[发明专利]一种水下自主航行器充电系统散热装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种散热装置，尤其涉及一种用于水下自主航行器充电系统的散热装置，属于电力电子元器件在水下潜器中的散热方式设计领域。

背景技术

随着人类对海洋探索的逐渐深入,水下潜器的使用也越来越广泛。为了提高水下潜器的续航能力,往往需要对水下潜器的电池进行反复充电,而这一过程大部分是在水下进行。为了使充电系统在充电时所产生的热量能够从密闭的空间中散发出去,就必须为电路中的功率元件设计一定的散热结构,从而保证电路中的大功率元件能工作在额定的温度范围内。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种结构紧凑、拆装方便，散热效果良好的水下自主航行器充电系统散热装置。

本发明专利采用的技术方案如下：

水下自主航行器充电系统散热装置，包括平行并同轴设置的上层支架圆板、中层支架圆板和下层支架圆板，若干第一螺杆，第一螺杆竖直的贯穿上层支架圆板与中层支架圆板，且第一螺杆上位于每层支架圆板的两侧分别拧有第一螺母；在上层支架圆板与中层支架圆板之间设有若干竖直的电路板固定板，所述的电路板固定板上、下端均通过L型支撑角架分别与上层支架圆板及中层支架圆板固定；

在中层支架圆板和下层支架圆板之间均匀设有若干散热块，所述的散热块为铝合金块，其一面为平面，对立面为弧面，各散热块底部开有螺纹孔，通过螺钉固定于下层支架圆板上，各散热块平面相向，弧面朝外位于同一圆柱面上，每个散热块上开有两个竖直通孔，第二螺杆依次穿过下层支架圆板、散热块的竖直通孔和中层支架圆板，且在第二螺杆上端拧有第二螺母，下端拧有第三螺母；

所述的上、中、下层支架圆板均可以设置为圆环状，以方便走线。

为了便于安装，所述的第二螺母可以固定于中层支架圆板上。安装时 先将上、中两层支架圆板及其之间的结构组装好从水下自主航行器的一端放入其主腔体内，可以通过螺杆将上层支架圆板上均布的安装孔与水下潜器主腔体轴向端盖上的螺纹孔配合，从而对整体电路支架进行轴向固定；再将所有散热块通过螺钉固定于下层支架圆板上，从中层支架圆板一侧推入主腔体内，再将第二螺杆依次穿过下层支架圆板、散热块上的竖直通孔、中层支架圆板和固定于其上的第二螺母，将第二螺杆拧入第二螺母，再在下层支架圆板侧拧好第三螺母，完成安装。

使用时，将充电电路中非高耗散功率元件相关的电路固定于电路板固定板上，将高耗散功率元件相关的电路固定于散热块的平面上，此外，将本发明的散热装置同轴线放入水下自主航行器的主腔体内时，使散热块的弧面与航行器主腔体内壁贴合，形成功率元件—散热块—航行器腔壁—海水的散热通道。具体为：功率电子元件的耗散热量通过接触传导传递至散热块的平面侧，热量通过散热块内部传导至其另一侧的圆弧形曲面，圆弧形曲面与水下潜器腔体内壁贴合，将热量传递至水下潜器的内侧壁面。之后热量通过热传导,传递至水下潜器外侧壁面。最终,通过潜器的外侧壁面与海水进行对流换热，从而达到将热量从功率电子元件扩散到海水中的目的。

与现有技术相比,本发明的优点在于:

1)采用弧面散热块的设计，能够与腔体壁面贴合形成较短的散热通路，散热效果好，适应性强；

2)采用弧面散热块贴合腔体壁面，除增强散热外，亦能够实现对整体装置的径向支撑，避免了仅将装置一端——上层支架圆板与航行器固连形成的悬臂结构；

3)本发明的装置整体通过螺杆、螺母及L型支撑角架实现组装，并可将充电电路均固定于装置内，空间利用率高，拆装灵活，使用方便；

综上所述，本发明从水下潜器的腔体结构出发,设计了一种能与潜器腔体内壁和功率元件紧密贴合的散热装置,为航行器充电电路中的热源提供了一条短而有效的散热路径，由于水下潜器内部的空间比较狭小,本发明的散热装置采用支架结构,可以充分利用腔体内部空间,可靠而准确的对各种电路进行固定；本发明的装置可用于水下潜器充电系统、水下充电设备和其他水下大功率机电装备中的电路散热。

附图说明

图1是本发明的散热装置的结构示意图。

图2是将本发明的散热装置安装于水下自主航行器前部充电腔体时的示意图。

图3是散热块的结构剖视图。

图4是散热块的俯视图。

具体实施方案

下面结合附图进一步说明本发明。