一种漂浮式相变散热装置及具有其的水下作业系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及水下固定作业设备散热技术领域，提供了一种漂浮式相变散热装置及具有其的水下作业系统，该漂浮式相变散热装置，包括：冷凝器本体，冷凝器本体包括相连的漂浮部与换热部，漂浮部能够调整自身的浮力大小以使换热部能够漂浮在水中；冷板，冷板具有容纳换热介质的腔体，腔体具有出气口与回液口。该漂浮式相变散热装置，通过冷板吸收水底设备中的发热元件产生的热量，在重力及密度差的作用下，冷板的腔体内携带热量的换热介质能够被输送至处于漂浮状态的冷凝器本体中，相较于近地面而言，漂浮状态的冷凝器本体与周围水体的自然对流速度更快，且不易附着海底污染物，有利于提高换热效率。高换热效率。高换热效率。

【技术实现步骤摘要】
一种漂浮式相变散热装置及具有其的水下作业系统


[0001]本专利技术涉及水下固定作业设备散热
，具体涉及一种漂浮式相变散热装置及具有其的水下作业系统。

技术介绍

[0002]随着海洋探测及开发活动的快速发展，水下作业设备不断向着多功能、智能化、大深度方向发展。设备内部功率器件不断增多，相应地，设备内部总发热量越来越大。由于水下动力设备的发热元件多在密封舱体内，整个系统外壳近似一个绝热结构，常用的自然对流的换热方式不能满足舱内发热元件及设备的散热需求，热失效问题日益凸显，急需一种散热能力强、能耗低的冷却散热装置。

技术实现思路

[0003]因此，本专利技术要解决的技术问题在于常用的自然对流的换热方式不能满足舱内发热元件及设备的散热需求，热失效问题日益凸显，从而提供一种漂浮式相变散热装置及具有其的水下作业系统。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：
[0005]一方面，本专利技术提供一种漂浮式相变散热装置，包括：冷凝器本体，所述冷凝器本体包括相连的漂浮部与换热部，所述漂浮部能够调整自身的浮力大小以使所述换热部能够漂浮在水中；冷板，所述冷板用于适配于发热元件设置，所述冷板具有容纳换热介质的腔体，所述腔体具有出气口与回液口，所述出气口与所述换热部的入口相连通，所述回液口与所述换热部的出口相连通；所述冷板能够吸收发热元件散发的热量并使所述腔体内的换热介质汽化后经所述出气口进入所述换热部，所述换热部中的换热介质与周围的水体换热后被冷却，冷却后的换热介质再经所述回液口回流至所述腔体内继续吸收发热元件散发的热量。
[0006]进一步地，所述换热部包括多个沿周向设置的散热翅，多个所述散热翅的入口均与所述腔体的出气口相连通，多个所述散热翅的出口均与所述腔体的回液口相连通；多个所述散热翅的内圈形成用于设置所述漂浮部的空心通道。
[0007]进一步地，每个所述散热翅均包括单独的散热管以及若干翅片，所述散热管盘绕在若干所述翅片之间且所述散热管的管壁与翅片相接触设置；每个所述散热管的一端均与所述腔体的出气口相连通，每个所述散热管的另一端均与所述腔体的回液口相连通。
[0008]进一步地，所述换热部还包括气体分流器，所述气体分流器的其中一个端面上设置有第一孔，所述气体分流器的侧壁上设置有若干第二孔，且每个所述第二孔均与所述第一孔相连通；所述第一孔与所述腔体的出气口相连通，每个所述第二孔均与一个所述散热管的一端连接。
[0009]进一步地，所述换热部还包括液体汇流器，所述液体汇流器的其中一个端面上设置有第三孔，所述液体汇流器的侧壁上设置有若干第四孔，且每个所述第四孔均与所述第
三孔相连通；所述第三孔与所述腔体的回液口相连通，每个所述第四孔均与一个所述散热管远离气体分流器的一端连接。
[0010]进一步地，所述换热部还包括气体夹管，一端与所述气体分流器的第一孔相连，另一端与所述腔体的出气口相连通。
[0011]进一步地，所述漂浮部为可充气式的浮圈；所述气体夹管远离所述气体分流器的一端依次穿过所述浮圈以及液体汇流器后与所述腔体的出气口相连通。
[0012]进一步地，该漂浮式相变散热装置还包括集成管束，包括相互独立的第一流道与第二流道；所述第一流道的一端与所述腔体的出气口相连，所述第一流道的另一端与所述气体夹管远离所述气体分流器的一端相连；所述第二流道的一端与所述腔体的回液口相连，所述第二流道的另一端与所述液体汇流器的第三孔相连。
[0013]进一步地，所述集成管束的表面包裹有耐腐蚀的保护层；所述第一流道与所述第二流道之间填充有隔热材料。
[0014]进一步地，所述换热介质采用沸点范围在40℃
‑
80℃之间的氟碳类化合物。
[0015]另一方面，本专利技术还提供一种水下作业系统，包括上述任一项所述的漂浮式相变散热装置，至少还包括密封壳体与发热元件；所述发热元件与所述冷板均设置在所述密封壳体内，且所述冷板贴合所述发热元件的发热部设置。
[0016]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0017]本专利技术提供的漂浮式相变散热装置，通过冷板吸收水底设备中的发热元件产生的热量，冷板的腔体内携带热量的换热介质能够被输送至处于漂浮状态的冷凝器本体中，相较于近地面而言，漂浮状态的冷凝器本体与周围水体的自然对流速度更快，且不易附着海底污染物，有利于提高换热效率。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本专利技术实施例中的漂浮式相变散热装置的示意图；
[0020]图2为图1中的换热部的爆炸示意图；
[0021]图3为本专利技术实施例中的漂浮式相变散热装置中散热管的示意图；
[0022]图4为本专利技术实施例中的漂浮式相变散热装置中翅片的示意图；
[0023]图5为图1中的换热部的放大示意图；
[0024]图6为图5的俯视图；
[0025]图7为图5的仰视图；
[0026]图8为本专利技术实施例中的漂浮式相变散热装置中集成管束的示意图。
[0027]1、换热部；2、集成管束；3、冷板；4、发热元件；5、密封壳体；6、散热翅；7、浮圈；8、气体夹管；9、气体分流器；10、液体汇流器；11、第一孔；12、第二孔；13、第三孔；14、第四孔；15、散热管；16、翅片；17、第一流道；18、第二流道。
具体实施方式
[0028]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0030]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0031]此外，下面所描述的本专利技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种漂浮式相变散热装置，其特征在于，包括：冷凝器本体，所述冷凝器本体包括相连的漂浮部与换热部，所述漂浮部能够调整自身的浮力大小以使所述换热部能够漂浮在水中；冷板，所述冷板用于适配于发热元件设置，所述冷板具有容纳换热介质的腔体，所述腔体具有出气口与回液口，所述出气口与所述换热部的入口相连通，所述回液口与所述换热部的出口相连通；所述冷板能够吸收发热元件散发的热量并使所述腔体内的换热介质汽化后经所述出气口进入所述换热部，所述换热部中的换热介质与周围的水体换热后被冷却，冷却后的换热介质再经所述回液口回流至所述腔体内继续吸收发热元件散发的热量。2.根据权利要求1所述的漂浮式相变散热装置，其特征在于，所述换热部包括多个沿周向设置的散热翅，多个所述散热翅的入口均与所述腔体的出气口相连通，多个所述散热翅的出口均与所述腔体的回液口相连通；多个所述散热翅的内圈形成用于设置所述漂浮部的空心通道。3.根据权利要求2所述的漂浮式相变散热装置，其特征在于，每个所述散热翅均包括单独的散热管以及若干翅片，所述散热管盘绕在若干所述翅片之间且所述散热管的管壁与翅片相接触设置；每个所述散热管的一端均与所述腔体的出气口相连通，每个所述散热管的另一端均与所述腔体的回液口相连通。4.根据权利要求3所述的漂浮式相变散热装置，其特征在于，所述换热部还包括气体分流器，所述气体分流器的其中一个端面上设置有第一孔，所述气体分流器的侧壁上设置有若干第二孔，且每个所述第二孔均与所述第一孔相连通；所述第一孔与所述腔体的出气口相连通，每个所述第二孔均与一个所述散热管的一端连接。5.根据权利要求3所述的漂浮式相变散热装置，其特征在于，所述换热...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮琳，丁艺伟，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：