CN216250470U - 一种大容量开关的散热装置及大容量开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于开关散热技术领域，公开了一种大容量开关的散热装置，包括风机泵、风道和鼓风机；大容量开关包括箱体盖板，在箱体盖板上开设有进风口和出风口，风机泵安装在进风口上，风道一端与风机泵连接，另一端与出风口连接；鼓风机设置在出风口一侧，鼓风机的出风口朝着风道。通过风机泵将箱体内的空气抽入风道，然后再灌入箱体内，使空气快速的流动起来，带走导体表面的热量；空气通过风道时，使空气尽可能的接触管道壁，增加管道的散热面积，提高散热效率；在风道的前方设置鼓风机，通过鼓风机对风道进行对流散热，进一步提升散热效率；箱体内的热气体经上述措施散热后温度下降，降温后的气体回到箱体内，可有效地提升开关产品的通流能力。

Description

一种大容量开关的散热装置及大容量开关

技术领域

本实用新型属于开关散热技术领域，涉及一种大容量开关的散热装置及大容量开关。

背景技术

由于开关主回路长期持续通流，主回路导体发热，使壳体内空气温度升高，导体温升变大，导致导体通流能力受到限制。常规增加导体通流能力的方式是将产品导体的通流截面扩大，但是这样会导致开关产品的尺寸增大，不仅增加产品成本、增大占地空间，也会增加机构的操作功，导致更大的操动机构需求。

同时，为保证大容量开关的箱体内的气体压力高于环境压力并且气体保持干燥，从而确保大容量开关的主绝缘不受海拔高度影响，也不受所安装环境的空气湿度影响。因此大容量开关箱体内的气体处于密闭的容器中，且不能与箱体外的空气进行直接交换，所使用散热方式主要是自然冷却，该散热方式主要依靠产品的导体和外壳之间的热辐射、空气的热传导、外壳的热传导等综合作用结果，通常采取减小发热源发热的方式解决，要提升通流能力，只能增大导体截面，以减小通流导体电阻，该方法在实施过程中，缺乏经济性。所以在该工况环境中，不明显增加设备体积和产品制造成本的情况下，想要提高开关产品的通流能力比较困难。

实用新型内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种大容量开关的散热装置及大容量开关，解决了在不明显增加设备体积和产品制造成本的情况下，不易提高开关产品的通流能力的问题。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种大容量开关的散热装置，包括风机泵、风道和鼓风机；

大容量开关包括箱体盖板，在箱体盖板上开设有进风口和出风口，风机泵安装在进风口上，风道一端与风机泵连接，另一端与出风口连接；鼓风机设置在出风口一侧，鼓风机的出风口朝着风道设置；

风道包括若干个毛细通道，毛细通道多层布设，每层设有多个毛细通道，相邻两层的毛细通道交错设置。

进一步，在毛细通道水平布设段的外壁上设有多个散热片。

进一步，在每个散热片上的内圈开有多个环形布设的内侧气流孔，外圈开有多个环形布设的外侧气流孔。

进一步，位于出风口一侧的散热片直径小于位于进风口一侧的散热片直径；

散热片安装时，依次布设的散热片上的内侧气流孔的中心位置位于同一直线上；外侧气流孔的圆心位置随着散热片直径变大呈向外布设形式，且相邻两个散热片上的外侧气流孔交错布设。

进一步，毛细通道包括内管和外管，在内管和外管之间设有螺旋形引流板，在外管上开有进水口和出水口。

进一步，毛细通道的入口采用喇叭状。

进一步，风机泵通过入口风道与箱体盖板连接，入口风道与箱体盖板通过第一法兰连接，第一法兰连接处设有密封圈；

过渡风道与风机泵、风道之间的连接面设有密封圈；

风道与出风口通过第二法兰连接，第二法兰连接处设有密封圈。

进一步，风机泵的出风口与风道之间设有过渡风道，过渡风道内设有导流板，用于将空气流分成与毛细通道布设层数相对应的通道；

导流板在过渡风道中，以锥形角度布置。

进一步，所述散热装置设有两组，一组运行，另一组备用。

一种大容量开关，包括箱体盖板，在箱体盖板上安装有所述的散热装置。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型公开了一种大容量开关的散热装置，大容量开关包括箱体盖板，散热装置包括风机泵、风道和鼓风机，通过风机泵将箱体内的空气抽入风道，然后再灌入箱体内，使空气快速的流动起来，带走导体表面的热量；空气通过风道时，使空气尽可能多的接触管道壁，增加管道的散热面积，提高散热效率；在风道的前方设置鼓风机，通过鼓风机对风道进行对流散热，进一步提升散热效率；箱体内的热气体经上述措施散热后温度下降，降温后的气体回到箱体内，可以有效地提升开关产品的通流能力；风道是由若干个毛细通道构成，增加了箱体内热气体和周围环境中较低温度空气的接触面积，以便更好地进行热交换。

进一步，毛细通道管壁结构为单层，在毛细通道外壁上焊接多个散热片，以增大散热面积，提高散热效率。

进一步，在散热片上开内侧气流孔和外侧气流孔，当外侧气流吹向散热片时，每个散热片均能接触到温度较低的气流，外侧气流也可以通过外侧气流孔接触到后面的散热片，由于外侧气流孔的分布角度的不同，可以保证气流的充分接触；内侧气流通过散热片上的内侧气流孔，使每个散热片都能与低温气流充分接触，进行热交换带走更多的热量。该内外侧气流穿行散热结构克服了由于散热片吹风被遮挡、流动气体与散热片接触不充分，散热效率不高的问题

进一步，毛细通道管壁结构为双层，包括内管和外管，在内管和外管之间设计有螺旋形引流板，在外管上开有进水口和出水口，在运行过程中，水从进水口注入，沿引流板螺旋形流动，从出水口沿管道流出。螺旋形引流板能够强制导流，使循环的水沿着管壁螺旋流动，确保流动的过程中，管壁的任何一部分接触面积都不浪费，将算热效率提升更高值。由于水的比热较大，在流动的过程中，带走大量的热，此过程大大提升了散热效率；同时通过阀门对水流速度的改变可以更改散热效率。

进一步，毛细通道的入口采用喇叭状，该形状可以保证气流从过渡风道顺利进入毛细通道，提升风的流通速度。

进一步，所有的连接面之间均设置密封圈，确保箱体内气体与箱体外空气不流通。

进一步，在过渡管道中，设置导流板，以确保各位置毛细通道都有较多空气流过。

进一步，箱体盖板上设置两组风机，互为备用关系，以防止由于装置故障，而影响产品正常运行。

附图说明

图1为本实用新型的一种大容量开关的散热装置的总体结构示意图；

图2为本实用新型的毛细通道布设示意图；

图3为本实用新型的过渡风道的结构示意图；

图4为图1的俯视图；

图5为风机相向布置图；

图6为毛细通道的第一种结构示意图；

图7为散热片的结构示意图；

图8为气流穿过散热片的流向示意图；

图9为毛细通道的第二种结构示意图。

其中：1为风机泵；2为过渡风道；3为风道；4为鼓风机；5为入口风道；6为进风口；7为出风口；8为箱体盖板；9为开关导体；10为箱体；

21为导流板，31为毛细通道；32为散热片；

321为内侧气流孔，322为外侧气流孔；

311为内管，312为外管，33为螺旋形引流板，34为进水口，35为出水口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

如图1所示，本实用新型公开了一种大容量开关，包括箱体10，箱体盖板8安装在开关箱体10顶上，开关导体9通过绝缘支撑安装在箱体10内，箱体盖板8、开关导体9和箱体10之间为空气，当开关导体9带电后所产生的热量以空气为介质，向外传递。

本实用新型公开的一种大容量开关的散热装置，包括风机泵1、风道3和鼓风机4；在箱体盖板8上开设有进风口6和出风口7，风机泵1安装在进风口6上，风道3一端与风机泵1连接，另一端与出风口7连接；鼓风机4设置在出风口7一侧，鼓风机4的出风口7朝向风道3。

风机泵1启动后，在风机泵1的作用下，空气沿进风方向从进风口6进入入口风道5，通过风机泵1和风道3后，沿出风口7将空气送入箱体10内，实现了箱体10内空气的循环；通过风道3的散热，使出风口7空气温度小于入风口空气的温度。为提高风道3的散热效率，在风道3一侧设置鼓风机4，如图1所示，鼓风机4的出风口直接面对风道3，通过对流散热的方式加快风道3表面的空气流速，使毛细通道31内部空气携带的热量尽快速的散发到周围空气中，进一步提高散热效率。

更优地，风道3需要在满足风流动的情况下尽量增大散热面积。如图2所示风道3包括若干个毛细通道31，毛细通道31多层布设，每层设有多个毛细通道31，相邻两层的毛细通道31交错设置。多个毛细通道31结构仅为其中一个实施例，还存在多种满足流动条件的其他风道3结构。

风道3通过过渡风道3，连接在风机泵1的出口，风道3由一个大的通道变换成多个毛细通道31形成的风道3，其截面如图2所示。这些毛细通道31构成的风道3的面积总和可与出口的截面积大小相当，但风道3壁与空气的接触面积大大增加，从而增加了热交换面积，提升散热效率。

更优地，为保证不同高度的毛细通道31都有气流通过，如图3所示，在风机泵1的出风口7与风道3之间设有过渡风道3，在过渡风道3中设置导流板21，使空气在风机泵1的出口就强制沿着导流板21流向风道3不同高度处的毛细通道31。

更优地，导流板21在过渡风道3中，以锥形角度布置，具有一定的烟囱效应，从而可以减轻风机泵的工作负担。

根据导体通流的大小要求，可以对鼓风机4选取不同功率。

更优地，在箱体盖板8上设置两组散热装置同向布置，在产品运行中，如果其中一组散热装置出现故障，另一组散热装置立即启动，如图4和图5所示，即两组互为备用关系，以保证开关的可靠运行。

更优地，风机泵1通过入口风道5与箱体盖板8连接，入口风道5与箱体盖板8通过第一法兰连接，第一法兰连接处设有密封圈；风道3与出风口7通过第二法兰连接，第二法兰连接处设有密封圈；过渡风道3与风机泵1、风道3之间的连接面设有密封圈；所有的连接面之间均设置密封圈，确保箱体10内空气与箱体10外空气不流通。

如图5所示，为进一步提高开关产品通流能力，将两组散热装置相向布置，使开关产品的两侧均有冷却后的空气吹入，可以更快的降低空气的温度，以便空气带走更多热量，从而提高开关产品通流能力。

更优地，如图6或图7所示，毛细通道31的入口采用喇叭状，该形状可以保证气流从过渡风道3顺利进入毛细通道31，提升风的流通速度。毛细通道31材料采用传热效率较高的铜管，其厚度不大于2mm，这样既保证散热效率高，成本适当。

为保证毛细通道31的不同工况下的散热效率，毛细通道31设计了两种结构，如下：

方案一：如图6所示，毛细通道31管壁结构为单层，在毛细通道31的水平布设段的外壁上焊接多个散热片32，以增大散热面积，提高散热效率；散热片32可采用圆形或其它形状铜片。

更优地，散热片在毛细管道上间隔布置，从A位置到B位置，散热片的直径逐渐增大；如图7所示，在每个散热片32上的内圈开有多个环形布设的内侧气流孔321，外圈开有多个环形布设的外侧气流孔322。

如图8所示，不同的散热片，以内侧气流孔321位置为参考，外侧气流孔322上孔中心半径C不同，孔的分布角度D不同，但散热片在毛细管道上焊接时内侧气流孔321所在位置相同，从A位置到B位置，散热片的直径逐渐增大，外侧气流孔322的半径C也同样增大，当外侧气流吹向散热片时，每个散热片均能接触到温度较低的气流，外侧气流也可以通过外侧气流孔322接触到后面的散热片，由于外侧气流孔322的分布角度D的不同，可以保证气流的充分接触；内侧气流通过散热片上的内侧气流孔321，使每个散热片都能与低温气流充分接触，进行热交换带走更多的热量。该内外侧气流穿行散热结构克服了由于散热片吹风被遮挡、流动气体与散热片接触不充分，散热效率不高的问题。

一般地，内侧气流孔321为长条形孔，外侧气流孔322为圆孔。

方案二：如图9所示，毛细通道31管壁结构为双层，包括内管311和外管312，在内管311和外管312之间设计有螺旋形引流板33，在外管312上开有进水口34和出水口35，在运行过程中，可以通过管道将水从进水口34注入，沿引流板螺旋形流动，从出水口35沿管道流出。螺旋形引流板33能够强制导流，使循环的水沿着管壁螺旋流动，确保流动的过程中，管壁的任何一部分接触面积都不浪费，将算热效率提升更高值。由于水的比热较大，在流动的过程中，带走大量的热，此过程大大提升了散热效率；同时通过阀门对水流速度的改变可以更改散热效率。

更优地，进水口34设置在进风口6一侧，出水口35设置在出风口7一侧，与气流流向相同，可以更好地带走热量。

Claims (10)

1.一种大容量开关的散热装置，其特征在于，包括风机泵(1)、风道(3)和鼓风机(4)；

大容量开关包括箱体盖板(8)，在箱体盖板(8)上开设有进风口(6)和出风口(7)，风机泵(1)安装在进风口(6)上，风道(3)一端与风机泵(1)连接，另一端与出风口(7)连接；鼓风机(4)设置在出风口(7)一侧，鼓风机(4)的出风口(7)朝着风道(3)设置；

风道(3)包括若干个毛细通道(31)，毛细通道(31)多层布设，每层设有多个毛细通道(31)，相邻两层的毛细通道(31)交错设置。

2.根据权利要求1所述的一种大容量开关的散热装置，其特征在于，在毛细通道(31)水平布设段的外壁上设有多个散热片(32)。

3.根据权利要求2所述的一种大容量开关的散热装置，其特征在于，在每个散热片(32)上的内圈开有多个环形布设的内侧气流孔(321)，外圈开有多个环形布设的外侧气流孔(322)。

4.根据权利要求3所述的一种大容量开关的散热装置，其特征在于，位于出风口(7)一侧的散热片(32)直径小于位于进风口(6)一侧的散热片(32)直径；

散热片(32)安装时，依次布设的散热片(32)上的内侧气流孔(321)的中心位置位于同一直线上；外侧气流孔(322)的圆心位置随着散热片(32)直径变大呈向外布设形式，且相邻两个散热片上的外侧气流孔(322)交错布设。

5.根据权利要求1所述的一种大容量开关的散热装置，其特征在于，毛细通道(31)包括内管(311)和外管(312)，在内管(311)和外管(312)之间设有螺旋形引流板(33)，在外管(312)上开有进水口(34)和出水口(35)。

6.根据权利要求1所述的一种大容量开关的散热装置，其特征在于，毛细通道(31)的入口采用喇叭状。

7.根据权利要求1所述的一种大容量开关的散热装置，其特征在于，风机泵(1)通过入口风道(5)与箱体盖板(8)连接，入口风道(5)与箱体盖板(8)通过第一法兰连接，第一法兰连接处设有密封圈；

过渡风道(3)与风机泵(1)、风道(3)之间的连接面设有密封圈；

风道(3)与出风口(7)通过第二法兰连接，第二法兰连接处设有密封圈。

8.根据权利要求1所述的一种大容量开关的散热装置，其特征在于，风机泵(1)的出风口(7)与风道(3)之间设有过渡风道(3)，过渡风道(3)内设有导流板(21)，用于将空气流分成与毛细通道(31)布设层数相对应的通道；

导流板(21)在过渡风道(3)中，以锥形角度布置。

9.根据权利要求1所述的一种大容量开关的散热装置，其特征在于，所述散热装置设有两组，一组运行，另一组备用。

10.一种大容量开关，其特征在于，包括箱体盖板(8)，在箱体盖板(8)上安装有权利要求1～9任意一项所述的散热装置。

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