CN201742673U

CN201742673U - 一种散热装置

Info

Publication number: CN201742673U
Application number: CN 201020282744
Authority: CN
Inventors: 盛小军; 廖荣辉; 张翔
Original assignee: Shenzhen Hopewind Electric Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Hopewind Electric Co Ltd
Priority date: 2010-04-02
Filing date: 2010-07-26
Publication date: 2011-02-09
Anticipated expiration: 2020-07-26

Abstract

一种散热装置，包括内部风道、换热器、风机和外部风道罩，内部风道呈管状，其内侧放置待散热的发热元件，换热器连接于内部风道的一端，且使内部风道内的气流穿越本换热器的换热区域，风机连接于内部风道的一端，外部风道罩罩在内部风道、换热器和风机的外侧，使外部风道罩与内部风道之间形成由内部风道的一端至另一端的气流回路。本实用新型在强制通风冷却的风道中设置换热器，利用强制通风冷却与换热器冷却的优势，有效提高散热器换热效率，对减小电器设备体积具有重要意义；散热装置的冷却风可形成自循环，发热元件热量主要通过换热器带走，对电器设备附近的环境空气温度影响甚微；不需要进行复杂的风道设计和水路设计，大大降低了生产成本。

Description

一种散热装置

技术领域

本实用新型涉及一种对电器设备中的发热元器件、部件进行散热的散热装置。

背景技术

随着工业的快速发展，大型电力电子设备在各行业的应用越来越广泛，功率等级也越来越高，对设备体积的限制也越来越多。电器设备中的发热元器件、部件的散热问题，成为减小设备体积、提高设备效率的关键。

例如，作为电力电子设备中最重要的部分和发热元器件之一，磁性元件在很大程度上决定了整机的体积和性能。通常，磁性元件在电力电子设备中扮演着变压器、耦合电感、电感等重要角色，因此系统功率的增加和体积的限制给磁性元件的设计带来很大的挑战，磁性元件的散热问题成为一个瓶颈。

目前，电力电子设备中发热元件的散热主要依靠自然散热，风冷散热和液冷散热等方法。自然散热方法主要依靠发热元件的外表面积对周围空气的热辐射来实现散热；风冷散热方法实际上是一种强制热对流的方法，主要依靠风扇以及一定形式的风道将发热元件内部的较热空气与设备外部的较冷空气循环，通过对流和较冷空气与发热元件表面的温差将发热元件的热量带走，实现散热；液冷散热方法主要是依靠流动的水和高效的换热系统来实现对发热元件的散热，例如，目前对磁性元件铁心的散热主要是通过在磁性元件铁心表面以及绕组之间埋置水管来实现液冷散热的。

上述现有技术存在如下缺陷：

1.自然散热的方法虽然很简单，但是通常由于其本身散热能力有限，发热元件特别是磁性元件的体积设计往往较为巨大，不利于整机体积的优化，很少应用到大型电力电子设备中；另一方面，系统散热方面虽然不需要投入成本，但是为了使磁性元件本身能够自然散热而增加的设计成本是非常大的；

2.风冷散热的方法相对也比较简单，成本比较低廉，但是需要较为复杂的风道设计，散热能力也并非最优，磁性元件体积仍然较大，不利于整机体积的减小；

3.在磁性元件铁心表面以及绕组之间埋置水管的液冷散热的方法散热效率很高，磁性元件体积可以设计的较小，但是水路设计比较复杂，生产成本相对比较昂贵。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种散热效果好、体积小且生产成本低的散热装置，解决电器设备中发热元器件、部件的散热问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种散热装置，其特征在于，包括内部风道、换热器、风机和外部风道罩；所述内部风道呈管状，其内侧放置待散热的发热元件；所述换热器连接于所述内部风道的一端，且使所述内部风道内的气流穿越本换热器的换热区域；所述风机连接于所述内部风道的一端；所述外部风道罩罩在所述内部风道、换热器和风机的外侧，使外部风道罩与内部风道之间形成由内部风道的一端至另一端的气流回路。

上述磁性元件散热装置中，所述内部风道、换热器以及风机顺序连接；且所述内部风道、换热器以及风机之间的连接面相适配。

上述磁性元件散热装置中，所述换热器、内部通道、风机顺序连接，且所述换热器、内部通道、风机的连接面相适配。

上述磁性元件散热装置中，所述换热器为水冷却式换热器或者油冷却式换热器。

上述磁性元件散热装置中，所述外部风道罩为使用所述发热元件的机柜的内部腔体，所述发热元件安装于该内部腔体底部，所述内部风道、换热器和风机位于该内部腔体内。

上述磁性元件散热装置中，所述内部风道、风机、换热器顺序连接，且所述内部风道、风机、换热器的连接面相适配。

上述磁性元件散热装置中，该装置还包括连接附件，连接于所述换热器与所述内部风道之间。

上述磁性元件散热装置中，所述外部通道罩还包括开口端，位于所述内部风道的进风端。

实施本实用新型的散热装置，与现有技术比较，其有益效果是：

1.通过在强制通风冷却的风道中设置换热器，充分结合利用了强制通风冷却与换热器冷却的优势，有效提高了散热器的换热效率，从而可以减小发热元件的散热表面积，对通过减小发热元件体积，达到减小电器设备体积具有重要意义；

2.本散热装置的冷却风可以形成自循环，其对发热元件热量的散发主要是通过换热器带走的，从而对电器设备附近的环境空气温度影响甚微；

3.不需要进行复杂的风道设计和水路设计，大大降低了生产成本。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1为本实用新型散热装置实施例一中散热装置组合前的结构示意图。

图2为本实用新型散热装置实施例一中散热装置组合后的结构示意图。

图3为本实用新型散热装置实施例一中外部风道罩8的结构示意图。

图4为本实用新型散热装置实施例一中内部风道2的结构示意图。

图5为本实用新型散热装置实施例一中连接附件7的结构示意图。

图6为本实用新型散热装置实施例一中换热器3的结构示意图。

图7为本实用新型散热装置实施例一中风机4的结构示意图。

图8是本实用新型散热装置对磁性元件以外的其它发热元件、部件进行散热的结构分解立体示意图。

图9是本实用新型散热装置对磁性元件以外的其它发热元件、部件进行散热的结构装配立体示意图。

具体实施方式

实施例一：

如图1和图2所示，本实施例中，散热装置包括外部风道罩8、呈管状的内部风道2、换热器3和风机4；内部风道2、换热器3和风机4顺序连接，且使风机4的进风口与换热器的一端相连接；外部风道罩8罩在内部风道2、换热器3和风机4整个部分的外侧，使外部风道罩8与内部风道2之间形成由内部风道2的一端至另一端的气流回路。为使内部风道2和换热器3能够连接得更加紧密，本实施例还使用连接附件7连接于内部风道2和换热器3之间。

其工作原理为：风机4转动，使内部风道2内部的空气形成强制对流(以下描述中，将根据风流的方向将内部通道2以及换热器3的两端分别称为进风口和出风口)；内部风道2内流动的空气将磁性元件1的热量带到换热器3上，换热器3再利用其良好的换热性能将该热量带出以输出冷却的空气；再通过外部风道罩8的作用，经过换热器处理后输出的冷却的空气流动至内部风道2的进风口，该冷却的空气再吸收磁性元件1的热量后流至换热器3上，如此循环，从而实现磁性元件1及整机内部的散热。

本实施例中，散热装置各个组成部分结构分别如下所述：

外部风道罩8：其结构并无限制，可以为棱柱体、正方体、圆柱体、球体以及其它任意不规则的几何体等；且可以由使用磁性元件的设备机柜在放置该磁性元件区域的内部腔体来充当外部风道罩。另外，外部风道罩8可全封闭，在其与内部分道2之间形成空气的自循环，也可设置一个或者多个开口端，开口端的位置不限，只要能够达到在外部风道罩8与内部风道2之间形成气流回路的目的即可；本例中外部风道罩8的结构如图3所示，在实际应用中，它是机柜的一块几乎封闭的内部腔体，磁性元件1固定于该内部腔体的底部，内部风道2、换热器3和风机4都处于该机柜内部腔体的内部。当然，上述内部腔体的底部或其他位置可以设置进风口，也能够实现本发明目的。

内部风道2：呈管状，其结构也并无限制，包括进风口和出风口。本例中，其结构如图4所示，在安装时，其进风口进风面位于磁性元件1的底部，其出风口固定于磁性元件1的顶部；但是，内部风道2的进风口和出风口的位置不限于磁性元件1的底部或顶部，磁性元件1可完全放置于内部风道2的内侧，也可部分放置于内部风道2的内侧、部分暴露于内部风道2的外侧。

连接附件7：其结构如图5所示，包括进风口和出风口。在安装时，其进风口与内部风道2的出风口连接，其出风口与换热器3的进风口连接，包括但不限于螺钉连接、相互扣合连接等，以保证内部风道2和换热器3之间相互密闭配合。当换热器3可直接与内部风道2完全密闭配合时，可不使用连接附件7。

换热器3：可以采用各种冷却方式，比如水冷却方式、油冷却方式等，本例中其结构如图6所示，包括散热翘片6以及设置在散热翘片6中的水管5，也包括进风口、出风口。在安装时，其进风口与连接附件7的出风口相连接，其出风口与风机4的进风口相连接，包括但不限于螺钉连接、相互扣合连接等，以保证两者之间相互密闭配合。

风机4：其结构如图7所示，包括进风口、出风口。在安装时，设置于换热器3的上方，其进风口与换热器3的出风口相连接，包括但不限于螺钉连接、相互扣合连接等，以保证两者之间相互密闭配合；其出风口暴露于磁性元件1所在区域的外部空气中，为磁性元件1所在的内部空气提供强制对流。风机4的数量根据散热需要进行选取。本实施例的风机4采用轴流风机，在其他实施例中，风机4可以采用离心式风机，也能够实现本发明目的。

本实施例中，内部风道2、换热器3、风机4采用顺序连接，且将风机4的进风口与换热器3的一端连接，风机4的出风口暴露于磁性元件1所在区域的外部空气中，除此连接方式之外，三者之间还可以采用其它连接方式，只要使得内部风道2内能够形成强制对流，且使外部风道罩8内部能够形成气流回路即可。其它连接方式分别如以下实施例二至实施例六所述：

实施例二

与实施例一比较，本实施例中内部风道2、换热器3、风机4依然采用顺序连接方式，只是将风机4的出风口与换热器3的一端连接，风机4的进风口暴露于磁性元件1所在区域的外部空气中。其工作原理与实施例一相同，不再赘述。

实施例三

与实施例一比较，本实施例中将换热器3、内部风道2、风机4顺序连接，且将风机4的进风口与内部风道2的一端连接，风机4的出风口暴露于磁性元件1所在区域的外部空气中。其工作原理与实施例一相同，不再赘述。

实施例四

与实施例一比较，本实施例中将换热器3、内部风道2、风机4顺序连接，且将风机4的出风口与内部风道2的一端连接，风机4的进风口暴露于磁性元件1所在区域的外部空气中。其工作原理与实施例一相同，不再赘述。

实施例五

与实施例一比较，本实施例中将内部风道2、风机4、换热器3顺序连接，且将风机4的出风口与换热器3的一端连接，风机4的进风口与内部风道2的一端连接。其工作原理与实施例一相同，不再赘述。

实施例六

与实施例一比较，本实施例中将内部风道2、风机4、换热器3顺序连接，且将风机4的进风口与换热器3的一端连接，风机4的出风口与内部风道2的一端连接。其工作原理与实施例一相同，不再赘述。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

如图8、图9所示，上述各实施例中的磁性元件1可以是电器设备中的其它发热元件100，即本实用新型的散热装置可以用于除磁性元件以外的其它发热元件、部件的散热结构中。

Claims

1.一种散热装置，其特征在于，包括内部风道、换热器、风机和外部风道罩；

所述内部风道呈管状，其内侧放置待散热的发热元件；所述换热器连接于所述内部风道的一端，且使所述内部风道内的气流穿越本换热器的换热区域；所述风机连接于所述内部风道的一端；所述外部风道罩罩在所述内部风道、换热器和风机的外侧，使外部风道罩与内部风道之间形成由内部风道的一端至另一端的气流回路。

2.如权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述内部风道、换热器以及风机顺序连接；且所述内部风道、换热器以及风机之间的连接面相适配。

3.如权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述换热器、内部通道、风机顺序连接，且所述换热器、内部通道、风机的连接面相适配。

4.如权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述换热器为水冷却式换热器或者油冷却式换热器。

5.如权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述外部风道罩为使用所述发热元件的机柜的内部腔体，所述发热元件安装于该内部腔体底部，所述内部风道、换热器和风机位于该内部腔体内。

6.如权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述内部风道、风机、换热器顺序连接，且所述内部风道、风机、换热器的连接面相适配。

7.如权利要求2至5之一所述的散热装置，其特征在于，该装置还包括连接附件，连接于所述换热器与所述内部风道之间。

8.如权利要求1至6之一所述的磁性元件散热装置，其特征在于，所述外部通道罩还包括开口端，位于所述内部风道的进风端。

9.如权利要求7所述的散热装置，其特征在于，所述外部通道罩还包括开口端，位于所述内部风道的进风端。