CN115426829A - 一种用于电源箱内功率模块的散热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于电源箱内功率模块的散热装置，包括水冷组件，包括箱体、设置于所述箱体内部的动力件，与所述动力件相连的吸热件，以及与所述吸热件相连的溢流件；风冷组件，包括与所述溢流件相连的传动件，以及与所述传动件相连的吹风件；以及，除尘组件，包括设置于所述吹风件内侧的连接件，设置于所述吹风件外侧的防尘件，以及设置于所述防尘件底部的往复件。本发明通过水冷组件、风冷组件以及除尘组件的设置，使得本装置能够在对电源箱内功率模组进行有效散热的同时，还能够对积聚在防尘网上的灰尘进行清理。
Description
技术领域
本发明涉及电力箱散热技术领域，特别是一种用于电源箱内功率模块的散热装置。
背景技术
并网测试电源主要是针对新能源发电并网而设计的。随着越来越多的新能源发电并接到电网，各国要求电网出现故障时，新能源发电系统能继续并网运行，并能提供无功功率来支撑电网。
测试电源箱里面的功率模组工作时会产生大量的热量，若不及时进行散热的话，电源箱里面的温度不断升高，会导致元器件工作效率降低，或者发生故障，甚至会起火发生火灾。电源箱传统散热方式为箱体开孔或者风扇抽风，散热效率低，无法满足需要，基于此现设计一种水冷加风冷的散热装置，能起到很好的散热效果同时，还具备一定的防尘能力。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述和/或现有的用于电源箱内功率模块的散热装置中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明所要解决的问题在于如何快速有效地对电源箱内部进行散热，且对灰尘具有一定的清理能力。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种用于电源箱内功率模块的散热装置，其包括，水冷组件，包括箱体、设置于所述箱体内部的动力件，与所述动力件相连的吸热件，以及与所述吸热件相连的溢流件；风冷组件，包括与所述溢流件相连的传动件，以及与所述传动件相连的吹风件；以及，除尘组件，包括设置于所述吹风件内侧的连接件，设置于所述吹风件外侧的防尘件，以及设置于所述防尘件底部的往复件。
作为本发明所述用于电源箱内功率模块的散热装置的一种优选方案，其中：所述连接件包括设置于风扇转轴上的第一链轮、设置于所述链轮下方的第二链轮，以及设置于所述第一链轮和第二链轮之间的链条。
作为本发明所述用于电源箱内功率模块的散热装置的一种优选方案，其中：所述防尘件包括设置于所述风扇外侧的防尘网，以及设置于所述防尘网外侧的毛刷，所述毛刷与所述防尘网滑动连接。
作为本发明所述用于电源箱内功率模块的散热装置的一种优选方案，其中：所述往复件包括设置于所述毛刷端部的齿条，以及与所述齿条啮合的弧形齿板，所述弧形齿板的另一端还设置有移动槽。
作为本发明所述用于电源箱内功率模块的散热装置的一种优选方案，其中：所述往复件还包括设置于所述弧形齿板一侧的旋转盘，所述旋转盘上还设置有卡柱，所述卡柱与所述移动槽滑动配合，所述旋转盘与所述第二链轮同轴转动。
作为本发明所述用于电源箱内功率模块的散热装置的一种优选方案，其中：所述动力件包括设置于所述箱体内部的循环水泵，以及与所述循环水泵通过管道连接的冷却液罐。
作为本发明所述用于电源箱内功率模块的散热装置的一种优选方案，其中：所述吸热件包括设置于所述冷却液罐上方的吸热片，所述吸热片的内部还设置有迂回通道，所述迂回通道与所述循环水泵之间通过输出管连接。
作为本发明所述用于电源箱内功率模块的散热装置的一种优选方案，其中：所述溢流件包括设置于所述迂回通道出口处的回转盒，以及设置于所述回转盒一侧的集水盒，所述集水盒与所述回转盒固定连接；所述溢流件还包括设置于所述集水盒底部的集水管，以及设置于所述集水管另一端的溢流盒，所述集水盒和所述溢流盒分别与所述集水管的两端固定连接；所述溢流盒设置在所述箱体的外部，且其设置的高度低于所述集水盒的高度，所述溢流盒的顶部还设置有第一回流管，所述第一回流管与所述冷却液罐相连。
作为本发明所述用于电源箱内功率模块的散热装置的一种优选方案，其中：所述传动件包括设置于所述回转盒内部的叶轮，以及设置于所述叶轮两侧的挡板，所述叶轮与所述回转盒转动配合；所述传动件还包括设置于所述叶轮转动轴端部的第一锥齿轮，以及与所述第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮。
作为本发明所述用于电源箱内功率模块的散热装置的一种优选方案，其中：所述吹风件包括设置于所述箱体侧壁上的风扇，所述风扇与所述第二锥齿轮同轴转动；所述吹风件还包括设置于所述风扇一侧的散热管道，所述散热管道与所述风扇固定连接，且其一端与所述回转盒固定连接，另一端与所述冷却液罐固定连接。
本发明有益效果为：本发明通过水冷组件、风冷组件以及除尘组件的设置，使得本装置能够在对电源箱内功率模组进行有效散热的同时，还能够对积聚在防尘网上的灰尘进行清理。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
图1为用于电源箱内功率模块的散热装置的整体结构图。
图2为用于电源箱内功率模块的散热装置的内部结构图。
图3为用于电源箱内功率模块的散热装置的部分剖视图。
图4为用于电源箱内功率模块的散热装置的除尘组件结构图。
图5为用于电源箱内功率模块的散热装置的内部局部放大示意图。
图6为用于电源箱内功率模块的散热装置的风冷组件和除尘组件结构图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性地与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例1
参照图1和图2，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种用于电源箱内功率模块的散热装置，用于电源箱内功率模块的散热装置包括水冷组件100、风冷组件200以及除尘组件300，通过水冷组件100将电源箱内部热量传递至箱体外部及侧壁处，再通过风冷组件200的配合将热量带出箱体，进行降温，由于风扇202a的长时间使用，在防尘网302a上容易积聚大量的灰尘，此时除尘组件300可对其进行清理。
具体的，水冷组件100，包括箱体101、设置于箱体101内部的动力件102，与动力件102相连的吸热件103，以及与吸热件103相连的溢流件104。动力件102为整个装置提供输出动力，吸热件103用于将电源箱内部的热量吸收聚集起来。溢流件104的作用是将一部分热量带出箱体。
优选的，风冷组件200，包括与溢流件104相连的传动件201，以及与传动件201相连的吹风件202。传动件201与水冷组件100配合，带动吹风件202运动将热量吹出箱体。
较佳的，除尘组件300，包括设置于吹风件202内侧的连接件301，设置于吹风件202外侧的防尘件302，以及设置于防尘件302底部的往复件303。连接件301发生运动时，会带动往复件303运动，而往复件303则会对防尘件302进行来回的灰尘清理。
在使用时，当电源箱内部热量积聚，温度升高时，动力件102启动，吸热件103将热量吸收，热量开始传递，一部分热量通过溢流件104传递出箱体外，另一部分通过传动件201相连的吹风件202的配合带出箱体外。传动件201的运动又会带动连接件301运动，并进一步使得往复件303对防尘件302进行往复循环的灰尘清理。
实施例2
参照图2～6，为本发明第二个实施例，该实施例基于上一个实施例。
具体的，连接件301包括设置于风扇202a转轴上的第一链轮301a、设置于链轮301a下方的第二链轮301b，以及设置于第一链轮301a和第二链轮301b之间的链条301c。当风扇202a转动时，第一链轮301a也会发生转动，并通过链条301c带动第二链轮301b转动。
优选的，防尘件302包括设置于风扇202a外侧的防尘网302a，以及设置于防尘网302a外侧的毛刷302b，毛刷302b与防尘网302a滑动连接。防尘网302a的上下两端设置有开槽，毛刷302b的上下两端可以在开槽内来回滑动，对防尘网302a粘结的灰尘进行清理。
优选的，往复件303包括设置于毛刷302b端部的齿条303a，以及与齿条303a啮合的弧形齿板303b，弧形齿板303b的另一端还设置有移动槽303b-1。弧形齿板303b通过轴固定在箱体101的外侧并与其转动配合，当弧形齿板303b左右摆动时，与之啮合的齿条303a会水平往复运动，与此同时与齿条303a固定连接的毛刷302b，也会在防尘网302a上往复运动，进行灰尘清理。
优选的，往复件303还包括设置于弧形齿板303b一侧的旋转盘303c，旋转盘303c上还设置有卡柱303c-1，卡柱303c-1与移动槽303b-1滑动配合，旋转盘303c与第二链轮301b同轴转动。当第二链轮301b带动旋转盘303c进行转动的时候，卡柱303c-1在移动槽303b-1的运动会使得弧形齿板303b发生左右摆动。
较佳的，动力件102包括设置于箱体101内部的循环水泵102a，以及与循环水泵101通过管道连接的冷却液罐102b。循环水泵102a可采用功率16～22W的循环泵，冷却液罐102b内可以使用ALPHACOOL工业级透明水冷液，比热容大，散热效果好，也可以直接采用泵罐一体式的。另外，循环水泵102a与相应的控制器和温度传感器连接，当温度传感器监测到温度升高到设定值时，循环水泵102a启动。
较佳的，吸热件103包括设置于冷却液罐102b上方的吸热片103a，吸热片103a的内部还设置有迂回通道103b，迂回通道103b与循环水泵102a之间通过输出管103c连接。吸热片103a设置有多组散热鳍片，增大接触面积，迂回通道103b可以延长冷却液与吸热片103a的接触时间，从而能够带走更多的热量。吸热片103a可采用铜制或铝制材料制成。
较佳的，溢流件104包括设置于迂回通道103b出口处的回转盒104a，以及设置于回转盒104a一侧的集水盒104b，集水盒104b与回转盒104a固定连接。当冷却液进入集水盒104b时，因为叶轮201a与回转盒104a是转动配合的，所以在配合处会有部分冷却液泄漏，而泄漏的冷却液会流入集水盒104b内。
溢流件104还包括设置于集水盒104b底部的集水管104c，以及设置于集水管104c另一端的溢流盒104d，集水盒104b和溢流盒104d分别与集水管104c的两端固定连接。当冷却液进入集水盒104b内部时，冷却液会随着集水管104c流入溢流盒104d内。
溢流盒104d设置在箱体101的外部，且其设置的高度低于集水盒104b的高度，溢流盒104d的顶部还设置有第一回流管104e，第一回流管104e与冷却液罐102b相连。进入溢流盒104d的冷却液会慢慢积聚，直至从溢流盒104d顶部的第一回流管104e溢出至冷却液罐102b内。因为溢流盒104d设置在箱体101的外部，冷却液慢慢积聚，这样冷却液就有较长的时间与外界进行换热，热量带出后再重新回到冷却液罐102b内。
进一步的，传动件201包括设置于回转盒104a内部的叶轮201a，以及设置于叶轮201a两侧的挡板201b，叶轮201a与回转盒104a转动配合。当冷却液进入回转盒104a时，冷却液会冲击叶轮201a，此时叶轮201a就会发生转动，产生动力。
传动件201还包括设置于叶轮201a转动轴端部的第一锥齿轮201c，以及与第一锥齿轮201c啮合的第二锥齿轮201d。当叶轮201a转动时会带动第一锥齿轮201c转动，第一锥齿轮201c又会带动第二锥齿轮201d转动。
进一步的，吹风件202包括设置于箱体101侧壁上的风扇202a，风扇202a与第二锥齿轮201d同轴转动。当第二锥齿轮201d发生转动时，其会带动风扇202a转动，风扇202a转动时，会将机箱内的热风抽出。
吹风件202还包括设置于风扇202a一侧的散热管道202b，散热管道202b与风扇202a固定连接，且其一端与回转盒104a固定连接，另一端与冷却液罐102b固定连接。散热管道202b采用多道迂回的形式盘绕固定在风扇202a的一侧，这样风扇202a就可以将散热管道202b内冷却液携带的热量带出箱体101，达到散热的效果。
在使用时，当箱体101内的温度传感器监测到温度升高到设定值时，循环水泵102a启动，冷却液从输出管103c进入吸热片103a内的迂回通道103b内，将吸热片103a吸收的热量带走。接着冷却液进入到回转盒104a内，冲击叶轮201a使其转动，由于叶轮201a与回转盒104a的配合处存在空隙，所以会有一部分冷却液泄漏到集水盒104b内，集水盒104b的冷却液又会通过集水管104c进入到箱体101外侧的溢流盒104d内，溢流盒104d内的冷却液逐渐积聚，积聚的同时会与外界进行换热，释放出一部分热量，直至从第一回流管104e重新注入冷却液罐102b内。另一方面，当叶轮201a被冷却液冲击转动时，第一锥齿轮201c发生转动，从而带动第二锥齿轮201d转动，并进一步带动风扇202a转动，将箱体101内的热空气抽出，与此同时风扇202a一侧的散热管道202b内的冷却液携带的热量同样会被风扇202a带出箱体101，从而实现对箱体101的散热。另一方面，当第二锥齿轮201d发生转动时也会带动第一链轮301a转动，第一链轮301a又会通过链条301c带动第二链轮301b转动，当第二链轮301b转动时又会带动旋转盘303c及其上面的卡柱303c-1运动，卡柱303c-1通过移动槽303b-1会使得弧形齿板303b左右摆动，当弧形齿板303b左右摆动时，与之啮合的齿条303a会发生水平往复运动，这样毛刷302b就会对防尘网302a进行来回往复的清理。从而实现在散热的同时还很清理灰尘的效果。另外需要说明的是本申请中的管道需根据实际制造选择合适的直径大小。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种用于电源箱内功率模块的散热装置，其特征在于：包括，
水冷组件(100)，包括箱体(101)、设置于所述箱体(101)内部的动力件(102)，与所述动力件(102)相连的吸热件(103)，以及与所述吸热件(103)相连的溢流件(104)；
风冷组件(200)，包括与所述溢流件(104)相连的传动件(201)，以及与所述传动件(201)相连的吹风件(202)；以及，
除尘组件(300)，包括设置于所述吹风件(202)内侧的连接件(301)，设置于所述吹风件(202)外侧的防尘件(302)，以及设置于所述防尘件(302)底部的往复件(303)。
2.如权利要求1所述的用于电源箱内功率模块的散热装置，其特征在于：所述连接件(301)包括设置于风扇(202a)转轴上的第一链轮(301a)、设置于所述链轮(301a)下方的第二链轮(301b)，以及设置于所述第一链轮(301a)和第二链轮(301b)之间的链条(301c)。
3.如权利要求2所述的用于电源箱内功率模块的散热装置，其特征在于：所述防尘件(302)包括设置于所述风扇(202a)外侧的防尘网(302a)，以及设置于所述防尘网(302a)外侧的毛刷(302b)，所述毛刷(302b)与所述防尘网(302a)滑动连接。
4.如权利要求3所述的用于电源箱内功率模块的散热装置，其特征在于：所述往复件(303)包括设置于所述毛刷(302b)端部的齿条(303a)，以及与所述齿条(303a)啮合的弧形齿板(303b)，所述弧形齿板(303b)的另一端还设置有移动槽(303b-1)。
5.如权利要求4所述的用于电源箱内功率模块的散热装置，其特征在于：所述往复件(303)还包括设置于所述弧形齿板(303b)一侧的旋转盘(303c)，所述旋转盘(303c)上还设置有卡柱(303c-1)，所述卡柱(303c-1)与所述移动槽(303b-1)滑动配合，所述旋转盘(303c)与所述第二链轮(301b)同轴转动。
6.如权利要求5所述的用于电源箱内功率模块的散热装置，其特征在于：所述动力件(102)包括设置于所述箱体(101)内部的循环水泵(102a)，以及与所述循环水泵(101)通过管道连接的冷却液罐(102b)。
7.如权利要求6所述的用于电源箱内功率模块的散热装置，其特征在于：所述吸热件(103)包括设置于所述冷却液罐(102b)上方的吸热片(103a)，所述吸热片(103a)的内部还设置有迂回通道(103b)，所述迂回通道(103b)与所述循环水泵(102a)之间通过输出管(103c)连接。
8.如权利要求7所述的用于电源箱内功率模块的散热装置，其特征在于：所述溢流件(104)包括设置于所述迂回通道(103b)出口处的回转盒(104a)，以及设置于所述回转盒(104a)一侧的集水盒(104b)，所述集水盒(104b)与所述回转盒(104a)固定连接；
所述溢流件(104)还包括设置于所述集水盒(104b)底部的集水管(104c)，以及设置于所述集水管(104c)另一端的溢流盒(104d)，所述集水盒(104b)和所述溢流盒(104d)分别与所述集水管(104c)的两端固定连接；
所述溢流盒(104d)设置在所述箱体(101)的外部，且其设置的高度低于所述集水盒(104b)的高度，所述溢流盒(104d)的顶部还设置有第一回流管(104e)，所述第一回流管(104e)与所述冷却液罐(102b)相连。
9.如权利要求8所述的用于电源箱内功率模块的散热装置，其特征在于：所述传动件(201)包括设置于所述回转盒(104a)内部的叶轮(201a)，以及设置于所述叶轮(201a)两侧的挡板(201b)，所述叶轮(201a)与所述回转盒(104a)转动配合；
所述传动件(201)还包括设置于所述叶轮(201a)转动轴端部的第一锥齿轮(201c)，以及与所述第一锥齿轮(201c)啮合的第二锥齿轮(201d)。
10.如权利要求9所述的用于电源箱内功率模块的散热装置，其特征在于：所述吹风件(202)包括设置于所述箱体(101)侧壁上的风扇(202a)，所述风扇(202a)与所述第二锥齿轮(201d)同轴转动；
所述吹风件(202)还包括设置于所述风扇(202a)一侧的散热管道(202b)，所述散热管道(202b)与所述风扇(202a)固定连接，且其一端与所述回转盒(104a)固定连接，另一端与所述冷却液罐(102b)固定连接。
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