CN103500733B - 一种隔爆结构绝缘热管散热器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隔爆结构绝缘热管散热器，包括：隔爆壳体，在隔爆壳体的内部空间设有内部热管绝缘散热装置，该内部热管绝缘散热装置包括导热基板，在导热基板的内部设有与其延伸方向一致的基板孔，内部热管的受热端穿设在基板孔内，散热端固定于隔爆壳体的内壁上或穿出隔爆壳体之外；在基板孔与内部热管受热端之间设有导热绝缘材料，使导热基板与内部热管之间既能传热又相互绝缘，以及检测导热绝缘材料绝缘性能的绝缘监视器。隔爆壳体外部设有外部热管散热装置或在隔爆壳体的壳壁上设置隔爆壳体散热装置。本发明的隔爆结构绝缘热管散热器能同时满足散热、绝缘和隔爆的要求，可在隔爆中高压电气传动装置中推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及散热器技术领域，尤其涉及一种隔爆结构绝缘热管散热器。
背景技术
热管作为一种极高导热性能的导热元件，通过全封闭的常温下具有一定真空度的真空管内介质的汽、液相变来传递热量，具有极高的导热性；一般热管的受热端称为热端，散热端称为冷端。以热管为核心的散热器在电力半导体的散热方面得到广泛的应用。随着以电力半导体为功率器件的电气传动技术的发展，中高压电气传动装置得到普及。但是，由于受电力半导体器件自身绝缘水平的限制，中高压电气传动装置在某些行业的应用也受到限制；由于热管的外壳是封闭的金属结构，本身是良导体，目前的隔爆设备用的热管散热器，不能满足中高压电气传动装置的绝缘要求，限制了中高压电气传动装置的推广。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种隔爆结构绝缘热管散热器，该散热器能同时满足散热、绝缘和隔爆的要求。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种隔爆结构绝缘热管散热器，包括：隔爆壳体，所述隔爆壳体将空间分隔为隔爆壳体内部空间与隔爆壳体外部空间；至少在所述隔爆壳体内部空间设置有内部热管绝缘散热装置，所述内部热管绝缘散热装置包括导热基板，所述导热基板的内部设有基板孔，所述基板孔的延伸方向与所述导热基板的延伸方向一致；内部热管，所述内部热管具有受热端和散热端，所述受热端穿设在所述基板孔内，所述散热端固定于所述隔爆壳体的内壁或穿出所述隔爆壳体之外；导热绝缘材料，所述导热绝缘材料设置于所述基板孔的孔壁与所述内部热管的受热端之间，使所述导热基板与所述内部热管相互绝缘。
优选，在所述隔爆壳体外部空间还设置有外部热管散热装置，所述外部热管散热装置包括外部热管，所述外部热管上设置有若干散热鳍片。
优选，所述隔爆壳体的壳壁上设置有壳壁通孔，所述内部热管的散热端经所述壳壁通孔穿出所述隔爆壳体之外形成所述外部热管，所述内部热管与所述外部热管为一体式设置的热管。
优选，所述内部热管与所述外部热管为分体式设置，所述内部热管的散热端固定于所述隔爆壳体的内壁，所述外部热管的受热端固定于所述隔爆壳体的外壁。
优选，所述隔爆壳体的壳壁上还设置有隔爆壳体散热装置，所述隔爆壳体散热装置包括设置于所述壳壁上的流体散热通道，所述流体散热通道内流动有散热流体。
优选，所述隔爆结构绝缘热管散热器还包括用于检测所述导热绝缘材料的绝缘性能的绝缘监视器。
优选，所述绝缘监视器包括电流传感器，所述电流传感器通过检测流过所述内部热管的电流实现对所述导热绝缘材料的绝缘性能的监视。
优选，所述绝缘监视器分别与所述内部热管、所述导热基板电连接，通过检测所述导热基板与所述内部热管之间的电压实现对所述导热绝缘材料的绝缘性能的监视。
优选，所述导热绝缘材料包括添加有氮化硼粉末的导热硅胶；所述导热基板包括铝板或铜板。
由于采用了上述技术方案，本发明的隔爆结构绝缘热管散热器，包括：隔爆壳体，至少在该隔爆壳体的内部空间设置有内部热管绝缘散热装置，该内部热管绝缘散热装置包括导热基板，在导热基板的内部设有与导热基板的延伸方向一致的基板孔，内部热管，内部热管的受热端穿设在基板孔内，内部热管的散热端固定于隔爆壳体的内壁上或穿出隔爆壳体之外；在基板孔的孔壁与内部热管的受热端之间设置有导热绝缘材料，使导热基板与内部热管之间既能传热又相互绝缘。本发明的隔爆结构绝缘热管散热器散热过程为：功率半导体器件与导热基板贴合，功率半导体器件产生的热量经过导热基板、导热绝缘材料传递到内部热管的受热端，经内部热管内介质的汽、液相变将热量传递到内部热管的散热端，最终将热量散发到隔爆壳体外部空间，实现对功率半导体器件散热冷却的目的。基板孔与内部热管之间设置的导热绝缘材料，达到了使导热基板与内部热管之间既能传热又相互绝缘的目的。
由于在隔爆壳体之外还设置有外部热管散热装置，可以将内部热管散热端的热量通过外部热管及其上设置的若干散热鳍片以及隔爆壳体本体而散发到隔爆壳体的外部空间，进一步提高散热器的散热效果。
由于在隔爆壳体的壳壁上还设置有隔爆壳体散热装置，即流体散热通道，流体散热通道内流动有散热流体，循环流动的散热流体及隔爆壳体可以将内部热管散热端的热量散发到隔爆壳体的外部空间，进一步提高散热器的散热效果。
由于本发明的隔爆结构绝缘热管散热器还进一步设置有绝缘监视器，可通过两种方式来检测导热绝缘材料的绝缘性能。一种方式：利用绝缘监视器内部的电流传感器，检测流过内部热管的电流实现对导热绝缘材料绝缘性能的监视，电流越小，表明导热绝缘材料的绝缘性能越高。另一种方式：绝缘监视器分别与内部热管、导热基板电连接，通过检测导热基板与内部热管之间的电压实现对导热绝缘材料绝缘性能的监视，电压越高，表明导热绝缘材料的绝缘性能越高。
综上，本发明的隔爆结构绝缘热管散热器能同时满足散热、绝缘和隔爆的要求，可在隔爆中高压电气传动装置中推广应用。
附图说明
图1是本发明实施例一的结构示意图；
图2是本发明实施例二的结构示意图；
图3是本发明实施例三的结构示意图；
图中：1-内部热管；2-隔爆壳体；3-导热基板；4-导热绝缘材料；5-散热鳍片；6-绝缘监视器；7-流体散热通道；8-外部热管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步非限制性的说明。
实施例一
如图1所示，本实施例的隔爆结构绝缘热管散热器，包括：隔爆壳体2，隔爆壳体2将空间分隔为隔爆壳体内部空间与隔爆壳体外部空间；在隔爆壳体内部空间设置有内部热管绝缘散热装置，该内部热管绝缘散热装置包括导热基板3，在导热基板3的内部设有基板孔，且基板孔的延伸方向与导热基板的延伸方向一致；内部热管1，内部热管1具有受热端和散热端，其中内部热管1的受热端穿设在基板孔内，在基板孔的孔壁与内部热管1的受热端之间环设有导热绝缘材料4，导热绝缘材料4使导热基板3与内部热管1之间既能传热又相互绝缘；在隔爆壳体2的壳壁上设置有壳壁通孔，内部热管1的散热端经壳壁通孔穿出隔爆壳体2之外形成外部热管，在外部热管上设置有若干散热鳍片5，本实施例中的内部热管1与外部热管为一体式设置的热管。
本实施例的隔爆结构绝缘热管散热器还包括用于检测导热绝缘材料4的绝缘性能的绝缘监视器6。可通过以下两种方式来检测导热绝缘材料4的绝缘性能。一种方式：绝缘监视器6内设有电流传感器，电流传感器绕过内部热管1，通过检测流过内部热管1的电流实现对导热绝缘材料4绝缘性能的监视，电流越小，表明导热绝缘材料4的绝缘性能越高。另一种方式：绝缘监视器6分别与内部热管1、导热基板3电连接，通过检测导热基板3与内部热管1之间的电压实现对导热绝缘材料4绝缘性能的监视，电压越高，表明导热绝缘材料4的绝缘性能越高。
其中，上述的导热绝缘材料4可采用添加有氮化硼粉末的导热硅胶；导热基板3可采用铝板或铜板。
本实施例的隔爆结构绝缘热管散热器散热过程：功率半导体器件与导热基板3贴合，功率半导体器件产生的热量经过导热基板3、导热绝缘材料4传递到内部热管1的受热端，经内部热管1内介质的汽、液相变将热量传递到内部热管1的散热端，再通过外部热管及其上设置的若干散热鳍片5以及隔爆壳体2本体，将内部热管散热端的热量散发到隔爆壳体2的外部空间。
实施例二
如图2所示，实施例二与实施例一基本相同，不同之处在于：内部热管1与外部热管8为分体式设置，均呈横置的“L”形。其中内部热管1的散热端固定于隔爆壳体2的内壁上，外部热管8的受热端固定于隔爆壳体2的外壁上。
本实施例的隔爆结构绝缘热管散热器散热过程：功率半导体器件与导热基板3贴合，功率半导体器件产生的热量经过导热基板3、导热绝缘材料4传递到内部热管1的受热端，经内部热管1内介质的汽、液相变将热量传递到内部热管1的散热端，通过隔爆壳体2将热量传给外部热管8的受热端，再由外部热管8的散热端及其上的散热鳍片5将热量散发到隔爆壳体2的外部空间。
实施例三
如图3所示，实施例三与实施例一和实施例二相比，不同之处在于：实施例三的隔爆结构绝缘热管散热器未在隔爆壳体外部空间设置外部热管散热装置，但本实施例在隔爆壳体2的壳壁上设置有隔爆壳体散热装置，即在隔爆壳体2的壳壁上设置有流体散热通道7，在流体散热通道7内循环流动有散热流体。
本实施例的隔爆结构绝缘热管散热器散热过程：功率半导体器件与导热基板3贴合，功率半导体器件产生的热量经过导热基板3、导热绝缘材料4传递到内部热管1的受热端，经内部热管1内介质的汽、液相变将热量传递到内部热管1的散热端，再通过流经流体散热通道7的散热流体及隔爆壳体2本体将热量散发到隔爆壳体2的外部空间。
综上所述，本发明的隔爆结构绝缘热管散热器能同时满足散热、绝缘和隔爆的要求，可在隔爆中高压电气传动装置中推广应用。
以上所述仅是本发明较佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本发明的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换，也在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种隔爆结构绝缘热管散热器，其特征在于，包括：
隔爆壳体，所述隔爆壳体将空间分隔为隔爆壳体内部空间与隔爆壳体外部空间；至少在所述隔爆壳体内部空间设置有内部热管绝缘散热装置，所述内部热管绝缘散热装置包括：
导热基板，所述导热基板的内部设有基板孔，所述基板孔的延伸方向与所述导热基板的延伸方向一致；
内部热管，所述内部热管具有受热端和散热端，所述受热端穿设在所述基板孔内，所述散热端固定于所述隔爆壳体的内壁或穿出所述隔爆壳体之外；
导热绝缘材料，所述导热绝缘材料设置于所述基板孔的孔壁与所述内部热管的受热端之间，使所述导热基板与所述内部热管相互绝缘；
所述的隔爆结构绝缘热管散热器还包括用于检测所述导热绝缘材料的绝缘性能的绝缘监视器。
2.如权利要求1所述的隔爆结构绝缘热管散热器，其特征在于：在所述隔爆壳体外部空间还设置有外部热管散热装置，所述外部热管散热装置包括外部热管，所述外部热管上设置有若干散热鳍片。
3.如权利要求2所述的隔爆结构绝缘热管散热器，其特征在于：所述隔爆壳体的壳壁上设置有壳壁通孔，所述内部热管的散热端经所述壳壁通孔穿出所述隔爆壳体之外形成所述外部热管，所述内部热管与所述外部热管为一体式设置的热管。
4.如权利要求2所述的隔爆结构绝缘热管散热器，其特征在于：所述内部热管与所述外部热管为分体式设置，所述内部热管的散热端固定于所述隔爆壳体的内壁，所述外部热管的受热端固定于所述隔爆壳体的外壁。
5.如权利要求1所述的隔爆结构绝缘热管散热器，其特征在于：所述隔爆壳体的壳壁上还设置有隔爆壳体散热装置，所述隔爆壳体散热装置包括设置于所述壳壁上的流体散热通道，所述流体散热通道内流动有散热流体。
6.如权利要求1所述的隔爆结构绝缘热管散热器，其特征在于：所述绝缘监视器包括电流传感器，所述电流传感器通过检测流过所述内部热管的电流实现对所述导热绝缘材料的绝缘性能的监视。
7.如权利要求1所述的隔爆结构绝缘热管散热器，其特征在于：所述绝缘监视器分别与所述内部热管、所述导热基板电连接，通过检测所述导热基板与所述内部热管之间的电压实现对所述导热绝缘材料的绝缘性能的监视。
8.如权利要求1至7任一项所述的隔爆结构绝缘热管散热器，其特征在于：所述导热绝缘材料包括添加有氮化硼粉末的导热硅胶；所述导热基板包括铝板或铜板。
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