[发明专利]一种水下仪器被动散热装置

说明书

本发明属于电子设备散热技术领域，提供一种水下仪器被动散热装置，包括耐压密封舱体和元器件安装支架；本发明在装置底面、顶面和侧面三个方向上，提供了三种安装和结构形式，在确保安装和拆卸的基础上，保证元器件的热量充分传递到耐压密封舱体壁上，与舱外的水环境进行高效换热。本发明简化散热装置，相比使用风扇、泵和热管等装置的技术方案，成本降低50%~80%。

技术领域

本发明属于电子设备散热技术领域，具体涉及一种水下仪器被动散热装置。

背景技术

随着电子设备的集成度和热流密度的增加，其内部的散热问题越来越重要。散热技术直接决定了电子设备的可靠性、安全性和寿命。

常用的电子设备散热技术有自然对流、强制对流和相变热交换。自然对流是利用空气或者水的自然对流传递热量，该散热技术具有简单、成本低廉的特点，根据对流介质的不同，传热系数为1~10W/(m²K)（对流介质为空气）和200~1000 W/(m²K)（对流介质为水）；强制对流是利用风扇或者泵、特殊设计的流道使空气或者水产生特定的流动以增强散热能力，该散热技术较为成熟，根据对流介质的不同，传热系数为20~100 W/(m²K)（对流介质为空气）、500~3500 W/(m²K)（对流介质为高压水蒸汽）和1000~15000 W/(m²K)（水）；相变热交换是利用介质的相态变化进行热量交换，在电子设备中，该散热技术一般都需要特制的热管，且需配合自然对流或者强制对流以形成冷凝端。

水下电子设备仪器要保证密封，因此其具备以下特点：1.发热元器件处在一个密闭空间，常规的自然对流和强制对流往往无法满足其散热需求；2.对于高精密的光电等仪器，安装风扇或者泵，会降低仪器的可靠性；3.采用热管穿舱的被动散热方式，会增加密封的技术复杂度。

发明内容

本发明的目的就在于，针对水下仪器的上述特点，提供一种被动散热装置，该装置在底面、顶面和侧面三个方向上，提供三种安装和结构形式，在确保安装和拆卸的基础上，又能保证元器件的热量能传递到舱壁，与舱外的水进行充分换热。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种水下仪器被动散热装置，包括耐压密封舱体和元器件安装支架；所述耐压密封舱体包括前端盖、筒体和后端盖，前端盖和后端盖与筒体进行密封连接，所述筒体采用导热系数较高的金属材料加工而成，其内底面、内顶面和内侧面加工有散热面，并覆盖导热垫片或导热硅脂等填充物，所述筒体内底面加工有安装导轨，安装导轨一端有阶梯止口，所述元器件安装支架包括前支架、后支架、底部安装板、顶部浮动安装板、中间加强杆、侧面固定安装板和侧面浮动安装板，所述前支架和后支架通过底部安装板和中间加强杆进行固定连接，顶部浮动安装板与前支架和后支架通过螺钉进行松连接，侧面固定安装板与底部安装板固定连接，侧面浮动安装板与侧面固定安装板通过螺钉和弹簧进行松连接，需要散热的元器件安装在顶部浮动安装板、底部安装板和侧面浮动安装板上。

在上述技术方案中，所述元器件安装支架作为一个整体单元，经耐压密封舱体的筒体一端推入，安装导轨进行导向和限位，并保证底部安装板与筒体底部散热面的安装间隙。

在上述技术方案中，所述元器件安装支架手动越过安装导轨的止口后，在重力作用下，底部安装板散热面与耐压密封舱体的筒体底部散热面接触并压紧，前支架和后支架与筒体固定连接，拧紧顶部浮动安装板与前支架和后支架的连接螺钉，顶部浮动安装板提升并压紧在筒体顶部散热面上，拧紧侧面浮动安装板与侧面固定安装板的连接螺钉，浮动连接弹簧被压缩，侧面浮动安装板与筒体侧面散热面接触并压紧。

在上述技术方案中，所述顶部浮动安装板、底部安装板和侧面浮动安装板作为热桥将热量传递至筒体上，筒体与耐压密封舱体外的水环境进行热量交换。

本发明的有益效果在于：

（1）充分利用水下仪器密封舱体三个方向的壁面与水进行换热；