CN212695086U - 一种直流接触器线圈的散热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种直流接触器线圈的散热装置，所述线圈缠绕在线圈骨架外，所述线圈骨架套设在铁芯柱外，所述线圈、所述线圈骨架和所述铁芯柱设置在壳体内，所述壳体的侧壁由依次首尾相接围成四边形的第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁组成；所述散热装置包括：导热罩、抽风扇和排风扇，所述导热罩包裹在线圈的外围，且位于所述壳体内，所述导热罩的外侧壁至少一个表面上水平延伸有多个相互平行的翅片，所述导热罩的外侧壁上以及所述翅片的表面上均设置有多个涡发生器；所述抽风扇和所述排风扇安装在所述壳体的侧壁上。该装置可提高线圈的散热能力，从而对线圈进行有效散热。

Description

一种直流接触器线圈的散热装置

技术领域

本实用新型涉及直流接触器技术领域，尤其涉及一种直流接触器线圈的散热装置。

背景技术

直流接触器是直流供电系统中核心的保护和控制设备，可对直流主回路与大容量控制电路进行频繁的接通、分断，对于直流供电系统能够安全可靠地供电起到了至关重要的作用。其中，线圈是实现直流接触器功能的核心组件。然而，随着直流接触器向小型化和高性能的方向发展，其负载体积比增大，单位体积热负荷呈近指数式的增长与相对较差的散热性能之间的矛盾导致其线圈的过热。为了保证线圈在使用过程中的温度不会超过规定的温升上限，能安全可靠地工作，同时提高线圈的使用寿命，对直流接触器线圈，特别是大功率直流接触器线圈进行温度控制十分关键。

目前，直流接触器所采用的线圈骨架是塑料材质的，而塑料的导热系数较小，并且线圈骨架与铁芯之间存在空隙，接触热阻很大，导致线圈大部分热量只能通过绝缘纸散失到空气中。然而绝缘纸的导热系数较小，导致线圈和空气之间的热阻较大。

现有技术通常采用空气自然对流的方式对线圈进行散热。然而，空气的换热系数很小，而且紧凑的结构导致空气流动困难，线圈的散热效果不佳。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种直流接触器线圈的散热装置，以解决现有技术的直流接触器线圈的散热效果不佳的问题。

本实用新型实施例公开了如下的技术方案：

一种直流接触器线圈的散热装置，所述线圈缠绕在线圈骨架外，所述线圈骨架套设在铁芯柱外，所述线圈、所述线圈骨架和所述铁芯柱设置在壳体内，所述壳体的侧壁由依次首尾相接围成四边形的第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁组成；所述散热装置包括：导热罩、抽风扇和排风扇，所述导热罩包裹在线圈的外围，且位于所述壳体内，所述导热罩的外侧壁至少一个表面上水平延伸有多个相互平行的翅片，所述导热罩的外侧壁上以及所述翅片的表面上均设置有多个涡发生器；所述抽风扇和所述排风扇安装在所述壳体的侧壁上。

进一步：所述导热罩的内侧壁的横截面为圆形，所述导热罩的外侧壁的横截面为正多边形。

进一步：所述导热罩由两个半导热罩组成，每个所述半导热罩的两侧均设置有连接片，所述连接片上设置有至少一个螺栓通孔，两个所述半导热罩相对设置在所述线圈的外围，两个所述半导热罩两侧的连接片分别相对，相对的两个所述连接片上的每一所述螺栓通孔也相对，每一螺栓穿过两个所述连接片相对的每一所述螺栓通孔，且通过螺母锁紧所述螺栓。

进一步：所述半导热罩、所述翅片和所述涡发生器一体成型。

进一步：所述翅片设置在所述导热罩的外侧壁相对的两个表面上，且所述相对的两个表面分别正对所述第一侧壁和所述第三侧壁，所述第二侧壁上间隔设置有第一安装口和第二安装口，所述抽风扇安装在所述第一安装口内，所述排风扇安装在所述第二安装口内，所述第一安装口对着所述导热罩的外侧壁一表面上翅片的一端，所述第二安装口对着所述导热罩的外侧壁相对另一表面上翅片的一端。

进一步，所述直流接触器线圈的散热装置还包括：第一风道和第二风道，所述第一风道和所述第二风道均为中空的四方体，所述第一风道的一侧具有与所述第一安装口连通的第一出风口，所述第一风道的相对另一侧具有第一进风口，所述第一进风口对着所述导热罩的外侧壁一表面上翅片的一端；所述第二风道的一侧具有与所述第二安装口连通的第二进风口，所述第二风道的相对另一侧具有第二出风口，所述第二出风口对着所述导热罩的外侧壁相对另一表面上翅片的一端。

进一步：所述第一风道和所述第二风道的高度均与所述导热罩的高度相同，所述第一风道和所述第二风道的宽度均与所述翅片的宽度相同。

进一步：两个所述半导热罩相连接的外侧壁表面分别正对所述第二侧壁和所述第四侧壁，除两个所述半导热罩相连接的外侧壁表面以外，两个所述半导热罩的外侧壁其他表面上设置有所述翅片，所述第二侧壁的中心设置有第三安装口，所述抽风扇安装在所述第三安装口内，所述第四侧壁的中心设置有第四安装口，所述排风扇安装在所述第四安装口内。

进一步：所述导热罩的内侧壁和所述线圈之间设置有导热绝缘垫。

进一步：同一所述翅片上和所述导热罩的外侧壁上的所述涡发生器均交错排列；所述涡发生器的形状为半球形或梯形体。

本实用新型实施例的直流接触器线圈的散热装置，通过设置包裹线圈的导热罩，有效减少线圈与空气之间的热阻；通过设置翅片和涡发生器，增大散热面积，增强空气扰动，从而有效增强散热效果；通过设置抽风扇和排风扇以及相应的风道结构，对风的流向具有良好的导向作用，同时增加风量，进一步提高散热能力，从而对线圈进行有效散热，避免线圈过热导致的不良后果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例的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是本实用新型实施例的直流接触器线圈的散热装置的正剖视图；

图2是本实用新型实施例的半导热罩的结构示意图；

图3是本实用新型一优选实施例的直流接触器线圈的散热装置的正剖视图；

图4是本实用新型一优选实施例的直流接触器线圈的散热装置的俯视图；

图5是本实用新型另一优选实施例的直流接触器线圈的散热装置的俯视图。

具体实施方式

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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例公开了一种直流接触器线圈的散热装置。如图1～5所示，本实用新型实施例中，线圈6均匀缠绕在线圈骨架9外，线圈骨架9套设在铁芯柱10外。本实用新型的铁芯柱10的底部向一侧延伸形成水平铁芯板19。线圈骨架9的底部与水平铁芯板19接触。水平铁芯板19的上表面间隔铁芯柱10设置有竖向铁芯板20。线圈6、线圈骨架9、铁芯柱10、水平铁芯板19和竖向铁芯板20设置在壳体13内。壳体13的侧壁由依次首尾相接围成四边形的第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁组成。具体的，第一侧壁位于竖向铁芯板20的外侧。壳体13的底壁内表面上可以设置底板12，则铁芯柱10和水平铁芯板19可焊接在底板12上。底板12可通过螺栓与壳体13的底壁固定在一起。铁芯柱10的顶部盖有盖板11。盖板11、铁芯柱10和线圈骨架9之间可通过螺栓固定连接在一起。

基于上述的线圈安装结构，如图1～5所示，本实用新型实施例的散热装置包括：导热罩1、抽风扇16和排风扇17。

其中，导热罩1位于壳体13内。导热罩1为筒形结构。导热罩1包裹在线圈6的外围，与线圈6紧密接触。导热罩1的材料可以为高导热性的绝缘材料。优选的，导热罩1的材料为高导热性的陶瓷材料。导热罩1的外侧壁至少一个表面上水平延伸有多个相互平行的翅片4。优选的，翅片4为长方形。相邻两个翅片4之间构成矩形通道8。通过设置翅片4，可增大导热罩1的散热面积，大大提高导热罩1的散热能力。导热罩1的外侧壁上以及翅片4的表面上均设置有多个涡发生器5。优选的，涡发生器5设置在翅片4的上表面和下表面上。同一翅片4和导热罩1的外侧壁上的涡发生器5均交错排列，有利于破坏边界层，增强空气扰动，提高空气侧对流传热系数，增强散热效果。涡发生器5的形状优选为流线型形状，例如，半球形或梯形体，既能有效破坏边界层，增强空气扰动，提高空气侧对流传热系数，增强散热效果，又能尽可能地减小流阻。此外，抽风扇16和排风扇17安装在壳体13的侧壁上。

通过上述的结构设计，相比于绝缘纸，设置导热罩1既满足线圈6的绝缘要求，又具有较好的散热性能。线圈6产生的热量传导到导热罩1上，由导热罩1散出。通过翅片4和涡发生器5进一步提高散热能力。抽风扇16和排风扇17分别进行抽风和排风，有利于空气流动，进一步提高散热能力。

优选的，导热罩1的内侧壁和线圈6之间设置有导热绝缘垫7，以减少导热罩1和线圈6之间的接触热阻。

优选的，导热罩1的内侧壁的横截面为圆形，导热罩1的外侧壁的横截面为正多边形，更优选的，导热罩1的外侧壁的横截面为正八边形，既有利于减薄导热罩1的壁厚，从而减小导热罩1的导热热阻，又便于在导热罩1上设置翅片4和涡发生器5。

具体的，导热罩1由两个半导热罩2组成。每个半导热罩2的两侧均设置有连接片3。连接片3上设置有至少一个螺栓通孔。优选的，一个连接片3上设置两个螺栓通孔，有利于更稳定地连接。两个半导热罩2相对设置在线圈6的外围。两个半导热罩2两侧的连接片3分别相对。相对的两个连接片3上的每一螺栓通孔也相对。每一螺栓穿过两个连接片3相对的每一螺栓通孔，且通过螺母锁紧螺栓，从而将两个半导热罩2连接在一起，形成一个导热罩1的整体。半导热罩2、翅片4和涡发生器5一体化成型，可采用增材制造技术制造，也可采用模具制造，避免设置翅片4和涡发生器5时产生的接触热阻，从而在满足线圈6绝缘要求的前提下较大程度地减小线圈6与空气之间的热阻，提高散热能力。

在本实用新型一优选的实施例中，翅片4设置在导热罩1的外侧壁相对的两个表面上，且相对的两个表面分别正对壳体13的第一侧壁和第三侧壁。第二侧壁上间隔设置有第一安装口和第二安装口。抽风扇16安装在第一安装口内。排风扇17安装在第二安装口内。抽风扇16将风从壳体13内抽出，拍风扇17将风抽入壳体13内。优选的，第一安装口和第二安装口位于第二侧壁的靠近底部的位置。第一安装口和第二安装口处均可设置风扇架15来分别安装抽风扇16和排风扇17，风扇架15的入口和出口均采用倒角处理，有利于减少空气的流阻。第一安装口对着导热罩1的外侧壁一表面上翅片4的一端，第二安装口对着导热罩1的外侧壁相对另一表面上翅片4的一端。更优选的，该散热装置还包括：第一风道14和第二风道18。第一风道14和第二风道18均为中空的四方体，优选为长方体。第一风道14和第二风道18的高度与导热罩的高度相同，第一风道14和第二风道18的宽度与翅片4的宽度相同。第一风道14的一侧具有与第一安装口连通的第一出风口。第一风道14的相对另一侧具有第一进风口，优选的，第一风道14的相对另一侧的整个表面都是第一进风口。第一进风口对着导热罩1的外侧壁一表面上翅片4的一端，从而该表面上相邻翅片4之间的矩形通道8均对着第一进风口，便于散发的热量随着风的流动进入第一进风口以便排出到壳体13外。第二风道18的一侧具有与第二安装口连通的第二进风口。第二风道18的相对另一侧具有第二出风口，优选的，第二风道18的相对另一侧的整个表面都是第二出风口。第二出风口对着导热罩1的外侧壁相对另一表面上翅片4的一端，从而该另一表面上相邻翅片4之间的矩形通道8均对着第二出风口，便于散发的热量随着从第二出风口吹出的风经过矩形通道后，流动到第一进风口处，以便排出壳体13外。

通过上述的结构设计，采用抽风扇16、排风扇17、第一风道14和第二风道18，对风的流向具有良好的导向作用，增加流经翅片4、涡发生器5和矩形通道8的风量，提高翅片4和涡发生器5的散热能力。

在本实用新型另一优选的实施例中，两个半导热罩2相连接的外侧壁表面分别正对第二侧壁和第四侧壁。除两个半导热罩2相连接的外侧壁表面以外，两个半导热罩2的外侧壁其他表面上设置有翅片4。第二侧壁的中心设置有第三安装口，因此，第三安装口对着两个半导热罩2的连接处。抽风扇16安装在第三安装口内。第四侧壁的中心设置有第四安装口，因此，第四安装口对着两个半导热罩2的连接处。排风扇17安装在第四安装口内。同样的，第三安装口和第四安装口处均可设置风扇架15来分别安装抽风扇16和排风扇17，风扇架15的入口和出口均采用倒角处理，有利于减少空气的流阻。

通过上述的结构设计，通过排风扇17吹入到壳体13内的风，吹到两个半导热罩2相连接的外侧壁的表面上，然后顺着翅片4之间的矩形通道流入到两个半导热罩2的相连接的外侧壁的另一表面上，由抽风扇16抽出到壳体13外，热量随风散失到壳体13外，避免形成回流区，进一步提高散热效果。

综上，本实用新型实施例的直流接触器线圈的散热装置，通过设置包裹线圈的导热罩，有效减少线圈与空气之间的热阻；通过设置翅片和涡发生器，增大散热面积，增强空气扰动，从而有效增强散热效果；通过设置抽风扇和排风扇以及相应的风道结构，对风的流向具有良好导向作用，同时增加风量，进一步提高散热能力，从而对线圈进行有效散热，避免线圈过热导致的不良后果。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种直流接触器线圈的散热装置，所述线圈缠绕在线圈骨架外，所述线圈骨架套设在铁芯柱外，所述线圈、所述线圈骨架和所述铁芯柱设置在壳体内，所述壳体的侧壁由依次首尾相接围成四边形的第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁组成；其特征在于，所述散热装置包括：导热罩、抽风扇和排风扇，

所述导热罩包裹在线圈的外围，且位于所述壳体内，所述导热罩的外侧壁至少一个表面上水平延伸有多个相互平行的翅片，所述导热罩的外侧壁上以及所述翅片的表面上均设置有多个涡发生器；所述抽风扇和所述排风扇安装在所述壳体的侧壁上。

2.根据权利要求1所述的直流接触器线圈的散热装置，其特征在于：所述导热罩的内侧壁的横截面为圆形，所述导热罩的外侧壁的横截面为正多边形。

3.根据权利要求2所述的直流接触器线圈的散热装置，其特征在于：所述导热罩由两个半导热罩组成，每个所述半导热罩的两侧均设置有连接片，所述连接片上设置有至少一个螺栓通孔，两个所述半导热罩相对设置在所述线圈的外围，两个所述半导热罩两侧的连接片分别相对，相对的两个所述连接片上的每一所述螺栓通孔也相对，每一螺栓穿过两个所述连接片相对的每一所述螺栓通孔，且通过螺母锁紧所述螺栓。

4.根据权利要求3所述的直流接触器线圈的散热装置，其特征在于：所述半导热罩、所述翅片和所述涡发生器一体成型。

5.根据权利要求1所述的直流接触器线圈的散热装置，其特征在于：所述翅片设置在所述导热罩的外侧壁相对的两个表面上，且所述相对的两个表面分别正对所述第一侧壁和所述第三侧壁，所述第二侧壁上间隔设置有第一安装口和第二安装口，所述抽风扇安装在所述第一安装口内，所述排风扇安装在所述第二安装口内，所述第一安装口对着所述导热罩的外侧壁一表面上翅片的一端，所述第二安装口对着所述导热罩的外侧壁相对另一表面上翅片的一端。

6.根据权利要求5所述的直流接触器线圈的散热装置，其特征在于，还包括：第一风道和第二风道，所述第一风道和所述第二风道均为中空的四方体，所述第一风道的一侧具有与所述第一安装口连通的第一出风口，所述第一风道的相对另一侧具有第一进风口，所述第一进风口对着所述导热罩的外侧壁一表面上翅片的一端；所述第二风道的一侧具有与所述第二安装口连通的第二进风口，所述第二风道的相对另一侧具有第二出风口，所述第二出风口对着所述导热罩的外侧壁相对另一表面上翅片的一端。

7.根据权利要求6所述的直流接触器线圈的散热装置，其特征在于：所述第一风道和所述第二风道的高度均与所述导热罩的高度相同，所述第一风道和所述第二风道的宽度均与所述翅片的宽度相同。

8.根据权利要求3所述的直流接触器线圈的散热装置，其特征在于：两个所述半导热罩相连接的外侧壁表面分别正对所述第二侧壁和所述第四侧壁，除两个所述半导热罩相连接的外侧壁表面以外，两个所述半导热罩的外侧壁其他表面上设置有所述翅片，所述第二侧壁的中心设置有第三安装口，所述抽风扇安装在所述第三安装口内，所述第四侧壁的中心设置有第四安装口，所述排风扇安装在所述第四安装口内。

9.根据权利要求1所述的直流接触器线圈的散热装置，其特征在于：所述导热罩的内侧壁和所述线圈之间设置有导热绝缘垫。

10.根据权利要求1所述的直流接触器线圈的散热装置，其特征在于：同一所述翅片上和所述导热罩的外侧壁上的所述涡发生器均交错排列；所述涡发生器的形状为半球形或梯形体。

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