CN104795970A - 一种适于水下作业使用的电源变换器散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电源散热装置，尤其是一种适于水下作业使用的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，所述密封舱舱体内壁上设置有用于安装电源变换器的铝基板，所述铝基板的一个面与密封舱舱体内壁固定，铝基板的另一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。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翅片上，翅片再与外部的海水进行快速的热交换，从而达到良好的散热效果。

Description

一种适于水下作业使用的电源变换器散热装置

技术领域

本发明涉及电源散热装置，尤其是一种适于水下作业使用的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，提供一种适于水下作业使用的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，本发明提供了一种适于水下作业使用的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，所述密封舱舱体内壁上设置有用于安装电源变换器的铝基板，所述铝基板的一个面与密封舱舱体内壁固定，铝基板的另一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。

进一步地，所述设置在所述密封舱舱体内壁上的铝基板的数量为一个或多个。

进一步地，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，所述铝基板的安装面上还设置有一散热平面，电源变换器通过所述散热平面固定在铝基板上。

具体地，所述密封舱舱体为一端具有开口的圆筒形，所述密封舱舱盖的外径与所述圆筒形密封舱舱体的内径胀接实现密封。

更进一步地，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。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。

优选地，所述设置在密封舱舱体内壁上铝基板为多个时，多个铝基板顺次相连。

更进一步地，所述密封舱舱体和密封舱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：

由于以上技术方案，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。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,3-密封舱舱盖,5-密封舱舱体,6-电源变换器,7-散热平面。

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，本发明的一种适于水下作业使用的电源变换器散热装置，包括密封舱2，所述密封舱2包括具有开口的密封舱舱体5和用于密封所述密封舱舱体5开口的舱盖3，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内壁上设置有用于安装电源变换器6的铝基板1，所述铝基板1的一个面与密封舱舱体5内壁固定，铝基板1的另一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，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。所述密封舱舱体5为一端具有开口的圆筒形，所述密封舱舱盖的外径与所述圆筒形密封舱舱体5的内径胀接实现密封，并且，所述密封舱舱体5和密封舱舱盖3上各自设有一个穿线孔。

在所述密封舱舱体5内壁上设置有一个铝基板1，所述铝基板1的安装面上还设置有一散热平面7，电源变换器6通过所述散热平面7固定在铝基板1上。

实施例二

如图2所示，本发明的一种适于水下作业使用的电源变换器散热装置，包括密封舱2，所述密封舱2包括具有开口的密封舱舱体5和用于密封所述密封舱舱体5开口的舱盖3，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内壁上设置有用于安装电源变换器6的铝基板1，所述铝基板1的一个面与密封舱舱体5内壁固定，铝基板1的另一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，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。所述密封舱舱体5为一端具有开口的圆筒形，所述密封舱舱盖的外径与所述圆筒形密封舱舱体5的内径胀接实现密封，并且，所述密封舱舱体5和密封舱舱盖3上各自设有一个穿线孔。

在所述密封舱舱体5内壁上设置有三个铝基板1，其中一个铝基板1位于中间位置，其他两个铝基板1位于旁侧，且位于旁侧的铝基板1与位于中间位置的铝基板连接；并且，三个铝基板1中，至少位于中间位置的所述铝基板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。这种多铝基板1的设置加快了热量的传递速度，有利于提高散热效率。

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65℃以上，第二组实验中的温升可以维持在24℃以内，第三组实验中的温升可以维持在13℃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和散热平面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 (9)

1.一种适于水下作业使用的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)开口的舱盖(3)，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)内壁上设置有用于安装电源变换器(6)的铝基板(1)，所述铝基板(1)的一个面与密封舱舱体(5)内壁固定，铝基板(1)的另一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所述的一种适于水下作业使用的电源变换器散热装置，其特征在于，所述设置在所述密封舱舱体(5)内壁上的铝基板(1)的数量为一个或多个。

3.根据权利要求2所述的一种适于水下作业使用的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所述的一种适于水下作业使用的电源变换器散热装置，其特征在于，所述铝基板(1)的安装面上还设置有一散热平面(7)，电源变换器(6)通过所述散热平面(7)固定在铝基板(1)上。

5.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种适于水下作业使用的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，所述密封舱舱盖的外径与所述圆筒形密封舱舱体(5)的内径胀接实现密封。

6.根据权利要求5所述的一种适于水下作业使用的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所述的一种适于水下作业使用的电源变换器散热装置，其特征在于，所述设置在密封舱舱体(5)内壁上铝基板(1)为多个时，多个铝基板(1)顺次相连。

8.根据权利要求7所述的一种适于水下作业使用的电源变换器散热装置，其特征在于，所述密封舱舱体(5)和密封舱舱盖(3)上各自设有一个穿线孔。

9.根据权利要求6所述的一种适于水下作业使用的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。