CN220857430U - 一种变电站热管散热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及变电站技术领域，公开了一种变电站热管散热装置，包括热管、散热组件和引流件，热管包括蒸发段和冷凝段，通过热管的蒸发段处设置的自湿润液体吸收热量，自湿润液体汽化后遇到热管的冷凝段液化散热，热量传导至散热组件，加快热量释放；进一步地，通过第一螺纹和第二螺纹将热管与散热组件连接，增加换热面积，加快热传导速率，具有可拆卸，散热快，易安装，少能耗的特点，有利于变电站的散热，提高了散热效率，便捷了热管散热器的安装，具有易拆卸、易维修的优势。

Description

一种变电站热管散热装置

技术领域

本实用新型涉及变电站技术领域，特别是涉及一种变电站热管散热装置。

背景技术

变电站是指电力系统中对电压和电流进行变换，接收电能及分配电能的场所。在发电厂内的变电站是升压变电站，其作用是将发电机发出的电能升压后馈送到高压电网中。散热问题是现有变电站最主要的问题之一，温度升高是因为太阳光的辐射产生的热量引起的，热量通过照射传递到变电站箱体中，箱体内温度过高会影响高低压设备及组件的正常运行。热管作为传热元件，利用热传导原理和相变介质快速热传递性质，应用于解决散热等方面的问题。传统的变电站大多为箱式且采用风扇扇热的方法，该方法不仅具有散热慢的问题，还需要考虑噪声、通风量和能耗等的相关问题。而热管能更高效的散热且不用考虑噪声和通风量的问题，也能减少能耗。

现有技术公开了一种自冷箱式变电站，包括：柜体，所述柜体的内侧通过至少两个隔板分隔成多个腔体，相邻两个腔体的顶部相互连通，所述柜体的顶部安装有上盖板；所述上盖板与所述柜体之间形成散热腔，所述散热腔的内侧固定有安装框架，所述安装框架的内侧活动安装有由安装在所述安装框架上的驱动机构驱动的安装架，所述安装架上铰接有引风组件，且所述引风组件还通过往复摆动机构连接所述驱动机构；所述隔板的内侧设置有换热腔，所述换热腔与安装在所述柜体底部的循环换热组件连通，引风组件移动的过程中还通过往复摆动组件的作用带动引风组件沿与其移动方向垂直的方向进行摆动，该现有技术存在散热慢、能耗高、散热效果较差的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种变电站热管散热装置，以解决现有技术存在散热慢、能耗高、散热效果较差的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种变电站热管散热装置，包括：热管、散热组件和引流件，所述热管一端与所述散热组件可拆卸连接，所述热管包括蒸发段、冷凝段，所述冷凝段一端靠近所述散热组件且与所述散热组件可拆卸连接，所述蒸发段远离所述散热组件，所述蒸发段内部还设有自湿润液体，所述引流件套装在所述热管的中空腔体内。

优选的，所述散热装置垂直放置，所述散热组件在上，所述热管在下，所述散热组件包括翅片和套筒，所述翅片数量为多个，且多个所述翅片沿所述套筒圆周方向均匀设置，所述热管一端与所述套筒可拆卸连接。

优选的，所述翅片上设有开缝，所述开缝的数量沿进风口到出风口方向递增，且所述开缝呈交错分布。

优选的，所述开缝采用双桥开缝的方式，即交替进行向上开缝和向下开缝。

优选的，所述翅片上还设有条片，所述条片的宽度为1.5-2.5mm，长度为2.0-3.0mm，条片的凸起高度为1.0-1.5mm，所述条片数量为多个，所述条片位于靠近所述开缝处。

优选的，所述套筒内壁设有螺纹，且所述热管一端设有螺纹，所述热管一端与所述套筒螺纹连接。

优选的，所述翅片的高度为14-16mm，且所述翅片与竖直方向的夹角为50°-60°。

优选的，所述引流件为毛细吸液芯，所述毛细吸液芯套装在所述热管的中空腔体内。

优选的，所述毛细吸液芯为烧结粉末金属毛细结构，所述热管外层由铜粉包裹。

优选的，所述套筒上设有多个凹槽，所述翅片一端位于所述凹槽内。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：通过热管的蒸发段处设置的自湿润液体吸收热量，自湿润液体汽化后遇到热管的冷凝段液化散热，热量传导至散热组件，加快热量释放；

进一步地，通过第一螺纹和第二螺纹将热管与散热组件连接，增加换热面积，加快热传导速率，具有可拆卸，散热快，易安装，少能耗的特点，有利于变电站的散热，提高了散热效率，便捷了热管散热器的安装，具有易拆卸、易维修的优势。

附图说明

图1是本实用新型实施例的变电站热管散热装置的散热组件与热管的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的变电站热管散热装置的散热组件的结构示意图；

图3是本实用新型实施例的变电站热管散热装置的翅片的结构示意图；

图4是本实用新型实施例的变电站热管散热装置的套筒的结构示意图；

图5是本实用新型实施例的变电站热管散热装置的热管的透视图；

图6是本实用新型实施例的变电站热管散热装置的热管的截面剖视图；

图7是本实用新型实施例的变电站热管散热装置的热管的轴向剖视图。

图中，1、散热组件；2、热管；3、蒸发段；4、冷凝段；5、引流件；6、翅片；7、套筒；8、开缝；9、条片；10、第一螺纹；11、第二螺纹；12、凹槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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实用新型中的具体含义。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

实施例一

如图1所示，本实用新型优选实施例的一种变电站热管散热装置，包括：热管2、散热组件1和引流件5，热管2一端与散热组件1可拆卸连接，以便于便捷地进行安装和拆卸、维修，且热管2的轴向与地面垂直，以便于符合工作使用情境，热管2包括蒸发段3和冷凝段4，冷凝段4一端靠近所述散热组件1且与散热组件1可拆卸连接，蒸发段3远离散热组件1，蒸发段3内部还设有自湿润液体，自湿润液体用于汽化吸热和液化放热，引流件5套装在所述热管2的中空腔体内，引流件5用于将冷凝段4液化的自湿润液体引流回蒸发段3，以便于通过自湿润液体的液化和汽化进行重复传导热量和散热，可持续使用。

通过热管2的蒸发段3处设置的自湿润液体吸收热量，自湿润液体汽化后遇到热管的冷凝段4液化散热，热量传导至散热组件1，加快热量释放。

散热组件1与热管2的尺寸相适配，且二者正对设置；所述散热器垂直放置，散热组件1在上，热管2在下。所述放置方式符合使用情境，变电站的热量通过热管2的自湿润液体蒸发和冷凝的相变过程在内部传递热量，将蒸发段3的热量传至冷凝段4，再到散热组件1。使用可拆卸连接的散热组件1与热管2，在保证高效传热和散热的基础上实现可拆卸性和易安装性。

热管2内部充有自湿润液体，对热管2的传热有一定促进作用，并且对热管2的启动也有促进作用，即减少热管从开始冷却散热到产生希望散热效果的时间，可以更加快速的启动。

如图2所示，散热装置垂直放置，散热组件1在上，热管2在下，散热组件1包括翅片6和套筒7，翅片6数量为多个，且多个翅片6沿套筒7圆周方向均匀设置，翅片6使得空气在流道内形成强烈的扰流，使流动边界层和热边界层断裂、重组，从而强化换热，提高散热强度。

具体来说，当蒸发段3加热后，工质吸收热量转化为蒸汽，蒸汽带着热量转移到冷凝段4，在冷凝段4放热，并凝结为液体，液态再回到蒸发段3，往复进行热量的传递，将热管2的热量传递到翅片6上进行散热。在重力的辅助作用下，加快工质的相变，提高传热效率。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于，如图3所示，翅片6上设有开缝8，开缝8的数量沿进风口到出风口方向递增，且开缝8呈交错分布。翅片6上开缝8的数量由左向右递增(假定左侧为进风口，右侧为出风口)，且开缝8呈交错分布，开缝8符合“前疏后密，等热阻”原则，通过开缝8提高传热能力。

开缝8采用双桥开缝的方式，即交替进行向上开缝和向下开缝，以便于提高换热效率。

翅片6上还设有条片9，条片9的宽度为1.5-2.5mm，长度为2.0-3.0mm，条片9的凸起高度为1.0-1.5mm，条片9数量为多个，条片9位于靠近开缝8处，开缝是为了增加热阻，加强换热，突起的条片可以增加热阻。

本实施例的其他结构与实施例一相同，此处不再赘述。

实施例三

本实施例与实施例二的区别在于，套筒7内壁设有第一螺纹10，且热管2一端设有第二螺纹11，热管2一端与套筒7螺纹连接，第二螺纹11的尺寸需与第一螺纹10相适配。螺纹螺距的参数为2-4mm，螺纹肋部结构22的参数为肋高1-2mm，肋宽5-8mm，肋条数为6-7。上述相互配合参数的螺纹大大增加了传热面积，通过产生与主流方向不同的涡流来减少边界层厚度，加强传热能力。使用以螺纹连接的散热组件1与热管2，在保证高效传热和散热的基础上实现可拆卸性和易安装性。

进一步地，通过第一螺纹10和第二螺纹11将热管2与散热组件1连接，增加换热面积，加快热传导速率，具有可拆卸，散热快，易安装，少能耗的特点，有利于变电站的散热，提高了散热效率，便捷了热管散热器的安装，具有易拆卸、易维修的优势。

翅片6的高度为14-16mm，且翅片6与竖直方向的夹角为50°-60°，该参数保证较小的管间距效应、较高的空气流速和较高的翅片效率。

本实施例的其他结构与实施例二相同，此处不再赘述。

实施例四

本实施例与实施例三的区别在于，如图5-7所示，引流件5为毛细吸液芯，毛细吸液芯套装在所述热管2的中空腔体内。毛细吸液芯为烧结粉末金属毛细结构，热管2外层由铜粉包裹。

热管2有四种常见的毛细结构，分别为凹槽毛细结构、丝网毛细结构、烧结粉末金属毛细结构和纤维毛细结构。凹槽毛细结构是管内壁拉出很细的沟槽，目的是增加毛细管。这种结构毛细力很小，液体回流较慢。因此，该种毛细管极限最低，并且该种毛细结构方向性很强，易受重力影响。但是该种毛细结构具有热阻较小的优点，由于没有铜粉填料的阻碍，沟槽热管的冷却液渗透率表现更好。丝网毛细结构由紧贴管壁的多层丝网提供毛细力。纤维毛细结构最适合小半径弯曲。在本实施例中，热管采用烧结粉末金属毛细结构。该种毛细结构热传导效果较好。

进一步地，热管2内壁的毛细吸液芯由铜粉高温烧制而成。将铜管以稀硫酸洗净，往里注入超高纯度、约75—150μm直径的铜粉微粒，放进炉具烧结。烧结完成的铜管经过特制工具加紧、封闭后，就是烧结粉末金属毛细结构热管。

毛细吸液芯具有双孔隙结构、孔隙率高和比表面积大等特点,有效地解决了单一结构吸液芯毛细抽吸力提高的同时回流阻力增大的问题，其作用是冷凝段4液化的液体沿多孔材料靠毛细作用流回蒸发段3。

如图4所示，套筒7上设有多个凹槽12，翅片6一端位于凹槽12内，便于翅片安装拆卸。

本实施例的其他结构与实施例三相同，此处不再赘述。

本实用新型的工作过程为：热管2和散热组件1通过第一螺纹10和第二螺纹11连接，翅片6插入套筒7的凹槽12中，工作时散热装置的热管2竖直设置，变电站的热量通过蒸发段3传导到散热装置，蒸发段3的自湿润液体汽化吸热，向上运动到冷凝段4，遇冷液化散热，并通过毛细吸液芯回到蒸发段3，热量继续从冷凝段4传导到散热组件1的翅片6上，翅片上设有开缝8和条片9，加强散热，最终热量通过翅片6全部散出。

综上，本实用新型实施例提供一种变电站热管散热装置，其通过热管的蒸发段处设置的自湿润液体吸收热量，自湿润液体汽化后遇到热管的冷凝段液化散热，热量传导至散热组件，加快热量释放；进一步地，通过第一螺纹和第二螺纹将热管与散热组件连接，增加换热面积，加快热传导速率，具有可拆卸，散热快，易安装，少能耗的特点，有利于变电站的散热，提高了散热效率，便捷了热管散热器的安装，具有易拆卸、易维修的优势。有效的解决现有的变电站散热能力不足和一体化热管不方便安装的问题。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种变电站热管散热装置，其特征在于，包括：热管(2)、散热组件(1)和引流件(5)，所述热管(2)一端与所述散热组件(1)可拆卸连接，所述热管(2)包括蒸发段(3)和冷凝段(4)，所述冷凝段(4)一端靠近所述散热组件(1)且与所述散热组件(1)可拆卸连接，所述蒸发段(3)远离所述散热组件(1)，所述蒸发段(3)内部还设有自湿润液体，所述引流件(5)套装在所述热管(2)的中空腔体内。

2.根据权利要求1所述的一种变电站热管散热装置，其特征在于，所述散热装置垂直放置，所述散热组件(1)在上，所述热管(2)在下，所述散热组件(1)包括翅片(6)和套筒(7)，所述翅片(6)数量为多个，且多个所述翅片(6)沿所述套筒(7)圆周方向均匀设置，所述热管(2)一端与所述套筒(7)可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述的一种变电站热管散热装置，其特征在于，所述翅片(6)上设有开缝(8)，所述开缝(8)的数量沿进风口到出风口方向递增，且所述开缝(8)呈交错分布。

4.根据权利要求3所述的一种变电站热管散热装置，其特征在于，所述开缝(8)采用双桥开缝的方式，即交替进行向上开缝和向下开缝。

5.根据权利要求4所述的一种变电站热管散热装置，其特征在于，所述翅片(6)上还设有条片(9)，所述条片(9)的宽度为1.5-2.5mm，长度为2.0-3.0mm，条片(9)的凸起高度为1.0-1.5mm，所述条片(9)数量为多个，所述条片(9)位于靠近所述开缝(8)处。

6.根据权利要求2所述的一种变电站热管散热装置，其特征在于，所述套筒(7)内壁设有第一螺纹(10)，且所述热管(2)一端设有第二螺纹(11)，所述热管(2)一端与所述套筒(7)螺纹连接。

7.根据权利要求6所述的一种变电站热管散热装置，其特征在于，所述翅片(6)的高度为14-16mm，且所述翅片(6)与竖直方向的夹角为50°-60°。

8.根据权利要求2所述的一种变电站热管散热装置，其特征在于，所述引流件(5)为毛细吸液芯，所述毛细吸液芯套装在所述热管(2)的中空腔体内。

9.根据权利要求8所述的一种变电站热管散热装置，其特征在于，所述毛细吸液芯为烧结粉末金属毛细结构，所述热管(2)外层由铜粉包裹。

10.根据权利要求2所述的一种变电站热管散热装置，其特征在于，所述套筒(7)上设有多个凹槽(12)，所述翅片(6)一端位于所述凹槽(12)内。