TW201536160A - 用於冷卻產熱單元的設備及使用所述設備冷卻產熱單元的方法 - Google Patents

Abstract

提供一種用於冷卻產熱單元的設備及方法。用於冷卻產熱單元的設備包含：外殼；散熱部分，其包含將外部空氣引入到外殼中並且將內部空氣排出到外殼的外部的流入風扇和排出風扇；以及吹氣部分，其經配置以吹動冷卻空氣。此處，空氣被吸入到界定容納空間的外殼中並且朝向產熱部分引入。此外，在相對側處朝向產熱部分引入空氣以改變產熱部分周圍的冷卻空氣流，由此增加冷卻空氣的速度。具有增加的速度的冷卻空氣冷卻產熱單元並且排出到外殼的外部。因此，可以提高產熱部分的冷卻效率。

Description

用於冷卻產熱單元的設備及使用所述設備冷卻產熱 單元的方法

本發明是有關於一種用於冷卻產熱單元的設備以及一種用於通過使用所述設備冷卻產熱單元的方法。更確切地說，本發明是有關於一種用於冷卻產熱單元的設備，所述設備能夠有效地降低變壓器的高溫產熱部分的溫度，以及一種用於通過使用所述設備冷卻產熱單元的方法。

一般來說，變壓器是用於通過使用電磁感應將交流(Alternating Current,AC)電壓或電流的值轉換成另一值的裝置。變壓器用於將電壓或電流的值轉換成某一過程所需的值。使用變壓器中的幹式變壓器，而不需要浸沒在絕緣油中。也就是說，變壓器的主體暴露於空氣中而不是絕緣油中。

乾式變壓器安置在具有預定空間的殼體內，以便減小來自外部環境的影響。此處，在電磁感應期間，變壓器根據待轉換 的電壓或電流產生大量熱量。因此，有必要將熱量充分地釋放到殼體的外部，由此減小變壓器的降級。

也就是說，為了防止變壓器由於低散熱而損壞，防止變壓器的內壓增加並且防止變壓器由於過熱而爆炸，有必要容易地驅散變壓器中產生的熱量。

此外，為了提高變壓器的散熱性能，在殼體中界定多個孔以允許殼體的內部與外部連通。此外，冷卻風扇安裝在所述孔的每一者的前側處以強制性地吹動殼體內的空氣，由此提高散熱性能。

然而，散熱過程並不表示直接降低“熱點”或“產熱部分”(即，在變壓器中局部加熱的部分)的溫度。因此，如果在空氣溫度充分地降低的狀態下吹動外部空氣，那麼變壓器的冷卻效果不充分。因此，變壓器的壽命週期和可靠性可能由於熱點或產熱部分的連續降級而減少，並且還可能發生火災。

如上所述，如果由於在變壓器的使用期間產生的熱量未被容易地驅散而引起變壓器停止運轉，那麼生產率可能會減小。

因此，需要用於直接冷卻熱點和產熱部分的設備和方法。

[現有技術文獻] [專利文獻]

(專利文獻1)KR1992-0005218 A1

(專利文獻2)KR2014-0011566 A1

本發明提供一種用於冷卻產熱單元的設備，所述設備能 夠容易地將冷卻空氣引入到變壓器的產熱單元(熱點)的周圍，以及一種用於通過使用所述設備冷卻產熱單元的方法。

本發明還提供一種用於冷卻產熱單元的設備，所述設備能夠通過設置多個散熱風扇和鼓風扇的位置來降低產熱單元的上部部分的溫度，以及一種用於通過使用所述設備冷卻產熱單元的方法。

本發明還提供一種用於冷卻產熱單元的設備，所述設備能夠防止變壓器的性能由於變壓器的降級而退化並且抑制發生火災的可能性，以及一種用於通過使用所述設備冷卻產熱單元的方法。

根據示例性實施例，用於冷卻產熱單元的設備包含：外殼，所述外殼具有分別界定在所述外殼的一側和另一側中的流入孔和排出孔並且其中構建包含產熱部分的產熱單元；散熱部分，所述散熱部分鄰近於外殼內的流入孔和排出孔中的每一者安置，以將外部空氣引入到外殼中，所述散熱部分包含經配置以將外殼內的空氣排放到外部的流入風扇和排出風扇；以及吹氣部分，所述吹氣部分經安置以與外殼的內側表面上的散熱部分間隔開，以朝向產熱部分吹動冷卻空氣。

產熱單元可以包含：垂直地延伸的芯；纏繞在芯周圍的線圈；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，其中產熱單元可以是由芯和線圈佔據的區域，並且至少一個產熱單元設置在外殼內。

流入孔可以從在產熱單元的縱向方向上的一側的中心以及在與產熱單元的延伸方向交叉的方向上的產熱單元的前側界定 在下部部分中，並且排出孔可以從在產熱單元的縱向方向上的另一側的中心界定在與產熱單元的延伸方向交叉的方向上的產熱單元的後側以及在上部部分處的交叉方向的中心中的一者中，並且流入風扇可以經安置以與一側上的流入孔接觸且排出風扇可以經安置以與另一側上的排出孔接觸。

吹氣部分可以包含：第一鼓風扇，所述第一鼓風扇經安置以與外殼內的一個側表面上的流入風扇間隔開；第二鼓風扇，所述第二鼓風扇經安置以與面對著外殼內的第一鼓風扇的另一側表面上的排出風扇間隔開；以及驅動電動機，所述驅動電動機經配置以使第一和第二鼓風扇旋轉，其中所述第一和第二鼓風扇可以朝向產熱部分的上側吹動冷卻空氣。

當排出孔界定在產熱單元的後側中時，第一鼓風扇可以具有最上端，所述最上端安置在比流入風扇的位置高的位置處並且在與產熱單元的延伸方向交叉的方向上間隔開，並且第二鼓風扇相較於排出風扇的一端可以在交叉方向上具有安置在前側的一端以及安置在比排出風扇的位置低的位置處的最上端。

第一和第二鼓風扇的最上端中的每一者可以安置在從產熱部分的下部部分開始相對於產熱部分的總高度大約75%至大約85%的區域內的位置處。

第一和第二鼓風扇的最上端可以與產熱部分的線圈的最上端平行安置。

當排出孔界定在中心部分中時，第一和第二鼓風扇可以經安置以分別與流入風扇的直接上側和排出風扇的直接下側間隔開。

第一鼓風扇可以具有安置在從產熱單元的上部部分向下相對於產熱單元的總高度大約10%的區域內的位置處的最上端，並且第二鼓風扇可以具有安置在從產熱部分的下部部分向上相對於產熱部分的總高度大約75%至大約85%的區域內的位置處的最上端。

當排出孔界定在中心部分中時，第一鼓風扇可以具有安置在與產熱單元的最上端平行或在相對於第一鼓風扇的總高度的偏差範圍內的位置處的最上端，並且第二鼓風扇可以具有安置在從產熱部分的下部部分向上相對於產熱部分的總高度大約75%至大約85%的區域內的位置處的最上端。

產熱單元可以包含經配置以轉換電壓的變壓器。

根據另一示例性實施例，用於冷卻包含產熱部分的產熱單元的方法包含：將空氣吸入到形成產熱單元的容納空間的外殼中；朝向產熱單元引入吸入的冷卻空氣並且在相對側處朝向產熱部分引入空氣，以通過改變冷卻空氣流來增加冷卻空氣圍繞產熱部分的速度；通過使用具有增加的速度的冷卻空氣來冷卻產熱單元；以及將冷卻產熱單元的冷卻空氣排放到所述外殼之外。

產熱單元的冷卻包含通過流動穿過產熱部分的兩個側面以及從產熱部分的上部部分向下流動的冷卻空氣流在產熱部分的上部部分處產生渦流，以增加冷卻空氣的速度。

產熱部分的上部部分處的冷卻空氣可以具有大約0.15m/s至大約0.3m/s的速度。

1‧‧‧設備

1b-1‧‧‧設備

1b-2‧‧‧設備

100‧‧‧外殼

100b‧‧‧外殼

101‧‧‧一個側表面

102‧‧‧連接表面

103‧‧‧另一側表面

105‧‧‧開口

105a‧‧‧流入孔

105b-1‧‧‧排出孔

105b-2‧‧‧排出孔

150‧‧‧電源容納部分

200‧‧‧產熱單元/變壓器

210‧‧‧芯

210‧‧‧線圈

220‧‧‧線圈

230‧‧‧產熱部分

250‧‧‧下框架

270‧‧‧上框架

300‧‧‧散熱部分

300b‧‧‧產熱部分

310‧‧‧流入風扇

330‧‧‧排出風扇

330b‧‧‧排出風扇

400‧‧‧吹氣部分

400b‧‧‧吹氣部分

410‧‧‧第一鼓風扇

410b-1‧‧‧第一鼓風扇

410b-2‧‧‧第一鼓風扇

430‧‧‧第二鼓風扇

A‧‧‧區域

B‧‧‧區域

W1‧‧‧距離

W2‧‧‧距離

H230‧‧‧高度

H200‧‧‧高度

l1‧‧‧線

l2‧‧‧線

l3‧‧‧線

l4‧‧‧線

D1‧‧‧流

D2‧‧‧流

通過結合附圖進行的以下描述可以更詳細地理解示例性實施例，其中：圖1是根據示例性實施例的用於冷卻產熱單元的設備的透視圖。

圖2是根據示例性實施例的用於冷卻產熱單元的設備的正視圖。

圖3A至3C是根據示例性實施例的用於冷卻產熱單元的設備的側視圖和平面圖。

圖4是根據另一示例性實施例的用於冷卻產熱單元的設備的透視圖。

圖5A和5B是根據另一示例性實施例的用於冷卻產熱單元的設備的兩個側視圖。

圖5C是說明通過根據前述實施例的用於冷卻產熱單元的設備的平面圖的冷卻空氣流的示意圖。

圖6是根據再另一示例性實施例的用於冷卻產熱單元的設備的透視圖。

圖7A和7B是根據再另一示例性實施例的用於冷卻產熱單元的設備的兩個側視圖。

圖8的(a)、(b)、(c)、(d)是說明冷卻流在根據現有技術和前述實施例的用於冷卻變壓器的設備中的熱類比的圖片。以及 圖9的(a)、(b)是說明冷卻空氣在根據現有技術和前述示例性實施例的變壓器的頂表面上的速度變化的曲線圖。

在根據本發明描述各種實施例之前，將理解本申請案不 應受到以下詳細附圖說明中列舉的元件的配置和佈置的細節的限制。本發明可以在各種其它實施例中實現並且可以以不同方法執行。將理解，例如裝置或元件的方向的術語(例如，“前”、“後”、“上”、“下”、“頂部”、“底部”、“左”、“右”、“橫向”等)以及類似者用於簡化本發明的說明並且不應被解釋為具有相關裝置或元件應具有此類特定方向的含義。此外，例如“第一”和“第二”等用於說明書和權利要求中以便於說明的術語並非意圖表示或意指相對重要性或任何其它目的。

此外，當描述一者包括(或包含或具有)一些元件時，應理解其可以僅包括(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。

下文將參考圖1至7B詳細描述根據示例性實施例的用於冷卻變壓器的設備。

圖1是根據示例性實施例的用於冷卻產熱單元的設備的透視圖。圖2是根據示例性實施例的用於冷卻產熱單元的設備的正視圖。圖3A至3C是根據示例性實施例的用於冷卻產熱單元的設備的側視圖和平面圖。圖3A是說明圖1的流入風扇和鼓風扇的佈置位置的一個側視圖，而3B是說明排出風扇和第二鼓風扇的佈置位置的另一側視圖。圖3C是說明根據圖3A和3B的散熱部分和吹氣部分的配置的外殼內的冷卻空氣流的示意性平面圖。

參考圖1，根據示例性實施例的用於冷卻產熱單元200的設備1可以降低發出高溫熱量的產熱單元200的產熱部分230的溫度。用於冷卻產熱單元200的設備1包含外殼100，所述外殼 100具有在一個側表面101中的流入孔105a以及在另一側表面103中的排出孔105b-1並且包含產熱部分230；散熱部分300，所述散熱部分300包含分別鄰近於外殼100內的流入孔105a和排出孔105b-1安置的流入風扇310和排出風扇330；以及吹氣部分400，所述吹氣部分400與外殼100的內側表面上的散熱部分300間隔開以朝向散熱部分300吹動冷卻空氣c˙a。

下文將轉換電壓並且發出熱量的變壓器200描述為安置在外殼100內的產熱單元200的實例。因此，產熱單元200和變壓器200可以相同參考標號表達並且還可做為相同部件。

外殼100提供用於保護變壓器200免受外部環境影響的容納空間。外殼100包含一個側表面101；與一個側表面101間隔開以面對著一個側表面101的另一側表面103；以及將一個側表面101連接到另一側表面103的多個連接表面102。外殼100的一個側表面101和另一側表面103可以分別在變壓器200的延伸方向(X軸方向)上與變壓器200的兩個側表面間隔開。然而，一個側表面101和另一側表面103的位置可以根據外殼100內的變壓器200的佈置方向改變。此處，與外殼100的外部連通的開口105界定在外殼100的一個側表面101和另一側表面103中的每一者中。也就是說，界定開口105和外殼100的容納空間，所述開口105充當引入冷卻空氣或排出冷卻空氣到外部所通過的路徑。

開口105可以在外殼100內的變壓器200的延伸方向上穿過側表面。開口105包含穿過外殼100的一個側表面101的流入孔105a以及穿過外殼100的另一側103的排出孔105b-1。

流入孔105a提供用於從外殼100的外部引入冷卻空氣c˙a 以降低外殼100的內部溫度。此外，排出孔105b-1提供用於將外殼100內的冷卻空氣c˙a排放到外部。

此處，界定在一個側表面101中的流入孔105a的位置和界定在另一側表面103中的排出孔105b-1的位置可以彼此不同。也就是說，如圖1至7中所示，流入孔105a可以相對於一個側表面101的縱向方向(Z軸方向)從縱向方向(Z軸方向)的中心界定在一個側表面101的下部部分中。此外，流入孔105a可以在與產熱單元200的延伸方向(X軸方向)交叉的方向(Y軸方向，A)上界定在產熱單元200的前側中。也就是說，流入孔105a可以相對於圖1中的區域A的長度從區域A界定在圖式上的相對前側中。

排出孔105b-1可以相對於另一側表面103的縱向方向(Z軸方向)從縱向方向(Z軸方向)的中心界定在另一側表面103的上部部分中。此外，排出孔105b-1可以在與產熱單元200的延伸方向(X軸方向)交叉的方向(Z軸方向)上界定在產熱單元200的後側中。因此，當流入孔105a和排出孔105b-1通過使用線連接時，連接線可以具有傾角(斜率)。

如上所述，由於流入孔105a和排出孔105b-1界定在彼此不同的高度和位置處，因此引入到外殼100中的冷卻空氣可以在移動路徑中增加直到排出冷卻空氣c˙a為止。因此，冷卻空氣c˙a保持在容納空間R中的時間可以增加以提高容納空間R內的冷卻效率。此外，由於冷卻空氣c˙a經由外殼100的上部部分排出，因此冷卻空氣c˙a可以到達外殼100內的相對高的位置。因此，由於外殼100的內部未得到局部冷卻，因此外殼100內的整個區域的溫度可以降低。

變壓器200可以是用於轉換電壓的初級裝置(primary device)。也就是說，變壓器200可以是使用電磁感應以通過根據流動穿過初級線圈的電流變化來增加或減少磁力線而將電流引入到次級線圈的裝置。變壓器200包含在縱向方向(Z軸方向)上延伸的芯210以及纏繞在芯210周圍的線圈220。此外，變壓器200包含分別安置在芯210和線圈220的下方和上方的下框架250和上框架270，並且進一步包含由芯210和線圈220構成的產熱部分230。變壓器200可以安置在與容納空間R內的外殼100的一個側表面101和另一側103間隔開預定距離的位置處。也就是說，參考圖2，變壓器200可以與外殼100的一個側表面101間隔開距離W1並且與外殼100的另一側表面103間隔開距離W2。此處，距離W1可以是大約340mm至大約350mm的間隔距離，並且距離W2可以是大約240mm至大約250mm的間隔距離。變壓器200經安置以與外殼100的一個側表面101和另一側表面103間隔開預定距離的原因是為了抑制或防止通過散熱部分300和吹氣部分400在容納空間R中流動的冷卻空氣並不流動穿過狹窄空間的現象。也就是說，當變壓器200經安置以與外殼100的一個側表面101和另一側表面103間隔開距離W1和W2或更小時，引入到容納空間R中的冷卻空氣c˙a可能不會在外殼100的側表面與變壓器200之間很好地流動，從而在裝置中產生負載。另一方面，當變壓器200經安置以與外殼100的一個側表面101和另一側表面103間隔開距離W1和W2或更大時，從流入孔105a流動到變壓器200的冷卻空氣c˙a可能不會到達變壓器200並且隨後被排出。因此，冷卻效果可能不充分。

產熱部分230包含芯210和線圈220。產熱部分230可以稱為由外殼100內的芯210和線圈220佔據的區域。至少一個產熱部分230可以提供於外殼100中。也就是說，多個產熱部分230可以鄰近於彼此安置，因為多個芯210和纏繞在多個芯210周圍的多個線圈220安置在延伸方向(Y軸方向)上。

芯210稱為鐵芯並且由磁性材料構成。在當前的示例性實施例中，三個支柱安置在芯210上並且線圈220纏繞在每一個支柱。然而，芯210的數目並不限於此。例如，芯210的數目可以根據用途改變。

線圈220可以分別纏繞在每一芯210的支柱(所述支柱直立)作為初級線圈和次級線圈。絕緣部件經安置以防止電流或熱量在纏繞在芯210周圍的初級線圈與次級線圈之間流動。

下框架250固定到產熱部分230的下部部分，即，芯210的下部部分，並且上框架270固定到產熱部分230的上部部分，即，芯210的上部部分以穩定地支撐外殼100內的芯210。此處，下框架250可以具有通過使用支架與芯210的底表面接觸的一側以及與外殼100的內部底表面接觸以支撐芯210的另一側。此外，上框架270可以覆蓋芯210和線圈220的頂表面並且還支撐芯210，使得冷卻空氣c˙a冷卻芯210和線圈220的頂表面。

上文描述變壓器200的元件中的代表性元件。此外，未在當前示例性實施例中描述的元件(例如，佔據外殼100內的預定空間(圖1至7B中的區域B)的電源容納部分150)可能是眾所周知的，並且因此將省略它們的描述。

上述變壓器200的產熱部分230可以是其中在變壓器200 中產生最高溫度的熱量的區域。具體來說，變壓器200的溫度可以朝向由上框架270覆蓋的產熱部分230的上側逐漸增加。此處，如果產熱部分230的熱量無法被容易地驅散，那麼芯210的效率可能會由於降級而降低，從而引起損害。因此，有必要直接冷卻產熱部分230的上部部分的溫度。此處，儘管在現有技術中在變壓器暴露於大氣中的狀態下，變壓器的溫度通過使用空氣降低，但是變壓器的散熱效率根據空氣的量可能是不同的。此外，根據自然風的條件，變壓器的安裝位置可能受到限制。因此，可以安裝冷卻風扇以吸入和排出空氣，由此增加在變壓器所安裝的位置處的空氣流。然而，由於未直接降低變壓器200的產熱部分230的上部部分的溫度，因此冷卻效果可能不充分。

然而，在根據示例性實施例的用於冷卻變壓器200的設備1中，由於變壓器200的產熱部分通過稍後描述的散熱部分300和吹氣部分400直接冷卻，因此變壓器200的冷卻效率得到提高。

可以提供散熱部分300以引入空氣用於冷卻變壓器200。散熱部分300安置在外殼100的內側表面上以將冷卻空氣引入到外殼100中，由此降低變壓器200的溫度。此處，散熱部分300包含流入風扇310和排出風扇330，所述流入風扇310和所述排出風扇330分別安置在具有流入孔105a和排出孔105b-1的外殼100的內側表面上。散熱部分300可以被提供為驅動電動機(未圖示)，用於使流入風扇310和排出風扇330中的每一者旋轉。

流入風扇310可以安置在外殼100內部以將外部空氣引入到容納空間R中。流入風扇310安置在外殼100的一個側表面101的內側表面上以與流入孔105a接觸。也就是說，如圖1至7B 中所示，通過流入孔105a引入到容納空間R中的冷卻空氣c˙a首先穿過流入風扇310。此處，流入風扇310可以在吸入空氣的方向上旋轉，以允許外部空氣被引入到外殼100中。

排出風扇330可以安置在外殼100內部以將容納空間R內的空氣排出到外部。排出風扇330安置在外殼100的另一側表面103的內側表面上以與排出孔105b-1接觸。也就是說，當冷卻空氣從容納空間R中排出時，冷卻空氣可以最後穿過排出風扇330。此處，排出風扇330可以在容納空間R內的冷卻空氣通過排出孔105b-1排出的方向上旋轉。吹氣部分400經安置以朝向產熱單元200吹動引入到容納空間R中的冷卻空氣。吹氣部分400包含第一鼓風扇410，所述第一鼓風扇410經安置以與外殼100的一個側表面101的內側表面上的流入風扇310間隔開；第二鼓風扇430，所述第二鼓風扇430經安置以在外殼100的另一表面103的內側表面上間隔開；以及驅動電動機(未圖示)。

也就是說，吹氣部分400經安置以與一個側表面101和另一側表面103中的寬表面(即，外殼100的內側表面中的寬表面)接觸，以朝向產熱單元200吹動通過流入風扇310引入到容納空間R中的冷卻空氣。因此，可以直接降低產熱部分230的溫度。此處，構成吹氣部分400的第一鼓風扇410和第二鼓風扇430可以在與流入風扇310相同的方向上旋轉以允許冷卻空氣朝向變壓器200流動。

第一鼓風扇410和第二鼓風扇430經安置以分別與流入風扇310和排出風扇330間隔開。第一鼓風扇410和第二鼓風扇430可以朝向產熱部分230吹動引入到外殼100中的冷卻空氣。

第一鼓風扇410和第二鼓風扇430可以以預定速率旋轉，以抑制或防止通過風扇的旋轉力將負載施加到變壓器200的元件上。

此處，如圖3中所示，第一鼓風扇410的最上端安置成高於流入風扇310的最上端並且在與產熱單元200的延伸方向交叉的方向(Y軸方向)上間隔開。此外，將流入風扇310的軸杆連接到第一鼓風扇410的軸杆上的線l1可以具有傾角(即，傾斜的)，以具有從第一鼓風扇410到流入風扇310逐漸減小的高度。此外，第二鼓風扇430可以具有在交叉方向(Y軸方向)上安置在排出風扇330的前側處的一端。此外，第二鼓風扇430的最上端可以安置成低於排出風扇330的最下端。

更詳細地說，第一鼓風扇410和第二鼓風扇430的最上端可以安置在相對於產熱部分230的總高度H230大約75%至大約85%的區域內的位置處。將排出風扇330的軸杆連接到第二鼓風扇430的軸杆上的線l2可以具有傾角(即，傾斜的)，以具有從第二鼓風扇430到排出風扇330逐漸增加的高度。因此，第一鼓風扇410和第二鼓風扇430的最上端可以與產熱部分230的線圈220的最上端平行安置。當第一鼓風扇410和第二鼓風扇430安置在上述範圍中時，從第一鼓風扇410和第二鼓風扇430吹動的冷卻空氣的速度可以在產熱單元200的上部部分處增加。也就是說，當第一鼓風扇410和第二鼓風扇430安置在相對於產熱部分230的總高度H230大約75%至大約85%的範圍中時，從第一鼓風扇410和第二鼓風扇430朝向產熱部分230吹動且隨後混合的冷卻空氣可以在產熱部分230的上部部分處產生旋風。因此，冷卻空氣 的速度在產熱單元200的上部部分處增加以降低產熱部分230的溫度。在稍後將描述的用於冷卻變壓器的方法中將更詳細地描述上述冷卻空氣的混合和流動。

如圖4和5中所示，散熱部分300和吹氣部分400的安裝位置可以改變。

圖4是根據另一示例性實施例的用於冷卻產熱單元的設備的透視圖。圖5A是用於說明提供於用於冷卻圖4的產熱部分的設備中的流入風扇和第一鼓風扇的安裝位置的一個側視圖，而圖5B是用於說明提供於用於冷卻圖4的產熱部分的設備中的排出風扇和第二鼓風扇的安裝位置的另一側視圖。圖5c是說明通過根據前述示例性實施例的用於冷卻產熱單元的設備的平面圖的冷卻空氣流的示意圖。

根據另一示例性實施例的用於冷卻變壓器的設備1b-1可以包含除了產熱部分300b和吹氣部分400b的安裝位置以外與前述示例性實施例的那些元件具有相同功能和目的的元件。

參考圖4和5，與根據示例性實施例的排出孔105b-1相比，根據另一示例性實施例的界定在用於冷卻產熱單元的設備1b-1的外殼100b中的開口105的排出孔105b-2在與產熱單元200的延伸方向交叉的方向(Y軸方向)上界定在前側中。也就是說，當在另一側表面103上觀察時，排出孔105b-2可以界定在與變壓器200重疊的位置處並且還界定在第二鼓風扇430的正上方。因此，根據另一示例性實施例的鄰近于排出孔105b-2安置的排出風扇330b和第二鼓風扇430可以彼此平行地垂直安置。如上所述，由於排出風扇330b的位置因排出孔105b-2的位置改變而改變， 因此第二鼓風扇430與排出風扇330b之間的連接線可以是垂直地延伸的直線。也就是說，將排出風扇330b的軸杆連接到第二鼓風扇430的軸杆上的線l4可以是不具有傾角(角度)的直線。

第一鼓風扇410b-1可以安置在流入風扇310的正上方。第一鼓風扇410b-1與流入風扇310之間的連接線可以不具有傾角(角度)並且被提供作為垂直地延伸的直線l3。此外，根據示例性實施例，安置在流入風扇310的正上方的第一鼓風扇410b-1可以安置在比第一鼓風扇410的位置高的位置處，以防止第一鼓風扇410b-1與流入風扇310重疊。也就是說，根據另一示例性實施例的第一鼓風扇410b-1的最上端可以安置在從產熱單元200的上部部分向下相對於產熱單元200的總高度H200大約10%的區域內的位置處。更詳細地說，第一鼓風扇410b-1的最上端可以安置在與上框架270的高度相同的高度處或安置在偏差範圍內的高度處。此處，偏差範圍可以為相對於變壓器200的總高度的大約±5mm的高度。

此外，如圖6和7中所示，第一鼓風扇410b-2的安裝位置可以改變。圖6是根據再另一示例性實施例的用於冷卻產熱單元的設備1b-2的透視圖。圖7A是用於說明提供於用於冷卻圖6的產熱部分的設備中的流入風扇和第一鼓風扇的安裝位置的一個側視圖，而圖7B是用於說明提供於用於冷卻圖6的產熱部分的設備中的排出風扇和第二鼓風扇的安裝位置的另一側視圖。

也就是說，根據再另一示例性實施例的第一鼓風扇410b-2可以在比根據前述示例性實施例的第一鼓風扇410b-1高的位置處安置在流入風扇310的上方。也就是說，第一鼓風扇410b-2 可以平行於變壓器200的最上端安置或安置在相對於第一鼓風扇410b-2的總高度的偏差範圍內的高度處。此處，當第一鼓風扇410b-2的縱向方向(Z軸方向)的中心和寬度方向(Y軸方向)的中心彼此連接以形成線時，第一鼓風扇410b-2的中心可以是距離兩條線彼此匯合的點的預定位置。也就是說，第一鼓風扇410b-2的旋轉軸杆可以是第一鼓風扇410b-2的中心。因此，第一鼓風扇410b-2的軸杆可以安置在與變壓器200的最上端(即，上框架270的最上端)平行的位置和偏差範圍內的位置處。

如上所述，用於根據變壓器200的溫度變化控制散熱部分300和吹氣部分400的操作的控制器(未圖示)可以提供於冷卻產熱單元的設備1和1b-2中的每一者中。此外，可以提供用於即時測量變壓器200的溫度的測溫器(未圖示)。

測溫器可以以接觸方式或非接觸方式測量變壓器200的溫度。各種檢測機制可以應用為測溫器。具體來說，當以非接觸方式測量變壓器200的溫度時，可以使用檢測從變壓器200發出的輻射能以測量變壓器200的溫度的高溫計。此外，可以提供多個測溫器以部分地測量變壓器200的溫度。此處，當提供多個測溫器時，由於變壓器200的溫度的測量精度得到改進，因此可以提供至少一個測溫器。當提供用於測量變壓器200的溫度的機制時，可以不提供根據再另一示例性實施例的測溫器，並且下文將描述的控制器以及用於測量變壓器200的溫度的現有機制可以彼此連接。

控制器根據變壓器200的溫度控制散熱部分300和吹氣部分400的旋轉。更詳細地說，當傳遞確定通過測溫器測量到的 變壓器200的溫度高於上限值以增進降級的溫度時，控制器可以快速地增加散熱部分300和吹氣部分400的旋轉速率。此外，當變壓器200執行電壓轉換以改變預定溫度或更高溫度時，散熱部分300和吹氣部分400可以與變壓器200同時運行。此處，控制器可以是用於接收信號的單元。例如，可程式設計邏輯控制器(Programmable Logic Controller,PLC)面板、個人電腦(Personal Computer,PC)以及類似者可以用作控制器。然而，所述控制器不限於上述實例。例如，各種信號傳輸單元可以用作控制器。

如上所述，將參考圖8的(a)、(b)、(c)、(d)和9的(a)、(b)描述用於冷卻上述設備1和1b-2中的每一者中的變壓器200的冷卻空氣流。也就是說，確認在根據現有技術和前述示例性實施例的用於冷卻變壓器的設備中的冷卻空氣流。

圖8的(a)、(b)、(c)、(d)是說明冷卻流在根據現有技術和前述實施例的用於冷卻變壓器的設備中的熱類比的圖片。圖9的(a)、(b)是說明冷卻空氣在根據現有技術和前述示例性實施例的變壓器的頂表面上的速度變化的曲線圖。此處，將另外描述圖3C和5C中所說明的冷卻空氣的概念流。

用於冷卻根據示例性實施例的變壓器的方法可以是用於冷卻包含產熱部分的產熱單元的方法。所述方法可以包含將空氣吸入到形成產熱單元200的容納空間R的外殼100中的過程；朝向產熱單元引入吸入的冷卻空氣c˙a並且在相對側處朝向產熱部分230引入空氣以增加產熱部分230周圍的冷卻空氣c˙a的速度，由此冷卻產熱單元200的過程；以及將冷卻產熱單元200的冷卻空氣c˙a排放到外部的過程。

也就是說，在用於冷卻根據示例性實施例的變壓器200的方法中，安裝散熱部分300和吹氣部分400使得冷卻空氣c˙a的速度在產熱部分230的上部部分處增加以冷卻變壓器200。因此，將描述用於冷卻在用於冷卻根據實施例1和2的變壓器的設備1和1b-2中的每一者中的變壓器的冷卻空氣c˙a流。

[實施例1]

在用於冷卻根據實施例1製造的產熱單元的設備1中，冷卻空氣c˙a通過界定在一個側表面101中的流入孔105a引入。此處，可以通過流入風扇310的旋轉力增加引入的冷卻空氣c˙a的速度。因此，如圖8的(b)中所示，確認速度量值在流入孔105a處較高。如上所述，通過流入孔105a引入的冷卻空氣c˙a在容納空間R內擴散。冷卻空氣c˙a的一部分沿著變壓器200的側表面朝向另一側表面103流動，並且冷卻空氣c˙a的另一部分與變壓器200碰撞以沿著外殼100的內側表面流動。此處，第一鼓風扇410可以施加推動冷卻空氣c˙a的力，使得冷卻空氣c˙a沿著變壓器200朝向另一側表面103流動。此外，從流入風扇310向上流動的冷卻空氣c˙a可以沿著變壓器200的側表面向上流動。此處，當沿著外殼100的內側表面流動的冷卻空氣c˙a從變壓器200的上框架270向下流動以產生旋風時，通過第一鼓風扇410向上流動的冷卻空氣c˙a可以與冷卻空氣c˙a混合。此處，冷卻空氣c˙a流可以稱為流D1。通過第一鼓風扇410朝向第二鼓風扇430流動的冷卻空氣c˙a可以通過第二鼓風扇430的旋轉力朝向變壓器200的側表面推動冷卻空氣c˙a。此處，通過與變壓器200的側表面的碰撞，冷卻空氣c˙a可以朝向變壓器200的上側流動。此處，此流可以稱為 流D2。具有流D1的冷卻空氣c˙a和具有流D2的冷卻空氣c˙a可以在變壓器200的產熱部分230與上框架270之間的空間中以及在上框架270的上部部分處彼此混合，以產生大的旋風。如上所述，由於產生渦流，因此變壓器200上的冷卻空氣c˙a可能無法容易地通過排出孔105b-1排出到外部，但是可以在預定時間內保持在容納空間R中。此外，根據現有技術，由於產生旋風，因此在變壓器200的產熱部分230以及產熱部分230的上部部分處的空氣的速度由於旋風的產生而相對高於在產熱部分的上部部分處的空氣的速度。因此，由於用於冷卻產熱部分230的冷卻空氣c˙a的速度通過用於冷卻根據實施例1的產熱單元的設備1增加，因此與現有技術相比可以實現改進的冷卻效率。

[實施例2和3]

用於冷卻根據實施例2的產熱單元的設備1b-1不同於用於冷卻根據實施例1的產熱單元的設備1，不同之處在於，排出風扇330b的位置由於排出孔105b-2的位置而改變並且第一鼓風扇410b安置在流入風扇310的上方。此外，用於冷卻根據實施例3的產熱單元的設備1b-1不同於用於冷卻根據實施例2的產熱單元的設備1b-1，不同之處在於，第一鼓風扇410b-2的高度增加。

首先，如下描述實施例2和3的相同結構，即，其中在一個側表面101和另一側表面103的方面中，冷卻空氣c˙a在散熱部分300b和吹氣部分400b相對於彼此垂直地安置在直接上側和下側處的狀態下流動的結構。

通過一個側表面101的流入孔105a引入的一部分冷卻空氣c˙a與變壓器200的側表面碰撞並且因此散開。因此，冷卻空氣 c˙a可以在變壓器200的垂直方向(Z軸方向)上流動以分開。此外，其餘部分可以沿著變壓器200的側表面朝向另一側表面103流動。然而，通過流入風扇310引入的冷卻空氣c˙a的量大於通過第一鼓風扇410的旋轉力沿著變壓器200的側表面朝向第一鼓風扇410流動的冷卻空氣c˙a的量，所述第一鼓風扇410鄰近於流入風扇310的直接上側安置。

因此，如圖5C中所示，在其中根據實施例1冷卻空氣c˙a從另一側表面103朝向產熱部分230流動的流D2中的相對少量的冷卻空氣c˙a朝向產熱部分230流動。因此，儘管在其中冷卻空氣c˙a從一個側表面101朝向產熱部分230流動的流中的冷卻空氣c˙a的速度與在根據實施例1的流中的冷卻空氣c˙a的速度相同或相似，但是在其中冷卻空氣c˙a從另一側表面103朝向產熱部分230流動的流中的冷卻空氣c˙a的速度可以減小。因此，冷卻空氣c˙a在產熱部分230的上部部分處的混合流可能不充分。此外，與根據實施例1的冷卻空氣c˙a類似，朝向另一側表面103流動的至少一部分冷卻空氣c˙a可以朝向產熱部分230流動。然而，由於根據實施例2和3，排出風扇330b安置在第二鼓風扇430的正上方，因此通過第二鼓風扇430推動的冷卻空氣c˙a可以沿著另一側表面103的內壁立即朝向排出風扇330b流動並且隨後被排出。因此，確認被排出而不朝向產熱部分230流動的冷卻空氣c˙a的量增加，並且因此與根據實施例1的冷卻空氣c˙a的速度相比，冷卻空氣c˙a的速度在產熱部分230上減小。

如下描述實施例2與3之間的差異。當與根據另一示例性實施例的第一鼓風扇410b-1相比時，根據再另一示例性實施例 的第一鼓風扇410b-2可以與流入風扇310間隔開更遠。也就是說，根據再另一示例性實施例的第一鼓風扇410b-2的最上端的高度可以比根據前述另一示例性實施例的第一鼓風扇410b-1的最上端的高度高。因此，在根據實施例3的產熱部分230的上部部分處的冷卻空氣c˙a的流中的冷卻空氣c˙a的速度小於在根據實施例2的產熱部分230的上部部分處的冷卻空氣c˙a的流中的冷卻空氣c˙a的速度。也就是說，根據實施例3的通過第二鼓風扇430的推動力朝向產熱部分230流動的冷卻空氣c˙a中以第二鼓風扇430的高度與產熱單元200碰撞的冷卻空氣c˙a的量可以減少。也就是說，與實施例2相比，在實施例3中導致冷卻空氣c˙a流變化的影響減小。

圖9的(a)、(b)是說明根據現有技術和實施例1至3的冷卻空氣c˙a取決於吹氣部分400和散熱部分300的形成位置在產熱部分230的上部部分處的速度的曲線圖。此處，產熱部分230的上部部分表示大約0m至大約0.05m的表面位置，如圖9(a)中所說明。根據表面位置上的速度變化，可看出在實施例1至3中的冷卻空氣c˙a的速度高於在現有技術中的冷卻空氣c˙a的速度。也就是說，由於提供用於將冷卻空氣c˙a從吹氣部分400朝向產熱部分推動的力，因此產熱部分230的溫度可以減小至預定溫度。此處，可看出當與實施例2和3相比時，實施例1中的冷卻空氣c˙a的速度因各種影響而增加，空氣流因所述各種影響而改變，如上文參考根據前述示例性實施例的冷卻空氣c˙a流描述。

根據用於冷卻產熱單元的設備以及根據實施例的用於通過使用所述設備冷卻產熱單元的方法，可以安裝散熱風扇和鼓風 扇以增加到產熱單元的集中的高溫部分(產熱部分)中的冷卻空氣的速度，由此減少產熱部分的熱量。

也就是說，為了防止變壓器由於在用於鐳射裝置的變壓器的變壓過程中產生的熱量而降級，可以安裝散熱風扇和鼓風扇以增加流入到具有變壓器所安置的容納空間的外殼中的冷卻空氣的流速。因此，由於散熱風扇和鼓風扇經安裝以在產熱部分的上側處產生具有冷卻空氣的高風速的渦流，由此有效地降低產熱部分的溫度並且防止變壓器降級。

如上所述，由於可以防止變壓器的降級，因此可以抑制性能由於變壓器的降級而退化並且防止由於降級發生火災，由此提高所述過程中的安全性並且防止生產率由於發生火災而降低。

本說明書和權利要求中使用的術語或詞語不應被限制性地解釋為普通含義或基於詞典的含義，而是應解釋為基於發明人可以適當地界定術語的概念以通過最佳方式描述和說明其發明的原理符合本發明的範圍的含義和概念。

儘管已經參考具體實施例描述用於冷卻產熱單元的設備以及用於通過使用所述設備冷卻產熱單元的方法，但是它們並不限於此。因此，所屬領域的技術人員將容易理解，在不脫離通過所附權利要求書界定的本發明的精神和範圍的情況下，可以對其進行各種修改和改變。

Claims (14)

1. 一種用於冷卻產熱單元的設備，所述設備包括：外殼，所述外殼具有分別界定在所述外殼的一側和另一側中的流入孔和排出孔並且其中構建包括產熱部分的產熱單元；散熱部分，所述散熱部分鄰近於所述外殼內的所述流入孔和所述排出孔中的每一者安置以將外部空氣引入到所述外殼中，所述散熱部分包括經配置以將所述外殼內的空氣排出到外部的流入風扇和排出風扇；以及吹氣部分，所述吹氣部分經安置以與所述外殼的內側表面上的所述散熱部分間隔開以朝向所述產熱部分吹動冷卻空氣。
2. 如申請專利範圍第1項所述的設備，其中所述產熱單元包括：芯，所述芯垂直地延伸；線圈，所述線圈纏繞在所述芯周圍；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，其中所述產熱單元是由所述芯和所述線圈佔據的區域，並且至少一個產熱單元提供於所述外殼內。
3. 如申請專利範圍第1項所述的設備，其中所述流入孔從在所述產熱單元的縱向方向上的一側的中心以及在與所述產熱單元的延伸方向交叉的方向上的所述產熱單元的前側界定在下部部分中，所述排出孔從在所述產熱單元的所述縱向方向上的另一側的中心界定在與所述產熱單元的所述延伸方向交叉的所述方向上的 所述產熱單元的後側以及在上部部分處的所述交叉方向的中心中的一者中，並且所述流入風扇經安置以與所述一側上的所述流入孔接觸，且所述排出風扇經安置以與所述另一側上的所述排出孔接觸。
4. 如申請專利範圍第3項所述的設備，其中所述吹氣部分包括：第一鼓風扇，所述第一鼓風扇經安置以與所述外殼內的一個側表面上的所述流入風扇間隔開；第二鼓風扇，所述第二鼓風扇經安置以與面對著所述外殼內的所述第一鼓風扇的另一側表面上的所述排出風扇間隔開；以及驅動電動機，所述驅動電動機經配置以使所述第一和第二鼓風扇旋轉，其中所述第一和第二鼓風扇朝向所述產熱部分的上側吹動所述冷卻空氣。
5. 如申請專利範圍第4項所述的設備，其中當所述排出孔界定在所述產熱單元的所述後側中時，所述第一鼓風扇具有最上端，所述最上端安置在比所述流入風扇的位置高的位置處並且在與所述產熱單元的所述延伸方向交叉的所述方向上間隔開，並且所述第二鼓風扇相較於所述排出風扇的一端在所述交叉方向上具有安置在前側處的一端以及安置在比所述排出風扇的位置低的位置處的所述最上端。
6. 如申請專利範圍第5項所述的設備，其中所述第一和第二鼓風扇的所述最上端中的每一者安置在從所述產熱部分的下部部分開始相對於所述產熱部分的總高度大約75%至大約85%的區 域內的位置處。
7. 如申請專利範圍第6項所述的設備，其中所述第一和第二鼓風扇的所述最上端平行於所述產熱部分的所述線圈的所述最上端安置。
8. 如申請專利範圍第4項所述的設備，其中當所述排出孔界定在所述產熱單元的所述縱向方向上的另一側的所述中心中時，所述第一和第二鼓風扇經安置以分別與所述流入風扇的直接上側和所述排出風扇的直接下側間隔開。
9. 如申請專利範圍第8項所述的設備，其中所述第一鼓風扇具有安置在從所述產熱單元的上部部分向下相對於所述產熱單元的所述總高度大約10%的區域內的位置處的所述最上端，並且所述第二鼓風扇具有安置在從所述產熱部分的下部部分向上相對於所述產熱部分的所述總高度大約75%至大約85%的區域內的位置處的所述最上端。
10. 如申請專利範圍第4項所述的設備，其中當所述排出孔界定在所述產熱單元的所述縱向方向上的另一側的所述中心中時，所述第一鼓風扇具有安置在與所述產熱單元的所述最上端平行或在相對於所述第一鼓風扇的所述總高度的偏差範圍內的位置處的所述最上端，並且所述第二鼓風扇具有安置在從所述產熱部分的下部部分向上相對於所述產熱部分的所述總高度大約75%至大約85%的區域內的位置處的所述最上端。
11. 如申請專利範圍第1項所述的設備，其中所述產熱單元包括經配置以轉換電壓的變壓器。
12. 一種用於冷卻包括產熱部分的產熱單元的方法，所述方法包括：將空氣吸入到形成所述產熱單元的容納空間的外殼中；朝向所述產熱單元引入吸入的冷卻空氣並且在相對側處朝向所述產熱部分引入空氣，以通過改變所述冷卻空氣流來增加所述產熱部分周圍的所述冷卻空氣的速度；通過使用具有增加的速度的所述冷卻空氣來冷卻所述產熱單元；以及將冷卻所述產熱單元的所述冷卻空氣排放到所述使用的範圍之外。
13. 如申請專利範圍第12項所述的方法，其中所述產熱單元的所述冷卻包括通過流動穿過所述產熱部分的兩個側面以及從所述產熱部分的上部部分向下流動的所述冷卻空氣流在所述產熱部分的所述上部部分處產生渦流，以增加所述冷卻空氣的所述速度。
14. 如申請專利範圍第13項所述的方法，其中在所述產熱部分的所述上部部分處的所述冷卻空氣具有大約0.15m/s至大約0.3m/s的速度。