CN215527515U - 一种sma丝线散热结构及断路器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种SMA丝线散热结构及断路器，涉及电气设备技术领域。本实用新型的SMA丝线散热结构包括散热板，以及多个穿过散热板且间隔设置的隔离板，相邻两个隔离板之间形成通道，其中，位于散热板一侧的通道为过线通道，位于散热板另一侧的通道为散热通道，多个过线通道分别用于设置SMA丝线。本实用新型的SMA丝线散热结构，能够散出SMA丝线通电时累积的热量，确保SMA丝线的收缩性能。

Description

一种SMA丝线散热结构及断路器

技术领域

本申请涉及电气设备技术领域，具体而言，涉及一种SMA丝线散热结构及断路器。

背景技术

形状记忆合金(Shape Memory Al loy,SMA)是一种在加热升温后能完全消除其在较低的温度下发生的变形，恢复其变形前原始形状的合金材料，即拥有"记忆"效应的合金。因为SMA的上述形变特性被广泛应用在各个领域。当这种形状记忆合金被制成导电线后，称为SMA丝线，SMA丝线通电后丝线在电流的焦耳效应下发热。当由第一原始形状的SMA丝线形成为第二选定形状，且之后被例如焦耳效应加热时，也就是通电加热后，该部件在将使其形状更接近第一原始形状的方向上通过相变而施加力。这种倾向于使部件的第二选定形状朝着其“记忆”的第一原始形状变化的力可用于在所需的方向上驱动从动部件。具体的，当断路器采用SMA丝线连接在断路器的导电路径中，SMA丝线导电后由于焦耳热发热的效应而收缩，从而带动机构产生移位。

通常情况下，SMA丝线在一定温度范围内保持良好的收缩性能，但是，当SMA丝线的热量累积使得其温度超过上述温度范围时，SMA丝线的收缩性能变差，进而影响断路器的正常工作。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种SMA丝线散热结构及断路器，能够散出SMA丝线通电时累积的热量，以确保SMA丝线的收缩性能。

本申请的实施例是这样实现的：

一种SMA丝线散热结构，包括散热板，以及多个穿过散热板且间隔设置的隔离板，相邻两个隔离板之间形成通道，其中，位于散热板一侧的通道为过线通道，位于散热板另一侧的通道为散热通道，多个过线通道分别用于设置SMA丝线。

可选的，作为一种可实施的方式，散热板和隔离板为金属板。

可选的，作为一种可实施的方式，在过线通道的侧壁喷涂绝缘层。

可选的，作为一种可实施的方式，绝缘层为塑料绝缘层。

可选的，作为一种可实施的方式，隔离板包括相互连接的绝缘部和散热部，隔离板的绝缘部位于散热板的同一侧，过线通道位于相邻两个绝缘部之间，绝缘部为塑料绝缘部，散热部为金属散热部。

可选的，作为一种可实施的方式，散热板包括与绝缘部接触的不导电层和与散热部接触的热传导层，不导电层和热传导层固定连接，不导电层为塑料不导电层，热传导层为金属热传导层。

可选的，作为一种可实施的方式，不导电层与多个绝缘部一体成型，热传导层和多个散热部一体成型。

可选的，作为一种可实施的方式，隔离板包括三个，三个隔离板之间相互平行。

可选的，作为一种可实施的方式，多个隔离板分别与散热板垂直设置。

一种断路器，包括外壳、设置于外壳内部的SMA丝线以及上述SMA丝线散热结构，SMA丝线设置于SMA丝线散热结构的过线通道内，散热板设置于SMA丝线与外壳之间，外壳对应散热结构处开设有散热口。

本申请实施例的有益效果包括:

本实用新型提供的SMA丝线散热结构，包括散热板，以及多个穿过散热板且间隔设置的隔离板，相邻两个隔离板之间形成通道，其中，位于散热板一侧的通道为过线通道，多个过线通道分别用于设置SMA丝线，当SMA丝线通电后发热，SMA丝线与过线通道存在一定的温度差，从而将热量传递至过线通道，进而传递至过线通道外周的散热板和隔离板，而散热板的另一侧为隔离板和散热板围合的散热通道，散热板和隔离板的热量将传出至散热通道并散出，本实用新型的SMA丝线散热结构，能够散出SMA丝线通电时发出的热量，以确保SMA丝线的收缩性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。

图1为本申请实施例SMA丝线散热结构的示意图；

图2为本申请实施例SMA丝线散热结构的另一结构示意图；

图3为本申请实施例设置有SMA丝线散热结构的断路器结构示意图；

图4为本申请实施例图3沿A-A的剖面图。

图标：100-SMA丝线散热结构；110-散热板；111-过线通道；112-绝缘层；113-不导电层；114-热传导层；120-隔离板；121-散热通道；123-绝缘部；124-散热部；130-外壳；131-散热口；140-SMA丝线。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

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定义和解释。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

SMA丝线因为通电后收缩的特性被应用在断路器上，通电后收缩会带动与SMA丝线一端连接的机构一起运动，从而完成合闸或分闸的功能。通常情况下，SMA丝线在一定温度范围内保持良好的收缩性能，但是，当SMA丝线的热量累积使得其温度超过上述温度范围时，SMA丝线的收缩性能变差，进而影响断路器的正常工作。

本实用新型提供了一种SMA丝线散热结构100，如图1所示，包括散热板110，以及多个穿过散热板110且间隔设置的隔离板120，相邻两个隔离板120之间形成通道，其中，位于散热板110一侧的通道为过线通道111，位于散热板110另一侧的通道为散热通道121，多个过线通道111分别用于设置SMA丝线140。

SMA丝线140通电后发热，SMA丝线140与过线通道111存在一定的温度差，从而将热量传递至过线通道111，进而传递至过线通道111外周的散热板110和隔离板120，而散热板110的另一侧为隔离板120和散热板110围合的散热通道121，散热板110和隔离板120的热量将传出至散热通道121并散出。

这里需要说明的是，过线通道111的长度，也就是散热板110和隔离板120的长度在此不做具体限定，可以与SMA丝线140的长度一样长，也可只是SMA丝线140长度的一部分，因为SMA丝线140为SMA的一部分，自身具有较高的热传导系数，能够保持SMA丝线140长度方向上温度的一致性。考虑到断路器本体内部结构，以及安装空间，本实用新型实施例的SMA丝线散热结构100，只对部分长度的SMA丝线140进行散热，长度为9.8mm,且设置在SMA丝线140的一个端部。当然，本实用新型对过线通道111的长度和设置位置不做具体限定，只要不影响断路器本体的内部结构即可。

本实用新型提供的SMA丝线散热结构100，包括散热板110，以及多个穿过散热板110且间隔设置的隔离板120，相邻两个隔离板120之间形成通道，其中，位于散热板110一侧的通道为过线通道111，多个过线通道111分别用于设置SMA丝线140，当SMA丝线140通电后发热，SMA丝线140与过线通道111存在一定的温度差，从而将热量传递至过线通道111，进而传递至过线通道111外周的散热板110和隔离板120，而散热板110的另一侧为隔离板120和散热板110围合的散热通道121，散热板110和隔离板120的热量将传出至散热通道121并散出，本实用新型的SMA丝线散热结构100，能够散出SMA丝线140通电时发出的热量，以确保SMA丝线140的收缩性能。

可选的，如图1所示，散热板110和隔离板120为金属板。

金属通常具有比较高的导热系数，也就是说，在相同时间内相同条件下能够传递更多的热量。散热板110和隔离板120采用金属制成，能够使的SMA丝线140通电后发热及时散出，不会累积，进而持续保持良好的收缩性能。因为热量累积到一定程度，超出了SMA丝线140的工作范围后，就会影响SMA丝线140的收缩性能。

示例的，铝的导热系数为230，铜的导热系数为377，都可以作为散热板110和隔离板120的制作材料，当然，本实施例对于散热板110和隔离板120的材料不做具体限定，只要能在断路器内使用且具有较高的导热系数即可。

本实用新型的一种可实现的方式中，如图1所示，在过线通道111的侧壁喷涂绝缘层112，绝缘层112为塑料绝缘层112。

在断路器设计时，SMA丝线140通电时收缩，带动机构运行，根据实际应用场景，有时SMA丝线140的外表面裹覆一层包裹层，包裹层绝缘，而有的时候SMA丝线140的外表面并没有裹覆包裹层，或者包裹层并不绝缘，SMA丝线140位于过线通道111内部，过线通道111为散热板110和隔离板120围合的通道，且隔离板120和散热板110为金属板，当SMA丝线140与散热板110或隔离板120接触时，会将电流传递至散热板110或者隔离板120，从而导致电流外流，影响SMA丝线140工作电流；或者，相邻的SMA丝线140通过隔离板120或者散热板110连通，影响SMA丝线140的正常工作。为了避免上述情况的发生，在过线通道111的侧壁喷涂绝缘层112。绝缘层112主要起阻止SMA丝线140通电时电流流向SMA丝线散热结构100，这里采用塑料作为绝缘层112的材料，因为塑料通常不导电，且具有相对较高的介电常数，能够起到阻止电流的作用，塑料在常温下为固态，且价格低，能够降低SMA丝线散热结构100的制造成本。

绝缘层112起到阻止电流的作用，所以绝缘层112的厚度设置不能太小，也就是绝缘层112不能太薄，太薄不能阻止电流，太厚的话一个是影响热量的散出，因为塑料的导热系数比较低，二是影响过线通道111的空间。示例的，本实用新型实施例的绝缘层112的厚度设置为0.18-0.22mm。

需要说明的是，这里的过线通道111的侧壁是指相邻的两个隔离板120的相对面，以及夹在相邻的隔离板120之间的散热板110的表面。

本实用新型的一种可实现的方式中，如图2所示，隔离板120包括相互连接的绝缘部123和散热部124，多个隔离板120的绝缘部123位于散热板110的同一侧，绝缘部123为塑料绝缘部123，过线通道111位于相邻的两个绝缘部123之间，散热部124为金属散热部124。

采用上述喷涂绝缘层112的方式，需要在隔离板120与散热板110的一面上喷涂绝缘层112，制造工艺相对复杂，可以将隔离板120设置为相互连接的绝缘部123和散热部124，绝缘部123为塑料绝缘部123，且多个隔离板120的绝缘部123位于散热板110的同一侧，过线通道111位于相邻的两个绝缘部123之间，SMA丝线140从过线通道111内部穿过，起到隔离SMA丝线140的作用。多个隔离板120的散热部124位于散热板110的另一侧，用于将热量散出。

将隔离板120设置为相互连接的绝缘部123和散热部124，可以在不影响散热效果的同时阻止SMA丝线140电流的流出，同时也阻止相邻的SMA丝线140之间通过隔离板120连通。

可选的，如图2所示，散热板110包括与绝缘部123接触的不导电层113和与散热部124接触的热传导层114，不导电层113和热传导层114固定连接，不导电层113为塑料不导电层113，热传导层114为金属热传导层114。

SMA丝线140在过线通道111内时，有可能与散热板110接触，为了避免SMA丝线140与散热板110接触时电流流向散热板110，而散热板110位于断路器内部，断路器内部有各种金属的零件，有可能形成回路，影响断路器的正常工作；还有，相邻的SMA丝线140有可能通过散热板110连通，影响SMA丝线140正常工作，将散热板110设置为两层，靠近SMA丝线140的不导电层113和远离SMA丝线140的热传导层114，不导电层113用于阻止电流流向散热板110，采用塑料制成，热传导层114用于传递热量，采用金属制成，散热板110的两层设置在不影响热量散出的同时，阻止SMA丝线140电流的流出。同样的，热传导的金属材质不做具体限定。

本实用新型的一种可实现的方式中，如图2所示，不导电层113与多个绝缘部123一体成型，热传导层114和多个散热部124一体成型。

为了简化SMA丝线散热结构100的制作工艺，将塑料材质的不导电层113和多个绝缘部123一体成型，金属材料的热传导层114和多个散热部124一体成型，后将散热板110的不导电层113和热传导层114固定连接，固定连接的方式在此不做具体限定，可以使用粘合，也可以采用固定件固定，只要不影响塑料部件的绝缘性和金属部件的散热性即可。

或者，先将金属材料的热传导层114和多个散热部124一体成型，后将金属部件与塑料材质的不导电层113和多个绝缘部123一体成型，使得金属部件与塑料部件镶嵌，从而使得SMA丝线散热结构100为一个整体。

不导电层113与多个绝缘部123一体成型，热传导层114和多个散热部124一体成型，简化了SMA丝线散热结构100的制作工艺，降低时间成本。

可选的，如图2所示，隔离板120包括三个，三个隔离板120之间相互平行。

在实际应用中，断路器通常会有多根SMA丝线140用于控制断路器的内部机构，本实用新型实施例针对具有四根SMA丝线140的断路器涉及的SMA丝线散热结构100，设置隔离板120为三个，三个隔离板120之间相互平行设置，相邻的两个隔离板120之间形成过线通道111，SMA丝线140分别设置在多个过线通道内。

当然，这并不是对隔离板120个数的具体限定，对于不同型号的断路器本体，应对应设置隔离板120的个数。对于SMA丝线140的条数与隔离板120个数的对应关系也不做具体限定，可以每一个过线通道111设置一条SMA丝线140，也可以隔一个过线通道111设置一条SMA丝线140，只要能将各条SMA丝线140隔离开即可。

本实用新型的一种可实现的方式中，如图2所示，多个隔离板120分别与散热板110垂直设置。

在同样高度的走线通道和散热通道121的条件下，多个隔离板120分别和散热板110垂直可以降低隔离板120的高度，节省材料，而且垂直设置还能够增加走线通道和散热通道121的体积。垂直设置也会使得结构整齐，在制作时方便、容易。

本申请实施例还公开了一种断路器，如图3，图4所示，其中，图4为图3沿A-A的剖面图，断路器包括外壳130、设置于外壳130内部的SMA丝线140以及上述SMA丝线散热结构100，SMA丝线140设置于SMA丝线散热结构100的过线通道111内，散热板110设置于SMA丝线140与外壳130之间，外壳130对应散热结构处开设有散热口131。当断路器需要SMA丝线140收缩时，SMA丝线140通电发热并收缩，进而带动断路器内部机构的传动。SMA丝线140发热后，多余的热量会传递至散热片，进而传递至隔离板120的散热部124，最后从散热口131散出。该断路器包含与前述实施例中的SMA丝线散热结构100相同的结构和有益效果。SMA丝线140散热的结构和有益效果已经在前述实施例中进行了详细描述，在此不再赘述。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种SMA丝线散热结构，其特征在于，包括散热板，以及多个穿过所述散热板且间隔设置的隔离板，相邻两个所述隔离板之间形成通道，其中，位于所述散热板一侧的通道为过线通道，位于所述散热板另一侧的通道为散热通道，多个所述过线通道分别用于设置SMA丝线。

2.根据权利要求1所述的SMA丝线散热结构，其特征在于，所述散热板和所述隔离板为金属板。

3.根据权利要求2所述的SMA丝线散热结构，其特征在于，在多个所述过线通道的侧壁喷涂绝缘层。

4.根据权利要求3所述的SMA丝线散热结构，其特征在于，所述绝缘层为塑料绝缘层。

5.根据权利要求1所述的SMA丝线散热结构，其特征在于，所述隔离板包括相互连接的绝缘部和散热部，多个所述绝缘部位于所述散热板的同一侧，所述绝缘部为塑料绝缘部，所述过线通道位于相邻两个所述绝缘部之间，所述散热部为金属散热部。

6.根据权利要求5所述的SMA丝线散热结构，其特征在于，所述散热板包括与绝缘部接触的不导电层和与散热部接触的热传导层，所述不导电层和所述热传导层固定连接，所述不导电层为塑料不导电层，所述热传导层为金属热传导层。

7.根据权利要求6所述的SMA丝线散热结构，其特征在于，所述不导电层与多个所述绝缘部一体成型，所述热传导层和多个所述散热部一体成型。

8.根据权利要求1-7任一项所述的SMA丝线散热结构，其特征在于，所述隔离板包括有三个，三个所述隔离板之间相互平行。

9.根据权利要求8所述的SMA丝线散热结构，其特征在于，多个所述隔离板分别与所述散热板垂直设置。

10.一种断路器，其特征在于，包括外壳、设置于外壳内部的SMA丝线以及如权利要求1-9任一项所述的SMA丝线散热结构，所述SMA丝线设置于所述SMA丝线散热结构的过线通道内，散热板设置于所述SMA丝线与所述外壳之间，所述外壳对应散热结构处开设有散热口。

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