一种基于离心作用的旋转热源散热系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于离心作用的旋转热源散热系统，属于旋转热源散热技术领域，可以实现基于相变换热和液体流动导热原理，将离心作用应用于风力发电机变桨系统，脱离泵源的长期动力提供，依靠旋转热源自身旋转带来的离心力，为散热介质来提供自循环的驱动力，实现对旋转热源的冷却，提高了换热效果，并且采用类似“热呼吸”的方式，将散热器主动散热和被动散热的效果最大化，同时还可以根据热源的实际发热量，系统采用不同的散热机制，在显著降低成本的同时实现有效散热，整个散热系统密闭自循环，噪音低，自适应能力强，冷却效果远远优于常规冷却，为旋转热源提供稳定适合的工作环境温度。

A Rotating Heat Source Heat Dissipation System Based on Centrifugal Action

【技术实现步骤摘要】
一种基于离心作用的旋转热源散热系统
本专利技术涉及旋转热源散热
，更具体地说，涉及一种基于离心作用的旋转热源散热系统。
技术介绍
风力发电机变桨系统可以使叶片跟随风速变化同步的变化桨距角，控制机组在任何转速下始终工作在最佳状态，额定风速得以有效降低，提高低风速下机组的发电能力。然而，变桨柜体在外界环境高温及机组持续满发的工况下，会因IGBT等功率器件的过温故障而停机，过温故障直接降低了机组的发电量与可利用率。IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点，GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小，IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低，在安装或更换IGBT模块时，应十分重视IGBT模块与散热片的接触面状态和拧紧程度，为了减少接触热阻，最好在散热器与IGBT模块间涂抹导热硅脂，一般散热片底部安装有散热风扇，当散热风扇损坏中散热片散热不良时将导致IGBT模块发热，而发生故障，因此对散热风扇应定期进行检查，一般在散热片上靠近IGBT模块的地方安装有温度感应器，当温度过高时将报警或停止IGBT模块工作。氯氟碳化合物(Chlorofluorocarbons，简称CFCs)，又称氟氯烃，是一类只含有氯、氟和碳的有机物，代表性物质是三氯氟甲烷，属于氟利昂(Freons)中的一类物质，用作制冷剂、压缩喷雾喷射剂、发泡剂。因消耗大气层中的臭氧而引起世界各国的重视，大自然不产生氯氟碳化合物，所有氯氟碳化合物都是人造的。大气中出现的氯氟碳化合物通常是从制冷设备或是其它工业产品中泄漏出来的。在风机工作时，变桨系统会随着叶片而旋转，对IGBT等功率器件的冷却实际上是对旋转热源的冷却，目前，仅仅依靠散热风扇的强制风冷在某些工况下已无法满足旋转热源的散热需求，而单方面的强制循环水冷在旋转热源散热功率较大的情况下不仅散热效果有限，且成本高昂。
技术实现思路
1.要解决的技术问题针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种基于离心作用的旋转热源散热系统，它可以实现基于相变换热和液体流动导热原理，将离心作用应用于风力发电机变桨系统，脱离泵源的长期动力提供，依靠旋转热源自身旋转带来的离心力，为散热介质来提供自循环的驱动力，实现对旋转热源的冷却，提高了换热效果，并且采用类似“热呼吸”的方式，将散热器主动散热和被动散热的效果最大化，同时还可以根据热源的实际发热量，系统采用不同的散热机制，在显著降低成本的同时实现有效散热，整个散热系统密闭自循环，噪音低，自适应能力强，冷却效果远远优于常规冷却，为旋转热源提供稳定适合的工作环境温度。2.技术方案为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案。一种基于离心作用的旋转热源散热系统，包括旋转热源，所述旋转热源上端固定连接有导热层，所述导热层上端固定连接有散热器，所述散热器内端安装有蒸发器，所述散热器包括若干均匀分布的铝合金散热翅片和导热底板，且导热底板与导热层紧密贴合，所述蒸发器包括若干均匀分布的吸热管，且吸热管插设于相邻的一对铝合金散热翅片之间并紧密贴合，所述蒸发器左右两端均固定连接有混流管，且混流管与蒸发器之间相连通，右侧的所述混流管固定连接有集气管，所述集气管远离蒸发器一端固定连接有冷凝器，所述冷凝器远离集气管一端与左侧的混流管之间固定连接有回液管，所述回液管内填充有散热介质，可以实现基于相变换热和液体流动导热原理，将离心作用应用于风力发电机变桨系统，脱离泵源的长期动力提供，依靠旋转热源自身旋转带来的离心力，为散热介质来提供自循环的驱动力，实现对旋转热源的冷却，提高了换热效果，并且采用类似“热呼吸”的方式，将散热器主动散热和被动散热的效果最大化，同时还可以根据热源的实际发热量，系统采用不同的散热机制，在显著降低成本的同时实现有效散热，整个散热系统密闭自循环，噪音低，自适应能力强，冷却效果远远优于常规冷却，为旋转热源提供稳定适合的工作环境温度。进一步的，所述铝合金散热翅片包括固定翅片和偶数个可移动翅片，且可移动翅片关于固定翅片左右对称分布，所述固定翅片固定连接于导热底板上端中央处，相邻的所述铝合金散热翅片之间均固定连接有热呼吸机构，固定翅片固定不动，其余可移动翅片在热呼吸机构的“呼吸”作用下在导热底板上均匀展开或合拢，展开时可以扩大散热器和蒸发器与外界空间的接触面积，加快散热效率，合拢时蒸发器与散热器之间紧密贴合，易于快速带走散热器上的热量实现冷却。进一步的，所述热呼吸机构包括热膨胀体和若干感温形变杆，且感温形变杆填充在热膨胀体内部充当骨架，所述热膨胀体内端开凿有膨胀导向孔，所述膨胀导向孔内固定连接有弹性伸缩杆，所述弹性伸缩杆左右两端与铝合金散热翅片之间均固定连接有导热片，感温形变杆和热膨胀体可以根据环境温度，即导热片从散热器上传递来的热量，利用自身的可膨胀特性实现“热呼吸作用”，当环境温度较高时，感温形变杆开始恢复高温相形状，热膨胀体受热膨胀，在膨胀力的作用下推动一对铝合金散热翅片相互远离，弹性伸缩杆起到对铝合金散热翅片的分离导向作用，使其可以稳定的分离和合拢。进一步的，所述可移动翅片下端固定连接有导热硅胶垫，且导热硅胶垫与可移动翅片下端面相匹配并处于压缩状态，所述导热硅胶垫内包裹有若干防磨钢珠和导热网，且防磨钢珠均匀镶嵌在导热硅胶垫内，每个所述防磨钢珠均通过导热丝与导热网连接，且导热网与可移动翅片下端焊接在一起，可移动翅片通过导热硅胶垫可以在合拢时始终与导热层保持紧密贴合良好导热的状态，防磨钢珠和导热网起到提升导热硅胶垫强度和耐磨性的作用，使得导热硅胶垫不易在与导热底板长期的摩擦下出现损耗从而形成导热空隙，同时防磨钢珠和导热网均可以起到辅助导热的作用。进一步的，所述热膨胀体通过热膨胀硅橡胶与膨胀石墨粉通过交联剂混炼均匀而成，且热膨胀硅橡胶与膨胀石墨粉的重量比为1:1.2-1.5，所述混炼过程中添加有阻燃剂、防老化剂和补强剂，热膨胀体具有高膨胀特性，可以快速根据环境温度作出响应，且热膨胀体还具有高强度、防老化、阻燃和高弹系数的优点。进一步的，所述感温形变杆采用具有双程记忆效应的形状记忆合金材质，且感温形变杆的形状为拱桥形，所述感温形变杆的数量为偶数个，且对称分布在热膨胀体内部，拱桥形状的感温形变杆一方面可以起到对热膨胀体的骨架支撑作用，另一方面也可以利用自身的形状记忆变化来辅助引导热膨胀体的膨胀和收缩。进一步的，所述散热介质可以为水或者有机物氟碳化合物，所述冷凝器后端固定连接有储液箱，且有机物氟碳化合物盛放在储液箱内，所述储液箱内安装有ZX型自吸离心泵，所述储液箱与回液管之间固定连接有连通管，所述蒸发器、混流管、集气管和回液管均包括外管和内管，且外管和内管之间分别相互连通，所述连通管上安装有电磁阀，且连通管与回液管的外管连通，所述旋转热源上安装有温控器，且温控器与电磁阀和ZX型自吸离心泵之间电性连接，技术人员可以根据旋转热源的现场实际工况选择合适的散热介质，水的成本较低，散热效果一般，适用于一般散热要本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于离心作用的旋转热源散热系统，包括旋转热源(8)，其特征在于：所述旋转热源(8)上端固定连接有导热层(11)，所述导热层(11)上端固定连接有散热器(1)，所述散热器(1)内端安装有蒸发器(2)，所述散热器(1)包括若干均匀分布的铝合金散热翅片和导热底板，且导热底板与导热层(11)紧密贴合，所述蒸发器(2)包括若干均匀分布的吸热管，且吸热管插设于相邻的一对铝合金散热翅片之间并紧密贴合，所述蒸发器(2)左右两端均固定连接有混流管，且混流管与蒸发器(2)之间相连通，右侧的所述混流管固定连接有集气管(3)，所述集气管(3)远离蒸发器(2)一端固定连接有冷凝器(4)，所述冷凝器(4)远离集气管(3)一端与左侧的混流管之间固定连接有回液管(6)，所述回液管(6)内填充有散热介质(7)。

【技术特征摘要】
1.一种基于离心作用的旋转热源散热系统，包括旋转热源(8)，其特征在于：所述旋转热源(8)上端固定连接有导热层(11)，所述导热层(11)上端固定连接有散热器(1)，所述散热器(1)内端安装有蒸发器(2)，所述散热器(1)包括若干均匀分布的铝合金散热翅片和导热底板，且导热底板与导热层(11)紧密贴合，所述蒸发器(2)包括若干均匀分布的吸热管，且吸热管插设于相邻的一对铝合金散热翅片之间并紧密贴合，所述蒸发器(2)左右两端均固定连接有混流管，且混流管与蒸发器(2)之间相连通，右侧的所述混流管固定连接有集气管(3)，所述集气管(3)远离蒸发器(2)一端固定连接有冷凝器(4)，所述冷凝器(4)远离集气管(3)一端与左侧的混流管之间固定连接有回液管(6)，所述回液管(6)内填充有散热介质(7)。2.根据权利要求1所述的一种基于离心作用的旋转热源散热系统，其特征在于：所述铝合金散热翅片包括固定翅片(101)和偶数个可移动翅片(102)，且可移动翅片(102)关于固定翅片(101)左右对称分布，所述固定翅片(101)固定连接于导热底板上端中央处，相邻的所述铝合金散热翅片之间均固定连接有热呼吸机构。3.根据权利要求2所述的一种基于离心作用的旋转热源散热系统，其特征在于：所述热呼吸机构包括热膨胀体(15)和若干感温形变杆(14)，且感温形变杆(14)填充在热膨胀体(15)内部充当骨架，所述热膨胀体(15)内端开凿有膨胀导向孔，所述膨胀导向孔内固定连接有弹性伸缩杆(13)，所述弹性伸缩杆(13)左右两端与铝合金散热翅片之间均固定连接有导热片(12)。4.根据权利要求2所述的一种基于离心作用的旋转热源散热系统，其特征在于：所述可移动翅片(102)下端固定连接有导热硅胶垫(16)，且导热硅胶垫(16)与可移动翅片(102)下端面相匹配并处于压缩状态，所述导热硅胶垫(16)内包裹有若干防磨钢珠(17)和导热网(18)，且防磨钢珠(17)均匀镶嵌在导热硅胶垫(16)内，每个所述防磨钢珠...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈应文，
申请(专利权)人：北京华升宜能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11