CN216982396U - 一种矿用防爆的水冷散热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种矿用防爆的水冷散热器，包括基板，所述基板通过螺栓紧固在箱体背板的内侧上，所述基板的底端两侧分别设有进水口过渡铜板和出水口过渡铜板，所述基板靠近箱体背板的一侧上开设有凹槽，所述凹槽内容纳有水冷管路；所述水冷管路包括水冷干路和多个水冷支路，所述水冷支路设置在相邻的两个水冷干路之间，多个所述水冷支路横向分布，两个所述水冷干路的底端分别和进水口过渡铜板、出水口过渡铜板的水孔互相连通。本实用新型中覆盖面积大，散热面积大、散热效果好、降低散热成本；具有良好的防爆效果，安全使用；使用范围广、产品通用程度高。

Description

一种矿用防爆的水冷散热器

技术领域

本实用新型涉及矿用水冷散热器的技术领域，具体为一种矿用防爆的水冷散热器。

背景技术

在变频器中的功率半导体电力电子器件通过的电流大、加载的电压高、负载功率大，发热特别严重，如果变频器功率器件散热不充分，内部温升到达一定的数值时，就会因温度过高而损坏IGBT内部的PN结以及相关的控制回路，因此变频器的散热方案成为约束产品性能和使用寿命的重要因素。

现有大功率变频器的散热方案有两种：热管散热器强制风冷散热、水冷散热器冷却水散热。其中热管散热器以空气为传热介质，通过将电力电子器件的热量由热传导的方式传递至铝鳍片，最后以强制风冷用热对流的方式将热量传递至环境中。这种散热方案有着污染力小、稳定性高等特点，但由于空气的传热系数以及基板材质的影响，其造价成本较高、占用体积大、散热效果差，且不具有防爆的作用。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了提供一种矿用防爆的水冷散热器，以解决造价成本较高、占用体积大、散热效果差，且不具有防爆的作用的问题。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种矿用防爆的水冷散热器，包括基板，所述基板通过螺栓紧固在箱体背板的内侧上，所述基板的底端两侧分别设有进水口过渡铜板和出水口过渡铜板，所述基板靠近箱体背板的一侧上开设有凹槽，所述凹槽内容纳有水冷管路；

所述水冷管路包括水冷干路和多个水冷支路，所述水冷支路设置在相邻的两个水冷干路之间，多个所述水冷支路横向分布，两个所述水冷干路的底端分别和进水口过渡铜板、出水口过渡铜板的水孔互相连通。

优选的，所述水冷干路包括第一水管、第二水管、第三水管、第四水管、第五水管和第六水管，所述第一水管、第二水管和第三水管位于同一条竖直线上，所述第四水管、第五水管位于同一条竖直线上，所述第六水管位于第五水管的右侧位置处，所述第一水管、第二水管、第三水管、第四水管、第五水管和第六水管均采用紫铜材质。

优选的，所述水冷管路内的水流沿着第三水管、水冷支路、第五水管、水冷支路、第二水管、水冷支路、第四水管、水冷支路、第一水管、水冷支路、第六水管的顺序流动。

优选的，所述水冷支路包括三个平行的横管，三个所述横管的横截面积之和大于水冷干路的横截面积。

优选的，所述进水口过渡铜板的外侧、出水口过渡铜板的外侧和箱体背板的内侧之间均设有密封圈，所述进水口过渡铜板和进水口管头连通，所述出水口过渡铜板和出水口管头连通。

优选的，所述基板的内侧紧贴着集成机芯的外侧，所述集成机芯设置在箱体的内部，所述箱体的下方设有直流母线电容箱。

优选的，所述进水口过渡铜板的外侧、出水口过渡铜板的外侧和箱体背板的内侧之间均形成隔爆面，所述进水口过渡铜板、出水口过渡铜板均采用紫铜材质。

与现有技术相比，采用了上述技术方案的矿用防爆的水冷散热器，具有如下有益效果：

一、使用中，第一水管、第二水管、第三水管、第四水管、第五水管和第六水管和多个水冷支路共同形成水冷管路，覆盖面积大，散热面积大、散热效果好、降低散热成本；

二、进水口过渡铜板的外侧、出水口过渡铜板的外侧均形成有隔爆面，具有密封和隔绝传爆、防止可燃性气体如甲烷进入变频器箱体内的作用，具有良好的防爆效果，安全使用；

三、水冷管路采用紫铜材质，耐压能力强、允许通过的水流量大、使用范围广、产品通用程度高。

附图说明

图1为本实用新型矿用防爆的水冷散热器实施例的主视图。

图2为实施例中进水口过渡铜板位置处的局部剖视图。

图3为实施例的安装主视图(从内向外看)。

图4为实施例的安装侧视图。

图5为实施例的安装主视图(从外向内看)。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步描述。

如图1-2所示的矿用防爆的水冷散热器，包括基板1，所述基板1通过螺栓紧固在箱体背板7的内侧上，所述基板1的底端两侧分别设有进水口过渡铜板3和出水口过渡铜板4，所述基板1靠近箱体背板7的一侧上开设有凹槽，所述凹槽内容纳有水冷管路。

基板1的材料使用6063铝材，属低合金化的Al-Mg-Si系高塑性合金，有着热处理强化冲击韧性高、热塑性好、焊接性能和耐腐蚀性能优良、加功后表面十分光滑、导热能力强等优点，很适合作为散热器基板1的材料。铝合金基板1的加工并不复杂，可以使用整体铸件然后加工，铝基板两面都需要保证一定的光洁度。基板1正面加工沉头孔和电力电子器件安装孔，这些孔位的深度都需要进行约束，在满足安装固定的同时，孔深尽量浅一点。基板1背面加工凹槽，其槽深和尺寸需以铜管直径以及铜板的厚度为参考指标，凹槽底面还需加工出圆弧形管道槽，便于后续管道安装和整体浇锡焊接填补间隙。

如图1所示，所述水冷管路包括水冷干路和多个水冷支路5，所述水冷支路5设置在相邻的两个水冷干路之间，多个所述水冷支路5横向分布，两个所述水冷干路的底端分别和进水口过渡铜板3、出水口过渡铜板4的水孔互相连通。

如图1所示，所述水冷干路包括第一水管211、第二水管212、第三水管213、第四水管231、第五水管232和第六水管22，所述第一水管211、第二水管212和第三水管213位于同一条竖直线上，所述第四水管231、第五水管232位于同一条竖直线上，所述第六水管22位于第五水管232的右侧位置处，所述第一水管211、第二水管212、第三水管213、第四水管231、第五水管232和第六水管22均采用紫铜材质。

水冷管路的材料使用TP2铜材，属于磷脱氧铜(紫铜)，有着较高的抗拉强度以及较强的硬度，导热能力很强且导热系数约为6063铝合金的两倍，由于电力电子器件的分布位置的影响，为了使每个电力电子器件在发热时都能享有散热效果。

所述水冷管路内的水流沿着第三水管213、水冷支路5、第五水管232、水冷支路5、第二水管212、水冷支路5、第四水管231、水冷支路5、第一水管211、水冷支路5、第六水管22的顺序流动。

所述水冷支路5包括三个平行的横管，三个所述横管的横截面积之和大于水冷干路的横截面积。优选的，水冷干路的直径为20mm，水冷支路的直径为12mm，水冷干路的截面积为314.16mm²，水冷支路的截面积为113.1mm²，水冷支路的截面积之和等于339.3mm²。

如图2所示，所述进水口过渡铜板3的外侧、出水口过渡铜板4的外侧和箱体背板7的内侧之间均设有密封圈31，所述进水口过渡铜板3和进水口管头61连通，所述出水口过渡铜板4和出水口管头62连通。

如图3-5所示，所述基板1的内侧紧贴着集成机芯8的外侧，所述集成机芯8设置在箱体的内部，所述箱体的下方设有直流母线电容箱9。

如图3所示，所述进水口过渡铜板3的外侧、出水口过渡铜板4的外侧和箱体背板7的内侧之间均形成隔爆面，具有起密封和隔绝传爆、防止可燃性气体如甲烷进入变频器箱体内等作用，隔爆面宽度L＝34mm，所述进水口过渡铜板3、出水口过渡铜板4均采用紫铜材质。

最后，本实用新型的工作流程如下：

1、启动水冷装置；2、冷却水由入水口进入水冷散热器；3、冷却水流过水冷管道；4、启动变频器使电力电子器件工作；5、功损形成热量导入水冷散热器；6、散热器将热量传递到冷却水；7、冷却水由出水口流出。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，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，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种矿用防爆的水冷散热器，包括基板(1)，所述基板(1)通过螺栓紧固在箱体背板(7)的内侧上，其特征在于，所述基板(1)的底端两侧分别设有进水口过渡铜板(3)和出水口过渡铜板(4)，所述基板(1)靠近箱体背板(7)的一侧上开设有凹槽，所述凹槽内容纳有水冷管路；

所述水冷管路包括水冷干路和多个水冷支路(5)，所述水冷支路(5)设置在相邻的两个水冷干路之间，多个所述水冷支路(5)横向分布，两个所述水冷干路的底端分别和进水口过渡铜板(3)、出水口过渡铜板(4)的水孔互相连通。

2.根据权利要求1所述的矿用防爆的水冷散热器，其特征在于：所述水冷干路包括第一水管(211)、第二水管(212)、第三水管(213)、第四水管(231)、第五水管(232)和第六水管(22)，所述第一水管(211)、第二水管(212)和第三水管(213)位于同一条竖直线上，所述第四水管(231)、第五水管(232)位于同一条竖直线上，所述第六水管(22)位于第五水管(232)的右侧位置处，所述第一水管(211)、第二水管(212)、第三水管(213)、第四水管(231)、第五水管(232)和第六水管(22)均采用紫铜材质。

3.根据权利要求2所述的矿用防爆的水冷散热器，其特征在于：所述水冷管路内的水流沿着第三水管(213)、水冷支路(5)、第五水管(232)、水冷支路(5)、第二水管(212)、水冷支路(5)、第四水管(231)、水冷支路(5)、第一水管(211)、水冷支路(5)、第六水管(22)的顺序流动。

4.根据权利要求3所述的矿用防爆的水冷散热器，其特征在于：所述水冷支路(5)包括三个平行的横管，三个所述横管的横截面积之和大于水冷干路的横截面积。

5.根据权利要求1所述的矿用防爆的水冷散热器，其特征在于：所述进水口过渡铜板(3)的外侧、出水口过渡铜板(4)的外侧和箱体背板(7)的内侧之间均设有密封圈(31)，所述进水口过渡铜板(3)和进水口管头(61)连通，所述出水口过渡铜板(4)和出水口管头(62)连通。

6.根据权利要求1所述的矿用防爆的水冷散热器，其特征在于：所述基板(1)的内侧紧贴着集成机芯(8)的外侧，所述集成机芯(8)设置在箱体的内部，所述箱体的下方设有直流母线电容箱(9)。

7.根据权利要求1所述的矿用防爆的水冷散热器，其特征在于：所述进水口过渡铜板(3)的外侧、出水口过渡铜板(4)的外侧和箱体背板(7)的内侧之间均形成隔爆面，所述进水口过渡铜板(3)、出水口过渡铜板(4)均采用紫铜材质。

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