CN104795969A - 一种水下电源变换器散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电源散热装置，尤其是一种水下电源变换器散热装置，包括密封舱，所述密封舱包括两端具有开口的密封舱舱体，和用于密封所述密封舱舱体开口的前舱盖和后舱盖，所述密封舱舱体外壁为利于水流通过的流线型设计，所述密封舱舱体内设置有用于安装电源变换器的铝基板，所述铝基板的一对侧边分别与密封舱舱体内壁固定，在密封舱舱体截面图上，所述铝基板将密封舱舱体分割为两个弧形，铝基板面向所述封舱舱体内壁的两个面为承接电源变换器的安装面，所述铝基板的安装面的面积大于电源变换器安装底座的面积。本发明中，电源变换器的热量经过铝基板和散热片传递到密封舱舱体，再通过舱体外壁的翅片与外部的海水进行热交换，达到良好的散热效果。

Description

一种水下电源变换器散热装置

技术领域

本发明涉及电源散热装置，尤其是一种水下电源变换器散热装置。

背景技术

电源变换器在工作过程中或做功发热，一般通过空气循环即可散出大部分热量，保证其正常工作。但在深海作业中，电源变换器安装在不透水的密封舱中。在密闭的环境下，密封舱内部的电源变换器工作时产生的热量难以通过空气循环散发出来，导致电源变换器长时间工作过热，缩短电源变换器的使用寿命。

针对水下作业出现的这一问题，现有技术提出采用热管散热器的方法来解决电源变换器的散热问题，但采用热管散热器结构较为复杂，并且可靠性差、成本低，散热效果不能持续。另一种理论可行的方法是流体介质导热方法，该方法将电源变换器产生的热量传导到密封舱壳体，通过密封舱壳体进行散热，但实际情况是，在深水、密闭环境中，采用这种方法所要求的流体的流动及其相关技术是很难实现的，实际实施难度大、散热效率低，难以在大功率电源变换器中应用。

现有技术还未对水下作业使用的电源变换器的散热问题提出令人满意的解决方案，因此，寻求一种简单、经济、高效且便于实现的散热结构对于水下电源变换器是非常有意义的。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的不足，提供一种水下电源变换器散热装置，具有导热性能强、可靠性高，通过物理方式散热、节约能源的优点。

为解决上述问题，本发明提供了一种水下电源变换器散热装置，所述电源变换器散热装置包括密封舱，所述密封舱包括两端具有开口的密封舱舱体，和用于密封所述密封舱舱体开口的前舱盖和后舱盖，所述密封舱舱体外壁为利于水流通过的流线型设计，所述密封舱舱体内设置有用于安装电源变换器的铝基板，所述铝基板的一对侧边分别与密封舱舱体内壁固定，在密封舱舱体截面图上，所述铝基板将密封舱舱体分割为两个弧形，铝基板面向所述封舱舱体内壁的两个面为承接电源变换器的安装面，所述铝基板的安装面的面积大于电源变换器安装底座的面积。

优选地，所述铝基板设置在密封舱舱体的中心轴上，在密封舱舱体截面图上，所述铝基板将密封舱舱体分割为相等的两个弧形。

优选地，所述铝基板的安装面为一表面基本平整的面，电源变换器直接安装在所述铝基板的安装面上。

进一步地，还包括至少一个散热片，所述散热片一端与所述铝基板相连，另一端与密封舱舱体内壁连接。

具体地，所述密封舱舱体为一端具有开口的圆筒形，所述前舱盖和后舱盖通过螺纹连接方式或胀接方式与所述圆筒形密封舱舱体连接。

具体地，所述密封舱舱体的外壁设有若干翅片，所述翅片顺序排列在密封舱舱体外壁上，每条翅片均与所述密封舱舱体的轴线平行。

具体地，所有所述翅片的外表面均覆盖有导热性能优越的高坑氧化性材料。

具体地，所述密封舱舱体的前舱盖和后舱盖上各自设有一个穿线孔。

由于上述技术方案，本发明的有益效果为：

本发明中，电源变换器工作过程中产生的热量经过铝基板和散热平面传递到密封舱舱体，舱体内壁将热量传递到冷凝面的翅片上，翅片再与外部的海水进行快速的热交换，达到良好的散热效果。尤其是，通过铝基板和散热片的设置，使电源变换器产生的热量快速传递出去，散热效率高。

本发明导热性能强、可靠性高，通过物理方式散热、节约能源。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是本发明实施例一的电源变换器散热装置未封装时的前视图；

图2是本发明实施例二的电源变换器散热装置未封装时的前视图。

附图中：1-铝基板,2-密封舱,5-密封舱舱体,6-电源变换器,7-散热片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

实施例一

如图1所示，本发明的一种水下电源变换器散热装置，所述电源变换器散热装置包括密封舱2，所述密封舱2包括两端具有开口的密封舱舱体5，和用于密封所述密封舱舱体5开口的前舱盖和后舱盖，所述密封舱舱体5外壁为利于水流通过的流线型设计，所述密封舱舱体5内设置有用于安装电源变换器6的铝基板1，所述铝基板1的一对侧边分别与密封舱舱体5内壁固定，在密封舱舱体5截面图上，所述铝基板1将密封舱舱体5分割为两个弧形，铝基板1面向所述封舱舱体5内壁的两个面为承接电源变换器6的安装面，所述铝基板1的安装面的面积大于电源变换器6安装底座的面积。

本实施例中，从密封舱舱体5截面图上看，所述铝基板1将密封舱舱体5分割为大小不等的两个弧形；散热片7一端与所述铝基板1相连，另一端与密封舱舱体5内壁连接；所述铝基板1的安装面为一表面基本平整的面，电源变换器6直接安装在所述铝基板1的安装面上。

所述密封舱舱体5为一端具有开口的圆筒形，所述前舱盖和后舱盖通过螺纹连接方式或胀接方式与所述圆筒形密封舱舱体5连接。所述密封舱舱体5的前舱盖和后舱盖上各自设有一个穿线孔。

所述密封舱舱体5的外壁设有若干翅片，所述翅片顺序排列在密封舱舱体5外壁上，每条翅片均与所述密封舱舱体5的轴线平行；所有所述翅片的外表面均覆盖有导热性能优越的高坑氧化性材料。

实施例二

如图2所示，本发明的一种水下电源变换器散热装置，所述电源变换器散热装置包括密封舱2，所述密封舱2包括两端具有开口的密封舱舱体5，和用于密封所述密封舱舱体5开口的前舱盖和后舱盖，所述密封舱舱体5外壁为利于水流通过的流线型设计，所述密封舱舱体5内设置有用于安装电源变换器6的铝基板1，所述铝基板1的一对侧边分别与密封舱舱体5内壁固定，在密封舱舱体5截面图上，所述铝基板1将密封舱舱体5分割为两个弧形，铝基板1面向所述封舱舱体5内壁的两个面为承接电源变换器6的安装面，所述铝基板1的安装面的面积大于电源变换器6安装底座的面积。

所述铝基板1设置在密封舱舱体5的中心轴上，在密封舱舱体5截面图上，所述铝基板1将密封舱舱体5分割为相等的两个弧形；散热片7一端与所述铝基板1相连，另一端与密封舱舱体5内壁连接；所述铝基板1的安装面为一表面基本平整的面，电源变换器6直接安装在所述铝基板1的安装面上。

本实施例中，从密封舱舱体5截面图上看，所述铝基板1将密封舱舱体5分割为大小不等的两个弧形；散热片7一端与所述铝基板1相连，另一端与密封舱舱体5内壁连接；所述铝基板1的安装面为一表面基本平整的面，电源变换器6直接安装在所述铝基板1的安装面上。

所述密封舱舱体5为一端具有开口的圆筒形，所述前舱盖和后舱盖通过螺纹连接方式或胀接方式与所述圆筒形密封舱舱体5连接。所述密封舱舱体5的前舱盖和后舱盖上各自设有一个穿线孔。

所述密封舱舱体5的外壁设有若干翅片，所述翅片顺序排列在密封舱舱体5外壁上，每条翅片均与所述密封舱舱体5的轴线平行；所有所述翅片的外表面均覆盖有导热性能优越的高坑氧化性材料。

本发明导热性能强，利用三组实验作对比验证本发明的散热效果。第一组实验不加散热介质，直接将变换器封装在密封舱内；第二组实验是将变换器中发热较为严重的元器件安装在圆弧体散热介质的散热平台上，实验过程中散热器翅片部位不加流水冲刷；第三组实验在第二组实验基础上在上电的同时不断地使用流水冲刷密封舱的翅片部位。每组实验历时8小时，实验过程中每隔5分钟记录一次散密封舱内部的温度。所得到的结果是：第一组实验的温升高达60℃以上，第二组实验中的温升可以维持在20℃以内，第三组实验中的温升可以维持在10℃以内。实验表明铝制金属散热介质发挥了其散热优势，可以将电源变换器发出的热量通过金属介质及时散发出去，维持变换器温度均衡，外部的翅片结构在水流中的散热效果更加明显，整个发明的导热性能良好，符合水下电源变换器的散热要求。

本发明将主要的发热功率电子设备的热量通过铝基板传递到密封舱舱体5上，然后通过外部流动的海水与舱体5进行热交换，从而将热量带入水中。并进一步通过翅片来将热量传递到外部流动的海水中，翅片散热面积大，热传递效率高，从而保证了水下电源变换器散热装置的散热效果。由于每条翅片均与所述密封舱舱体5的轴线平行，因而不会形成较大阻力。

用于冷凝的密封舱舱体5：水下高压直流变换器工作过程中产生的热量经过铝基板1和散热片7传递到密封舱舱体5，舱体5内壁将热量传递到冷凝面的翅片上，翅片再与外部的海水进行快速的热交换，达到良好的散热效果。翅片一般都能强化传热面，作为二次传热面，不仅能扩大传热面积，而且能促进流体的扰动，充分利用水下的工作环境，增强密封舱体的散热能力。翅片不是直接焊接在散热器外侧筒壁上的而是在散热器筒壁上直接进行机械加工，并且在其外表面喷上导热性能优越高坑氧化性材料，防止海底氧化腐蚀和影响导热性能。

翅片的长度和宽度相等或近似相等，由于翅片的长度和宽度越相近散热效率越高，翅片的长向比宽向大很多的翅片散热效果反而不好并且会影响其硬度。密封舱体的材质选用导热性能良好的铝合金材料，同时可以满足水下高压环境的硬度要求。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，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。

Claims (8)

1.一种水下电源变换器散热装置，其特征在于，所述电源变换器散热装置包括密封舱(2)，所述密封舱(2)包括两端具有开口的密封舱舱体(5)，和用于密封所述密封舱舱体(5)开口的前舱盖和后舱盖，所述密封舱舱体(5)外壁为利于水流通过的流线型设计，所述密封舱舱体(5)内设置有用于安装电源变换器(6)的铝基板(1)，所述铝基板(1)的一对侧边分别与密封舱舱体(5)内壁固定，在密封舱舱体(5)截面图上，所述铝基板(1)将密封舱舱体(5)分割为两个弧形，铝基板(1)面向所述封舱舱体(5)内壁的两个面为承接电源变换器(6)的安装面，所述铝基板(1)的安装面的面积大于电源变换器(6)安装底座的面积。

2.根据权利要求1所述的一种水下电源变换器散热装置，其特征在于，所述铝基板(1)设置在密封舱舱体(5)的中心轴上，在密封舱舱体(5)截面图上，所述铝基板(1)将密封舱舱体(5)分割为相等的两个弧形。

3.根据权利要求1或2所述的一种水下电源变换器散热装置，其特征在于，所述铝基板(1)的安装面为一表面基本平整的面，电源变换器(6)直接安装在所述铝基板(1)的安装面上。

4.根据权利要求3所述的一种水下电源变换器散热装置，其特征在于，还包括至少一个散热片(7)，所述散热片(7)一端与所述铝基板(1)相连，另一端与密封舱舱体(5)内壁连接。

5.根据权利要求4所述的一种水下电源变换器散热装置，其特征在于，所述密封舱舱体(5)为一端具有开口的圆筒形，所述前舱盖和后舱盖通过螺纹连接方式或胀接方式与所述圆筒形密封舱舱体(5)连接。

6.根据权利要求5所述的一种水下电源变换器散热装置，其特征在于，所述密封舱舱体(5)的外壁设有若干翅片，所述翅片顺序排列在密封舱舱体(5)外壁上，每条翅片均与所述密封舱舱体(5)的轴线平行。

7.根据权利要求6所述的一种水下电源变换器散热装置，其特征在于，所有所述翅片的外表面均覆盖有导热性能优越的高坑氧化性材料。

8.根据权利要求7所述的一种水下电源变换器散热装置，其特征在于，所述密封舱舱体(5)的前舱盖和后舱盖上各自设有一个穿线孔。