CN113883019A - 一种新型风力发电机组齿轮箱散热系统 - Google Patents

一种新型风力发电机组齿轮箱散热系统 Download PDF

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赵庭煜
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Abstract

本发明提供了一种新型风力发电机组齿轮箱散热系统，包括机舱，固定于机舱内部的发电机齿轮箱，其特征在于，机舱的内部设有套设于发电机齿轮箱外部的风冷装置，以及设于风冷装置外部的水冷装置；风冷装置包括套设于发电机齿轮箱外部的支撑架，设于支撑架顶端的交替式风冷组件，以及与交替式风冷组件的驱动端相连接的动力组件；水冷装置包括设于机舱内部的水箱，与水箱的出水端相连接的循环换热组件，以及贯穿水箱的输油管，输油管的进油端与发电机齿轮箱的出油端相连接，输油管的出油端与发电机齿轮箱的入油端相连接。本发明能够调整发电机齿轮箱的风冷和水冷散热方式，以提高发电机齿轮箱散热的灵活性。

Description

一种新型风力发电机组齿轮箱散热系统
技术领域
本发明主要涉及风力发电机组的技术领域，具体涉及一种新型风力发电机组齿轮箱散热系统。
背景技术
风力发电机组通常由风轮、机舱以及塔架等几个基础部分组成，在并网运行风力发电机组中，发电系统把机械能转变为电能，输送给电网。
根据申请号为CN202020277970.7的专利文献所提供的一种新型风力发电机组齿轮箱的散热装置可知，该散热装置包括：散热装置，散热装置的两侧均开设有开口且散热装置顶部设置有凸环，凸环内水平固定有过滤网，散热装置内部设置有电机、减速机和竖直设置的主传动轴，主传动轴上安装有扇叶，且主传动轴的下端与电机的动力输出端连接、上端向上延伸且与减速机的动力输入端连接，减速机的动力输出端连接由支传动轴；支传动轴的外壁且位于过滤网上方设置有四个呈十字形分布的清理组件。该散热系统通过刷毛来对过滤网表面灰尘、柳絮等杂质进行清理，保证散热装置及齿轮箱的正常使用，刷板易于拆装更换，便于对刷毛进行清理，减少了清洗散热装置的工作量，减少了风电场的运维成本。
上述散热装置通过刷毛来对过滤网表面灰尘、柳絮等杂质进行清理，但传统的散热装置仅通过散热风扇完成对发电机组齿轮箱的散热工作，散热手段单一，且不够灵活，导致散热效率较低。
发明内容
本发明主要提供了一种新型风力发电机组齿轮箱散热系统用以解决上述背景技术中提出的技术问题。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：
一种新型风力发电机组齿轮箱散热系统，包括机舱，固定于所述机舱内部的发电机齿轮箱，其特征在于，所述机舱的内部设有套设于所述发电机齿轮箱外部的风冷装置，以及设于所述风冷装置外部的水冷装置；
所述风冷装置包括套设于所述发电机齿轮箱外部的支撑架，设于所述支撑架顶端的交替式风冷组件，以及与所述交替式风冷组件的驱动端相连接的动力组件；
所述水冷装置包括设于所述机舱内部的水箱，与所述水箱的出水端相连接的循环换热组件，以及贯穿所述水箱的输油管，所述输油管的进油端与发电机齿轮箱的出油端相连接，所述输油管的出油端与发电机齿轮箱的入油端相连接；
所述循环换热组件包括与所述水箱的出水端相连接的出水管，与所述出水管的出水端相连接、且连接于所述发电机齿轮箱外表面的冷头，所述冷头的出水端与水箱的进水端之间通过进水管相连接，所述冷头的出水端连接有冷却机构，所述冷却机构的换热端延伸至交替式风冷组件的出风端。
进一步的，所述交替式风冷组件包括连接于所述支撑架内壁、且对称设置的扇形滑轨板，设于两个所述扇形滑轨板之间、且与所述动力组件执行端相连接的第一风冷机构，以及与所述第一风冷机构相交错的第二风冷机构，通过第一风冷机构和第二风冷机构交替或同时为发电机齿轮箱进行散热，以提高散热效率。
进一步的，所述扇形滑轨板的壳体上设有多个第一导向孔，相邻两个所述第一导向孔之间设有第二导向孔，所述第二导向孔设于所述扇形滑轨板的壳体上，通过扇形滑轨板上的第一导向孔为第一滑动杆的位移提供导向，通过第二导向孔为第二滑动杆的位移提供导向。
进一步的，所述第一风冷机构包括与所述动力组件的执行端相连接、且对称设置的第一弧形推动板，与所述第一弧形推动板的下表面滑动连接的多个第一滑动杆，等距连接于所述第一滑动杆下表面的多个第一散热风扇，所述第一滑动杆贯穿第一导向孔，第一滑动杆带动其上的第一散热风扇逐渐靠近发电机齿轮箱的同时，相邻的两个第一散热风扇之间也逐渐靠近，以有效对发电机齿轮箱进行散热。
进一步的，所述第二风冷机构包括与所述动力组件的执行端相连接、且对称设置的第二弧形推动板，通过转轴与所述第二弧形推动板转动连接的连杆，以及与所述连杆相铰接的第二滑动杆，所述第二滑动杆贯穿第二导向孔，所述第二滑动杆的下表面等距连接有多个第二散热风扇，带动第二滑动杆上的第二散热风扇逐渐靠近发电机齿轮箱的同时，相邻的两个第二散热风扇之间也逐渐靠近，以有效对发电机齿轮箱进行散热。
进一步的，所述第一滑动杆的外部两端套设有滑块，所述滑块远离第一滑动杆的一端卡接于滑槽内、且与滑槽滑动连接，所述滑槽设于所述第一弧形推动板下表面，通过滑块在滑槽内的滑动，以引导第一滑动杆在第一弧形推动板的下表面进行滑动。
进一步的，所述动力组件包括设于所述支撑架顶端、且连接于所述机舱内壁的支撑框，固定于所述支撑框内壁的两个第一支撑板，以及连接于所述第一支撑板上表面的第一电动推杆，所述第一电动推杆的活塞杆与所述第一弧形推动板的上表面相连接，通过第一支撑板为第一电动推杆在支撑架顶端提供支撑，通过第一电动推杆推动第一弧形推动板进行升降。
进一步的，所述动力组件还包括固定于所述支撑框内壁的两个第二支撑板，以及连接于所述第二支撑板上表面的第二电动伸缩杆，所述第二电动伸缩杆的活塞杆贯穿第二支撑板与第二弧形推动板的上表面相连接，第二弧形推动板下降而带动第二散热风扇逐渐靠近发电机齿轮箱，从而代替第一散热风扇进行散热。
进一步的，所述冷却机构包括与所述冷头的出水端相连接的水阀，以及与所述水阀的出水端相连接第一输水管，所述第一输水管的出水端连接有中空换热板，所述中空换热板的出水端连接有第二输水管，所述第二输水管的出水端与所述水箱的入水端相连接，通过中空换热板吸收第一散热风扇和第二散热风扇所散发的热量后，通过水将热量传导至第二输水管，并通过第二输水管流回水箱，形成换热循环。
进一步的，所述机舱的顶端连接有遮雨顶，所述机舱的内部固定有对称设置的导风板，通过遮雨顶防止外部雨水对机舱内的元件进行侵蚀，通过导风板引导机舱内部热空气聚集在机舱顶端。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
其一，本发明能够调整发电机齿轮箱的风冷散热方式，以提高发电机齿轮箱散热的灵活性，具体为：通过第二电动伸缩杆推动第二弧形推动板进行升降，以使第一弧形推动板上升时，第二弧形推动板下降而带动第二散热风扇逐渐靠近发电机齿轮箱，从而代替第一散热风扇进行散热，或者第一弧形推动板下降，而带动第一散热风扇靠近发电机齿轮箱进行散热时，第二散热风扇引导第一散热风扇所吸收的热空气快速排出，或者第二散热风扇停机进行修整。
其二，本发明能够调整发电机齿轮箱的水冷散热方式，以提高发电机齿轮箱散热的灵活性，具体为：通过冷头吸收发电机齿轮箱外表面所散发的热量，通过进水管排出吸收热量后的水，通过油泵将发电机齿轮箱内的过热润滑油泵入输油管，通过水箱对输油管内的过热润滑油进行散热，通过中空换热板吸收第一散热风扇和第二散热风扇所散发的热量后，通过水将热量传导至第二输水管，并通过第二输水管流回水箱，形成换热循环。
以下将结合附图与具体的实施例对本发明进行详细的解释说明。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的俯视图；
图3为图2中沿A-A线的剖视图；
图4为图3中沿B-B线的剖视图；
图5为本发明风冷装置的结构示意图；
图6为图2中沿C-C线的剖视图；
图7为本发明扇形滑轨板的结构示意图；
图8为本发明的拆解图。
图中：10、机舱；11、遮雨顶；12、导风板；20、发电机齿轮箱；30、风冷装置；31、支撑架；32、交替式风冷组件；321、扇形滑轨板；3211、第一导向孔；3212、第二导向孔；322、第一风冷机构；3221、第一弧形推动板；3222、第一滑动杆；3223、第一散热风扇；3224、滑块；3225、滑槽；323、第二风冷机构；3231、第二弧形推动板；3232、连杆；3233、第二滑动杆；3234、第二散热风扇；3225、滑槽；3226、滑块；33、动力组件；331、支撑框；332、第一支撑板；333、第一电动推杆；334、第二支撑板；335、第二电动伸缩杆；40、水冷装置；41、水箱；42、输油管；43、循环换热组件。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更加全面的描述，附图中给出了本发明的若干实施例，但是本发明可以通过不同的形式来实现，并不限于文本所描述的实施例，相反的，提供这些实施例是为了使对本发明公开的内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上也可以存在居中的元件，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常连接的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语知识为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例，请参照附图1-8，一种新型风力发电机组齿轮箱散热系统，包括机舱10，固定于所述机舱10内部的发电机齿轮箱20，其特征在于，所述机舱10的内部设有套设于所述发电机齿轮箱20外部的风冷装置30，以及设于所述风冷装置30外部的水冷装置40；
所述风冷装置30包括套设于所述发电机齿轮箱20外部的支撑架31，设于所述支撑架31顶端的交替式风冷组件32，以及与所述交替式风冷组件32的驱动端相连接的动力组件33；
所述水冷装置40包括设于所述机舱10内部的水箱41，与所述水箱41的出水端相连接的循环换热组件43，以及贯穿所述水箱41的输油管42，所述输油管42的进油端与发电机齿轮箱20的出油端相连接，所述输油管42的出油端与发电机齿轮箱20的入油端相连接；
所述循环换热组件43包括与所述水箱41的出水端相连接的出水管431，与所述出水管431的出水端相连接、且连接于所述发电机齿轮箱20外表面的冷头432，所述冷头432的出水端与水箱41的进水端之间通过进水管434相连接，所述冷头432的出水端连接有冷却机构433，所述冷却机构433的换热端延伸至交替式风冷组件32的出风端。
具体的，请着重参照附图3、4和5，所述交替式风冷组件32包括连接于所述支撑架31内壁、且对称设置的扇形滑轨板321，设于两个所述扇形滑轨板321之间、且与所述动力组件33执行端相连接的第一风冷机构322，以及与所述第一风冷机构322相交错的第二风冷机构323，所述扇形滑轨板321的壳体上设有多个第一导向孔3211，相邻两个所述第一导向孔3211之间设有第二导向孔3212，所述第二导向孔3212设于所述扇形滑轨板321的壳体上，所述第一风冷机构322包括与所述动力组件33的执行端相连接、且对称设置的第一弧形推动板3221，与所述第一弧形推动板3221的下表面滑动连接的多个第一滑动杆3222，等距连接于所述第一滑动杆3222下表面的多个第一散热风扇3223，所述第一滑动杆3222贯穿第一导向孔3211，所述第二风冷机构323包括与所述动力组件33的执行端相连接、且对称设置的第二弧形推动板3231，通过转轴与所述第二弧形推动板3231转动连接的连杆3232，以及与所述连杆3232相铰接的第二滑动杆3233，所述第二滑动杆3233贯穿第二导向孔3212，所述第二滑动杆3233的下表面等距连接有多个第二散热风扇3234，所述第一滑动杆3222的外部两端套设有滑块3226，所述滑块3226远离第一滑动杆3222的一端卡接于滑槽3225内、且与滑槽3225滑动连接，所述滑槽3225设于所述第一弧形推动板3221下表面；
需要说明的是，在本实施例中，通过第一风冷机构322和第二风冷机构323交替或同时为发电机齿轮箱20进行散热，以提高散热效率，避免第一风冷机构322中的第一散热风扇3223或第二风冷机构323中的第二散热风扇3234因过热而停止工作；
进一步的，通过扇形滑轨板321上的第一导向孔3211为第一滑动杆3222的位移提供导向，通过第二导向孔3212为第二滑动杆3233的位移提供导向；
进一步的，通过动力组件33推动第一弧形推动板3221进行升降，通过第一弧形推动板3221推动卡接在其上的第一滑动杆3222进行升降，由于第一滑动杆3222与第一弧形推动板3221下表面滑动连接、且第一滑动杆3222穿设在第一导向孔3211上，以使第一滑动杆3222沿第一导向孔3211的内壁进行直线滑动，以带动第一滑动杆3222上的第一散热风扇3223逐渐靠近发电机齿轮箱20的同时，相邻的两个第一散热风扇3223之间也逐渐靠近，以有效对发电机齿轮箱20进行散热；
进一步的，通过动力组件33推动第二弧形推动板3231进行升降，通过第二弧形推动板3231推动连杆3232进行升降，通过连杆3232推动其底端通过转轴转动连接的第二滑动杆3233，以使第二滑动杆3233在第二导向孔3212进行滑动，以带动第二滑动杆3233上的第二散热风扇3234逐渐靠近发电机齿轮箱20的同时，相邻的两个第二散热风扇3234之间也逐渐靠近，以有效对发电机齿轮箱20进行散热；
进一步的，第一滑动杆3222通过滑块3224卡接在第一弧形推动板3221下表面的滑槽3225内，通过滑块3224在滑槽3225内的滑动，以引导第一滑动杆3222在第一弧形推动板3221的下表面进行滑动。
具体的，请着重参照附图3和5，所述动力组件33包括设于所述支撑架31顶端、且连接于所述机舱10内壁的支撑框331，固定于所述支撑框331内壁的两个第一支撑板332，以及连接于所述第一支撑板332上表面的第一电动推杆333，所述第一电动推杆333的活塞杆与所述第一弧形推动板3221的上表面相连接，所述动力组件33还包括固定于所述支撑框331内壁的两个第二支撑板334，以及连接于所述第二支撑板334上表面的第二电动伸缩杆335，所述第二电动伸缩杆335的活塞杆贯穿第二支撑板334与第二弧形推动板3231的上表面相连接，所述冷却机构433包括与所述冷头432的出水端相连接的水阀4331，以及与所述水阀4331的出水端相连接第一输水管4332，所述第一输水管4332的出水端连接有中空换热板4333，所述中空换热板4333的出水端连接有第二输水管4334，所述第二输水管4334的出水端与所述水箱41的入水端相连接，所述机舱10的顶端连接有遮雨顶11，所述机舱10的内部固定有对称设置的导风板12；
需要说明的是，在本实施例中，通过第一支撑板332为第一电动推杆333在支撑架31顶端提供支撑，通过第一电动推杆333推动第一弧形推动板3221进行升降；
进一步的，通过第二电动伸缩杆335推动第二弧形推动板3231进行升降，以使第一弧形推动板3221上升时，第二弧形推动板3231下降而带动第二散热风扇3234逐渐靠近发电机齿轮箱20，从而代替第一散热风扇3223进行散热，或者第一弧形推动板3221下降，而带动第一散热风扇3223靠近发电机齿轮箱20进行散热时，第二散热风扇3234引导第一散热风扇3223所吸收的热空气快速排出，或者第二散热风扇3234停机进行修整；
进一步的，通过机舱10顶端的电子温度计感受到第一散热风扇3223和第二散热风扇3234区域附近的温度过高时，电子温度计将带有该温度信息的电信号传递至与其连接的PLC控制器内，通过PLC控制器控制与其连接的水阀4331，通过水阀4331控制冷头432内的水经过第一输水管4332进入中空换热板4333，通过中空换热板4333吸收第一散热风扇3223和第二散热风扇3234所散发的热量后，通过水将热量传导至第二输水管4334，并通过第二输水管4334流回水箱41，形成换热循环；
进一步的，通过遮雨顶11防止外部雨水对机舱10内的元件进行侵蚀，通过导风板12引导机舱10内部热空气聚集在机舱10顶端。
本发明的具体操作方式如下：
对发电机齿轮箱20进行散热时，通过水泵将水箱41内的水泵入出水管431，通过出水管431为冷头432供水，通过冷头432吸收发电机齿轮箱20外表面所散发的热量，通过进水管434排出吸收热量后的水，以使进水管434内的水进入水箱41后，形成循环，通过油泵将发电机齿轮箱20内的过热润滑油泵入输油管42，通过水箱41对输油管42内的过热润滑油进行散热；
通过机舱10顶端的电子温度计感受到第一散热风扇3223和第二散热风扇3234区域附近的温度过高时，电子温度计将带有该温度信息的电信号传递至与其连接的PLC控制器内，通过PLC控制器控制与其连接的水阀4331，通过水阀4331控制冷头432内的水经过第一输水管4332进入中空换热板4333，通过中空换热板4333吸收第一散热风扇3223和第二散热风扇3234所散发的热量后，通过水将热量传导至第二输水管4334，并通过第二输水管4334流回水箱41，形成换热循环；
通过第一电动推杆333推动第一弧形推动板3221进行升降，通过第一弧形推动板3221推动卡接在其上的第一滑动杆3222进行升降，由于第一滑动杆3222与第一弧形推动板3221下表面滑动连接、且第一滑动杆3222穿设在第一导向孔3211上，以使第一滑动杆3222沿第一导向孔3211的内壁进行直线滑动，以带动第一滑动杆3222上的第一散热风扇3223逐渐靠近发电机齿轮箱20的同时，相邻的两个第一散热风扇3223之间也逐渐靠近，以有效对发电机齿轮箱20进行散热；
通过第二电动伸缩杆335推动第二弧形推动板3231进行升降，以使第一弧形推动板3221上升时，第二弧形推动板3231下降而带动第二散热风扇3234逐渐靠近发电机齿轮箱20，从而代替第一散热风扇3223进行散热，或者第一弧形推动板3221下降，而带动第一散热风扇3223靠近发电机齿轮箱20进行散热时，第二散热风扇3234引导第一散热风扇3223所吸收的热空气快速排出，或者第二散热风扇3234停机进行修整。
上述结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型风力发电机组齿轮箱散热系统，包括机舱(10)，固定于所述机舱(10)内部的发电机齿轮箱(20)，其特征在于，所述机舱(10)的内部设有套设于所述发电机齿轮箱(20)外部的风冷装置(30)，以及设于所述风冷装置(30)外部的水冷装置(40)；
所述风冷装置(30)包括套设于所述发电机齿轮箱(20)外部的支撑架(31)，设于所述支撑架(31)顶端的交替式风冷组件(32)，以及与所述交替式风冷组件(32)的驱动端相连接的动力组件(33)；
所述水冷装置(40)包括设于所述机舱(10)内部的水箱(41)，与所述水箱(41)的出水端相连接的循环换热组件(43)，以及贯穿所述水箱(41)的输油管(42)，所述输油管(42)的进油端与发电机齿轮箱(20)的出油端相连接，所述输油管(42)的出油端与发电机齿轮箱(20)的入油端相连接；
所述循环换热组件(43)包括与所述水箱(41)的出水端相连接的出水管(431)，与所述出水管(431)的出水端相连接、且连接于所述发电机齿轮箱(20)外表面的冷头(432)，所述冷头(432)的出水端与水箱(41)的进水端之间通过进水管(434)相连接，所述冷头(432)的出水端连接有冷却机构(433)，所述冷却机构(433)的换热端延伸至交替式风冷组件(32)的出风端。
2.根据权利要求1所述的一种新型风力发电机组齿轮箱散热系统，其特征在于，所述交替式风冷组件(32)包括连接于所述支撑架(31)内壁、且对称设置的扇形滑轨板(321)，设于两个所述扇形滑轨板(321)之间、且与所述动力组件(33)执行端相连接的第一风冷机构(322)，以及与所述第一风冷机构(322)相交错的第二风冷机构(323)。
3.根据权利要求2所述的一种新型风力发电机组齿轮箱散热系统，其特征在于，所述扇形滑轨板(321)的壳体上设有多个第一导向孔(3211)，相邻两个所述第一导向孔(3211)之间设有第二导向孔(3212)，所述第二导向孔(3212)设于所述扇形滑轨板(321)的壳体上。
4.根据权利要求3所述的一种新型风力发电机组齿轮箱散热系统，其特征在于，所述第一风冷机构(322)包括与所述动力组件(33)的执行端相连接、且对称设置的第一弧形推动板(3221)，与所述第一弧形推动板(3221)的下表面滑动连接的多个第一滑动杆(3222)，等距连接于所述第一滑动杆(3222)下表面的多个第一散热风扇(3223)，所述第一滑动杆(3222)贯穿第一导向孔(3211)。
5.根据权利要求4所述的一种新型风力发电机组齿轮箱散热系统，其特征在于，所述第二风冷机构(323)包括与所述动力组件(33)的执行端相连接、且对称设置的第二弧形推动板(3231)，通过转轴与所述第二弧形推动板(3231)转动连接的连杆(3232)，以及与所述连杆(3232)相铰接的第二滑动杆(3233)，所述第二滑动杆(3233)贯穿第二导向孔(3212)，所述第二滑动杆(3233)的下表面等距连接有多个第二散热风扇(3234)。
6.根据权利要求5所述的一种新型风力发电机组齿轮箱散热系统，其特征在于，所述第一滑动杆(3222)的外部两端套设有滑块(3226)，所述滑块(3226)远离第一滑动杆(3222)的一端卡接于滑槽(3225)内、且与滑槽(3225)滑动连接，所述滑槽(3225)设于所述第一弧形推动板(3221)下表面。
7.根据权利要求5所述的一种新型风力发电机组齿轮箱散热系统，其特征在于，所述动力组件(33)包括设于所述支撑架(31)顶端、且连接于所述机舱(10)内壁的支撑框(331)，固定于所述支撑框(331)内壁的两个第一支撑板(332)，以及连接于所述第一支撑板(332)上表面的第一电动推杆(333)，所述第一电动推杆(333)的活塞杆与所述第一弧形推动板(3221)的上表面相连接。
8.根据权利要求7所述的一种新型风力发电机组齿轮箱散热系统，其特征在于，所述动力组件(33)还包括固定于所述支撑框(331)内壁的两个第二支撑板(334)，以及连接于所述第二支撑板(334)上表面的第二电动伸缩杆(335)，所述第二电动伸缩杆(335)的活塞杆贯穿第二支撑板(334)与第二弧形推动板(3231)的上表面相连接。
9.根据权利要求1所述的一种新型风力发电机组齿轮箱散热系统，其特征在于，所述冷却机构(433)包括与所述冷头(432)的出水端相连接的水阀(4331)，以及与所述水阀(4331)的出水端相连接第一输水管(4332)，所述第一输水管(4332)的出水端连接有中空换热板(4333)，所述中空换热板(4333)的出水端连接有第二输水管(4334)，所述第二输水管(4334)的出水端与所述水箱(41)的入水端相连接。
10.根据权利要求1所述的一种新型风力发电机组齿轮箱散热系统，其特征在于，所述机舱(10)的顶端连接有遮雨顶(11)，所述机舱(10)的内部固定有对称设置的导风板(12)。
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