CN114793410B - 一种逆变器大功率风冷水冷复合散热器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于散热器件技术领域，具体涉及一种逆变器大功率风冷水冷复合散热器。本发明提供的逆变器大功率风冷水冷复合散热器，包括换热罩、与换热罩相连的风冷装置、在换热罩和风冷装置之间循环流动的循环水。该散热器通过水冷风冷相结合的方式对逆变器进行散热，直接与逆变器接触的换热罩内采用水冷方式进行散热，并通过循环水与风冷装置相连通。与现有技术相比，本发明提供的逆变器大功率风冷水冷复合散热器，散热效率高；以水为介质，安全可靠，不产生环境危害；可以灵活布置和充分利用闲置空间；使用过程中不需要额外消耗能量，十分节能环保；具有自调节功能，不需要额外配备控制单元。
Description
技术领域
本发明属于散热器件技术领域，具体涉及一种逆变器大功率风冷水冷复合散热器。
背景技术
逆变器是将直流电转换为交流电的一种装置，又称变流器或反流器。逆变器主要由逆变桥、逻辑控制、滤波电路三大部分组成，按照工作方式又可分为半桥逆变器和全桥逆变器。目前，逆变器已广泛应用于各类电器设备中，例如空调、电脑、电视机、灯具、风扇、油烟机、录像机等设备。
逆变器工作时，电流流经线圈产生热量。尤其是10KW级以上的大功率逆变器，电流大且线圈密集，持续产生的大量热量难以通过周围环境得到充分耗散，引起逆变器温度持续升高甚至损毁。给逆变器配置散热装置是避免逆变器过热的有效方法，目前，常采用风扇加速空气流动以提高散热速率，然而，这种散热方式的散热量有限，很难适应如今逆变器功率不断提高的发展要求。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种逆变器大功率风冷水冷复合散热器。
本发明提供的逆变器大功率风冷水冷复合散热器，包括换热罩、与换热罩相连的风冷装置、在换热罩和风冷装置之间循环流动的循环水。
换热罩包括容纳逆变器的内罩和罩设在内罩外的外罩；内罩与外罩之间形成容纳循环水的罩腔；外罩底部设有与罩腔连通的第一进水口，外罩顶部设有与罩腔连通的第一出水口。
风冷装置包括位于顶部的上收集室、位于底部的下收集室、连接在上收集室和下收集室之间的一组风冷叶片；风冷叶片内部上下贯通从而将上收集室与下收集室连通；上收集室设有第二进水口，下收集室设有第二出水口。
第一出水口连通第二进水口，第二出水口连通第一进水口，从而在换热罩与风冷装置之间形成循环流道；由于换热罩内的循环水受热后密度低于风冷装置内循环水的密度，因此换热罩内的循环水自发向上流动而风冷装置内的循环水自发向下流动，从而在换热罩与风冷装置之间形成环流。
上述散热器通过水冷风冷相结合的方式对逆变器进行散热，直接与逆变器接触的换热罩内采用水冷方式，由于水的比热容非常大，因此在同等体积条件下可以取得显著高于风冷方式的散热通量；风冷装置的作用是给循环水降温，安装十分灵活以便充分利用闲置空间，风冷装置可以布置在远离逆变器的位置，优选通风阴凉处。由于上述散热器中循环水的流动是自发形成的，因此工作时不需要额外消耗能量，十分节能环保。此外，由于推动循环水流通的驱动力是密度差，因此循环水的流速随着逆变器发热量的增多而自发加快，因此该散热器具有自调节功能，不需要配备控制单元。
进一步地，内罩与外罩均为竖向圆筒状的罩体，且内罩与外罩同轴布置，从而在内罩与外罩之间形成圆环形的罩腔；第一进水口的延伸方向与罩腔的切线方向一致，从而在罩腔内形成环流，加速热量导出。
进一步地，第一出水口优选位于罩腔顶部中央，且开口向上。
进一步地，内罩上还一体连接有众多朝向罩腔伸展的导热柱。罩腔内的循环水流经导热柱，在导热柱表面流速增大，从而加速导热；此外，循环水流经导热柱并在导热柱后方形成涡流，从而对下一导热柱周围的水流形成扰动，进一步加速传热。
优选地，处在同一高度的若干导热柱围绕内罩环形阵列分布形成导热柱环列，内罩上连接有多个上下等间距排列的导热柱环列，相邻导热柱环列内的导热柱上下错开。
进一步地，上收集室和下收集室均呈圆环形，风冷叶片在上收集室和下收集室呈环形阵列分布；下收集室底部设有支腿将下收集室架空。上述结构的风冷装置，上收集室至下收集室之间形成上下贯通的无障碍通道，该无障碍通道内的空气受热上升，周围较冷的空气从架空的下收集室底部向中央向上补充，从而形成烟囱效应，加速风冷叶片的冷却。
进一步地，任一风冷叶片的中心至该风冷叶片的环绕中轴线的垂直连线记为连心线；任一风冷叶片与该风冷叶片对应的连心线的夹角为∠a；∠a在70-78°范围内。风冷叶片采用上述分布方式，可以在保留烟囱效应的基础上充分利用侧风以提高散热效率。当侧风较小时，主要依靠烟囱效应加快散热，当侧风较大时，可以形成环流效应加快散热。具体地，当有侧风吹过风冷装置时，气流在风冷叶片的导向作用下进入众多风冷叶片所围合形成的圆柱状空间内，在该空间内形成环流，加快风冷叶片表面的空气流速，加快散热速度。
进一步地，风冷叶片横截面呈矩形框状；风冷叶片外表面光滑，有利于形成更快的环流运动；风冷叶片内壁上具有多个竖向延伸的凹槽，有利于提高风冷叶片与内部循环水之间的换热效率。
进一步地，第一出水口与第二进水口之间通过隔热软管相连，第二出水口与第一进水口之间也通过隔热软管相连。由于采用隔热软管进行连接，风冷装置的布置可以比较灵活地进行选择，可以更加方便地利用闲置空间，也更容易将风冷装置放置在利于散热的阴凉通风处。此外，由于循环水在隔热软管中流动，不会受到外界温度的干扰，因此，无论外界环境如何复杂多变，循环水流经隔热软管的过程中都不会因密度变化而产生阻碍循环水流动的反向驱动力。
有益效果：与现有技术相比，本发明提供的逆变器大功率风冷水冷复合散热器，散热效率高；以水为介质，安全可靠，不产生环境危害；可以灵活布置和充分利用闲置空间；使用过程中不需要额外消耗能量，十分节能环保；具有自调节功能，不需要额外配备控制单元。
附图说明
图1为换热罩的内部结构示意图。
图2为图1中A-A面的剖视图。
图3为风冷装置的结构示意图。
图4为图3中B-B面的剖视图。
图5为风冷叶片的剖视图。
图中，内罩11、外罩12、罩腔13、第一进水口121、第一出水口122、上收集室21、下收集室22、风冷叶片23、第二进水口211、第二出水口221、导热柱111、支腿222、凹槽231。
具体实施方式
下面通过具体实施例进一步阐明本发明，这些实施例是示例性的，旨在说明问题和解释本发明，并不是一种限制。
实施例1
一种逆变器大功率风冷水冷复合散热器，包括包括换热罩、与换热罩相连的风冷装置、在换热罩和风冷装置之间循环流动的循环水。
如图1、2所示，换热罩包括容纳逆变器的内罩11和罩设在内罩11外的外罩12；内罩11与外罩12之间形成容纳循环水的罩腔13；外罩12底部设有与罩腔13连通的第一进水口121，外罩12顶部设有与罩腔13连通的第一出水口122。
如图3所示，风冷装置包括位于顶部的上收集室21、位于底部的下收集室22、连接在上收集室21和下收集室22之间的一组风冷叶片23；风冷叶片23内部上下贯通从而将上收集室21与下收集室22连通；上收集室21设有第二进水口211，下收集室22设有第二出水口221；
第一出水口122连通第二进水口211，第二出水口221连通第一进水口121，从而在换热罩与风冷装置之间形成循环流道；由于换热罩内的循环水受热后密度低于风冷装置内循环水的密度，因此换热罩内的循环水自发向上流动而风冷装置内的循环水自发向下流动，从而在换热罩与风冷装置之间形成环流。
如图2所示，内罩11与外罩12均为竖向圆筒状的罩体，且内罩11与外罩12同轴布置，从而在内罩11与外罩12之间形成圆环形的罩腔13；第一进水口121的延伸方向与罩腔13的切线方向一致，从而在罩腔13内形成环流。
如图1所示，第一出水口122位于罩腔13顶部中央，且开口向上。
如图1所示，内罩11上还一体连接有众多朝向罩腔13伸展的导热柱111。处在同一高度的若干导热柱111围绕内罩11环形阵列分布形成导热柱环列，内罩11上连接有多个上下等间距排列的导热柱环列，相邻导热柱环列内的导热柱111上下错开。
如图3、4所示，上收集室21和下收集室22均呈圆环形，风冷叶片23在上收集室21和下收集室22呈环形阵列分布；下收集室22底部设有支腿222将下收集室22架空。
如图4所示，任一风冷叶片23的中心至该风冷叶片23的环绕中轴线的垂直连线记为连心线；任一风冷叶片23与该风冷叶片23对应的连心线的夹角为∠a；∠a在70-78°范围内。
如图5所示，风冷叶片23横截面呈矩形框状；风冷叶片23由铝合金材料制成，外表面光滑，且内壁上具有多个竖向延伸的凹槽231。
第一出水口122与第二进水口211之间通过隔热软管相连，第二出水口221与第一进水口121之间也通过隔热软管相连。
以上实施方式是示例性的，其目的是说明本发明的技术构思及特点，以便熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种逆变器大功率风冷水冷复合散热器，其特征在于：包括换热罩、与所述换热罩相连的风冷装置、在所述换热罩和风冷装置之间循环流动的循环水；
所述换热罩包括容纳逆变器的内罩（11）和罩设在内罩（11）外的外罩（12）；所述内罩（11）与外罩（12）之间形成容纳所述循环水的罩腔（13）；所述外罩（12）底部设有与所述罩腔（13）连通的第一进水口（121），所述外罩（12）顶部设有与所述罩腔（13）连通的第一出水口（122）；
所述风冷装置包括位于顶部的上收集室（21）、位于底部的下收集室（22）、连接在上收集室（21）和下收集室（22）之间的一组风冷叶片（23）；所述风冷叶片（23）内部上下贯通从而将上收集室（21）与下收集室（22）连通；所述上收集室（21）设有第二进水口（211），所述下收集室（22）设有第二出水口（221）；
所述第一出水口（122）连通所述第二进水口（211），所述第二出水口（221）连通所述第一进水口（121），从而在换热罩与风冷装置之间形成循环流道；由于换热罩内的循环水受热后密度低于风冷装置内循环水的密度，因此换热罩内的循环水自发向上流动而风冷装置内的循环水自发向下流动，从而在换热罩与风冷装置之间形成环流。
2.根据权利要求1所述的逆变器大功率风冷水冷复合散热器，其特征在于：所述内罩（11）与外罩（12）均为竖向圆筒状的罩体，且内罩（11）与外罩（12）同轴布置，从而在内罩（11）与外罩（12）之间形成圆环形的罩腔（13）；所述第一进水口（121）的延伸方向与罩腔（13）的切线方向一致，从而在罩腔（13）内形成环流。
3.根据权利要求2所述的逆变器大功率风冷水冷复合散热器，其特征在于：所述第一出水口（122）位于罩腔（13）顶部中央，且开口向上。
4.根据权利要求2所述的逆变器大功率风冷水冷复合散热器，其特征在于：所述内罩（11）上还一体连接有众多朝向罩腔（13）伸展的导热柱（111）。
5.根据权利要求4所述的逆变器大功率风冷水冷复合散热器，其特征在于：处在同一高度的若干导热柱（111）围绕内罩（11）环形阵列分布形成导热柱环列，内罩（11）上连接有多个上下等间距排列的导热柱环列，相邻导热柱环列内的导热柱（111）上下错开。
6.根据权利要求1-5任一项所述的逆变器大功率风冷水冷复合散热器，其特征在于：所述上收集室（21）和下收集室（22）均呈圆环形，所述风冷叶片（23）在上收集室（21）和下收集室（22）呈环形阵列分布；所述下收集室（22）底部设有支腿（222）将下收集室（22）架空。
7.根据权利要求6所述的逆变器大功率风冷水冷复合散热器，其特征在于：任一风冷叶片（23）的中心至该风冷叶片（23）的环绕中轴线的垂直连线记为连心线；任一风冷叶片（23）与该风冷叶片（23）对应的连心线的夹角为∠a；∠a在70-78°范围内。
8.根据权利要求7所述的逆变器大功率风冷水冷复合散热器，其特征在于：所述风冷叶片（23）横截面呈矩形框状；所述风冷叶片（23）外表面光滑，且内壁上具有多个竖向延伸的凹槽（231）。
9.根据权利要求6所述的逆变器大功率风冷水冷复合散热器，其特征在于：所述第一出水口（122）与第二进水口（211）之间通过隔热软管相连，所述第二出水口（221）与第一进水口（121）之间也通过隔热软管相连。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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