[go: up one dir, main page]

NO337246B1 - Undersjøisk kjølesammenstilling - Google Patents

Undersjøisk kjølesammenstilling Download PDF

Info

Publication number
NO337246B1
NO337246B1 NO20140733A NO20140733A NO337246B1 NO 337246 B1 NO337246 B1 NO 337246B1 NO 20140733 A NO20140733 A NO 20140733A NO 20140733 A NO20140733 A NO 20140733A NO 337246 B1 NO337246 B1 NO 337246B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
block module
cooling assembly
recess
cooling
cover element
Prior art date
Application number
NO20140733A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20140733A1 (no
Inventor
Stein Følkner
Original Assignee
Fmc Kongsberg Subsea As
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fmc Kongsberg Subsea As filed Critical Fmc Kongsberg Subsea As
Priority to NO20140733A priority Critical patent/NO337246B1/no
Priority to AU2015273742A priority patent/AU2015273742B2/en
Priority to US15/317,966 priority patent/US20170118869A1/en
Priority to BR112016029109-3A priority patent/BR112016029109B1/pt
Priority to EP15726969.7A priority patent/EP3155883B1/en
Priority to PCT/EP2015/062535 priority patent/WO2015189093A1/en
Publication of NO20140733A1 publication Critical patent/NO20140733A1/no
Publication of NO337246B1 publication Critical patent/NO337246B1/no

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/14Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • H05K7/1422Printed circuit boards receptacles, e.g. stacked structures, electronic circuit modules or box like frames
    • H05K7/1427Housings
    • H05K7/1432Housings specially adapted for power drive units or power converters
    • H05K7/14337Housings specially adapted for power drive units or power converters specially adapted for underwater operation
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2039Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
    • H05K7/20436Inner thermal coupling elements in heat dissipating housings, e.g. protrusions or depressions integrally formed in the housing
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20218Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant without phase change in electronic enclosures
    • H05K7/20236Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant without phase change in electronic enclosures by immersion
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K5/00Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
    • H05K5/06Hermetically-sealed casings
    • H05K5/069Other details of the casing, e.g. wall structure, passage for a connector, a cable, a shaft
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/14Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • H05K7/1422Printed circuit boards receptacles, e.g. stacked structures, electronic circuit modules or box like frames
    • H05K7/1427Housings
    • H05K7/1432Housings specially adapted for power drive units or power converters
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2029Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant with phase change in electronic enclosures
    • H05K7/20336Heat pipes, e.g. wicks or capillary pumps
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2039Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
    • H05K7/20409Outer radiating structures on heat dissipating housings, e.g. fins integrated with the housing
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/209Heat transfer by conduction from internal heat source to heat radiating structure
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/20927Liquid coolant without phase change

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)

Description

Oppfinnelsen vedrører em undersjøisk kjølesammenstilling, og et undersjøisk system som inkluderer minst to undersjøiske kjølesammenstillinger.
I overensstemmelse med oppfinnelsen anvendes den undersjøiske kjølesammenstillingen for kjøling av elektronikk eller kraftkomponenter. Elektronikk eller kraftkomponentene kan benyttes for kontrollering eller betjening av motorkarakteristika. For eksempel kan elektronikk eller kraftkomponentene omfatte en drivanordning med regulerbar hastighet som benyttes for å kontrollere hastigheten til en kompressormotor, vannpumpe, en vifte eller andre innretninger hvor en drivanordning med regulerbar hastighet kan benyttes for å regulere motorens hastighet.
Typiske elektronikk eller kraftkomponenter som skal omsluttes av den undersjøiske kjølesammenstillingen i overensstemmelse med oppfinnelsen kan inkludere IGBTs, MOSFETs, dioder, tyristorer, GTOs, induktorer, omformere, resistorer, kondensatorer, gate drivere, krafttilførsler, batterier, kontrollelektronikk osv.
Oppfinnelsens anvendelsesområde
Et område for anvendelse av den undersjøiske kjølesammenstillingen i overensstemmelse med oppfinnelsen er undersjøisk anvendelse slik som for eksempel anvendelse ved en undersjøisk pumpe, og mer konkret anvendt til en drivanordning med regulerbar hastighet for en undersjøisk pumpe. Ettersom noen av de elektroniske komponentene som benyttes i en drivanordning med regulerbar hastighet har høyt termisk tap, er effektiv kjøling av elektronikk eller kraftkomponentene i disse tilfellene nødvendig for systemets effektive drift og pålitelighet. Den undersjøiske kjølesammenstillingen kan i overensstemmelse med oppfinnelsen og anvendes på andre passivt avkjølte undersjøiske kraftmoduler, for eksempel forsterkere for magnetiske lagersystemer, krafttilførsler, UPS moduler, FACTS (Fleksible Veksel Strøm Overføring Systemer) moduler, HVDC moduler, SMART GRID moduler eller til og med et slags aktivt avkjølt system hvor sjøvannet drives passerende kjølesammenstillingen i følge oppfinnelsen.
Følgelig er det ønskelig å tilveiebringe et pålitelig og effektivt konsept for kjøling av kraft eller elektronikkomponenter i atmosfærisk omslutninger for bruk i et undersjøisk system med en drivanordning med regulerbar hastighet. Ettersom behovet for en enklere og effektiv kjøling av kraft- eller elektronikkomponentene også har andre bruksområder enn i en undersjøisk drivanordning med regulerbar hastighet, er en av oppfinnelsens hensikter å tilveiebringe et effektivt kjølearrangement for kraft eller elektronikkkomponentene som er anvendelige for undersjøisk bruk som sådan.
Bakgrunn
Forskjellige systemer er kjente til avkjøling av elektronikk eller kraftkomponenter for undersjøisk bruk. I noen kjølesystemer, er kjølearrangement tilveiebragt for aktiv kjøling av elektronikk eller kraftkomponenter som er anordnet inne i et hus. Andre kjølesystemer inkluderer passiv kjøling av undersjøiske elektronikkomponenter som utnytter det omkringliggende sjøvannet som et kjølemedium ved varmeledning gjennom trykkskallet, som foretrukket er sylindrisk, og varmekonveksjon til omgivende sjøvann. Et problem med dette systemet som fremdeles ikke er løst er hvordan sikre effektiv overføring av varme mellom elektronikk eller kraftkomponenten og sjøvannet.
En tidligere kjent løsning for passiv kjøling av elektronikk eller kraftkomponenter som er anordnet inne i avlukninger med 1 atmosfære omfatter montering av komponenter på kjølelegemer som har en ytre kurvatur som passer med den indre diameteren til et sylindrisk trykkhus. Kjølelegemene er installert i huset, og den påkrevde trykkontakten mellom kjølelegemet og huset er tilveiebragt ved en ekspansjonsmekanisme eller ved bruk av bolter. Denne løsningen har forskjellige ulemper; varme fra kraftkomponentene må overføres gjennom et antall varmeledende elementer som er anordnet i serier og ut til sjøvannet, og dette er ikke veldig effektivt. Videre etter som elektronikk eller kraftkomponentinstallasjonen må installeres inne i det sylindriske huset, må det det sylindriske huset være tilveiebragt med en viss størrelse for å gjøre installasjonen mulig. Flatene til det sylindriske huset må og tilpasses til kjølelegemets kurvatur for å sikre at varmeoverføringen foregår effektivt og dette krever nøyaktig maskinering ved fremstilling av samsvarende flater av det sylindriske huset og kjølelegemet.
Som nevnt over er det kjent innenfor fagområdet å tilveiebringe kjølelegemeinnretningen som et sylindrisk formet trykkhus, og bruke kjølelegemesegmenter internt for å overføre varme fra elektronikk eller kraftkomponentene til trykkskallet. Regulerbare drivinnretninger som for tiden brukes undersjøisk er utviklet ved at det benyttes aktiv kjøling. I overensstemmelse med denne utviklingen sirkuleres et kjølefluid i en lukket sløyfe som transporterer varme fra aktive komponenter inne i avlukningen til en naturlig konveksjonskjøler utvendig kjøleren. Denne løsningen tilveiebringer effektiv kjøling, men tilføyer kompleksitet og øker antallet feilmodus sammenliknet med et passivt system. Et eksempel på sammenstilling for kjøling av elektroniske komponenter som benytter et elektrisk ledende kjølemiddel er beskrevet i EP 2645839.
Kjent teknikk inkluderer og en løsning med et rektangulært trykkhus for neddykket elektronikk. I WO 2012/158289 er det vist en rektangulær boks, med kraftelektronikk posisjonert i fuger i bunnen og en plate ved den åpne enden. Imidlertid vil platen krumme seg ved høye trykk, fordi den ikke er understøttet annet enn langs ytterranden.
Et annet eksempel på" et kjølearrangement er vist i WO 01/08218. Denne publikasjonen viser en åpen innrammet sammenstilling av halvledende innretninger som er anordnet med et kjølearrangement og tilveiebragt slik at det er selvrensende.
Det er en hensikt ved oppfinnelsen å tilveiebringe en undersjøisk kjølesammenstilling som benytter omliggende sjøvann som et kjølemedium og sikrer at overføringen av varme mellom kjølemedium og elektronikk eller kraftkomponentene er effektiv, mens det på samme tid tilveiebringes en undersjøisk kjølesammenstilling som er i stand til å motstå trykklasten som forekommer på vesentlige sjødybder. Det er videre en hensikt for oppfinnelsen å tilveiebringe en undersjøisk kjølesammenstilling som gjør en enkel installasjon av kraft og elektronikkomponenter mulig.
Kjølesammenstillingen som er passende for kjøling ved bruk av omliggende sjøvann i overensstemmelse med oppfinnelsen, kombinerer muligheten for enkel tilgang til innstallasjonsområdet for å oppta komponenter med total avstivning av kjølesammenstillingen for å motstå omliggende trykk slik som hydrostatiske.
Grunnideen for oppfinnelsen har vært å tilveiebringe et trykkhus som foretrukket er ikke-sylindrisk og som tillater montering av kraftkomponentene direkte på trykkgrensene. Kjølesammenstillingen i overensstemmelse med oppfinnelsen vil redusere antallet termiske kontaktresistanser, og derved potensielt redusere den totale termiske motstanden mellom varmekilden og omliggende sjøvann. Videre er kjølesammenstillingen tilveiebragt med tilleggstøtte sammenliknet med tidligere kjente løsninger for å forhindre kritisk deformasjon av trykkskallet. Kjølesammenstillingen i overensstemmelse med oppfinnelsen er tilrettelagt for en mer optimalisert sammenstillingsprosess i og med at utformingen tilveiebringer uhindret tilgang for montering og ledningstrekking av elektronikk og kraftkomponenter i kjølesammenstillingen.
Sammendrag av oppfinnelsen
Den undersjøiske kjølesammenstillingen ifølge oppfinnelsen omfatter en blokkmodul for opptak av elektronikk eller kraftkomponenter og et dekselelement. Blokkmodulen er anordnet med i det minste en utsparing hvori elektronikk eller kraft komponentene er anordnet i den minst ene utsparingen av blokkmodulen for overføring av varme mellom elektronikk eller kraft komponentene og omliggende sjø gjennom blokkmodulen. Dekselelementet har ytre randpartier anordnet for å passe med ytre randpartier av den minst ene utsparingen for å lukke av det indre av den minst ene utsparingen. Blokkmodulen har minst en styrkebærende struktur anordnet for å tilveiebringe støtte av lasten til minst et parti av dekselelementet som
befinner seg i en avstand bort fra de ytre randpartiene av dekselelementet.
De ytre randpartiene av den minste ene utsparingen kan være lokalisert nær de ytre randpartiene av blokkmodulen eller videre bort fra de ytre randpartiene av blokkmodulen, avhengig av utsparingen(e)s konfigurasjon, posisjon og antallet utsparinger. I et aspekt kan utsparingen(e) være tilveiebragt med en skrånende konfigurasjon hvori partier av de ytre randpartier av utsparingen(e) nærmere de ytre randpartiene av blokkmodulen har en nær avstand til dekselelementet når det er installert, mens andre partier av utsparingen(e) videre bort fra de ytre randpartier av blokkmodulen er i en avstand lengre bort fra det installerte dekselelementet. Utsparingen(e) kan være formet slik at de ytre randpartiene av utsparingen i det vesentligste sammenfaller med ytre randpartiene av blokkmodulen.
Den minst ene styrkebærende struktur kan således være anordnet for å tilveiebringe støtte til ethvert parti av dekselelementet mellom de ytre randpartiene av dekselelementet. Dette kan være partier nær de ytre randpartiene av dekselelementet, posisjonert ved et midtområde mellom de ytre randpartier eller et kontinuerlig parti som strekker seg over fra et av de ytre randpartiene av dekselelementet til ytre randpartier ved den andre siden av dekselelementet.
Den minst ene styrkebærende strukturen kan være anordnet med en utstrekning i en tverrgående retningen over blokkmodulen fra et sideparti av blokkmodulen til et motstående sideparti av blokkmodulen. Sideparti et av blokkmodulen kan sammenfalle med de ytre randpartiene av blokkmodulen eller kan være i en avstand noe bort fra randpartiene. Den minst ene styrkebærende strukturen kan være anordnet med en utstrekning i en tverrgående retningen over den minste ene utsparingen fra et sideparti av blokkmodulen til et motstående sideparti av blokkmodulen.
Den minst ene styrkebærende strukturen kan være anordnet slik at den definerer minst en indre vegg av en utsparing. Utsparingen kan således være delt inn i separate avdelinger. To styrkebærende strukturer kan være anordnet ved hver side av en utsparing og strekker seg over fra et sideparti av blokkmodulen til et annet sideparti av blokkmodulen hvori hver styrkebærende struktur definerer motstående anordnede indre vegger i en utsparing eller i en avdeling av utsparingen. I tilfellet hvor blokkmodulen er anordnet med flere utsparinger eller avdelinger av en utsparing, kan et antall styrkebærende strukturer kan være anordnet for å definere utsparingene eller avdelinger av utsparingene. Antallet utsparinger og styrkebærende strukturer kan variere, så vel som konfigurasjonen, dimensjonen og orienteringen av de individuelle styrkebærende strukturene og utsparingen for å tilveiebringe kjølesammenstillingen med en enkel tilgang for installasjon og tilstrekkelig styrkeunderstøttelse for å motstå en påkjent last ved en spesifikk sjødybde og en valgt anvendelse eller bruksområde.
Den hyperbariske trykklasten på blokkmodulen og dekselelementet opptas av den minst ene styrkebærende strukturen i kompresjon mellom blokkmodulen og dekselelementet. Når blokkmodulen er tilveiebragt med mer enn en styrkebærende struktur kan mellomrommet mellom dem variere. I et aspekt er det makismale mellomrommet mellom de styrkebærende strukturene begrenset ved tillatt nedbøyning av monteringsflaten for elektronikk- og kraftkomponentene og stivheten av den undersjøiske kjølesammenstillingen, som kan være tilveiebragt ved den kombinerte stivheten av blokkmodulen og dekselelementet som er montert på blokkmodulen.
Elektronikk eller kraft komponentene kan være posisjonert på en monteringsflate av den minst ene utsparingen. Elektronikk eller kraft komponentene kan være montert direkte eller indirekte til monteringsflaten på en måte som tillater tilfredsstillende overføring av varme fra elektronikk eller kraft komponentene til blokkmodulen. Monteringsflaten kan være enhver av utsparingens flater, og i et aspekt kan bunnflaten av utsparingen fungere som en monteringsflate og derved lette installasjonen av kraft og elektronikkkomponentene inn i utsparingen.
Den utvendige av blokkmodulen kan være tilveiebragt med minst en kjøleribbe for å øke kjøleeffekten kjølesammenstillingen. I et aspekt kan den langsgående retningen av kjøleribben være anordnet perpendikulært på den tverrgående retningen av den styrkebærende strukturen over blokkelementet. Kombinasjonen av den styrkebærende strukturen og kjøleribbene som er anordnet perpendikulære på den styrkebærende strukturen tilveiebringer kjølesammenstillingen med en total stivhet passende for å motstå trykklaster ved neddykking på vesentlige sjødybder. Den samlede stivheten av kjølearrangementet kan og forbedres ved økningen av tykkelsen av blokkmodulen og dekselelementet.
I tillegg eller som et alternativ til kjøleribbene kan blokkmodulen være tilveiebragt med et kjølearrangement omfattende minst et kjølerørelement for å øke kjøleeffekten av kjølesammenstillingen.
I noen tilfeller er en lastbærende flate av den styrkebærende strukturen anordnet i kontakt med parti(er) av dekselelementet, når dekselelementet er anordnet i en posisjon for avlukking av den minst ene utsparingens indre.
Dekselplaten er anordnet for å lukke av utsparingene fra omliggende vann når den er plassert på blokkmodulen. I denne lukkede posisjonen kan dekselplaten være sveist på blokkmodulen eller festet til blokkmodulen ved benyttelse av andre forseglingsmetoder for eksempel ved benyttelse av pakning i tetningsflaten mellom blokkmodulen og dekselelementet.
Blokkmodulen og den minst ene styrkebærende struktur kan være tilveiebragt som et stykke eller blokkmodulen og den minst ene styrkebærende struktur kan være tilveiebragt som separate elementer fremstilt i samme eller forskjellig materiale. Ettersom blokkmodulen er anordnet for å overføre varme fra kraft eller elektronikkomponentene til omliggende sjøvann kan det være fordelaktig å fremstille blokkmodulen i et materiale med høy termisk ledeevne. Blokkmodulen kan være støpt eller smidd, og blokkmodulens utsparinger kan deretter maskineres eller produseres direkte i støpeprosessen, hvori materialet som omslutter den individuelle utsparingen utgjør den minst ene styrkebærende strukturen. Eller blokkmodulen kan være tilveiebragt for senere installasjon av den minst ene styrkebærende struktur som er tilveiebragt for å forbindes til blokken og derved tilveiebringe minst en utsparing. Blokkmodulen kan selvfølgelig også være tilveiebragt ved kombinasjonen av forhåndsfremstilte utsparinger og senere installerte støttestrukturer.
Dekselelementet og blokkmodulen kan være formet som platestrukturer, med firkantede tverrsnitt anordnet for å passe med dekselelementet på blokken. Dekselelementet og blokkmodulen kan selvfølgelig også være tilveiebragt med andre konfigurasjoner enn platestrukturer med et firkantet tverrsnitt.
Som et alternativ til å bruke dekselelementet for å lukke av den indre av utsparingene, kan dekselelementet være tilveiebragt ved en annen blokkmodul som er anordnet for å tilpasses på den første blokkmodulen.
Oppfinnelsen inkluderer også et undersjøisk kjølesystem omfattende koblingen av
minst to kjølesammenstillinger. I overensstemmelse med oppfinnelsen er det mulig å koble et antall kjølesammenstillinger for å forme et modularisert system. I et slikt system kan en kjølesammenstilling være benyttet for hver fase i en VSD, eller delt redundant funksjoner i A og B kraftmoduler. Kjølesammenstillingene kan være forbundet ved stålrør eller oljefylte kabelslanger.
Høyt trykktilførsel gjennom penetratorer vil typisk være installert i kjølelegemedelen av avlukningen. Trekking av ledninger mellom komponentene og termineringen til penetratorene kan således kompletteres før dekselelementet er montert, og tillater funksjonstesting av kjølesammenstillingen før lukking av utsparingenes indre for eksempel ved tetningssveising av dekselet.
Beskrivelse av tegningen
I det følgende vil et eksempel av oppfinnelsen beskrives i mer detalj med henvisning til til fig. 1 som er et perspektivriss av en utførelse av oppfinnelsen.
Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen
Fig 1 viser et eksempel på en undersjøisk kjølesammenstilling 1 i overensstemmelse med oppfinnelsen, hvori en blokkmodul 2 har en utspart flate 6 anordnet med et antall utsparinger 3 for opptak av elektronikk eller kraftkomponenter 4. Elektronikk eller kraftkomponentene 4 er plassert i utsparingene 3 i direkte eller indirekte kontakt med utsparingens komponentmonteringsflate, for eksempel utsparingens bunnflate. I figur 1, er utsparingene 3 vist ved at de har i det vesentligste lik størrelse og eranordnet med mellomrom side ved side i et parallelt forhold med i det vesentligste en lik avstand mellom utsparingene. Imidlertid kan konfigurasjonen og dimensjonene av utsparingene variere etter type elektronikk eller kraftkomponenter 4 som skal opptas i utsparingene. Hver utsparing 3 kan ha en avlang form som illustrert i figur 1 med en lengde som strekker seg fra et sideparti 9 til et motstående anordnet sideparti 10 og kan være anordnet med en varierende eller lik dybde. Størrelsen og formen på åpningen av utsparingen 3 i den utsparte flaten kan variere. Når den utsparte flaten 6 er tilveiebragt med flere utsparinger som vist i figur 1, kan størrelsen, konfigurasjonen og orienteringen av utsparingene variere fra en utsparing til en annen eller den kan være den samme.
En dekselplate 5 er tilveiebragt for å anordnes på blokkmodulen 2 for å lukke av utsparingenes 3 indre fra omliggende vann. Dekselplaten kan være sveist på blokkmodulen 2 eller være forbundet til blokkmodulen på annen måte for å lukke av det indre av blokkmodulens utsparinger 3. Slik det sees på figuren er blokkmodulen 2 anordnet med et ytre randparti 12 som er anordnet for å passe med et ytre randparti 11 av dekselelementet 5.
Avkjøling av elektronikk eller kraft komponentene 4 som befinner seg i utsparingene foregår ved passive kjøling ved overføring av varme gjennom blokkmodulens 2 materiale, ettersom det utvendige av blokksammenstillingen er eksponert for sjøvann. I eksempelet som er vist på fig 1, er blokkmodulen 2 vist som en maskinert blokk som kan være fremstilt i et materiale av høy termisk konduktivitet for å øke varmeoverføringen gjennom blokkmodulen 2 og tilrettelegge for en effektiv kjøling av elektronikk eller kraftkomponentene 4. Utsparingene 4 er tilveiebragt for å lette installasjonen av elektronikk eller kraftkomponentene 4 i blokkmodulen 2 og for å sikre effektiv kjøling gjennom blokkmodulen 2.
Ettersom den undersjøiske kjølesammenstillingen 1 skal benyttes ved betraktelige sjødybder, er den undersjøiske kjølesammenstillingen 1 anordnet for å tåle hyperbariske trykk som virker på blokkmodulen 2 og dekselplaten 5 ved disse sjødybdene . For å tilveiebringe den undersjøiske kjølesammenstillingen med en stivhet for å motstå trykket på blokkmodulen 2 og dekselplaten 5, har blokkmodulen 2 minst en styrkebærende struktur 7 som i figur 1 er vist som en ribbestruktur. Den styrkebærende strukturen 7 som på fig 1 er vist som en ribbefomet struktur har en lastbærende flate 8, og er anordnet med utstrekning på tvers over blokkmodulen 2 fra side partiet 9 til det motstående anordnede sidepartiet 10. Ettersom blokkmodulen 2 i denne utførelsen er vist som en platestruktur, utgjøres de motstående anordnede sidepartiene her ved platens sideflater. Når dekselplaten 5 er anordnet på blokkmodulen 2, slik at den ytre randen 12 av dekselplaten er anordnet for å tilpasse på den ytre randen 12 av blokkmodulen 2, er minst et parti av dekselplaten 5 i en avstand bort fra de ytre randpartier av dekselelementet understøttet ved en lastbærende flate 8 av den styrkebærende strukturen 7.
I en utførelse av blokkmodulen som vist i fig 1, sikrer flere styrkebærende strukturer 7 tilveiebragt side ved side en jevnt fordelt understøttelse over flaten av dekselelementet 5 som vender mot blokkmodulen 2. Mellomrommet mellom de styrkebærende strukturene 7 bestemmer blokkmodulens stivhet, og maksimum tillatt avstand er bestemt ved nedbøyningen av komponentmonteringsflaten (ikke vist) i utsparingen 4. De styrkebærende strukturene 7 kan utgjøre de indre veggene av utsparingen med utstrekning fra en sideflate av blokkmodulen 2 til den andre sideflaten. Som forklart over når utsparingene beskrives; konfigurasjonen, dimensjonen og orienteringen av de individuelle styrkebærende strukturene 7 kan variere , og den styrkebærende strukturen 7 kan være tilveiebragt enhetlig eller uenhetlig i tverrgående retning over blokkmodulen 2. Den lastbærende flaten 8 av den styrkebærende strukturen 7 kan være anordnet slik at kontakt er etablert med tilsvarende partier av dekselelementet 5 når dekselelementet er bragt til lukkeposisjon eller den lastbærende flaten 8 kan være i en avstand fra de tilsvarende partiene av dekselelementet 5, men dimensjonert slik at kontakt er etablert ved spesifikke omgivende trykkbetingelser.
De styrkebærende struktur(ene) 7 kan være tilveiebragt som en integrert del av blokkmodulen 2, hvori de styrkebærende struktur(ene) 7 og blokkmodulen 2 er lagd i et stykke som sikrer en effektiv varmeoverføring mellom komponentene som befinner seg i utsparingene 4 og sjøvannet som omgir blokkmodulen 2. Alternativt kan de styrkebærende struktur(ene) 7 være tilveiebragt separat fra blokkmodulen 2 og anordnet for å forbindes til blokkmodulen 2, de styrkebærende struktur(ene) 7 kan da være tilveiebragt i samme eller forskjellig materialet som blokkmodulen 2.
Sjøvannet som omgir blokkmodulen 2 fungerer som kjølemedium for avkjøling av komponentene som befinner seg i utsparingene 4. For å optimalisere varmeoverføringen mellom sjøvannet og blokkmodulen 2, kan det utvendige av blokkmodulen være tilveiebragt med en struktur som tillater effektiv grenseflatekontakt mellom blokkmodulen og sjøvannet. I denne sammenheng kan blokkmodulen være tilveiebragt som kjøleribber eller kjølefinner 13 med utstrekning i en retning som er perpendikulært på tverrgående anordnede styrkebærende strukturer 7. Orienteringen av kjøleribbene 13 perpendikulært på de styrkebærende strukturene 7 øker den totale stivheten av blokkmodulen 2. Kombinasjonen av de styrkebærende strukturene 7 og kjølefinnene 13 som er anordnet perpendikulært på hverandre og tykkelsesøkningen av blokkmodulen 2 og dekselplaten, tilveiebringer den undersjøiske kjølesammenstillingen med en mulighet for en treaksial kontroll av stivheten. Dersom det er nødvendig kan tykkelsen av dekselplaten 5 og den plateformede blokkmodulen 2 også økes.
De viste kjølefinnene 13 er vist som integrerte deler av blokkmodulen 2, men kjølefinnene 13 kan selvfølgelig også være tilveiebragt som tilleggsutstyr for å festes til blokkmodulen 2.1 tillegg eller som et alternativ til kjøleribbene 13, kan et kjølearrangement slik som et kjølerørelement være tilveiebragt.
På figur 1 er dekselelementet 5 og blokkmodulen 2 vist som platestrukturer, med firkantede tverrsnitt anordnet for å tilpasses dekselelementet på blokken, men dekselelementet 5 og blokkmodulen 2 kan som fagmannen vil forstå også være tilveiebragt slik at det har andre konfigurasjoner. Selvom kjølesammenstillingen kan ha andre konfigurasjoner, er det fordelaktig for kjøleeffekten at kjølesammenstillingen er formet slik at den utvendig har en stor flate og et stor forhold mellom den utvendige flaten og volumet av kjølesammenstillingen.
Installasjonshuller 17 er vist for innføring av penetratorer slik som penetratorer (ikke vist) med gjennomføring for høyt trykk.
I en utførelse kan dekselelementet 7 være erstattet av en annen blokkmodul som er anordnet på blokkmodulen 2 for å lukke av det indre av utsparingen(e).
Den undersjøiske kjølesammenstillingen 1 kan være forbundet med andre kjølesammenstillinger for å lage et modularisert kjølesystem.
I den foregående beskrivelsen har forskjellige aspekter av anordningen i følge oppfinnelsen blitt beskrevet med referanse til den utførelsen som er illustrert. For forståelsen av beskrivelsen er konkrete tall, systemer og konfigurasjoner fremlagt for å tilveiebringe en gjennomgående forståelse av anordningen og dens funksjon. Imidlertid er ikke beskrivelsen ment å tolkes på en begrensende måte. Forskjellige modifikasjoner og variasjoner av utførelsen som er illustrert, så vel som andre utførelser av anordningen som er tydelige for fagfolk innenfor fagområdet som den viste søknadsgjenstanden retter seg mot, anses å ligge innenfor den foreliggende oppfinnelsens verneområdet slik den er definert i de vedlagte kravene.

Claims (12)

1. Undersjøisk kjølesammenstilling omfattende en blokkmodul for å oppta elektronikk- eller kraftkomponenter og et dekselelement,karakterisert vedat blokkmodulen er anordnet med minst en utsparing hvori elektronikk eller kraftkomponentene er anordnet i i den minste ene utsparingen av blokkmodulen for overføring av varme mellom elektronikk- eller kraftkomponentene og omliggende sjø gjennom blokkmodulen, og dekselelementet har ytre randpartier anordnet for å passe med ytre randpartier av den minste ene utsparingen for å lukke av det indre av den minste ene utsparingen hvori blokkmodulen har minst en styrkebærende struktur anordnet for å tilveiebringe støtte av lasten til minst et parti av dekselelementet som er i en avstand bort fra de ytre randpartier av dekselelementet.
2. Undersjøisk kjølesammenstilling i følge krav 1, hvori den minst ene styrkebærende strukturen er anordnet med utstrekning i en tverrgående retningen over blokkmodulen fra et sideparti av blokkmodulen til et motstående sideparti av blokkmodulen.
3. Undersjøisk kjølesammenstilling i følge krav 1 eller 2, hvori den minst ene styrkebærende strukturen er anordnet for å definere minst en indre vegg i utsparingen.
4. Undersjøisk kjølesammenstilling i følge et av kravene, hvori elektronikk eller kraftkomponentene er posisjonert på den minst ene utsparingens monteringsflate.
5. Undersjøisk kjølesammenstilling i følge et av kravene, hvori det utvendige av blokkmodulen er tilveiebragt med minst en kjøleribbe.
6. Undersjøisk kjølesammenstilling i følge krav 5, hvori den langsgående retningen av den minst ene kjøleribben er perpendikulær på retningen av den styrkebærende strukturen tverrgående over blokkelementet.
7. Undersjøisk kjølesammenstilling i følge et av kravene 1-4, hvori blokkmodulen er tilveiebragt med et kjølearrangement omfattende minst et kjølerørelement.
8. Undersjøisk kjølesammenstilling i følge et av de foregående kravene, hvori en lastbærende flate av den styrkebærende strukturen er anordnet i kontakt med parti(er) av dekselelementet når dekselelementet er anordnet i en posisjon som lukker den minst ene utsparingen.
9. Undersjøisk kjølesammenstilling i følge et av de foregående kravene, hvori blokkmodulen og den minst ene styrkebærende struktur er tilveiebragt som et stykke.
10. Undersjøisk kjølesammenstilling i følge et av de foregående kravene, hvori dekselelementet og blokkmodulen er formet som platestrukturer, med firkantede tverrsnitt anordnet for å tilpasse dekselelementet på blokken.
11. Undersjøisk kjølesammenstilling i følge et av de foregående kravene, hvori dekselelementet er tilveiebragt ved en annen blokkmodul.
12. Undersjøisk kjølesystem omfattende koblingen av minst to kjølesammenstillinger i følge et av kravene 1-11.
NO20140733A 2014-06-11 2014-06-11 Undersjøisk kjølesammenstilling NO337246B1 (no)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20140733A NO337246B1 (no) 2014-06-11 2014-06-11 Undersjøisk kjølesammenstilling
AU2015273742A AU2015273742B2 (en) 2014-06-11 2015-06-05 Subsea cooling assembly
US15/317,966 US20170118869A1 (en) 2014-06-11 2015-06-05 Subsea cooling assembly
BR112016029109-3A BR112016029109B1 (pt) 2014-06-11 2015-06-05 Montagem de resfriamento submarino
EP15726969.7A EP3155883B1 (en) 2014-06-11 2015-06-05 Subsea cooling assembly
PCT/EP2015/062535 WO2015189093A1 (en) 2014-06-11 2015-06-05 Subsea cooling assembly

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20140733A NO337246B1 (no) 2014-06-11 2014-06-11 Undersjøisk kjølesammenstilling

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20140733A1 NO20140733A1 (no) 2015-12-14
NO337246B1 true NO337246B1 (no) 2016-02-22

Family

ID=53284270

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20140733A NO337246B1 (no) 2014-06-11 2014-06-11 Undersjøisk kjølesammenstilling

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20170118869A1 (no)
EP (1) EP3155883B1 (no)
AU (1) AU2015273742B2 (no)
BR (1) BR112016029109B1 (no)
NO (1) NO337246B1 (no)
WO (1) WO2015189093A1 (no)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK3343575T3 (da) * 2016-12-28 2020-06-22 Abb Schweiz Ag Trykkompensator i en undervandsinstallation
CN107172858B (zh) * 2017-06-16 2019-06-14 芜湖航飞科技股份有限公司 基于北斗的用于搜救的船舶定位装置
US10455730B2 (en) 2018-03-08 2019-10-22 Saudi Arabian Oil Company Thermal control system
CA3137629A1 (en) * 2019-05-10 2020-11-19 Ana Maria Guimaraes Guerreiro Subsea variable speed drive apparatus
CN117134633B (zh) * 2023-10-24 2024-02-09 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司 一种水下机电设备用逆变器

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2629053A1 (de) * 1976-06-29 1978-01-05 Siemens Ag Gehaeuse zur aufnahme von gedruckten leiterplatten und substraten
WO2010006924A1 (de) * 2008-07-15 2010-01-21 Continental Automotive Gmbh Motorsteuerungsvorrichtung eines fahrzeugs

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
HRP990234A2 (en) 1999-07-23 2001-04-30 Končar - Elektronika I Informatika D.D. Zagreb Arrangement of bilaterally cooled energetic semiconductor valves protected from negative environmental effects
AU5658799A (en) * 1999-08-13 2001-03-13 Kvaerner Oilfield Products A.S Passive thermal transfer of subsea electronics
US6661656B2 (en) * 2001-09-13 2003-12-09 Sun Microsystems, Inc. Computer system and enclosure thereof
GB2460680B (en) * 2008-06-05 2012-03-07 Vetco Gray Controls Ltd Subsea electronics module
ITTO20080858A1 (it) * 2008-11-20 2010-05-21 Milano Politecnico Apparecchiatura elettronica
FR2942360B1 (fr) * 2009-02-18 2011-06-03 Converteam Technology Ltd Convertisseur electronique de puissance
US8582298B2 (en) * 2009-06-22 2013-11-12 Xyber Technologies Passive cooling enclosure system and method for electronics devices
ES2823348T3 (es) 2011-05-17 2021-05-06 Carrier Corp Disipador de calor para enfriar electrónica de energía
EP2570585A1 (en) * 2011-09-19 2013-03-20 Siemens Aktiengesellschaft Subsea transformer
EP2579438A1 (en) * 2011-10-06 2013-04-10 Siemens Aktiengesellschaft Power cell for deepwater application
US8699225B2 (en) 2012-03-28 2014-04-15 Delphi Technologies, Inc. Liquid cooled electronics assembly suitable to use electrically conductive coolant

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2629053A1 (de) * 1976-06-29 1978-01-05 Siemens Ag Gehaeuse zur aufnahme von gedruckten leiterplatten und substraten
WO2010006924A1 (de) * 2008-07-15 2010-01-21 Continental Automotive Gmbh Motorsteuerungsvorrichtung eines fahrzeugs

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015189093A1 (en) 2015-12-17
EP3155883B1 (en) 2019-01-02
EP3155883A1 (en) 2017-04-19
AU2015273742A1 (en) 2017-01-12
US20170118869A1 (en) 2017-04-27
BR112016029109B1 (pt) 2022-08-16
AU2015273742B2 (en) 2019-04-18
BR112016029109A2 (pt) 2017-08-22
NO20140733A1 (no) 2015-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO337246B1 (no) Undersjøisk kjølesammenstilling
CN103843241B (zh) 用于深水应用的动力电池
US10206308B2 (en) Module for cooling a heat generating component
RU2680722C2 (ru) Подводная электрическая система с компенсированным давлением
JP6485808B2 (ja) 冷却される電子システム
EP3039232B1 (en) Multi-phase passive thermal transfer for subsea apparatus
NO343219B1 (no) Hastighetsstyring for undervannsanvendelse
EP2803813B1 (en) A subsea unit with conduction and convection cooling
EP1310759B1 (en) Power equipment for use underwater
EP3239639A1 (en) Cooling device
EP2824275A1 (en) Subsea unit with cooling of electronic devices
EP2679765B1 (en) Subsea unit comprising a two-phase cooling system
BRPI1004069A2 (pt) sistema de geraÇço de energia e mÉtodo para gerar energia elÉtrica no fundo do mar
CN104795969A (zh) 一种水下电源变换器散热装置
WO2017027955A1 (en) Heat exchanger device for confined spaces
EP2338217B1 (en) Power supply and control unit, particularly for submersed electric motors
EP2900046B1 (en) Arrangement and method for subsea cooling of electronics equipment
WO2025009988A1 (en) A computer cooling system
NO341049B1 (en) A cooling- and barrier fluid system and method for a subsea motor and drive