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閉式循環(huán)相變冷卻裝置制造方法

文檔序號:4546406閱讀:132來源:國知局
閉式循環(huán)相變冷卻裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種閉式循環(huán)相變冷卻裝置,涉及電氣元件【技術(shù)領(lǐng)域】,該裝置包括密封柜體、溫度傳感器、第一電磁閥、控制裝置、第一儲液瓶、多個噴淋嘴、毛細管道、內(nèi)置冷卻水管道的熱交換器、第一泵站和第二儲液瓶,控制裝置分別與溫度傳感器和第一電磁閥電連接,第一儲液瓶存儲有冷卻介質(zhì)液體,第一儲液瓶通過第一電磁閥與多個噴淋嘴連通,該多個噴淋嘴位于密封柜體內(nèi)且均勻布置在電氣元件各表面的前方,毛細管道一端與密封柜體連通,另一端通過熱交換器與第一泵站的一端連通,第一泵站的另一端與第二儲液瓶連通,冷卻介質(zhì)液體為氟碳氫化合物。本裝置不會出現(xiàn)漏電事故,不會腐蝕電氣元件。
【專利說明】閉式循環(huán)相變冷卻裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電氣元件【技術(shù)領(lǐng)域】,特別涉及一種閉式循環(huán)相變冷卻裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電氣技術(shù)的不斷發(fā)展,電氣元件向著體積更小、集成度更高、工作運行速度更快、功率密度更大的方向發(fā)展。這都意味著電氣元件在工作時,更大熱流密度的產(chǎn)生。然而,電氣元件產(chǎn)生的熱量不能讓它累積在電氣元件中,必須有效地散發(fā)出去,否則會降低電氣元件的性能與工作壽命,甚至可能使電氣元件損壞。
[0003]傳統(tǒng)的散熱方式如空冷,氣冷、水冷散熱,由于散熱效率低,安全以及對電氣元件的腐蝕、損害等因素,已經(jīng)不能滿足電氣技術(shù)發(fā)展的需求。
[0004]為了滿足電氣技術(shù)發(fā)展的需求,現(xiàn)有對電氣元件一般采取噴霧冷卻散熱。
[0005]在實現(xiàn)本實用新型的過程中,設(shè)計人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題:
[0006]現(xiàn)有的噴霧散熱方式采用的冷卻介質(zhì)液體是水,然而水路的各個接頭及密封點由于承受水壓而會發(fā)生泄漏問題,致使漏電發(fā)生,極易造成人身安全事故;水中的氧離子容易與金屬發(fā)生氧化反應(yīng)產(chǎn)生氧化物,腐蝕電氣元件。
實用新型內(nèi)容
[0007]本實用新型的目的是提供一種閉式循環(huán)相變冷卻裝置,能解決現(xiàn)有噴霧散熱方式中采用水作為冷卻介質(zhì)液體存在的泄漏問題和腐蝕電氣元件的問題。
[0008]實現(xiàn)上述目的,本實用新型提供了一種閉式循環(huán)相變冷卻裝置,包括容置電氣元件的密封柜體、安裝在所述密封柜體內(nèi)的溫度傳感器、第一電磁閥、根據(jù)所述溫度傳感器采集的溫度控制所述第一電磁閥打開或關(guān)閉的控制裝置、第一儲液瓶、多個噴淋嘴、毛細管道、內(nèi)置冷卻水管道的熱交換器、第一泵站和第二儲液瓶,所述控制裝置分別與所述溫度傳感器和所述第一電磁閥電連接,所述第一儲液瓶存儲有冷卻介質(zhì)液體,所述第一儲液瓶通過所述第一電磁閥與所述多個噴淋嘴連通,所述多個噴淋嘴位于所述密封柜體內(nèi)且均勻布置在所述電氣元件各表面的前方,所述毛細管道一端與所述密封柜體連通,另一端通過所述熱交換器與所述第一泵站的一端連通,所述第一泵站另一端與所述第二儲液瓶連通,所述冷卻介質(zhì)液體為氟碳氫化合物。
[0009]進一步地,所述冷卻介質(zhì)液體為沸點在55°C?60°C范圍內(nèi)的碳氟氫化合物。
[0010]進一步地,所述冷卻介質(zhì)液體為HFC-4310。
[0011]進一步地,所述毛細管道的另一端與所述熱交換器連通的位置設(shè)有分子篩。
[0012]進一步地,所述熱交換器內(nèi)的氣壓為0.1MPa0
[0013]進一步地,所述裝置還包括第一壓力表、第二電磁閥和高壓氣瓶,所述第一壓力表安裝在所述熱交換器上,所述高壓氣瓶內(nèi)存儲有所述冷卻介質(zhì)氣體,所述高壓氣瓶通過所述第二電磁閥與所述熱交換器連通。
[0014]進一步地,所述第一儲液瓶的壓力保持在0.8MPa。[0015]進一步地,所述裝置還包括第二泵站和第二壓力表,所述第二泵站的一端與所述第二儲液瓶連通,另一端與所述第一儲液瓶連通,所述第二壓力表安裝在所述第一儲液瓶上。
[0016]進一步地,所述多個噴淋嘴與所述電氣元件各表面的距離均為30mm。
[0017]本實用新型實施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是:
[0018]作為冷卻介質(zhì)液體的氟碳氫化合物,一方面其液體絕緣性與變壓器油相當(dāng),因此即使稍有泄露,也不會出現(xiàn)漏電事故,不易發(fā)生人身安全事故,另一方面其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、因此不會腐蝕電氣元件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術(shù)方案,下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1是本實用新型實施例閉式循環(huán)相變冷卻裝置的示意圖。
【具體實施方式】
[0021]為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚,下面將結(jié)合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。
[0022]參考圖1,本實施例閉式循環(huán)相變冷卻裝置,包括容置電氣兀件666的密封柜體140、安裝在該密封柜體140內(nèi)的溫度傳感器110、第一電磁閥120、根據(jù)該溫度傳感器110采集的溫度控制該第一電磁閥120打開或關(guān)閉的控制裝置(圖未視)、第一儲液瓶130、多個噴淋嘴150、毛細管道160、內(nèi)置冷卻水管道170的熱交換器171、第一泵站180和第二儲液瓶190。該控制裝置分別與該溫度傳感器110和該第一電磁閥120電連接,該第一儲液瓶130存儲有冷卻介質(zhì)液體,該冷卻介質(zhì)液體為氟碳氫化合物,該第一儲液瓶130通過該第一電磁閥120與該多個噴淋嘴150連通,該多個噴淋嘴150位于該密封柜體140內(nèi)且均勻布置在該電氣元件666各表面的前方,該毛細管道160 —端與該密封柜體140連通,另一端通過該熱交換器171與第一泵站180的一端與連通,第一泵站180的另一端與該第二儲液瓶190連通。該冷卻水管道170存儲有冷卻水。
[0023]工作原理是:密封柜體140內(nèi)的電氣兀件666工作時,電氣兀件666發(fā)熱,溫度傳感器110采集密封柜體140內(nèi)的溫度,控制裝置根據(jù)溫度傳感器110采集的溫度判斷出密封柜體140內(nèi)的溫度上升時,控制第一電磁閥120打開,第一儲液瓶130中的冷卻介質(zhì)液體通過噴淋嘴150噴出,在電氣元件666的表面形成一層均勻冷卻液薄膜,冷卻液薄膜吸熱汽化,密封柜體140內(nèi)汽化形成的冷卻介質(zhì)氣體通過毛細管道160進入到熱交換器171。在熱交換器171內(nèi),冷卻介質(zhì)氣體與冷卻水管道170內(nèi)的冷卻水進行熱量交換,冷卻介質(zhì)氣體快速降溫,當(dāng)冷卻介質(zhì)氣體的溫度降到其沸點以下時,冷卻介質(zhì)氣體開始液化(由氣態(tài)向液態(tài)轉(zhuǎn)變)。熱交換器171內(nèi)液化形成的冷卻介質(zhì)液體在第一泵站180的抽吸作用下,快速回流到第二蓄液瓶190。在本實施例中,該冷卻介質(zhì)液體為氟碳氫化合物。
[0024]在本實施例中,可以理解地,冷卻水管道170的一端通過供水電磁閥172與外界的冷卻水供應(yīng)裝置連接,另一端與回水管道173連接。這樣,供水電磁閥172打開后,冷卻水供應(yīng)裝置中的冷卻水流入冷卻水管道170,然后流回至回水管道173以進行回收。
[0025]進一步地,該冷卻介質(zhì)液體為沸點在55°C?60°C范圍內(nèi)的碳氟氫化合物。
[0026]進一步地,該冷卻介質(zhì)液體為HFC-4310 (十氟戊烷)。
[0027]進一步地,該毛細管道160的另一端與該熱交換器171連通的位置設(shè)有分子篩210。
[0028]分子篩可以吸附密封柜體140內(nèi)汽化形成的冷卻介質(zhì)氣體,使得冷卻介質(zhì)氣體從密封柜體140內(nèi)快速通過毛細管道160進入熱交換器171。
[0029]進一步地,該熱交換器171內(nèi)的氣壓為0.1MPa0
[0030]經(jīng)過試驗證明,當(dāng)熱交換器171內(nèi)的氣壓在0.1MPa及以上時,冷卻介質(zhì)氣體的液化過程快,液化充分;而當(dāng)熱交換器171內(nèi)的氣壓在0.1MPa以下的壓力值時,冷卻介質(zhì)氣體的液化過程慢,液化不充分。而維持熱交換器171內(nèi)的氣壓大于0.1MPa,相比于維持熱交換器171內(nèi)的氣壓為0.1MPa,可以理解地,前者需要的成本較高,因此綜合考慮,該熱交換器171內(nèi)的氣壓為0.1MPa,既能保證液化速度和液化充分,也能減小本裝置的成本。
[0031]進一步地,該閉式循環(huán)相變冷卻裝置還包括第二電磁閥310、高壓氣瓶320和第一壓力表330,該高壓氣瓶320內(nèi)存儲有冷卻介質(zhì)氣體,該高壓氣瓶320通過該第二電磁閥310與該熱交換器171連通,該第一壓力表330安裝在該熱交換器171上,該冷卻介質(zhì)氣體為碳氟氫化合物。較佳地,該冷卻介質(zhì)氣體為沸點是55°C?60°C的碳氟氫化合物,最好為HFC-4310。
[0032]工作原理是,當(dāng)?shù)谝粔毫Ρ?30檢測到熱交換器171內(nèi)的氣壓小于0.1MPa時,打開第二電磁閥310,此時高壓氣瓶320內(nèi)的冷卻介質(zhì)氣體進入熱交換器171,熱交換器171內(nèi)的氣壓升高,當(dāng)?shù)谝粔毫Ρ?30檢測到熱交換器171內(nèi)的氣壓達到0.1MPa時,關(guān)閉第二電磁閥310,以保證該熱交換器171內(nèi)的氣壓維持在0.1MPa。
[0033]進一步地,該第一儲液瓶130的壓力保持在0.8MPa。
[0034]經(jīng)過試驗證明,第一儲液瓶130的壓力在0.8MPa及以上時,第一儲液瓶130內(nèi)的冷卻介質(zhì)液體才能以霧化狀態(tài)噴出,然而,維持第一儲液瓶130內(nèi)的壓力大于0.8MPa,相比于維持第一儲液瓶130內(nèi)的氣壓為0.8MPa,可以理解地,前者需要的成本較高,因此綜合考慮,該第一儲液瓶130的壓力保持在0.8MPa,既可以使冷卻介質(zhì)液體成霧化狀態(tài)噴出,也能減小本裝置的成本。
[0035]進一步地,該閉式循環(huán)相變冷卻裝置還包括第二泵站410和第二壓力表420,該第二泵站410的一端與該第二儲液瓶190連通,另一端與該第一儲液瓶130連通,該第二壓力表420安裝在該第一儲液瓶130上。
[0036]工作原理是,當(dāng)?shù)诙毫Ρ?20檢測到第一儲液瓶130內(nèi)的壓力不足0.8MPa時,啟動第二泵站410工作,此時,在第二泵站410的抽吸作用下,第二儲液瓶190內(nèi)的冷卻介質(zhì)液體流入到第一儲液瓶130中,當(dāng)?shù)诙毫Ρ?20監(jiān)測到第一儲液瓶達到0.8MPa時,第二泵站410不工作。
[0037]需要說明的是,上述第二泵站410為加壓泵,能使第二儲液瓶190內(nèi)的冷卻介質(zhì)液體以一定壓力流入到第一儲液瓶130中,該一定壓力是0.8MPa或以上的壓力。
[0038]進一步地,該多個噴淋嘴150與該電氣元件666各表面的距離均為30mm。[0039]經(jīng)過試驗證明,30mm左右的距離時,噴淋嘴150噴出的冷卻介質(zhì)液可以及時、高效地帶走電氣元件666所產(chǎn)生的的熱量,且不會造成冷卻介質(zhì)液的浪費。
[0040]本實用新型是實施例具有如下優(yōu)點:作為冷卻介質(zhì)液體的氟碳氫化合物,一方面其液體絕緣性與變壓器油相當(dāng),因此即使稍有泄露,也不會出現(xiàn)漏電事故,不易發(fā)生人身安全事故,另一方面其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、因此不會腐蝕電氣元件。另外,氟碳氫化合物還具有滅火滅弧的能力,能避免引發(fā)大事故。
[0041]以上該僅為本實用新型的較佳實施例,并不用以限制本實用新型,凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進等,均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種閉式循環(huán)相變冷卻裝置,包括容置電氣元件的密封柜體、安裝在所述密封柜體內(nèi)的溫度傳感器、第一電磁閥、根據(jù)所述溫度傳感器采集的溫度控制所述第一電磁閥打開或關(guān)閉的控制裝置、第一儲液瓶、多個噴淋嘴、毛細管道、內(nèi)置冷卻水管道的熱交換器、第一泵站和第二儲液瓶,所述控制裝置分別與所述溫度傳感器和所述第一電磁閥電連接,所述第一儲液瓶存儲有冷卻介質(zhì)液體,所述第一儲液瓶通過所述第一電磁閥與所述多個噴淋嘴連通,所述多個噴淋嘴位于所述密封柜體內(nèi)且均勻布置在所述電氣元件各表面的前方,所述毛細管道一端與所述密封柜體連通,另一端通過所述熱交換器與所述第一泵站的一端連通,所述第一泵站的另一端與所述第二儲液瓶連通,其特征在于,所述冷卻介質(zhì)液體為氟碳氫化合物。
2.如權(quán)利要求1所述的閉式循環(huán)相變冷卻裝置,其特征在于,所述冷卻介質(zhì)液體為沸點在55°C?60°C范圍內(nèi)的碳氟氫化合物。
3.如權(quán)利要求2所述的閉式循環(huán)相變冷卻裝置,其特征在于,所述冷卻介質(zhì)液體為HFC-4310。
4.如權(quán)利要求2或3所述的閉式循環(huán)相變冷卻裝置,其特征在于,所述毛細管道的另一端與所述熱交換器連通的位置設(shè)有分子篩。
5.如權(quán)利要求2或3所述的閉式循環(huán)相變冷卻裝置,其特征在于,所述熱交換器內(nèi)的氣壓為 0.1MPa0
6.如權(quán)利要求5所述的閉式循環(huán)相變冷卻裝置,其特征在于,還包括第一壓力表、第二電磁閥和高壓氣瓶,所述第一壓力表安裝在所述熱交換器上,所述高壓氣瓶內(nèi)存儲有所述冷卻介質(zhì)氣體,所述高壓氣瓶通過所述第二電磁閥與所述熱交換器連通。
7.如權(quán)利要求2或3所述的閉式循環(huán)相變冷卻裝置,其特征在于,所述第一儲液瓶的壓力保持在0.8MPa。
8.如權(quán)利要求7所述的閉式循環(huán)相變冷卻裝置,其特征在于,還包括第二泵站和第二壓力表,所述第二泵站的一端與所述第二儲液瓶連通,另一端與所述第一儲液瓶連通,所述第二壓力表安裝在所述第一儲液瓶上。
9.如權(quán)利要求2或3所述的閉式循環(huán)相變冷卻裝置,其特征在于,所述多個噴淋嘴與所述電氣元件各表面的距離均為30mm。
【文檔編號】F28D15/04GK203534304SQ201320447745
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月25日
【發(fā)明者】魯金龍, 許澤濤, 付強, 胡建, 溫新民 申請人:武漢船用機械有限責(zé)任公司
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