CN101702871B - 一种半插入式热管换热器的隔爆箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热管换热器技术领域，具体地说是一种半插入式热管换热器的隔爆箱，包括隔爆箱体、热管换热器、中间隔板、隔爆箱体内部发热源，其特征在于：热管换热器主要由阵列式排布的热管穿过设有中间隔板的层叠式散热片组成；隔爆箱体上表面设一开口法兰，位于中间隔板下端的为热管换热器的受热段设于隔爆箱体内，位于中间隔板上端的为热管换热器的冷却段设于隔爆箱体外，中间隔板采用螺栓固定于开口法兰上。本发明同现有技术相比，采用将热管换热器半插入隔爆箱箱体的方式，冷、热流体可以分别通过热管换热器的冷却段和受热段快速热交换，达到了有效隔爆和良好散热的目的，且结构简单、便于安装，能够广泛应用于各类隔爆箱体的散热。

Description

一种半插入式热管换热器的隔爆箱

[技术领域]

本发明涉及热管换热器技术领域，具体地说是一种半插入式热管换热器的隔爆箱。

[背景技术]

在需要隔爆的场合，由于变压器、电抗器等器件发热量较高而且体积较大，若与变频器等主要部件封装在一个箱体内，存在极大的安全隐患。一方面，若变压器、电抗器等发热元件不能及时冷却，自身温度升高后，无法持续稳定工作。另一方面，主变频器采用热管散热器直接冷却后运行的安全性得到保障，但变压器、电抗器等不宜直接与散热器连接安装，无法直接冷却，其热损均耗散在箱体内部，将会造成箱体内部空间温度的持续上升，使得变频器工作的环境温度不断恶化，最终影响其运行的安全可靠性。

因此，近几年来，在特殊隔爆场合，一般采用将该类元件独立封装入隔爆箱体的做法来减弱因散热不畅带来的不利影响。但是，隔爆和散热问题始终没有有效解决。箱体需要隔爆，就必须密封，然而密封就难以散热，隔爆和散热问题一直困扰着隔爆场合的作业，在负载较大的场合，现有常规的壳体散热筋冷却方式经常无法满足散热的要求，所以现在急需一种可以同时解决隔爆和散热问题、有效消除安全隐患的装置。

[发明内容]

本发明的目的是克服现有技术的不足，采用一种新型热交换器装置，并插入隔爆箱体，同时解决了隔爆和散热问题，有效消除了在隔爆场合应用的安全隐患。

为了达到上述目的，本发明提出一种半插入式热管换热器的隔爆箱，包括隔爆箱体、热管换热器、中间隔板、隔爆箱体内部发热源，其特征在于：热管换热器主要由阵列式排布的热管穿过设有中间隔板的层叠式散热片组成；隔爆箱体上表面设一开口法兰，位于中间隔板下端的为热管换热器的受热段设于隔爆箱体内，位于中间隔板上端的为热管换热器的冷却段设于隔爆箱体外，中间隔板采用螺栓固定于开口法兰上；所述的中间隔板厚度为10～25mm，其上设有热管安装孔，热管安装孔为一台阶式T型通孔，热管安装孔的轴线与中间隔板表面夹角为β＝60°～90°；所述的热管穿过热管安装孔与中间隔板过盈配合，并采用焊锡将热管与中间隔板焊接连接；所述的热管换热器的受热段采用强制对流方式进行热交换，冷却段采用自然对流或强制对流方式进行热交换。

散热片上的热管安装孔采用翻边结构，散热片套装于热管上并与热管过盈配合。

所述的热管换热器的冷却段左右两侧设侧面挡板，冷却段的顶端设有顶端盖板。

所述的热管换热器的冷却段和受热段的散热片采用独立环形套片或整体套片。

所述的隔爆箱体内部设有风机。

本发明同现有技术相比，采用将热管换热器半插入隔爆箱箱体的方式，冷、热流体可以分别通过热管换热器的冷却段和受热段快速热交换，达到了有效隔爆和良好散热的目的，且本发明结构简单、便于安装，能够广泛应用于各类隔爆箱体的散热。

[附图说明]

图1为本发明结构示意图的立体图。

图2为本发明结构示意图的正视图。

图3为本发明热管轴线与中间隔板的夹角示意图。

参见图1，1为热管；2为冷却段；3为受热段；4为顶端盖板；5侧面挡板；6为中间隔板；7为隔爆箱体内部发热源；8为隔爆箱体；9为风机。

[具体实施方式]

现结合附图对本发明做进一步描述。

参见图1，包括隔爆箱体、热管换热器、中间隔板、隔爆箱体内部发热源，热管换热器主要由阵列式排布的热管1穿过设有中间隔板6的层叠式散热片组成；隔爆箱体8上表面设一开口法兰，热管换热器中间隔板6一侧为受热段3设于隔爆箱体8内、热管换热器中间隔板6另一侧为冷却段2设于隔爆箱体8外，受热段3吸收箱体内部空间的热量，冷却段2将所吸收热量通过散热片散掉，中间隔板6采用螺栓固定于开口法兰上。

中间隔板6采用不锈钢板，厚度为10～25mm，其上设有热管安装孔，热管安装孔为一台阶式T型通孔，安装孔的轴线与中间隔板6呈一定角度为β＝60°～90°；热管1通过热管安装孔，与中间隔板6过盈配合，并采用焊锡将热管1与隔板6焊接连接。

热管换热器的受热段3采用强制对流方式进行热交换，冷却段4采用自然对流或强制对流方式进行热交换；热管换热器的冷却段2左右两侧设侧面挡板5，冷却段的顶端设有顶端盖板4，流体流通时侧面挡板5和顶端盖板4形成了一种可供流体流通的通道。

散热片上的热管安装孔采用翻边结构，散热片套装于热管1上，与热管1过盈配合，热管轴线与散热片表面夹角为60°～90°；热管换热器的冷却段2和受热段3的散热片采用独立环形套片或整体套片。

隔爆箱体8内部设有风机9，其作用是强化受热段3的对流换热，使热源7产生的热量有效传至受热段散热片上。风机的作用方式可采用吹风或吸风方式，故风机9的位置可根据实际情况进行调整。参见图1，风机9采用吹风方式，其作用是正对隔爆箱体内部发热源7吹风，将隔爆箱体内部发热源7的热量吹至后面的热管换热器受热段3的散热片处。

本发明中的热管换热器主要用于隔爆箱箱体内电抗器、变压器等不宜直接与散热器基板接触的发热组件的散热，也用于隔爆箱箱体内部整个空间与外界环境的换热。热管热交换器的工作过程如下：当热流体流经受热段时，通过对流传热，将热量通过散热片传给热管受热段管壁，然后传给管内封装的工质；工质受热汽化，汽化吸收汽化潜热，然后流向热管冷却段，在冷却段向管壁放热后冷凝，通过热管内壁的毛细结构回流至受热段，开始下一个循环；冷却段管壁将热量导出到其上套装的散热片上，散热片再将热量通过对流和辐射综合作用，传给横掠过其表面的冷流体。通过这种方式，完成热量由热流体到冷流体的传递。而热管在整个换热过程中是扮演一个热的超导体的角色，将热量从热流体传至冷流体。

本发明中热管换热器可以从隔爆箱体顶部插入，即顶装式安装，此时，热管换热器垂直插入箱体内，中间隔板上所开热管安装孔轴线与中间隔板表面垂直，热管轴线沿重力方向，有利于发挥重力热管传热优势。

本发明中热管换热器也可以从隔爆箱体侧壁插入，即壁挂式安装，此时为了保证重力热管的传热性能，隔板上所开热管安装孔的轴线与隔板表面夹角为60°～90°，以使热管轴线与水平面有一定夹角，利于工质借助重力顺利回流。

本发明中热管换热器的冷却段设有侧挡板和顶端盖板以形成冷流体风道，受热段的风道在设计时可借助箱体内壁来形成，故在其受热段可设侧挡板和底端盖板，也可不设。若受热段也设有侧挡板和盖板，则热流体流向平行于侧挡板，此时，热管换热器为顺流或逆流工作；若受热段没有设置侧挡板，则此时换热器冷、热流体方向可能为同向(顺流)、逆向(逆流)，或者是垂直，由风机的安装位置确定。

Claims (5)

1.一种半插入式热管换热器的隔爆箱，包括隔爆箱体、热管换热器、中间隔板、隔爆箱体内部发热源，其特征在于：热管换热器主要由阵列式排布的热管(1)穿过设有中间隔板(6)的层叠式散热片组成；隔爆箱体(8)上表面设一开口法兰，位于中间隔板(6)下端的为热管换热器的受热段(3)设于隔爆箱体(8)内，位于中间隔板(6)上端的为热管换热器的冷却段(2)设于隔爆箱体(8)外，中间隔板(6)采用螺栓固定于开口法兰上；所述的中间隔板(6)厚度为10～25mm，其上设有热管安装孔，热管安装孔为一台阶式T型通孔，热管安装孔的轴线与中间隔板(6)表面夹角为β＝60°～90°；所述的热管(1)穿过热管安装孔与中间隔板(6)过盈配合，并采用焊锡将热管(1)与中间隔板(6)焊接连接；所述的热管换热器的受热段(3)采用强制对流方式进行热交换，冷却段(4)采用自然对流或强制对流方式进行热交换。

2.根据权利要求1所述的一种半插入式热管换热器的隔爆箱，其特征在于：散热片上的热管安装孔采用翻边结构，散热片套装于热管(1)上并与热管(1)过盈配合。

3.根据权利要求1所述的一种半插入式热管换热器的隔爆箱，其特征在于：所述的热管换热器的冷却段(2)左右两侧设侧面挡板(5)，冷却段的顶端设有顶端盖板(4)。

4.根据权利要求1所述的一种半插入式热管换热器的隔爆箱，其特征在于：所述的热管换热器的冷却段(2)和受热段(3)的散热片采用独立环形套片或整体套片。

5.根据权利要求1所述的一种半插入式热管换热器的隔爆箱，其特征在于：所述的隔爆箱体(8)内部设有风机(9)。

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