CN104916396A - 用于冷却产热单元的设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于冷却产热单元的设备及方法。用于冷却产热单元的设备包含：外壳；散热部分，其包含将外部空气引入到外壳中并且将内部空气排出到外壳的外部的流入风扇和排出风扇；以及吹气部分，其经配置以吹动冷却空气。此处，空气被吸入到界定容纳空间的外壳中并且朝向产热部分引入。此外，在相对侧处朝向产热部分引入空气以改变产热部分周围的冷却空气流，由此增加冷却空气的速度。具有增加的速度的冷却空气冷却产热单元并且排出到外壳的外部。因此，可提高产热部分的冷却效率。也就是说，由于多个散热风扇和鼓风扇经安置以增加在变压器的产热部分处的冷却空气的速度，由此防止变压器降级，因此产热部分的温度可以直接降低以防止变压器降级。

Description

用于冷却产热单元的设备及方法

技术领域

本发明涉及一种用于冷却产热单元的设备以及一种用于通过使用所述设备冷却产热单元的方法。更确切地说，本发明涉及一种用于冷却产热单元的设备，所述设备能够有效地降低变压器的高温产热部分的温度，以及一种用于通过使用所述设备冷却产热单元的方法。

背景技术

一般来说，变压器是用于通过使用电磁感应将交流(Alternating Current，AC)电压或电流的值转换成另一值的装置。变压器用于将电压或电流的值转换成某一过程所需的值。使用变压器中的干式变压器，而不需要浸没在绝缘油中。也就是说，变压器的主体暴露于空气中而不是绝缘油中。

干式变压器安置在具有预定空间的壳体内，以便减小来自外部环境的影响。此处，在电磁感应期间，变压器根据待转换的电压或电流产生大量热量。因此，有必要将热量充分地释放到壳体的外部，由此减小变压器的降级。

也就是说，为了防止变压器由于低散热而损坏，防止变压器的内压增加并且防止变压器由于过热而爆炸，有必要容易地驱散变压器中产生的热量。

此外，为了提高变压器的散热性能，在壳体中界定多个孔以允许壳体的内部与外部连通。此外，冷却风扇安装在所述孔的每一个的前侧处以强制性地吹动壳体内的空气，由此提高散热性能。

然而，散热过程并不表示直接降低“热点”或“产热部分”(即，在变压器中局部加热的部分)的温度。因此，如果在空气温度充分地降低的状态下吹动外部空气，那么变压器的冷却效果不充分。因此，变压器的寿命周期和可靠性可能由于热点或产热部分的连续降级而减少，并且还可能发生火灾。

如上所述，如果由于在变压器的使用期间产生的热量未被容易地驱散而引起变压器停止运转，那么生产率可能会减小。

因此，需要用于直接冷却热点和产热部分的设备和方法。

[现有技术文献]

[专利文献]

(专利文献1)KR10-1992-0005218 A1

(专利文献2)KR10-2014-0011566 A1

发明内容

本发明提供一种用于冷却产热单元的设备，所述设备能够容易地将冷却空气引入到变压器的产热单元(热点)的周围，以及一种用于通过使用所述设备冷却产热单元的方法。

本发明还提供一种用于冷却产热单元的设备，所述设备能够通过设置多个散热风扇和鼓风扇的位置来降低产热单元的上部部分的温度，以及一种用于通过使用所述设备冷却产热单元的方法。

本发明还提供一种用于冷却产热单元的设备，所述设备能够防止变压器的性能由于变压器的降级而退化并且抑制发生火灾的可能性，以及一种用于通过使用所述设备冷却产热单元的方法。

根据示例性实施例，用于冷却产热单元的设备包含：外壳，所述外壳具有分别界定在所述外壳的一侧和另一侧中的流入孔和排出孔并且其中构建包含产热部分的产热单元；散热部分，所述散热部分邻近于外壳内的流入孔和排出孔中的每一个安置，以将外部空气引入到外壳中，所述散热部分包含经配置以将外壳内的空气排放到外部的流入风扇和排出风扇；以及吹气部分，所述吹气部分经安置以与外壳的内侧表面上的散热部分间隔开，以朝向产热部分吹动冷却空气。

产热单元可以包含：垂直地延伸的芯；缠绕在芯周围的线圈；固定到芯的下部部分的下框架；以及固定到芯的上部部分的上框架，其中产热单元可以是由芯和线圈占据的区域，并且至少一个产热单元设置在外壳内。

流入孔可以从在产热单元的纵向方向上的一侧的中心以及在与产热单元的延伸方向交叉的方向上的产热单元的前侧界定在下部部分中，并且排出孔可以从在产热单元的纵向方向上的另一侧的中心界定在与产热单元的延伸方向交叉的方向上的产热单元的后侧以及在上部部分处的交叉方向的中心中的一个中，并且流入风扇可以经安置以与一侧上的流入孔接触且排出风扇可以经安置以与另一侧上的排出孔接触。

吹气部分可以包含：第一鼓风扇，所述第一鼓风扇经安置以与外壳内的一个侧表面上的流入风扇间隔开；第二鼓风扇，所述第二鼓风扇经安置以与面对着外壳内的第一鼓风扇的另一侧表面上的排出风扇间隔开；以及驱动电动机，所述驱动电动机经配置以使第一和第二鼓风扇旋转，其中所述第一和第二鼓风扇可以朝向产热部分的上侧吹动冷却空气。

当排出孔界定在产热单元的后侧中时，第一鼓风扇可以具有最上端，所述最上端安置在比流入风扇的位置高的位置处并且在与产热单元的延伸方向交叉的方向上间隔开，并且第二鼓风扇相较于排出风扇的一端可以在交叉方向上具有安置在前侧的一端以及安置在比排出风扇的位置低的位置处的最上端。

第一和第二鼓风扇的最上端中的每一个可以安置在从产热部分的下部部分开始相对于产热部分的总高度大约75％至大约85％的区域内的位置处。

第一和第二鼓风扇的最上端可以与产热部分的线圈的最上端平行安置。

当排出孔界定在中心部分中时，第一和第二鼓风扇可以经安置以分别与流入风扇的直接上侧和排出风扇的直接下侧间隔开。

第一鼓风扇可以具有安置在从产热单元的上部部分向下相对于产热单元的总高度大约10％的区域内的位置处的最上端，并且第二鼓风扇可以具有安置在从产热部分的下部部分向上相对于产热部分的总高度大约75％至大约85％的区域内的位置处的最上端。

当排出孔界定在中心部分中时，第一鼓风扇可以具有安置在与产热单元的最上端平行或在相对于第一鼓风扇的总高度的偏差范围内的位置处的最上端，并且第二鼓风扇可以具有安置在从产热部分的下部部分向上相对于产热部分的总高度大约75％至大约85％的区域内的位置处的最上端。

产热单元可以包含经配置以转换电压的变压器。

根据另一示例性实施例，用于冷却包含产热部分的产热单元的方法包含：将空气吸入到形成产热单元的容纳空间的外壳中；朝向产热单元引入吸入的冷却空气并且在相对侧处朝向产热部分引入空气，以通过改变冷却空气流来增加冷却空气围绕产热部分的速度；通过使用具有增加的速度的冷却空气来冷却产热单元；以及将冷却产热单元的冷却空气排放到所述外壳之外。

产热单元的冷却包含通过流动穿过产热部分的两个侧面以及从产热部分的上部部分向下流动的冷却空气流在产热部分的上部部分处产生涡流，以增加冷却空气的速度。

产热部分的上部部分处的冷却空气可以具有大约0.15m/s至大约0.3m/s的速度。

附图说明

通过结合附图进行的以下描述可以更详细地理解示例性实施例，其中：

图1是根据示例性实施例的用于冷却产热单元的设备的透视图。

图2是根据示例性实施例的用于冷却产热单元的设备的正视图。

图3A至3C是根据示例性实施例的用于冷却产热单元的设备的侧视图和平面图。

图4是根据另一示例性实施例的用于冷却产热单元的设备的透视图。

图5A和5B是根据另一示例性实施例的用于冷却产热单元的设备的两个侧视图。

图5C是说明通过根据前述实施例的用于冷却产热单元的设备的平面图的冷却空气流的示意图。

图6是根据再另一示例性实施例的用于冷却产热单元的设备的透视图。

图7A和7B是根据再另一示例性实施例的用于冷却产热单元的设备的两个侧视图。

图8的(a)、(b)、(c)、(d)是说明冷却流在根据现有技术和前述实施例的用于冷却变压器的设备中的热模拟的图。

图9的(a)、(b)是说明冷却空气在根据现有技术和前述示例性实施例的变压器的顶表面上的速度变化的曲线图。

具体实施方式

在根据本发明描述各种实施例之前，将理解本发明不应受到以下详细附图说明中列举的元件的配置和布置的细节的限制。本发明可以在各种其它实施例中实现并且可以以不同方法执行。将理解，例如装置或元件的方向的术语(例如，“前”、“后”、“上”、“下”、“顶部”、“底部”、“左”、“右”、“横向”等)以及类似的用于简化本发明的说明并且不应被解释为具有相关装置或元件应具有此类特定方向的含义。此外，例如“第一”和“第二”等用于说明书和权利要求中以便于说明的术语并非意图表示或意指相对重要性或任何其它目的。

此外，当描述一个包括(或包含或具有)一些元件时，应理解其可以仅包括(或包含或具有)那些元件，或者如果不存在特定的限制，其可以包括(或包含或具有)其它元件以及那些元件。

下文将参考图1至图7B详细描述根据示例性实施例的用于冷却变压器的设备。

图1是根据示例性实施例的用于冷却产热单元的设备的透视图。图2是根据示例性实施例的用于冷却产热单元的设备的正视图。图3A至3C是根据示例性实施例的用于冷却产热单元的设备的侧视图和平面图。图3A是说明图1的流入风扇和鼓风扇的布置位置的一个侧视图，而3B是说明排出风扇和第二鼓风扇的布置位置的另一侧视图。图3C是说明根据图3A和3B的散热部分和吹气部分的配置的外壳内的冷却空气流的示意性平面图。

参考图1，根据示例性实施例的用于冷却产热单元200的设备1可以降低发出高温热量的产热单元200的产热部分230的温度。用于冷却产热单元200的设备1包含外壳100，所述外壳100具有在一个侧表面101中的流入孔105a以及在另一侧表面103中的排出孔105b-1并且包含产热部分230；散热部分300，所述散热部分300包含分别邻近于外壳100内的流入孔105a和排出孔105b-1安置的流入风扇310和排出风扇330；以及吹气部分400，所述吹气部分400与外壳100的内侧表面上的散热部分300间隔开以朝向散热部分300吹动冷却空气c·a。

下文将转换电压并且发出热量的变压器200描述为安置在外壳100内的产热单元200的实例。因此，产热单元200和变压器200可以相同参考标号表达并且还可做为相同部件。

外壳100提供用于保护变压器200免受外部环境影响的容纳空间。外壳100包含一个侧表面101；与一个侧表面101间隔开以面对着一个侧表面101的另一侧表面103；以及将一个侧表面101连接到另一侧表面103的多个连接表面102。外壳100的一个侧表面101和另一侧表面103可以分别在变压器200的延伸方向(X轴方向)上与变压器200的两个侧表面间隔开。然而，一个侧表面101和另一侧表面103的位置可以根据外壳100内的变压器200的布置方向改变。此处，与外壳100的外部连通的开口105界定在外壳100的一个侧表面101和另一侧表面103中的每一个中。也就是说，界定开口105和外壳100的容纳空间，所述开口105充当引入冷却空气或排出冷却空气到外部所通过的路径。

开口105可以在外壳100内的变压器200的延伸方向上穿过侧表面。开口105包含穿过外壳100的一个侧表面101的流入孔105a以及穿过外壳100的另一侧103的排出孔105b-1。

流入孔105a提供用于从外壳100的外部引入冷却空气c·a以降低外壳100的内部温度。此外，排出孔105b-1提供用于将外壳100内的冷却空气c·a排放到外部。

此处，界定在一个侧表面101中的流入孔105a的位置和界定在另一侧表面103中的排出孔105b-1的位置可以彼此不同。也就是说，如图1至图7B中所示，流入孔105a可以相对于一个侧表面101的纵向方向(Z轴方向)从纵向方向(Z轴方向)的中心界定在一个侧表面101的下部部分中。此外，流入孔105a可以在与产热单元200的延伸方向(X轴方向)交叉的方向(Y轴方向，A)上界定在产热单元200的前侧中。也就是说，流入孔105a可以相对于图1中的区域A的长度从区域A界定在附图上的相对前侧中。

排出孔105b-1可以相对于另一侧表面103的纵向方向(Z轴方向)从纵向方向(Z轴方向)的中心界定在另一侧表面103的上部部分中。此外，排出孔105b-1可以在与产热单元200的延伸方向(X轴方向)交叉的方向(Z轴方向)上界定在产热单元200的后侧中。因此，当流入孔105a和排出孔105b-1通过使用线连接时，连接线可以具有倾角(斜率)。

如上所述，由于流入孔105a和排出孔105b-1界定在彼此不同的高度和位置处，因此引入到外壳100中的冷却空气可以在移动路径中增加直到排出冷却空气c·a为止。因此，冷却空气c·a保持在容纳空间R中的时间可以增加以提高容纳空间R内的冷却效率。此外，由于冷却空气c·a经由外壳100的上部部分排出，因此冷却空气c·a可以到达外壳100内的相对高的位置。因此，由于外壳100的内部未得到局部冷却，因此外壳100内的整个区域的温度可以降低。

变压器200可以是用于转换电压的初级装置(primary device)。也就是说，变压器200可以是使用电磁感应以通过根据流动穿过初级线圈的电流变化来增加或减少磁力线而将电流引入到次级线圈的装置。变压器200包含在纵向方向(Z轴方向)上延伸的芯210以及缠绕在芯210周围的线圈220。此外，变压器200包含分别安置在芯210和线圈220的下方和上方的下框架250和上框架270，并且进一步包含由芯210和线圈220构成的产热部分230。变压器200可以安置在与容纳空间R内的外壳100的一个侧表面101和另一侧103间隔开预定距离的位置处。也就是说，参考图2，变压器200可以与外壳100的一个侧表面101间隔开距离W1并且与外壳100的另一侧表面103间隔开距离W2。此处，距离W1可以是大约340mm至大约350mm的间隔距离，并且距离W2可以是大约240mm至大约250mm的间隔距离。变压器200经安置以与外壳100的一个侧表面101和另一侧表面103间隔开预定距离的原因是为了抑制或防止通过散热部分300和吹气部分400在容纳空间R中流动的冷却空气并不流动穿过狭窄空间的现象。也就是说，当变压器200经安置以与外壳100的一个侧表面101和另一侧表面103间隔开距离W1和W2或更小时，引入到容纳空间R中的冷却空气c·a可能不会在外壳100的侧表面与变压器200之间很好地流动，从而在装置中产生负载。另一方面，当变压器200经安置以与外壳100的一个侧表面101和另一侧表面103间隔开距离W1和W2或更大时，从流入孔105a流动到变压器200的冷却空气c·a可能不会到达变压器200并且随后被排出。因此，冷却效果可能不充分。

产热部分230包含芯210和线圈220。产热部分230可以称为由外壳100内的芯210和线圈220占据的区域。至少一个产热部分230可以提供于外壳100中。也就是说，多个产热部分230可以邻近于彼此安置，因为多个芯210和缠绕在多个芯210周围的多个线圈220安置在延伸方向(Y轴方向)上。

芯210称为铁芯并且由磁性材料构成。在当前的示例性实施例中，三个支柱安置在芯210上并且线圈220缠绕在每一个支柱。然而，芯210的数目并不限于此。例如，芯210的数目可以根据用途改变。

线圈220可以分别缠绕在每一芯210的支柱(所述支柱直立)作为初级线圈和次级线圈。绝缘部件经安置以防止电流或热量在缠绕在芯210周围的初级线圈与次级线圈之间流动。

下框架250固定到产热部分230的下部部分，即，芯210的下部部分，并且上框架270固定到产热部分230的上部部分，即，芯210的上部部分以稳定地支撑外壳100内的芯210。此处，下框架250可以具有通过使用支架与芯210的底表面接触的一侧以及与外壳100的内部底表面接触以支撑芯210的另一侧。此外，上框架270可以覆盖芯210和线圈220的顶表面并且还支撑芯210，使得冷却空气c·a冷却芯210和线圈220的顶表面。

上文描述变压器200的组件中的代表性组件。此外，未在当前示例性实施例中描述的组件(例如，占据外壳100内的预定空间(图1至图7B中的区域B)的电源容纳部分150)可能是众所周知的，并且因此将省略它们的描述。

上述变压器200的产热部分230可以是其中在变压器200中产生最高温度的热量的区域。具体来说，变压器200的温度可以朝向由上框架270覆盖的产热部分230的上侧逐渐增加。此处，如果产热部分230的热量无法被容易地驱散，那么芯210的效率可能会由于降级而降低，从而引起损害。因此，有必要直接冷却产热部分230的上部部分的温度。此处，尽管在现有技术中在变压器暴露于大气中的状态下，变压器的温度通过使用空气降低，但是变压器的散热效率根据空气的量可能是不同的。此外，根据自然风的条件，变压器的安装位置可能受到限制。因此，可以安装冷却风扇以吸入和排出空气，由此增加在变压器所安装的位置处的空气流。然而，由于未直接降低变压器200的产热部分230的上部部分的温度，因此冷却效果可能不充分。

然而，在根据示例性实施例的用于冷却变压器200的设备1中，由于变压器200的产热部分通过稍后描述的散热部分300和吹气部分400直接冷却，因此变压器200的冷却效率得到提高。

可以提供散热部分300以引入空气用于冷却变压器200。散热部分300安置在外壳100的内侧表面上以将冷却空气引入到外壳100中，由此降低变压器200的温度。此处，散热部分300包含流入风扇310和排出风扇330，所述流入风扇310和所述排出风扇330分别安置在具有流入孔105a和排出孔105b-1的外壳100的内侧表面上。散热部分300可以被提供为驱动电动机(未图示)，用于使流入风扇310和排出风扇330中的每一个旋转。

流入风扇310可以安置在外壳100内部以将外部空气引入到容纳空间R中。流入风扇310安置在外壳100的一个侧表面101的内侧表面上以与流入孔105a接触。也就是说，如图1至图7B中所示，通过流入孔105a引入到容纳空间R中的冷却空气c·a首先穿过流入风扇310。此处，流入风扇310可以在吸入空气的方向上旋转，以允许外部空气被引入到外壳100中。

排出风扇330可以安置在外壳100内部以将容纳空间R内的空气排出到外部。排出风扇330安置在外壳100的另一侧表面103的内侧表面上以与排出孔105b-1接触。也就是说，当冷却空气从容纳空间R中排出时，冷却空气可以最后穿过排出风扇330。此处，排出风扇330可以在容纳空间R内的冷却空气通过排出孔105b-1排出的方向上旋转。吹气部分400经安置以朝向产热单元200吹动引入到容纳空间R中的冷却空气。吹气部分400包含第一鼓风扇410，所述第一鼓风扇410经安置以与外壳100的一个侧表面101的内侧表面上的流入风扇310间隔开；第二鼓风扇430，所述第二鼓风扇430经安置以在外壳100的另一表面103的内侧表面上间隔开；以及驱动电动机(未图示)。

也就是说，吹气部分400经安置以与一个侧表面101和另一侧表面103中的宽表面(即，外壳100的内侧表面中的宽表面)接触，以朝向产热单元200吹动通过流入风扇310引入到容纳空间R中的冷却空气。因此，可以直接降低产热部分230的温度。此处，构成吹气部分400的第一鼓风扇410和第二鼓风扇430可以在与流入风扇310相同的方向上旋转以允许冷却空气朝向变压器200流动。

第一鼓风扇410和第二鼓风扇430经安置以分别与流入风扇310和排出风扇330间隔开。第一鼓风扇410和第二鼓风扇430可以朝向产热部分230吹动引入到外壳100中的冷却空气。

第一鼓风扇410和第二鼓风扇430可以以预定速率旋转，以抑制或防止通过风扇的旋转力将负载施加到变压器200的组件上。

此处，如图3中所示，第一鼓风扇410的最上端安置成高于流入风扇310的最上端并且在与产热单元200的延伸方向交叉的方向(Y轴方向)上间隔开。此外，将流入风扇310的轴杆连接到第一鼓风扇410的轴杆上的线l₁可以具有倾角(即，倾斜的)，以具有从第一鼓风扇410到流入风扇310逐渐减小的高度。此外，第二鼓风扇430可以具有在交叉方向(Y轴方向)上安置在排出风扇330的前侧处的一端。此外，第二鼓风扇430的最上端可以安置成低于排出风扇330的最下端。

更详细地说，第一鼓风扇410和第二鼓风扇430的最上端可以安置在相对于产热部分230的总高度H₂₃₀大约75％至大约85％的区域内的位置处。将排出风扇330的轴杆连接到第二鼓风扇430的轴杆上的线l₂可以具有倾角(即，倾斜的)，以具有从第二鼓风扇430到排出风扇330逐渐增加的高度。因此，第一鼓风扇410和第二鼓风扇430的最上端可以与产热部分230的线圈220的最上端平行安置。当第一鼓风扇410和第二鼓风扇430安置在上述范围中时，从第一鼓风扇410和第二鼓风扇430吹动的冷却空气的速度可以在产热单元200的上部部分处增加。也就是说，当第一鼓风扇410和第二鼓风扇430安置在相对于产热部分230的总高度H₂₃₀大约75％至大约85％的范围中时，从第一鼓风扇410和第二鼓风扇430朝向产热部分230吹动且随后混合的冷却空气可以在产热部分230的上部部分处产生旋风。因此，冷却空气的速度在产热单元200的上部部分处增加以降低产热部分230的温度。在稍后将描述的用于冷却变压器的方法中将更详细地描述上述冷却空气的混合和流动。

如图4和图5A至图5C中所示，散热部分300和吹气部分400的安装位置可以改变。

图4是根据另一示例性实施例的用于冷却产热单元的设备的透视图。图5A是用于说明提供于用于冷却图4的产热部分的设备中的流入风扇和第一鼓风扇的安装位置的一个侧视图，而图5B是用于说明提供于用于冷却图4的产热部分的设备中的排出风扇和第二鼓风扇的安装位置的另一侧视图。图5C是说明通过根据前述示例性实施例的用于冷却产热单元的设备的平面图的冷却空气流的示意图。

根据另一示例性实施例的用于冷却变压器的设备1b-1可以包含除了产热部分300b和吹气部分400b的安装位置以外与前述示例性实施例的那些组件具有相同功能和目的的组件。

参考图4和图5A至图5C，与根据示例性实施例的排出孔105b-1相比，根据另一示例性实施例的界定在用于冷却产热单元的设备1b-1的外壳100b中的开口105的排出孔105b-2在与产热单元200的延伸方向交叉的方向(Y轴方向)上界定在前侧中。也就是说，当在另一侧表面103上观察时，排出孔105b-2可以界定在与变压器200重叠的位置处并且还界定在第二鼓风扇430的正上方。因此，根据另一示例性实施例的邻近于排出孔105b-2安置的排出风扇330b和第二鼓风扇430可以彼此平行地垂直安置。如上所述，由于排出风扇330b的位置因排出孔105b-2的位置改变而改变，因此第二鼓风扇430与排出风扇330b之间的连接线可以是垂直地延伸的直线。也就是说，将排出风扇330b的轴杆连接到第二鼓风扇430的轴杆上的线14可以是不具有倾角(角度)的直线。

第一鼓风扇410b-1可以安置在流入风扇310的正上方。第一鼓风扇410b-1与流入风扇310之间的连接线可以不具有倾角(角度)并且被提供作为垂直地延伸的直线l₃。此外，根据示例性实施例，安置在流入风扇310的正上方的第一鼓风扇410b-1可以安置在比第一鼓风扇410的位置高的位置处，以防止第一鼓风扇410b-1与流入风扇310重叠。也就是说，根据另一示例性实施例的第一鼓风扇410b-1的最上端可以安置在从产热单元200的上部部分向下相对于产热单元200的总高度H₂₀₀大约10％的区域内的位置处。更详细地说，第一鼓风扇410b-1的最上端可以安置在与上框架270的高度相同的高度处或安置在偏差范围内的高度处。此处，偏差范围可以为相对于变压器200的总高度的大约±5mm的高度。

此外，如图6和图7A、图7B中所示，第一鼓风扇410b-2的安装位置可以改变。图6是根据再另一示例性实施例的用于冷却产热单元的设备1b-2的透视图。图7A是用于说明提供于用于冷却图6的产热部分的设备中的流入风扇和第一鼓风扇的安装位置的一个侧视图，而图7B是用于说明提供于用于冷却图6的产热部分的设备中的排出风扇和第二鼓风扇的安装位置的另一侧视图。

也就是说，根据再另一示例性实施例的第一鼓风扇410b-2可以在比根据前述示例性实施例的第一鼓风扇410b-1高的位置处安置在流入风扇310的上方。也就是说，第一鼓风扇410b-2可以平行于变压器200的最上端安置或安置在相对于第一鼓风扇410b-2的总高度的偏差范围内的高度处。此处，当第一鼓风扇410b-2的纵向方向(Z轴方向)的中心和宽度方向(Y轴方向)的中心彼此连接以形成线时，第一鼓风扇410b-2的中心可以是距离两条线彼此汇合的点的预定位置。也就是说，第一鼓风扇410b-2的旋转轴杆可以是第一鼓风扇410b-2的中心。因此，第一鼓风扇410b-2的轴杆可以安置在与变压器200的最上端(即，上框架270的最上端)平行的位置和偏差范围内的位置处。

如上所述，用于根据变压器200的温度变化控制散热部分300和吹气部分400的操作的控制器(未图示)可以提供于冷却产热单元的设备1和1b-2中的每一个中。此外，可以提供用于实时测量变压器200的温度的测温器(未图示)。

测温器可以以接触方式或非接触方式测量变压器200的温度。各种检测机制可以应用为测温器。具体来说，当以非接触方式测量变压器200的温度时，可以使用检测从变压器200发出的辐射能以测量变压器200的温度的高温计。此外，可以提供多个测温器以部分地测量变压器200的温度。此处，当提供多个测温器时，由于变压器200的温度的测量精度得到改进，因此可以提供至少一个测温器。当提供用于测量变压器200的温度的机制时，可以不提供根据再另一示例性实施例的测温器，并且下文将描述的控制器以及用于测量变压器200的温度的现有机制可以彼此连接。

控制器根据变压器200的温度控制散热部分300和吹气部分400的旋转。更详细地说，当传递确定通过测温器测量到的变压器200的温度高于上限值以增进降级的温度时，控制器可以快速地增加散热部分300和吹气部分400的旋转速率。此外，当变压器200执行电压转换以改变预定温度或更高温度时，散热部分300和吹气部分400可以与变压器200同时运行。此处，控制器可以是用于接收信号的单元。例如，可编程逻辑控制器(Programmable LogicController，PLC)面板、个人电脑(Personal Computer，PC)以及类似的可以用作控制器。然而，所述控制器不限于上述实例。例如，各种信号传输单元可以用作控制器。

如上所述，将参考图8的(a)、(b)、(c)、(d)和9的(a)、(b)描述用于冷却上述设备1和1b-2中的每一个中的变压器200的冷却空气流。也就是说，确认在根据现有技术和前述示例性实施例的用于冷却变压器的设备中的冷却空气流。

图8的(a)、(b)、(c)、(d)是说明冷却流在根据现有技术和前述实施例的用于冷却变压器的设备中的热模拟的图。图9的(a)、(b)是说明冷却空气在根据现有技术和前述示例性实施例的变压器的顶表面上的速度变化的曲线图。此处，将另外描述图3C和图5C中所说明的冷却空气的概念流。

用于冷却根据示例性实施例的变压器的方法可以是用于冷却包含产热部分的产热单元的方法。所述方法可以包含将空气吸入到形成产热单元200的容纳空间R的外壳100中的过程；朝向产热单元引入吸入的冷却空气c·a并且在相对侧处朝向产热部分230引入空气以增加产热部分230周围的冷却空气c·a的速度，由此冷却产热单元200的过程；以及将冷却产热单元200的冷却空气c·a排放到外部的过程。

也就是说，在用于冷却根据示例性实施例的变压器200的方法中，安装散热部分300和吹气部分400使得冷却空气c·a的速度在产热部分230的上部部分处增加以冷却变压器200。因此，将描述用于冷却在用于冷却根据实施例1和2的变压器的设备1和1b-2中的每一个中的变压器的冷却空气c·a流。

[实施例1]

在用于冷却根据实施例1制造的产热单元的设备1中，冷却空气c·a通过界定在一个侧表面101中的流入孔105a引入。此处，可以通过流入风扇310的旋转力增加引入的冷却空气c·a的速度。因此，如图8的(b)中所示，确认速度量值在流入孔105a处较高。如上所述，通过流入孔105a引入的冷却空气c·a在容纳空间R内扩散。冷却空气c·a的一部分沿着变压器200的侧表面朝向另一侧表面103流动，并且冷却空气c·a的另一部分与变压器200碰撞以沿着外壳100的内侧表面流动。此处，第一鼓风扇410可以施加推动冷却空气c·a的力，使得冷却空气c·a沿着变压器200朝向另一侧表面103流动。此外，从流入风扇310向上流动的冷却空气c·a可以沿着变压器200的侧表面向上流动。此处，当沿着外壳100的内侧表面流动的冷却空气c·a从变压器200的上框架270向下流动以产生旋风时，通过第一鼓风扇410向上流动的冷却空气c·a可以与冷却空气c·a混合。此处，冷却空气c·a流可以称为流D1。通过第一鼓风扇410朝向第二鼓风扇430流动的冷却空气c·a可以通过第二鼓风扇430的旋转力朝向变压器200的侧表面推动冷却空气c·a。此处，通过与变压器200的侧表面的碰撞，冷却空气c·a可以朝向变压器200的上侧流动。此处，此流可以称为流D2。具有流D1的冷却空气c·a和具有流D2的冷却空气c·a可以在变压器200的产热部分230与上框架270之间的空间中以及在上框架270的上部部分处彼此混合，以产生大的旋风。如上所述，由于产生涡流，因此变压器200上的冷却空气c·a可能无法容易地通过排出孔105b-1排出到外部，但是可以在预定时间内保持在容纳空间R中。此外，根据现有技术，由于产生旋风，因此在变压器200的产热部分230以及产热部分230的上部部分处的空气的速度由于旋风的产生而相对高于在产热部分的上部部分处的空气的速度。因此，由于用于冷却产热部分230的冷却空气c·a的速度通过用于冷却根据实施例1的产热单元的设备1增加，因此与现有技术相比可以实现改进的冷却效率。

[实施例2和3]

用于冷却根据实施例2的产热单元的设备1b-1不同于用于冷却根据实施例1的产热单元的设备1，不同之处在于，排出风扇330b的位置由于排出孔105b-2的位置而改变并且第一鼓风扇410b安置在流入风扇310的上方。此外，用于冷却根据实施例3的产热单元的设备1b-1不同于用于冷却根据实施例2的产热单元的设备1b-1，不同之处在于，第一鼓风扇410b-2的高度增加。

首先，如下描述实施例2和3的相同结构，即，其中在一个侧表面101和另一侧表面103的方面中，冷却空气c·a在散热部分300b和吹气部分400b相对于彼此垂直地安置在直接上侧和下侧处的状态下流动的结构。

通过一个侧表面101的流入孔105a引入的一部分冷却空气c·a与变压器200的侧表面碰撞并且因此散开。因此，冷却空气c·a可以在变压器200的垂直方向(Z轴方向)上流动以分开。此外，其余部分可以沿着变压器200的侧表面朝向另一侧表面103流动。然而，通过流入风扇310引入的冷却空气c·a的量大于通过第一鼓风扇410的旋转力沿着变压器200的侧表面朝向第一鼓风扇410流动的冷却空气c·a的量，所述第一鼓风扇410邻近于流入风扇310的直接上侧安置。

因此，如图5C中所示，在其中根据实施例1冷却空气c·a从另一侧表面103朝向产热部分230流动的流D2中的相对少量的冷却空气c·a朝向产热部分230流动。因此，尽管在其中冷却空气c·a从一个侧表面101朝向产热部分230流动的流中的冷却空气c·a的速度与在根据实施例1的流中的冷却空气c·a的速度相同或相似，但是在其中冷却空气c·a从另一侧表面103朝向产热部分230流动的流中的冷却空气c·a的速度可以减小。因此，冷却空气c·a在产热部分230的上部部分处的混合流可能不充分。此外，与根据实施例1的冷却空气c·a类似，朝向另一侧表面103流动的至少一部分冷却空气c·a可以朝向产热部分230流动。然而，由于根据实施例2和3，排出风扇330b安置在第二鼓风扇430的正上方，因此通过第二鼓风扇430推动的冷却空气c·a可以沿着另一侧表面103的内壁立即朝向排出风扇330b流动并且随后被排出。因此，确认被排出而不朝向产热部分230流动的冷却空气c·a的量增加，并且因此与根据实施例1的冷却空气c·a的速度相比，冷却空气c·a的速度在产热部分230上减小。

如下描述实施例2与3之间的差异。当与根据另一示例性实施例的第一鼓风扇410b-1相比时，根据再另一示例性实施例的第一鼓风扇410b-2可以与流入风扇310间隔开更远。也就是说，根据再另一示例性实施例的第一鼓风扇410b-2的最上端的高度可以比根据前述另一示例性实施例的第一鼓风扇410b-1的最上端的高度高。因此，在根据实施例3的产热部分230的上部部分处的冷却空气c·a的流中的冷却空气c·a的速度小于在根据实施例2的产热部分230的上部部分处的冷却空气c·a的流中的冷却空气c·a的速度。也就是说，根据实施例3的通过第二鼓风扇430的推动力朝向产热部分230流动的冷却空气c·a中以第二鼓风扇430的高度与产热单元200碰撞的冷却空气c·a的量可以减少。也就是说，与实施例2相比，在实施例3中导致冷却空气c·a流变化的影响减小。

图9的(a)、(b)是说明根据现有技术和实施例1至3的冷却空气c·a取决于吹气部分400和散热部分300的形成位置在产热部分230的上部部分处的速度的曲线图。此处，产热部分230的上部部分表示大约0m至大约0.05m的表面位置，如图9的(a)中所说明。根据表面位置上的速度变化，可看出在实施例1至3中的冷却空气c·a的速度高于在现有技术中的冷却空气c·a的速度。也就是说，由于提供用于将冷却空气c·a从吹气部分400朝向产热部分推动的力，因此产热部分230的温度可以减小至预定温度。此处，可看出当与实施例2和3相比时，实施例1中的冷却空气c·a的速度因各种影响而增加，空气流因所述各种影响而改变，如上文参考根据前述示例性实施例的冷却空气c·a流描述。

根据用于冷却产热单元的设备以及根据实施例的用于通过使用所述设备冷却产热单元的方法，可以安装散热风扇和鼓风扇以增加到产热单元的集中的高温部分(产热部分)中的冷却空气的速度，由此减少产热部分的热量。

也就是说，为了防止变压器由于在用于激光装置的变压器的变压过程中产生的热量而降级，可以安装散热风扇和鼓风扇以增加流入到具有变压器所安置的容纳空间的外壳中的冷却空气的流速。因此，由于散热风扇和鼓风扇经安装以在产热部分的上侧处产生具有冷却空气的高风速的涡流，由此有效地降低产热部分的温度并且防止变压器降级。

如上所述，由于可以防止变压器的降级，因此可以抑制性能由于变压器的降级而退化并且防止由于降级发生火灾，由此提高所述过程中的安全性并且防止生产率由于发生火灾而降低。

本说明书和权利要求中使用的术语或词语不应被限制性地解释为普通含义或基于词典的含义，而是应解释为基于发明人可以适当地界定术语的概念以通过最佳方式描述和说明其发明的原理符合本发明的范围的含义和概念。

尽管已经参考具体实施例描述用于冷却产热单元的设备以及用于通过使用所述设备冷却产热单元的方法，但是它们并不限于此。因此，所属领域的技术人员将容易理解，在不脱离通过所附权利要求书界定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行各种修改和改变。

Claims (14)

1.一种用于冷却产热单元的设备，其特征在于所述设备包括：

外壳，所述外壳具有分别界定在所述外壳的一侧和另一侧中的流入孔和排出孔并且其中构建包括产热部分的产热单元；

散热部分，所述散热部分邻近于所述外壳内的所述流入孔和所述排出孔中的每一个安置以将外部空气引入到所述外壳中，所述散热部分包括经配置以将所述外壳内的空气排出到外部的流入风扇和排出风扇；以及

吹气部分，所述吹气部分经安置以与所述外壳的内侧表面上的所述散热部分间隔开以朝向所述产热部分吹动冷却空气。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述产热单元包括：

芯，所述芯垂直地延伸；

线圈，所述线圈缠绕在所述芯周围；

下框架，所述下框架固定到所述芯的下部部分；以及

上框架，所述上框架固定到所述芯的上部部分，

其中所述产热单元是由所述芯和所述线圈占据的区域，并且至少一个产热单元提供于所述外壳内。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述流入孔从在所述产热单元的纵向方向上的一侧的中心以及在与所述产热单元的延伸方向交叉的方向上的所述产热单元的前侧界定在下部部分中，

所述排出孔从在所述产热单元的所述纵向方向上的另一侧的中心界定在与所述产热单元的所述延伸方向交叉的所述方向上的所述产热单元的后侧以及在上部部分处的所述交叉方向的中心中的一个中，并且

所述流入风扇经安置以与所述一侧上的所述流入孔接触，且所述排出风扇经安置以与所述另一侧上的所述排出孔接触。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于所述吹气部分包括：

第一鼓风扇，所述第一鼓风扇经安置以与所述外壳内的一个侧表面上的所述流入风扇间隔开；

第二鼓风扇，所述第二鼓风扇经安置以与面对着所述外壳内的所述第一鼓风扇的另一侧表面上的所述排出风扇间隔开；以及

驱动电动机，所述驱动电动机经配置以使所述第一鼓风扇和第二鼓风扇旋转，

其中所述第一鼓风扇和第二鼓风扇朝向所述产热部分的上侧吹动所述冷却空气。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于当所述排出孔界定在所述产热单元的所述后侧中时，所述第一鼓风扇具有最上端，所述最上端安置在比所述流入风扇的位置高的位置处并且在与所述产热单元的所述延伸方向交叉的所述方向上间隔开，并且

所述第二鼓风扇相较于所述排出风扇的一端在所述交叉方向上具有安置在前侧处的一端以及安置在比所述排出风扇的位置低的位置处的所述最上端。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于所述第一鼓风扇和第二鼓风扇的所述最上端中的每一个安置在从所述产热部分的下部部分开始相对于所述产热部分的总高度75％至85％的区域内的位置处。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于所述第一鼓风扇和第二鼓风扇的所述最上端平行于所述产热部分的所述线圈的所述最上端安置。

8.根据权利要求4所述的设备，其特征在于当所述排出孔界定在所述产热单元的所述纵向方向上的另一侧的所述中心中时，所述第一鼓风扇和第二鼓风扇经安置以分别与所述流入风扇的直接上侧和所述排出风扇的直接下侧间隔开。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于所述第一鼓风扇具有安置在从所述产热单元的上部部分向下相对于所述产热单元的所述总高度10％的区域内的位置处的所述最上端，并且

所述第二鼓风扇具有安置在从所述产热部分的下部部分向上相对于所述产热部分的所述总高度75％至85％的区域内的位置处的所述最上端。

10.根据权利要求4所述的设备，其特征在于当所述排出孔界定在所述产热单元的所述纵向方向上的另一侧的所述中心中时，所述第一鼓风扇具有安置在与所述产热单元的所述最上端平行或在相对于所述第一鼓风扇的所述总高度的偏差范围内的位置处的所述最上端，并且

所述第二鼓风扇具有安置在从所述产热部分的下部部分向上相对于所述产热部分的所述总高度75％至85％的区域内的位置处的所述最上端。

11.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述产热单元包括经配置以转换电压的变压器。

12.一种用于冷却包括产热部分的产热单元的方法，其特征在于所述方法包括：

将空气吸入到形成所述产热单元的容纳空间的外壳中；

朝向所述产热单元引入吸入的冷却空气并且在相对侧处朝向所述产热部分引入空气，以通过改变所述冷却空气流来增加所述产热部分周围的所述冷却空气的速度；

通过使用具有增加的速度的所述冷却空气来冷却所述产热单元；以及

将冷却所述产热单元的所述冷却空气排放到所述外壳之外。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于所述产热单元的所述冷却包括通过流动穿过所述产热部分的两个侧面以及从所述产热部分的上部部分向下流动的所述冷却空气流在所述产热部分的所述上部部分处产生涡流，以增加所述冷却空气的所述速度。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于在所述产热部分的所述上部部分处的所述冷却空气具有0.15m/s至0.3m/s的速度。