CN204408835U - 柜体内功率器件的换热*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种柜体内功率器件的换热***。该换热***包括引流风机、换热部件及回风风道，引流风机设置在所述柜体底部的第一区域内；功率器件设置在位于第一区域以上的第二区域内；在第一区域与第二区域的交界处设置有允许气流通过的进风口；换热部件设置在第二区域内；回风风道设置在柜体侧壁的内侧，其沿柜体的侧壁向下延伸直至与第一区域连通，在回风风道面向功率器件的端面上设置有允许气流通过的回风口。该换热***结构紧凑，便于运输和安装，且可适用于不同结构型号的功率器件，具有良好的兼容性，其换热功率大，散热效果好。
Description
技术领域
本实用新型涉及换热***，尤其涉及一种柜体内功率器件的换热***。
背景技术
随着电力电子技术的发展，基于绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、集成门极换流晶闸管(IGCT)等功率器件的电力电子设备不断朝着大容量、高功率密度的方向发展，对功率设备的散热技术也提出了更高的要求。
目前，对于大部分功率柜体的散热设计，仍然采用风冷散热方式。这种方式设计简单，成本也低，但是由于与外部环境大量的空气交流，不能适应风沙、盐雾、潮湿等恶劣环境的使用。在恶劣环境下，要求柜体必须是全封闭设计，所以对于封闭柜体的散热要求就会更高。
现有的柜体散热***由风机、水风换热器及风道设计构成，但是现有的柜体散热***占用了较大的柜内空间，只能适用特定结构和尺寸的功率器件(例如，一些小功率、小体积的功率器件或设备)，且柜体的兼容性差。此外，现有的散热***对柜体的结构要求较高，相应的柜体体积也较大，不便于输送和安装。
实用新型内容
本实用新型的实施例提供一种柜体内功率器件的换热***，其柜体结构紧凑，便于运输和安装。
为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：
一种柜体内功率器件的换热***，所述换热***包括引流风机、换热部件及回风风道，所述引流风机设置在所述柜体底部的第一区域内；所述功率器件设置在位于所述第一区域以上的第二区域内；在所述第一区域与所述第二区域的交界处设置有允许气流通过的进风口；所述换热部件设置在所述第二区域内；所述回风风道设置在所述柜体侧壁的内侧，其沿所述柜体的侧壁向下延伸直至与所述第一区域连通，在所述回风风道面向所述功率器件的端面上设置有允许气流通过的回风口。
可选地，所述换热部件设置在所述功率器件和所述进风口之间。
可选地，所述换热部件设置在所述功率器件的正上方。
可选地，所述换热部件为两个，分别设置在所述功率器件的正上方以及在所述功率器件与所述进风口之间。
优选地，所述引流风机和进风口各为两个且一一对应，所述回风风道为两个并分别与所述功率器件的左面和右面相对，并且在所述两个引流风机之间设置有将所述第一区域封闭隔开的隔段。
优选地，所述回风风道与所述柜体的背面相对。
优选地，所述引流风机为离心风机。
优选地，所述离心风机设置在所述进风口的正下方。
本实用新型实施例的一种柜体内功率器件的换热***，其引流风机设置在柜体的底部，回风风道设置在柜体侧壁的内侧，换热部件与功率器件设置在同一区域内。所以，该换热***结构紧凑，便于运输和安装，且可适用于不同结构型号的功率器件，具有良好的兼容性，对于不同的产品可以直接移植，能够极大提高新产品的开发效率，缩短开发时间。
附图说明
图1为本实用新型实施例一的柜体内功率器件的散热***的主视图。
图2为本实用新型实施例二的柜体内功率器件的散热***的主视图。
图3为图1和图2所示实施例的柜体内功率器件的散热***的B向视图。
图4为沿图1和图2中的A-A线剖视图。
附图标记说明：
1-引流风机；2-换热部件；3-回风风道；4-功率器件；5-进风口；6-回风口；7-柜体；8-第一区域；9-第二区域；10-隔段。
具体实施方式
如前所述，基于密闭柜体的散热***散热效果较差，密闭柜体内放置的功率器件自身发热会提高密闭柜内的温度，而使得功率器件的温度也随之升高，可能导致功率器件温度过高而损坏，或者使得功率器件长期在高温环境工作而缩短其使用寿命。本实用新型针对密闭柜体提出一种柜体内功率器件的散热***，将换热***与柜体结构结合成一体，使得所述换热***结构紧凑，并且在有限的密闭柜体内对高功率器件进行散热。
具体地，在本实用新型实施例的柜体内功率器件的散热***中，将所述柜体分为第一区域和第二区域，其中，在第一区域中设置有引流风机，第二区域用于放置功率器件，且第一区域和第二区域的交界面上设置进风口，并将换热部件设置在第二区域中。
此外，第一区域与第二区域通过回风口和回风风道进行气流交换，从而形成如下气流循环流向：首先，气流经引流风机引流，经进风口引入第二区域内；然后，气流再经换热部件冷却后流经功率器件，从而达到为功率器件散热的作用；最后，流经功率部件后的气流，经回风口进入设置在柜壁内侧的回风风道，通过回风风道再次回到第一区域。由此，形成一个密闭柜体内的气流循环，减少外界环境温度对柜内气流温度的影响，且整体结构紧凑，占地空间小，能够适用于不同型号和结构的功率器件。
下面结合附图对本实用新型实施例的柜体内功率器件的散热***进行详细描述。
实施例一
图1为本实用新型实施例一的柜体内功率器件的散热***的主视图。
参照图1，本实用新型实施例一提供的柜体内功率器件的散热***，包括引流风机1、换热部件2及回风风道3，均设置在柜体7内。其中，引流风机1设置在柜体7底部的第一区域8内；功率器件4设置在位于第一区域8以上的第二区域9内。可以理解的是，这里所说的功率器件4即放置于柜体7内的。
此外，在第一区域8与第二区域9的交界处设置有允许气流通过的进风口5；换热部件2设置在第二区域9内；回风风道3设置在柜体7侧壁的内侧，其沿柜体7的侧壁向下延伸直至与第一区域8连通，在回风风道3面向功率器件4的端面上设置有允许气流通过的回风口6，该回风口6以设置在回风风道3面向功率器件4的端面的上部为最优，也可以设置在回风风道3面向功率器件4的端面的中部或下部。在这里需要说明的是，图1中仅仅示出了设置一个进风口5的结构，但是并不造成对进风口5的设置个数的限制，同样也可以设置一个以上的进风口，可以根据实际的应用环境相应调整设置。
根据本实用新型的优选实施例，引流风机1为离心风机，进一步地，离心风机设置在进风口5的正下方。可以理解的是，引流风机1也可以采用轴流风机，可以根据实际应用环境选择引流风机1的类型。
进一步地，换热部件2可以设置在功率器件4和进风口5之间。
基于前述如图1所示的柜体内功率器件的散热***，引流风机1运行驱动第一区域8内的热气流从进风口5流入第二区域9，经过换热部件2冷却降温后吹向功率器件4(发热部件)，冷气流从下而上对功率器件4进行冷却，并携带热量从回风口6进入回风风道3，最终回到第一区域8，完成一个风路循环，可以参见图1中的箭头走向，即为***气流走向。
或者，换热部件2可以设置在功率器件4的正上方。此时，与前述***不同的是，引流风机1运行驱动第一区域8内的冷气流流入第二区域9，流经功率器件4，带走功率器件4的热量(由于功率器件4的热量，此时的气流温度可能会较高)，再经过换热部件2冷却降温后，从回风口6进入回风风道3，最终回到第一区域8。
当然，根据本实用新型优选实施例，可设置两个换热部件2，其分别设置在功率器件4的正上方以及所述功率器件4与所述进风口5之间。例如，在功率器件4的正上方和正下方均设置换热部件2，从而将第二区域9内的气流进一步冷却，从而达到更好的散热效果。
根据本实用新型实施例，考虑到换热部件2为例如水风换热器这样的液体介质的换热器的话，如果水风换热器产生泄露，液体介质容易滴落到功率器件4上，从而损坏功率器件4，所以将换热部件2设置在功率器件4和进风口5之间作为本实用新型的优选方案。其中，换热部件2和回风风道3的安装结构，还可以参见如图3所示的***B向视图和图4所示的***沿A-A线的剖视图。
本实用新型实施例提供的柜体内功率器件的散热***，回风风道靠柜体边沿设计并与柜体结合成一个整体，将引流风机设置在柜体底部的第一区域内，将换热部件设置在第一区域正上方的第二区域内，使柜体结构紧凑，还不增加原柜体的体积，从而便于运输和安装。如此，使***能够最大程度兼容不同型号的功率器件，满足不同型号功率器件的散热要求，实现良好的兼容性。
还可以理解的是，本实用新型实施例提供的柜体内功率器件的散热***，可以在不同的产品(例如，不同的功率器件的型号，不同应用领域)上直接移植，亦即不同的产品采用本实用新型提供的散热***，只需相应调整柜体的体积就可以直接使用，能够极大提高新产品的开发效率，缩短开发周期，节约开发成本。
实施例二
图2为本实用新型实施例二的柜体内功率器件的散热***的主视图。
与实施例一不同的是，如图2中所示的柜体内功率器件的散热***，采用双风机、双进风口设置，且风机与进风口一一对应，增加***散热功率。具体来说，引流风机1和进风口5各为两个且一一对应，回风风道3为两个并分别与功率器件4的左面和右面相对，并且在两个引流风机1之间设置有将第一区域8封闭隔开的隔段10，如图2中所示，其中，图中的箭头走向为***气流走向。
其中，隔段10的设置，可以将整个散热***分离出两个独立的循环风路，且两个引流风机1之间不产生相互影响，此外，隔段10的设置还给柜体7的第二区域9提供了重力支撑作用。
作为本实用新型的可选实施例，回风风道3可以设置在柜体7的背面的柜壁内，具体地，回风风道3可以与柜体7的背面相对，且与功率器件4的背面相对，并延伸至第一区域8，与第一区域8连通，为使得第二区域9内的气流能够进入回风风道3中，也可以在该回风风道3的端面设置回风口6。
本实用新型实施例提供的柜体内功率器件的散热***，通过对称式的双风机、双进风口和双风道的设计，能够精确控制柜体内气流的走向，从而减少涡流和温度死区，达到更好的散热效果，且与实施例一比较而言，若采用同样功率的引流风机，本实施例二能够形成两倍的风量，最大程度地提升***的换热功率。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种柜体内功率器件的换热***，其特征在于，所述换热***包括引流风机(1)、换热部件(2)及回风风道(3)，
所述引流风机(1)设置在所述柜体(7)底部的第一区域(8)内；
所述功率器件(4)设置在位于所述第一区域(8)以上的第二区域(9)内；
在所述第一区域(8)与所述第二区域(9)的交界处设置有允许气流通过的进风口(5)；
所述换热部件(2)设置在所述第二区域(9)内；
所述回风风道(3)设置在所述柜体(7)侧壁的内侧，其沿所述柜体(7)的侧壁向下延伸直至与所述第一区域(8)连通，在所述回风风道(3)面向所述功率器件(4)的端面上设置有允许气流通过的回风口(6)。
2.根据权利要求1所述的柜体内功率器件的换热***，其特征在于，所述换热部件(2)设置在所述功率器件(4)和所述进风口(5)之间。
3.根据权利要求1所述的柜体内功率器件的换热***，其特征在于，所述换热部件(2)设置在所述功率器件(4)的正上方。
4.根据权利要求1所述的柜体内功率器件的换热***，其特征在于，所述换热部件(2)为两个，分别设置在所述功率器件(4)的正上方以及所述功率器件(4)与所述进风口(5)之间。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的柜体内功率器件的换热***，其特征在于，所述引流风机(1)和进风口(5)各为两个且一一对应，所述回风风道(3)为两个并分别与所述功率器件(4)的左面和右面相对，并且在所述两个引流风机(1)之间设置有将所述第一区域(8)封闭隔开的隔段(10)。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的柜体内功率器件的换热***，其特征在于，所述回风风道(3)与所述柜体(7)的背面相对。
7.根据权利要求6所述的柜体内功率器件的换热***，其特征在于，所述引流风机(1)为离心风机。
8.根据权利要求7所述的柜体内功率器件的换热***，其特征在于，所述离心风机设置在所述进风口(5)的正下方。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN108738274A (zh) * | 2017-04-22 | 2018-11-02 | 华为技术有限公司 | 散热结构及机柜 |
| CN109193696A (zh) * | 2018-11-05 | 2019-01-11 | 河南省水利勘测设计研究有限公司 | 功率柜节能散热*** |
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2015
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