專利名稱：一種半插入式熱管換熱器的隔爆箱的制作方法
一種半插入式熱管換熱器的隔爆箱 本發(fā)明涉及熱管換熱器技術領域，具體地說是一種半插入式熱管換熱器的隔爆箱。 在需要隔爆的場合，由于變壓器、電抗器等器件發(fā)熱量較高而且體積較大，若與變 頻器等主要部件封裝在一個箱體內(nèi)，存在極大的安全隱患。 一方面，若變壓器、電抗器等發(fā) 熱元件不能及時冷卻，自身溫度升高后，無法持續(xù)穩(wěn)定工作。另一方面，主變頻器采用熱管 散熱器直接冷卻后運行的安全性得到保障，但變壓器、電抗器等不宜直接與散熱器連接安 裝，無法直接冷卻，其熱損均耗散在箱體內(nèi)部，將會造成箱體內(nèi)部空間溫度的持續(xù)上升，使 得變頻器工作的環(huán)境溫度不斷惡化，最終影響其運行的安全可靠性。 因此，近幾年來，在特殊隔爆場合， 一般采用將該類元件獨立封裝入隔爆箱體的做 法來減弱因散熱不暢帶來的不利影響。但是，隔爆和散熱問題始終沒有有效解決。箱體需 要隔爆，就必須密封，然而密封就難以散熱，隔爆和散熱問題一直困擾著隔爆場合的作業(yè)， 在負載較大的場合，現(xiàn)有常規(guī)的殼體散熱筋冷卻方式經(jīng)常無法滿足散熱的要求，所以現(xiàn)在 急需一種可以同時解決隔爆和散熱問題、有效消除安全隱患的裝置。 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的不足，采用一種新型熱交換器裝置，并插入隔爆
箱體，同時解決了隔爆和散熱問題，有效消除了在隔爆場合應用的安全隱患。 為了達到上述目的，本發(fā)明提出一種半插入式熱管換熱器的隔爆箱，包括隔爆箱
體、熱管換熱器、中間隔板、隔爆箱體內(nèi)部發(fā)熱源，其特征在于熱管換熱器主要由陣列式排
布的熱管穿過設有中間隔板的層疊式散熱片組成；隔爆箱體上表面設一開口法蘭，位于中
間隔板下端的為熱管換熱器的受熱段設于隔爆箱體內(nèi)，位于中間隔板上端的為熱管換熱器
的冷卻段設于隔爆箱體外，中間隔板采用螺栓固定于開口法蘭上。 所述的中間隔板厚度為10 25mm，其上設有熱管安裝孔，熱管安裝孔為一臺階式
T型通孔，熱管安裝孔的軸線與中間隔板表面夾角為6(T 90° ;所述的熱管穿過熱管安
裝孔與中間隔板采用過盈配合，并采用焊錫將熱管與中間隔板焊接連接。 所述的熱管換熱器的受熱段采用強制對流方式進行熱交換，冷卻段采用自然對流
或強制對流方式進行熱交換。 散熱片上的熱管安裝孔采用翻邊結構，散熱片套裝于熱管上并與熱管過盈配合， 熱管軸線與散熱片表面夾角為3 = 60° 90° 。 所述的熱管換熱器的冷卻段左右兩側設側面擋板，冷卻段的頂端設有頂端蓋板。
所述的熱管換熱器的冷卻段和受熱段的散熱片采用獨立環(huán)形套片或整體套片。
所述的隔爆箱體內(nèi)部設有風機。 本發(fā)明同現(xiàn)有技術相比，采用將熱管換熱器半插入隔爆箱箱體的方式，冷、熱流體
3可以分別通過熱管換熱器的冷卻段和受熱段快速熱交換，達到了有效隔爆和良好散熱的目 的，且本發(fā)明結構簡單、便于安裝，能夠廣泛應用于各類隔爆箱體的散熱。

圖1為本發(fā)明結構示意圖的立體圖。
圖2為本發(fā)明結構示意圖的正視圖。
圖3為本發(fā)明熱管軸線與中間隔板的夾角示意圖。 參見圖1， 1為熱管；2為冷卻段；3為受熱段；4為頂端蓋板；5側面擋板；6為中間 隔板；7為隔爆箱體內(nèi)部發(fā)熱源；8為隔爆箱體；9為風機。 現(xiàn)結合附圖對本發(fā)明做進一步描述。 參見圖1，包括隔爆箱體、熱管換熱器、中間隔板、隔爆箱體內(nèi)部發(fā)熱源，熱管換熱 器主要由陣列式排布的熱管1穿過設有中間隔板6的層疊式散熱片組成；隔爆箱體8上表 面設一開口法蘭，熱管換熱器中間隔板6 —側為受熱段3設于隔爆箱體8內(nèi)、熱管換熱器中 間隔板6另一側為冷卻段2設于隔爆箱體8夕卜，受熱段3吸收箱體內(nèi)部空間的熱量，冷卻段 2將所吸收熱量通過散熱片散掉，中間隔板6采用螺栓固定于開口法蘭上。
中間隔板6采用不銹鋼板，厚度為10 25mm，其上設有熱管安裝孔，熱管安裝孔 為一臺階式T型通孔，安裝孔的軸線與中間隔板6呈一定角度為13 =60° 90° ;熱管l 通過熱管安裝孔，與中間隔板6過盈配合，并采用焊錫將熱管1與隔板6焊接連接。
熱管換熱器的受熱段3采用強制對流方式進行熱交換，冷卻段4采用自然對流或 強制對流方式進行熱交換；熱管換熱器的冷卻段2左右兩側設側面擋板5，冷卻段的頂端設 有頂端蓋板4，流體流通時側面擋板5和頂端蓋板4形成了一種可供流體流通的通道。
散熱片上的熱管安裝孔采用翻邊結構，散熱片套裝于熱管1上，與熱管1過盈配 合，熱管軸線與散熱片表面夾角為3 = 60° 90° ;熱管換熱器的冷卻段2和受熱段3的 散熱片采用獨立環(huán)形套片或整體套片。 隔爆箱體8內(nèi)部設有風機9，其作用是強化受熱段3的對流換熱，使熱源7產(chǎn)生的 熱量有效傳至受熱段散熱片上。風機的作用方式可采用吹風或吸風方式，故風機9的位置 可根據(jù)實際情況進行調整。參見圖1，風機9采用吹風方式，其作用是正對隔爆箱體內(nèi)部發(fā) 熱源7吹風，將隔爆箱體內(nèi)部發(fā)熱源7的熱量吹至后面的熱管換熱器受熱段3的散熱片處。
本發(fā)明中的熱管換熱器主要用于隔爆箱箱體內(nèi)電抗器、變壓器等不宜直接與散熱 器基板接觸的發(fā)熱組件的散熱，也用于隔爆箱箱體內(nèi)部整個空間與外界環(huán)境的換熱。熱管 熱交換器的工作過程如下當熱流體流經(jīng)受熱段時，通過對流傳熱，將熱量通過散熱片傳給 熱管受熱段管壁，然后傳給管內(nèi)封裝的工質；工質受熱汽化，汽化吸收汽化潛熱，然后流向 熱管冷卻段，在冷卻段向管壁放熱后冷凝，通過熱管內(nèi)壁的毛細結構回流至受熱段，開始下 一個循環(huán)；冷卻段管壁將熱量導出到其上套裝的散熱片上，散熱片再將熱量通過對流和輻 射綜合作用，傳給橫掠過其表面的冷流體。通過這種方式，完成熱量由熱流體到冷流體的傳 遞。而熱管在整個換熱過程中是扮演一個熱的超導體的角色，將熱量從熱流體傳至冷流體。
本發(fā)明中熱管換熱器可以從隔爆箱體頂部插入，即頂裝式安裝，此時，熱管換熱器垂直插入箱體內(nèi)，中間隔板上所開熱管安裝孔軸線與中間隔板表面垂直，熱管軸線沿重力 方向，有利于發(fā)揮重力熱管傳熱優(yōu)勢。 本發(fā)明中熱管換熱器也可以從隔爆箱體側壁插入，即壁掛式安裝，此時為了保證 重力熱管的傳熱性能，隔板上所開熱管安裝孔的軸線與隔板表面夾角為60。 90° ，以使 熱管軸線與水平面有一定夾角，利于工質借助重力順利回流。 本發(fā)明中熱管換熱器的冷卻段設有側擋板和頂端蓋板以形成冷流體風道，受熱段 的風道在設計時可借助箱體內(nèi)壁來形成，故在其受熱段可設側擋板和底端蓋板，也可不設。 若受熱段也設有側擋板和蓋板，則熱流體流向平行于側擋板，此時，熱管換熱器為順流或逆 流工作；若受熱段沒有設置側擋板，則此時換熱器冷、熱流體方向可能為同向(順流)、逆向 (逆流)，或者是垂直，由風機的安裝位置確定。
權利要求
一種半插入式熱管換熱器的隔爆箱，包括隔爆箱體、熱管換熱器、中間隔板、隔爆箱體內(nèi)部發(fā)熱源，其特征在于熱管換熱器主要由陣列式排布的熱管(1)穿過設有中間隔板(6)的層疊式散熱片組成；隔爆箱體(8)上表面設一開口法蘭，位于中間隔板(6)下端的為熱管換熱器的受熱段(3)設于隔爆箱體(8)內(nèi)，位于中間隔板(6)上端的為熱管換熱器的冷卻段(2)設于隔爆箱體(8)外，中間隔板(6)采用螺栓固定于開口法蘭上。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種半插入式熱管換熱器的隔爆箱，其特征在于所述的中 間隔板(6)厚度為10 25mm，其上設有熱管安裝孔，熱管安裝孔為一臺階式T型通孔，熱管 安裝孔的軸線與中間隔板(6)表面夾角為13 = 60° 90° ;所述的熱管(1)穿過熱管安 裝孔與中間隔板(6)過盈配合，并采用焊錫將熱管(1)與中間隔板(6)焊接連接。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種半插入式熱管換熱器的隔爆箱，其特征在于所述的熱 管換熱器的受熱段(3)采用強制對流方式進行熱交換，冷卻段(4)采用自然對流或強制對 流方式進行熱交換。
4. 根據(jù)權利要求2所述的一種半插入式熱管換熱器的隔爆箱，其特征在于散熱片上 的熱管安裝孔采用翻邊結構，散熱片套裝于熱管(1)上并與熱管(1)過盈配合，熱管軸線與 散熱片表面夾角為a = 60° 90° 。
5. 根據(jù)權利要求1所述的一種半插入式熱管換熱器的隔爆箱，其特征在于所述的熱 管換熱器的冷卻段(2)左右兩側設側面擋板(5)，冷卻段的頂端設有頂端蓋板(4)。
6. 根據(jù)權利要求1所述的一種半插入式熱管換熱器的隔爆箱，其特征在于所述的熱 管換熱器的冷卻段(2)和受熱段(3)的散熱片采用獨立環(huán)形套片或整體套片。
7. 根據(jù)權利要求1所述的一種半插入式熱管換熱器的隔爆箱，其特征在于所述的隔 爆箱體(8)內(nèi)部設有風機(9)。
全文摘要
本發(fā)明涉及熱管換熱器技術領域，具體地說是一種半插入式熱管換熱器的隔爆箱，包括隔爆箱體、熱管換熱器、中間隔板、隔爆箱體內(nèi)部發(fā)熱源，其特征在于熱管換熱器主要由陣列式排布的熱管穿過設有中間隔板的層疊式散熱片組成；隔爆箱體上表面設一開口法蘭，位于中間隔板下端的為熱管換熱器的受熱段設于隔爆箱體內(nèi)，位于中間隔板上端的為熱管換熱器的冷卻段設于隔爆箱體外，中間隔板采用螺栓固定于開口法蘭上。本發(fā)明同現(xiàn)有技術相比，采用將熱管換熱器半插入隔爆箱箱體的方式，冷、熱流體可以分別通過熱管換熱器的冷卻段和受熱段快速熱交換，達到了有效隔爆和良好散熱的目的，且結構簡單、便于安裝，能夠廣泛應用于各類隔爆箱體的散熱。
文檔編號F28D15/02GK101702871SQ200910226280
公開日2010年5月5日 申請日期2009年11月27日 優(yōu)先權日2009年11月27日
發(fā)明者姚勇, 尤志春, 朱曉瓊 申請人:上海威特力熱管散熱器有限公司