CN223638250U - 一种断路器散热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于断路器技术领域，特指一种断路器散热装置；包括外壳以及设于外壳内的断路器本体，所述外壳具有多个沿周面形成的通风槽，还包括：冷却模块，被设计为至少一个且可拆卸的安装于外壳顶部，所述冷却模块包括设于外壳顶部的冷却风扇、设于冷却风扇上方的散热风扇以及设于冷却风扇和散热风扇之间的热电散冷组件；排出模块，包括设于冷却风扇下方的轴承、一端转动连接于轴承内另一端延伸至外壳内的冷空气排出杆、设于冷空气排出杆上且用于驱动冷空气排出杆旋转的多个旋转流动片、多个形成于冷空气排出杆周面的排出孔，所述冷空气排出杆的底端为封闭状。本实用新型的目的是提供一种高效、可拆卸且散热能力强的断路器散热装置。

Description

一种断路器散热装置

技术领域

本实用新型属于断路器技术领域，特指一种断路器散热装置。

背景技术

在电力系统中，断路器扮演着极为重要的角色。它作为一种能够在正常和故障情况下接通与断开电路的开关电器，广泛应用于发电、输电、配电以及用电等各个环节，承担着控制和保护电力系统的关键任务，对保障电力系统的安全稳定运行起着不可或缺的作用。

然而，在实际运行过程中，现有技术中的断路器存在着不容忽视的问题。随着电力系统容量的不断增大以及断路器工作频率的提高，断路器在运行时会产生大量的热量。目前，许多断路器仅依靠简单的自然散热或单一的通风槽进行散热，散热能力严重不足。例如，部分传统断路器虽然设有通风槽，但在长时间高负荷工作状态下，内部热量依然难以快速散发出去，导致断路器内部温度持续升高。过高的温度不仅会影响断路器中电子元件的性能和寿命，还可能引发故障，降低电力系统运行的可靠性，甚至可能造成严重的安全事故，给人们的生产生活带来极大的影响。因此，开发一种高效的断路器散热装置具有重要的现实意义。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种高效、可拆卸且散热能力强的断路器散热装置，以缓解上述背景技术中提到的问题。

本实用新型的目的是这样实现的，一种断路器散热装置，包括外壳以及设于外壳内的断路器本体，所述外壳具有多个沿周面形成的通风槽，还包括：

冷却模块，被设计为至少一个且可拆卸的安装于外壳顶部，所述冷却模块包括设于外壳顶部的冷却风扇、设于冷却风扇上方的散热风扇以及设于冷却风扇和散热风扇之间的热电散冷组件；

排出模块，包括设于冷却风扇下方的轴承、一端转动连接于轴承内另一端延伸至外壳内的冷空气排出杆、设于冷空气排出杆上且用于驱动冷空气排出杆旋转的多个旋转流动片、多个形成于冷空气排出杆周面的排出孔，所述冷空气排出杆的底端为封闭状。

本实用新型进一步设置为，所述热电散冷组件包括：

热电元件，设于冷却风扇和散热风扇之间，所述热电元件具有相对设置的吸热面和释热面，所述吸热面朝向外壳内部；

散热鳍片，设于散热风扇和释热面之间；

冷却鳍片，设于冷却风扇和吸热面之间。

本实用新型进一步设置为，所述外壳顶部设有可拆卸连接的固定构件，所述固定构件包括：

支撑板，设于外壳顶部，所述支撑板中部开设有与冷却风扇相匹配的开口；

凸台，设于支撑板下方且与外壳内部相连通，所述凸台中部开设有与轴承相匹配的通孔；

固定板，沿支撑板的周面向外延伸，所述固定板的底部与外壳顶部相抵触。

本实用新型进一步设置为，所述旋转流动片均匀排布于冷空气排出杆的内周面上且沿纵向旋转设置，相邻旋转流动片之间形成用于通过冷空气的流动来旋转冷空气排出杆的流路。

本实用新型进一步设置为，所述排出孔沿所述流路自上而下依次开设。

本实用新型进一步设置为，所述排出孔在冷空气排出杆上的布局为上疏下密。

本实用新型进一步设置为，所述外壳上还设有用于将外壳内部的空气排出至外部的排出风扇。

通过采用上述技术方案，本实用新型能获得的有益效果是：

1.通过冷却风扇、散热风扇与热电散冷组件配合，热电元件吸热面吸收热量，释热面释放热量，散热鳍片和冷却鳍片辅助热交换，带动热量快速传递和散发，提高了断路器的散热性能。

2.旋转流动片均匀排布于冷空气排出杆内周面，冷空气流经相邻旋转流动片形成的流路驱动冷空气排出杆旋转，使冷空气能更均匀地从排出孔排出，提高了冷空气在外壳内分布的均匀性。

3.排出孔沿流路自上而下开设且布局上疏下密，使更多冷空气能到达外壳底部，改善了外壳底部的散热效果。

附图说明

图1是本实用新型的正视结构示意图；

图2是本实用新型图1的剖视立体结构示意图；

图3是本实用新型中冷却模块的分解透视示意图；

图4是本实用新型中冷空气排出杆的立体结构示意图。

图中附图标记为：1、外壳；2、断路器本体；3、通风槽；4、冷却模块；40、冷却风扇；41、散热风扇；42、热电散冷组件；420、热电元件；4200、吸热面；4201、释热面；421、散热鳍片；422、冷却鳍片；5、排出模块；50、轴承；51、冷空气排出杆；52、旋转流动片；53、排出孔；6、固定构件；60、支撑板；61、凸台；62、固定板；7、流路；8、排出风扇。

具体实施方式

下面结合附图以具体实施例对本实用新型作进一步描述，参见图1-4：

实施例1：

本实施例提供了一种断路器散热装置，包括外壳1以及设于外壳1内的断路器本体2，所述外壳1具有多个沿周面形成的通风槽3，还包括：

冷却模块4，被设计为至少一个且可拆卸的安装于外壳1顶部，所述冷却模块4包括设于外壳1顶部的冷却风扇40、设于冷却风扇40上方的散热风扇41以及设于冷却风扇40和散热风扇41之间的热电散冷组件42；

排出模块5，包括设于冷却风扇40下方的轴承50、一端转动连接于轴承50内另一端延伸至外壳1内的冷空气排出杆51、设于冷空气排出杆51上且用于驱动冷空气排出杆51旋转的多个旋转流动片52、多个形成于冷空气排出杆51周面的排出孔53，所述冷空气排出杆51的底端为封闭状。

外壳1为断路器本体2及其他部件提供保护和支撑，防止外界因素对内部部件造成损坏，同时通过通风槽3辅助散热。外壳1一般为封闭或半封闭的结构，能包裹住断路器本体2，周面分布多个通风槽3。

通风槽3用于促进外壳1内外空气的流通，帮助散发断路器本体2产生的热量。通风槽3一般为沿外壳1周面形成的长条状或其他形状的开口。通风槽3作为外壳1的一部分，与外壳1一体成型或通过后期加工形成。

冷却模块4用于对断路器本体2进行冷却降温，保证断路器在合适的温度环境下稳定工作，避免因过热影响其性能和寿命。

冷却风扇40用于加速空气流动，将热电散冷组件42产生的冷空气吹入断路器外壳1内部，增强冷空气在外壳1内的循环，提高散热效率。冷却风扇40主要由电机、扇叶和框架组成。电机驱动扇叶旋转，框架用于固定电机和扇叶，并与冷却模块4其他部件连接。扇叶一般为圆形，框架通常为方形或圆形，以适应安装空间。冷却风扇40可通过支撑构件固定在外壳1顶部。

散热风扇41用于将热电散冷组件42中热电元件420释热面4201产生的热量快速散发到外界环境中，保证热电元件420正常工作，维持其制冷效果。散热风扇41同样由电机、扇叶和框架构成，与冷却风扇40类似。扇叶和框架形状与冷却风扇40相近，多为圆形或方形。散热风扇41安装在冷却风扇40的上方，位于热电散冷组件42之上，便于将热量向上排出。

热电散冷组件42利用热电效应实现制冷和散热功能，将断路器外壳1内的热量吸收并散发到外界，从而降低外壳1内的温度。

排出模块5用于负责将冷却模块4产生的冷空气均匀且高效地输送到断路器外壳1内部，增强内部空气流动，提高散热效果。

轴承50用于支撑冷空气排出杆51，使其能够顺畅地旋转，减少转动时的摩擦力，保证排出模块5的稳定运行。轴承50通常由内圈、外圈、滚动体和保持架组成，其形状一般为环形。轴承50设置在冷却风扇40下方，位于冷空气排出杆51的一端，起到支撑和定位的作用。轴承50可通过焊接或卡槽等方式安装在凸台61中部开设的与轴承50相匹配的通孔内，与凸台61紧密配合。

冷空气排出杆51作为冷空气的输送通道，将冷却模块4产生的冷空气引导至外壳1内部各个部位。冷空气排出杆51一般为管状结构，内部中空，用于容纳冷空气流动，其形状呈细长的管状，底端封闭，以确保冷空气从周面的排出孔53排出。冷空气排出杆51一端通过轴承50实现与冷却模块4的转动连接，保证其能够自由旋转，另一端另一端延伸至外壳1内部，且位于断路器本体2附近，便于冷空气均匀扩散至断路器本体2上。

旋转流动片52利用冷空气的流动产生的推力，驱动冷空气排出杆51旋转，使冷空气能够更均匀地分布在外壳1内部。

排出孔53使冷空气从冷空气排出杆51内排出到外壳1内部，实现冷空气与断路器本体2的热交换。排出孔53为在冷空气排出杆51周面上开设的小孔，其形状一般为圆形。排出孔53沿旋转流动片52形成的流路7自上而下依次开设，且在冷空气排出杆51上的布局为上疏下密。排出孔53作为冷空气排出杆51的一部分，通过钻孔等加工工艺形成。

实施例2：

本实施例提供了一种断路器散热装置，除了包括上述实施例的技术方案外，还具有以下技术特征。

所述热电散冷组件42包括：

热电元件420，设于冷却风扇40和散热风扇41之间，所述热电元件420具有相对设置的吸热面4200和释热面4201，所述吸热面4200朝向外壳1内部；

散热鳍片421，设于散热风扇41和释热面4201之间；

冷却鳍片422，设于冷却风扇40和吸热面4200之间。

热电元件420基于热电效应，在通电状态下，其吸热面4200吸收热量，释热面4201释放热量，实现热量的定向传递，达到制冷的目的。热电元件420由多个半导体材料组成的热电堆，通过电极连接形成电路。热电元件420一般为方形或长方形的薄片结构。热电元件420设置在冷却风扇40和散热风扇41之间，其吸热面4200朝向外壳1内部，以便吸收外壳1内的热量；释热面4201朝向散热风扇41，便于将热量散发出去。热电元件420通过导线与电源连接，为其提供工作所需的电能，同时与散热鳍片421和冷却鳍片422紧密贴合，确保热量的有效传递。

散热鳍片421用于增加热电元件420释热面4201的散热面积，提高热量散发的速度，将热电元件420产生的热量快速传递到周围空气中。散热鳍片421由多个薄片或针状结构组成，相互平行或呈一定角度排列，以增加表面积。散热鳍片421的形状常见的有片状、针状、柱状等。散热鳍片421位于散热风扇41和热电元件420的释热面4201之间，可通过导热胶或机械压紧的方式与热电元件420的释热面4201紧密连接，确保良好的热传导。

冷却鳍片422用于增加热电元件420吸热面4200的热交换面积，提高吸收外壳1内热量的效率，将热量快速传递给热电元件420。冷却鳍片422与散热鳍片421类似，由多个薄片或针状结构组成，其形状同样与散热鳍片421类似。冷却鳍片422处于冷却风扇40和热电元件420的吸热面4200之间，可通过导热胶或机械压紧的方式与热电元件420的吸热面4200紧密连接，保证热量的有效吸收。

实施例3：

本实施例提供了一种断路器散热装置，除了包括上述实施例的技术方案外，还具有以下技术特征。

所述外壳1顶部设有可拆卸连接的固定构件6，所述固定构件6包括：

支撑板60，设于外壳1顶部，所述支撑板60中部开设有与冷却风扇40相匹配的开口；

凸台61，设于支撑板60下方且与外壳1内部相连通，所述凸台61中部开设有与轴承50相匹配的通孔；

固定板62，沿支撑板60的周面向外延伸，所述固定板62的底部与外壳1顶部相抵触。

固定构件6用于实现冷却模块4与外壳1顶部的可拆卸连接，为冷却模块4提供稳定支撑，确保其在工作过程中不会晃动或位移，保证散热装置整体的稳定性。

支撑板60用于承载冷却风扇40，为冷却风扇40提供安装位置，并且分散冷却模块4的重量，使力均匀分布在外壳1顶部。支撑板60一般为平板状结构，中部开设有与冷却风扇40相匹配的开口。支撑板60的形状一般为方形或圆形平板，位于外壳1顶部，处于冷却模块4的下方，直接与外壳1顶部接触。支撑板60可通过螺栓或焊接与固定板62连接，通过开口与冷却风扇40配合安装。

凸台61一方面为轴承50提供安装定位，保证冷空气排出杆51的旋转中心稳定；另一方面连通外壳1内部与外部，使冷空气能顺利进入外壳1内部。凸台61一般为柱状结构，中部开设有与轴承50相匹配的通孔。凸台61的形状通常为圆柱体，设置在支撑板60下方，且与外壳1内部相连通，位于冷却风扇40的正下方。凸台61与支撑板60一体成型或通过焊接等方式固定连接，通过通孔与轴承50过盈配合或间隙配合。

固定板62沿支撑板60周面向外延伸，增加固定构件6与外壳1顶部的接触面积，提高连接的稳定性，防止冷却模块4在工作时发生位移。固定板62一般为平板状结构，底部与外壳1顶部相抵触。固定板62的形状与支撑板60的轮廓相匹配，围绕支撑板60一周。固定板62位于支撑板60的周面，可通过螺栓、焊接等方式与支撑板60连接，通过自身重力和摩擦力与外壳1顶部紧密贴合。

实施例4：

本实施例提供了一种断路器散热装置，除了包括上述实施例的技术方案外，还具有以下技术特征。

所述旋转流动片52均匀排布于冷空气排出杆51的内周面上且沿纵向旋转设置，相邻旋转流动片52之间形成用于通过冷空气的流动来旋转冷空气排出杆51的流路7。

旋转流动片52一般为片状结构，其形状通常为长条状，均匀排布于冷空气排出杆51的内周面上，且沿纵向旋转设置。旋转流动片52可通过粘接、焊接或一体成型等方式固定在冷空气排出杆51内周面上，相邻旋转流动片52之间形成特定的流路7。

流路7用于引导冷空气流动，使其产生推动旋转流动片52的作用力，进而带动冷空气排出杆51旋转，同时确保冷空气能够有序地从排出孔53排出。流路7由相邻旋转流动片52之间的间隙形成，形状不规则，但具有一定的方向性，以引导冷空气按特定方向流动。流路7的形状一般呈螺旋状或类似螺旋状的弯曲通道，与旋转流动片52的旋转设置相匹配。

冷却模块4产生的冷空气进入冷空气排出杆51，在流路7中流动，流动的冷空气对旋转流动片52产生推力，使旋转流动片52带动冷空气排出杆51旋转，冷空气在旋转过程中从排出孔53均匀地排出到断路器外壳1内部，实现高效散热。

实施例5：

本实施例提供了一种断路器散热装置，除了包括上述实施例的技术方案外，还具有以下技术特征。

所述排出孔53沿所述流路7自上而下依次开设。

排出孔53沿所述流路7自上而下依次开设，沿着流路7开设排出孔53，使得冷空气在流动过程中能不断从不同位置的排出孔53进入外壳1内部，与内部的热空气形成更强烈的对流，有利于将热空气更好地置换出来，提升整体散热性能。同时，按照流路7依次开设排出孔53可以使每个排出孔53排出的气流相互配合，减少气流之间的相互干扰和紊乱，使冷空气能以相对稳定的状态进入外壳1内部，更好地发挥散热作用。

实施例6：

本实施例提供了一种断路器散热装置，除了包括上述实施例的技术方案外，还具有以下技术特征。

所述排出孔53在冷空气排出杆51上的布局为上疏下密。

排出孔53在冷空气排出杆51上的布局为上疏下密，这样设计的目的是因为设备的下部往往会集中一些发热元件，比如一些电气设备的功率元件等，这些元件在工作时会产生大量的热量，需要更多的冷空气来进行散热。因此，将冷空气排出杆51下部的排出孔53布局设计得更密集，能够让更多的冷空气从下部排出，对发热集中的区域进行重点冷却，确保设备下部的温度得到有效控制。

实施例7：

本实施例提供了一种断路器散热装置，除了包括上述实施例的技术方案外，还具有以下技术特征。

所述外壳1上还设有用于将外壳1内部的空气排出至外部的排出风扇8。

排出风扇8用于加速外壳1内部热空气的排出，促进外壳1内外空气的循环，配合冷却模块4和排出模块5，提高整体散热效率，避免热空气在外壳1内积聚导致温度过高。排出风扇8可通过螺栓、卡扣或焊接等方式固定在外壳1上。

利用电机驱动扇叶高速旋转，使空气产生定向流动，形成负压，将外壳1内部的热空气抽出，外部冷空气则通过通风槽3等进入外壳1内，形成空气循环，从而带走断路器本体2产生的热量。

上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种断路器散热装置，包括外壳(1)以及设于外壳(1)内的断路器本体(2)，所述外壳(1)具有多个沿周面形成的通风槽(3)，其特征在于,还包括：

冷却模块(4)，被设计为至少一个且可拆卸的安装于外壳(1)顶部，所述冷却模块(4)包括设于外壳(1)顶部的冷却风扇(40)、设于冷却风扇(40)上方的散热风扇(41)以及设于冷却风扇(40)和散热风扇(41)之间的热电散冷组件(42)；

排出模块(5)，包括设于冷却风扇(40)下方的轴承(50)、一端转动连接于轴承(50)内另一端延伸至外壳(1)内的冷空气排出杆(51)、设于冷空气排出杆(51)上且用于驱动冷空气排出杆(51)旋转的多个旋转流动片(52)、多个形成于冷空气排出杆(51)周面的排出孔(53)，所述冷空气排出杆(51)的底端为封闭状。

2.根据权利要求1所述的一种断路器散热装置，其特征在于，所述热电散冷组件(42)包括：

热电元件(420)，设于冷却风扇(40)和散热风扇(41)之间，所述热电元件(420)具有相对设置的吸热面(4200)和释热面(4201)，所述吸热面(4200)朝向外壳(1)内部；

散热鳍片(421)，设于散热风扇(41)和释热面(4201)之间；

冷却鳍片(422)，设于冷却风扇(40)和吸热面(4200)之间。

3.根据权利要求1所述的一种断路器散热装置，其特征在于，所述外壳(1)顶部设有可拆卸连接的固定构件(6)，所述固定构件(6)包括：

支撑板(60)，设于外壳(1)顶部，所述支撑板(60)中部开设有与冷却风扇(40)相匹配的开口；

凸台(61)，设于支撑板(60)下方且与外壳(1)内部相连通，所述凸台(61)中部开设有与轴承(50)相匹配的通孔；

固定板(62)，沿支撑板(60)的周面向外延伸，所述固定板(62)的底部与外壳(1)顶部相抵触。

4.根据权利要求1所述的一种断路器散热装置，其特征在于，所述旋转流动片(52)均匀排布于冷空气排出杆(51)的内周面上且沿纵向旋转设置，相邻旋转流动片(52)之间形成用于通过冷空气的流动来旋转冷空气排出杆(51)的流路(7)。

5.根据权利要求4所述的一种断路器散热装置，其特征在于，所述排出孔(53)沿所述流路(7)自上而下依次开设。

6.根据权利要求5所述的一种断路器散热装置，其特征在于，所述排出孔(53)在冷空气排出杆(51)上的布局为上疏下密。

7.根据权利要求1所述的一种断路器散热装置，其特征在于，所述外壳(1)上还设有用于将外壳(1)内部的空气排出至外部的排出风扇(8)。