧形段10的第二端与折线9的连接点和第一端与折线9的连接点位于折线9的同一条直线段上。这样，每个弧形段10的两端都与折线9上的同一条直线段流体地连通。

为了达到阻碍气态的相变材料在所述下降段6中从所述吸热段3到冷却段4的流动的目的，所述每个弧形段10包括从第一端开始延伸的直线分段11以及位于直线分段11与第二端之间的弧形分段12；其中，所述直线分段11与第一端上游的折线9的直线段位于同一条直线上，或者，所述直线分段11与第一端上游的折线9的直线段之间的夹角为锐角。图3中，直线分段11基本上与折线9的直线段处于同一条直线上。而对于弧形分段12，沿由下往上的方向，所述弧形分段12在第二端处的切线与第二端处的折线的直线段之间的夹角为钝角；进一步地，所述弧形分段为圆弧形。这样设置的目的在于，气态工质沿着下降段6从吸热段3朝向冷却段4流动，气态工质在折线9中能够顺畅地流入弧形段10的直线分段11，进而流入到弧形段10的弧形分段12中；而弧形分段12的第二端的出口与折线9的夹角为钝角，那么气态工质在流出弧形分段12时，则会朝向吸热段3的方向流动，这样，一方面使得气态工质在该流体单向结构8中的流动阻力大大增加，另一方面则使得进入到流体单向结构8中并从弧形分段12中流出的气态工质能够返流至吸热段3中，从而使得流体单向结构8达到对于气态工质从吸热段3流向冷却段4的单向阻碍作用。

而对应地，在下降段6中，当在冷却段4中被冷凝的液态工质从冷却段4回流至吸热段3时，液态工质在折线9中顺畅地流动，而由于弧形段10的弧形分段12的出口基本朝向吸热段3，使得液态工质基本不可能流入到弧形段10中，而只沿着折线9流动而返回吸热段3中。如此这样，下降段6中的流体单向结构8能够很好的阻碍气态工质从吸热段3流向冷却段4，而不会阻碍液态工质从冷却段4回流至吸热段3。

通过构造本发明的冷却结构，由于在下降段6中设置了流体单向结构8，从而使得吸热段3中产生的气态工质基本上只能够从上升段5流向冷却段4中，而不能够从下降段6中流向冷却段4；而由于冷却段4的倾斜设置，在冷却段4中被冷凝而成液态的工质，也基本上只从下降段6返流回吸热段3中。由此，构建了一个基本上单向循环的工质回路，从而保证了本发明的冷却结构具备有高循环倍率以及很好的冷却能力。

实施本发明，具有如下有益效果：在干式变压器中设置采用相变材料作为工作介质的冷却结构，该冷却机构结构简单、占据空间较小；该冷却结构包括吸热段、上升段、冷却段和下降段，能够以机械固定的方式构建该冷却结构的稳定的循环流路，使得工作介质在吸热段中吸热后相变为气态下主要从上升段进入冷却段，而在冷却段中被冷却成液态后主要从下降段回流至吸热段，在该循环流路中，气态的工作介质不会与液态的工作介质产生混流干扰，从而既能够大大提高循环流率，同时还能充分利用相变材料的高效冷却，大大地提高了冷却效果。

以上所揭露的仅为本发明的几个较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。