CN210575429U - 一种高压电源的散热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种高压电源的散热装置，包括水冷排、风扇、油箱回油软管、油箱出油软管、水泵和压力平衡橡胶碗；所述油箱顶面设置出油口和回油口；所述水冷排位于所述油箱外部，包括油入口和油出口；所述风扇设置于所述水冷排外侧；所述油箱出油软管一端通过所述出油口与所述油箱内部相连通，另一端通过所述油入口与所述水冷排相连通；所述油箱回油软管一端通过所述回油口与所述油箱内部相连通，另一端通过所述油出口与所述水冷排相连通；所述水泵设置于所述油箱内部且位于所述出油口处；所述压力平衡橡胶碗密封安装于所述油箱侧面。本实用新型解决了现有的高压变压器和高压器件散热方式功率难以做大、热交换效率低且具有一定局限性等问题。

Description

一种高压电源的散热装置

技术领域

本实用新型涉及高压电源技术领域，具体而言，尤其涉及一种高压电源的散热装置。

背景技术

目前现有技术中解决高压变压器和高压器件散热主要有以下几种方案：

1、空气绝缘、自然散热，该方案要么适用的功率电压等级特别小，要么需要的体积就特别大，绝大部分空间都需要用来绝缘和散热，功率密度不可能做大；

2、固体绝缘材料灌封，解决的空间绝缘问题，但是散热问题依然存在，常见的绝缘灌封材料的导热系数也就在0.7左右，好些的也难以达到2，整体功率也难以做大，一般最大也就做到2-4kW；

3、采用绝缘油散热，在大功率场合一般都采用绝缘油绝缘散热，但对于绝缘油散热方式又分为几种不同的情况：

①直接通过油箱壳体强迫风冷散热，这种散热方式有两个主要的缺点，一是功率难以做到很大，功率大了，需要的油箱尺寸也会变大，内部热源距离油箱散热壁的距离就回增加，整体热阻增加，油箱与油的接触面积也有限，这也导致这种方式具有较大的热阻，散热效果差；另一个就是油箱外部增加散热齿片，这会大大降低电源尺寸的利用率，相同功率下会增加电源的尺寸，如果减小散热齿片尺寸那就会降低散热效果，因此这种方式功率密度做起来也很是受限；

②采用外部水冷散热，解决了①中外部散热占用电源尺寸的问题，在一些场合下使用也是完全可以的，并提供了更好的散热效果，但是这又带来了一个新的东西，需要额外的水冷机，整个系统算下来体积是更大了，并且有些客户的现场是不允许有水的，因此这种方式也有一定的局限性；另外这种方式的热传递路径为：热源->绝缘油->油箱或水管->水，热交换的效率较低，能效比低，但好在水的温度可以调的很低，依然可以取得很好的散热效果。

实用新型内容

根据上述提出现有的高压变压器和高压器件散热方式功率难以做大、热交换效率低且具有一定局限性等技术问题，而提供一种高压电源的散热装置。本实用新型主要通过特有的密封及液体循环装置设计对绝缘冷却液循环热交换，用以实现对高功率密度下高压电源内高压部件的绝缘及散热需求。

本实用新型采用的技术手段如下：

一种高压电源的散热装置，所述高压电源包括油箱，还包括水冷排、风扇、油箱回油软管、油箱出油软管、水泵和压力平衡橡胶碗；

所述油箱顶面设置出油口和回油口；

所述水冷排位于所述油箱外部，所述水冷排包括油入口和油出口；所述风扇设置于所述水冷排外侧；

所述油箱出油软管一端密封连接于所述出油口，通过所述出油口与所述油箱内部相连通，另一端密封连接于所述油入口，通过所述油入口与所述水冷排相连通；

所述油箱回油软管一端密封连接于所述回油口，通过所述回油口与所述油箱内部相连通且管口伸至所述油箱底部，另一端密封连接于所述油出口，通过所述油出口与所述水冷排相连通；

所述水泵设置于所述油箱内部且位于所述出油口处，用于将所述油箱内的油抽出；

所述压力平衡橡胶碗密封安装于所述油箱侧面，用于平衡所述油箱内外压强。

进一步地，所述油箱回油软管和所述油箱出油软管内部设置支撑弹簧。

进一步地，所述油箱顶面设置有加油口。

进一步地，所述水泵包括水泵供电连接器，所述油箱顶面设置通孔，所述水泵供电连接器穿过所述通孔伸出所述油箱，所述水泵供电连接器与所述通孔密封连接。

进一步地，所述高压电源还包括油箱电气连接器，所述油箱电气连接器设置于所述油箱侧面。

较现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型提供的高压电源的散热装置，通过特有的密封及液体循环装置设计对绝缘冷却液(这里使用的是绝缘油)循环热交换，以更小的散热体积，在不增加电源外部散热(通常为水冷机)的前提下，实现了电源自身的散热优化。

综上，应用本实用新型的技术方案通过特有的密封及液体循环装置设计对绝缘冷却液循环热交换，用以实现对高功率密度下高压电源内高压部件的绝缘及散热需求。因此，本实用新型的技术方案解决了现有的高压变压器和高压器件散热方式功率难以做大、热交换效率低且具有一定局限性等问题。

基于上述理由本实用新型可在高压电源等领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所述高压电源的散热装置的结构示意图。

图中：1、水冷排；2、风扇；3、油箱回油软管；4、油箱出油软管；5、水泵；6、热源高压变压器；7、热源高压整流电路；8、油箱；9、顶面；10、压力平衡橡胶碗；11、加油口；12、水泵供电连接器；13、油箱电气连接器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

实施例1

如图1所示，本实用新型提供了一种高压电源的散热装置，所述高压电源包括油箱8，还包括水冷排1、风扇2、油箱回油软管3、油箱出油软管4、水泵5和压力平衡橡胶碗10；

所述油箱顶面9设置出油口和回油口；

所述水冷排1位于所述油箱8外部，所述水冷排1包括油入口和油出口；所述风扇2设置于所述水冷排1外侧；

所述油箱出油软管4一端密封连接于所述出油口，通过所述出油口与所述油箱8内部相连通，另一端密封连接于所述油入口，通过所述油入口与所述水冷排1相连通；

所述油箱回油软管3一端密封连接于所述回油口，通过所述回油口与所述油箱8内部相连通且管口伸至所述油箱8底部，另一端密封连接于所述油出口，通过所述油出口与所述水冷排1相连通；

所述水泵5设置于所述油箱8内部且位于所述出油口处，用于将所述油箱8内的油抽出；

所述压力平衡橡胶碗10密封安装于所述油箱8侧面，用于平衡所述油箱8内外压强；所述压力平衡橡胶碗10为采用橡胶制成的碗型结构；由于装置密封，油随着温度变压会热胀冷缩，因此内部油的体积会变化，如果不能把这些体积吸纳掉，密封系统内部就会产生压强，这对各连接部件的密封都不利，容易产生泄露，通过设置所述压力平衡橡胶碗10，橡胶碗可以根据内部压强自动调整接触面位置来平衡油箱内外压强，防止内部存在较大压强，采用碗型结构可以较大限度的利用调节窗口面积。

进一步地，所述油箱回油软管3和所述油箱出油软管4内部设置支撑弹簧；进出油采用软管方便连接，软管结构也会带来一个问题，那就是一旦在内温度低时工作，内部会产生轻微的负压，在此情况下，软管可能会被压扁，这样就影响了油的循环量，因此通过在软管内部设置支撑弹簧支撑软管，这样就可以避免软管会被压扁的问题。

进一步地，所述油箱顶面9设置有加油口11。

进一步地，所述水泵包括水泵供电连接器12，所述油箱顶面9设置通孔，所述水泵供电连接器12穿过所述通孔伸出所述油箱8，所述水泵供电连接器12与所述通孔密封连接。

进一步地，所述高压电源还包括油箱电气连接器13，所述油箱电气连接器13设置于所述油箱8侧面。

采用本实用新型所述的散热装置，工作时，油箱内部充满油，然后把油从油箱内通过水泵经油箱出油软管抽至水冷排中，油与水冷排换热，再由风扇吹风吧热量带走，散热后的油经油箱回油软管流回油箱，实现对油箱的循环散热。

在本申请中，整个装置需要密封，包括油箱体以及外部油回路，因此各连接部件都需要实现耐油密封，装置中所选连接部件也都为密封安装。

装置中使用水泵把油从油箱中泵出，水泵安装在油箱内部，这样比安装在油箱外可以避免很多问题，本身置于油中，省去了水泵密封的问题，也不用专门使用昂贵的油泵，节约了成本，提高了循环系统的可靠性。

水冷排是常用电脑主机等水冷散热的常用换热器，他们采用铜质材料，密布的网孔结构，对液体有很好的换热效果，以较小的体积加上风扇就可实现很大容量的热交换，并且使用较小的体积就可实现很好的散热效果。

在本实施例中，所述高压电源的热源包括热源高压变压器6和热源高压整流电路7，所述热源高压变压器6和所述热源高压整流电路7固定于所述油箱8内部。

进一步地，所述油箱出油软管4伸入所述油箱8的一端的管口位于所述油箱顶部；气体和液体本身有较强的对流特性，在电源工作时，较热的油会停留在顶部，因此我们把水泵安装在了油箱顶部，把较热的油抽出，冷却后的油通过油箱回油软管直接送入油箱的底部，并且油箱回油软管直接伸至热源附近。

进一步地，所述出油口位于热源的右上侧，所述油箱回油软管3伸至所述油箱8底部的管口位于热源的左下侧；因此出油和回油分属在热源的右上侧和左下侧，能够最大限度的实现内部油的冷热循环，降低了整个热系统的热阻，提高了散热系统效率。

进一步地，所述水冷排安装于所述油箱顶面上；散热装置全部安装在油箱盖上，自成一个完整模块，极大地方便了安装和维修拆装。

相比以往的散热系统，本申请所述的散热装置实现了更小的体积实现更强的散热效果，还不需要额外的冷却装置，非常适用于结构紧凑型设备的冷却散热。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种高压电源的散热装置，所述高压电源包括油箱，其特征在于，还包括水冷排、风扇、油箱回油软管、油箱出油软管、水泵和压力平衡橡胶碗；

所述油箱顶面设置出油口和回油口；

所述水冷排位于所述油箱外部，所述水冷排包括油入口和油出口；所述风扇设置于所述水冷排外侧；

所述油箱出油软管一端密封连接于所述出油口，通过所述出油口与所述油箱内部相连通，另一端密封连接于所述油入口，通过所述油入口与所述水冷排相连通；

所述油箱回油软管一端密封连接于所述回油口，通过所述回油口与所述油箱内部相连通且管口伸至所述油箱底部，另一端密封连接于所述油出口，通过所述油出口与所述水冷排相连通；

所述水泵设置于所述油箱内部且位于所述出油口处，用于将所述油箱内的油抽出；

所述压力平衡橡胶碗密封安装于所述油箱侧面，用于平衡所述油箱内外压强。

2.根据权利要求1所述的高压电源的散热装置，其特征在于，所述油箱回油软管和所述油箱出油软管内部设置支撑弹簧。

3.根据权利要求1所述的高压电源的散热装置，其特征在于，所述油箱顶面设置有加油口。

4.根据权利要求1所述的高压电源的散热装置，其特征在于，所述水泵包括水泵供电连接器，所述油箱顶面设置通孔，所述水泵供电连接器穿过所述通孔伸出所述油箱，所述水泵供电连接器与所述通孔密封连接。

5.根据权利要求1所述的高压电源的散热装置，其特征在于，所述高压电源还包括油箱电气连接器，所述油箱电气连接器设置于所述油箱侧面。

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