一種用于大功率控制柜的散熱裝置及控制柜的制作方法
【專利摘要】本申請公開了一種用于大功率控制柜的散熱裝置，包括控制柜體，控制柜體內部通過高導熱板分隔為相互密封隔離的密閉電器室和氣體流通室，高導熱板面向密閉電器室的一側板面用于固定位于密閉電器室內的電器設備；氣體流通室設置有用于與控制柜體外部進行氣體交換的氣體交換組件。本散熱裝置中，電器設備產(chǎn)生的熱量大部分直接通過高導熱板傳遞至氣體流通室內，通過氣體交換組件對氣體流通室內的氣體與外界進行交換，從而將熱量散發(fā)到控制柜體外部，剩余少部分密閉電器室內的熱量通過控制柜體散發(fā)出去。因此，密閉電器室和電器設備內的溫度大大降低，提高了散熱效率。同時，電器設備安裝在密閉電器室內，能夠保護電器設備不受外界環(huán)境的損壞。
【專利說明】
一種用于大功率控制柜的散熱裝置及控制柜
技術領域
[0001]本實用新型涉及電氣控制柜技術領域，特別涉及一種用于大功率控制柜的散熱裝置。還涉及一種應用該散熱裝置的控制柜。
【背景技術】
[0002]在生產(chǎn)實踐中，很多裝有大功率半導體器件的控制柜要放置在戶外，為了保護控制柜內的控制電路、半導體元器件等不受戶外雨水、粉塵、腐蝕性氣體的破壞，控制柜必須具備很高的防護等級，如IP54或更高。這意味著，控制柜的密封性要好，才能防止水、粉塵等進入。但現(xiàn)在先進的控制柜越來越多地采用大功率半導體器件(如IGBT模塊)作為開關，并工作在較高的開關頻率下。這些大功率半導體器件工作在高的頻率時，功耗很大，會產(chǎn)生很大的熱量，這些熱量如果不能及時散掉，會導致器件損毀，故而，要求大功率控制柜能夠較好地散熱。因此，控制柜散熱和控制柜密閉防護構成了一對矛盾，既要保證控制柜的密閉防護，同時保證控制柜的散熱是一個很難平衡的問題。
[0003]目前最為典型、有效的解決方法是采用熱交換器，圖1為現(xiàn)有技術中的一種大功率控制柜的散熱方法的原理圖，即在密閉的控制柜體01中裝一個或多個空氣熱交換器04，把控制柜體01內的電器設備02產(chǎn)生的熱量通過空氣熱交換器04 “交換”到控制柜體01外，且空氣熱交換器04是空氣隔離的，即控制柜體01內的空氣和控制柜體01外的空氣是隔絕的，柜頂一般安裝有風機03進行控制柜體01內空氣的攪動。這樣就可實現(xiàn)既密閉又散熱，有效地解決了大功率控制柜在戶外使用時既要密閉又要充分散熱的矛盾。
[0004]但是這種方法存在的不足之處為:功率器件發(fā)出的熱量先散發(fā)到控制柜體01內部，加熱控制柜體01內部的空氣，然后由空氣熱交換器04把內部空氣的熱量換到控制柜體01外的環(huán)境中，此時控制柜體01內部的空氣承擔著熱傳遞介質的作用。由于空氣作為傳熱介質的導熱能力很差，且熱阻較大，功率器件產(chǎn)生的熱量不能及時散發(fā)到控制柜體01外部，且熱量容易積聚在功率器件內部和控制柜體01內，導致功率器件被高溫損壞。
[0005]綜上所述，如何既保證大功率控制柜的密閉防護又能有效地進行散熱，成為了本領域技術人員亟待解決的問題。
【實用新型內容】
[0006]有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種用于大功率控制柜的散熱裝置，以保證大功率控制柜的密閉防護的同時，提高大功率控制柜的散熱效率。
[0007]本實用新型的另一個目的在于提供一種應用該散熱裝置的控制柜，以保證控制柜的密閉防護的同時，提高控制柜的散熱效率。
[0008]為達到上述目的，本實用新型提供以下技術方案:
[0009]—種用于大功率控制柜的散熱裝置，包括控制柜體，所述控制柜體內部通過高導熱板分隔為相互密封隔離的密閉電器室和氣體流通室，所述高導熱板面向所述密閉電器室的一側板面用于固定位于所述密閉電器室內的電器設備;所述氣體流通室設置有用于與所述控制柜體外部進行氣體交換的氣體交換組件。
[0010]優(yōu)選的，在上述的散熱裝置中，還包括設置于所述密閉電器室內用于攪動所述密閉電器室內的氣體流動的循環(huán)風機。
[0011]優(yōu)選的，在上述的散熱裝置中，所述循環(huán)風機安裝于所述密閉電器室的內部頂板上。
[0012]優(yōu)選的，在上述的散熱裝置中，所述氣體交換組件包括設置于所述氣體流通室的室壁上且連通所述氣體流通室內部和外界的進氣風機和出氣風機。
[0013]優(yōu)選的，在上述的散熱裝置中，所述進氣風機設置于所述氣體流通室的下部室壁上;所述出氣風機設置于所述氣體流通室的上部室壁上。
[0014]優(yōu)選的，在上述的散熱裝置中，所述高導熱板為銅質板、鋁質板或熱管。
[0015]優(yōu)選的，在上述的散熱裝置中，所述高導熱板的面向所述氣體流通室的一側板面上設置有第一散熱翅片。
[0016]優(yōu)選的，在上述的散熱裝置中，所述第一散熱翅片的表面涂覆有氧化膜。
[0017]優(yōu)選的，在上述的散熱裝置中，所述控制柜體的外壁面上設置有第二散熱翅片。
[0018]本實用新型還提供了一種控制柜，包括電器設備，還包括如以上任一項所述的散熱裝置，所述電器設備位于所述散熱裝置的密閉電器室內且固定于所述散熱裝置的高導熱板面向所述密閉電器室的一側板面上。
[0019]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果是:
[0020]本實用新型提供的用于大功率控制柜的散熱裝置中，控制柜體內部通過高導熱板分隔成相互密封隔離的密閉電器室和氣體流通室，密閉電器室用于容置電器設備，且高導熱板的面向密閉電器室的一側板面上用于固定電器設備，氣體流通室設置有用于與控制柜體外部進行氣體交換的氣體交換組件。工作時，電器設備工作產(chǎn)生的熱量大部分直接通過高導熱板傳遞至氣體流通室內，通過氣體交換組件對氣體流通室內的氣體與外界進行交換，從而將電器設備的熱量散發(fā)到控制柜體外部，剩余少部分密閉電器室內的熱量通過控制柜體散發(fā)出去。由于電器設備直接與高導熱板連接，因此，熱量能夠快速擴散出密閉電器室，因此，密閉電器室和電器設備內的溫度大大降低，不會對電器設備造成損壞，與現(xiàn)有的通過空氣熱交換器進行散熱的方法相比，本散熱裝置提高了散熱效率。同時，電器設備密封在密閉電器室內，能夠保護電器設備不受外界環(huán)境的損壞。
[0021]本實用新型提供的控制柜由于采用了本實用新型中的散熱裝置，因此具有和上述相同的有益效果，在此不再贅述。
【附圖說明】
[0022]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1為現(xiàn)有技術中的一種大功率控制柜的散熱方法的原理圖；
[0024]圖2為本實用新型實施例提供的一種大功率控制柜的散熱裝置的結構示意圖。
[0025]在圖1和圖2中，01為控制柜體、02為電器設備、03為風機、04為空氣熱交換器；
[0026]I為控制柜體、2為循環(huán)風機、3為密閉電器室、4為電器設備、5為高導熱板、501為安裝面、502為散熱面、6為氣體流通室、7為進氣風機、8為出氣風機；
[0027]圖中的實心箭頭表示熱量擴散的方向，框形箭頭表示氣體流動方向。
【具體實施方式】
[0028]本實用新型的核心是提供了一種用于大功率控制柜的散熱裝置，能夠在保證大功率控制柜的密閉防護的同時，提高了大功率控制柜的散熱效率。
[0029]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0030]請參考圖2，本實用新型實施例提供一種用于大功率控制柜的散熱裝置，以下簡稱散熱裝置，其包括控制柜體1、高導熱板5和氣體交換組件，其中，控制柜體I內部通過高導熱板5分隔為相互密封隔離的密閉電器室3和氣體流通室6，密閉電器室3內用于安裝電器設備4，高導熱板5面向密閉電器室3的一側板面為安裝面501，安裝面501用于固定電器設備4，高導熱板5面向氣體流通室6的一側板面為散熱面502;氣體交換組件設置于氣體流通室6上，用于與控制柜體I外部進行氣體流通交換。
[0031]上述散熱裝置的工作原理是:位于密閉電器室3內的電器設備4工作產(chǎn)生的熱量大部分直接通過與之接觸固定的高導熱板5傳遞至氣體流通室6內，通過氣體交換組件對氣體流通室6內的氣體與外界進行交換流通，從而將電器設備4的熱量散發(fā)到控制柜體I外部，剩余少部分密閉電器室3內的熱量通過控制柜體I的壁面散發(fā)出去。由于電器設備4直接與高導熱板5連接，因此，電器設備4的熱量能夠快速擴散出密閉電器室3，密閉電器室3和電器設備4內的溫度大大降低，不會對電器設備4造成損壞，與現(xiàn)有的通過空氣熱交換器進行散熱的方法相比，本散熱裝置提高了散熱效率。同時，電器設備4密封在密閉電器室3內，能夠保護電器設備4不受外界環(huán)境的損壞。達到了既能保證大功率控制柜的密閉防護的同時，提高大功率控制柜的散熱效率的目的。
[0032]如圖2所示，進一步地，在本實施例中，散熱裝置還包括設置于密閉電器室3內部的循環(huán)風機2，用于攪動密閉電器室3內的氣體流動，從而加快密閉電器室3內的熱量通過控制柜體I向外部散熱O
[0033]作為優(yōu)化，循環(huán)風機2安裝于密閉電器室3的內部頂板上，氣體循環(huán)流通效果更好。當然，循環(huán)風機2還可以安裝在密閉電器室3的內部其它位置，只要能夠使密閉電器室內的氣體流通即可。
[0034]如圖2所示，本實施例提供了一種具體的氣體交換組件，其包括設置于氣體流通室6的室壁上且連通氣體流通室6內部和外界的進氣風機7和出氣風機8。通過進氣風機7和出氣風機8將氣體流通室6與外界形成氣體循環(huán)流通通道，通過流通的氣流將高導熱板5的熱量帶出控制柜體I外部，起到迅速散熱的目的。
[0035]作為優(yōu)化，進氣風機7設置于氣體流通室6的下部室壁上；出氣風機8設置于氣體流通室6的上部室壁上。使冷空氣從底部進入，換熱后的空氣從上部排出，換熱效果更好。當然，進氣風機7和出氣風機8還可以設置在氣體流通室6的其它位置，只要能夠進行氣體流通室與外界進行空氣流通散熱即可。
[0036]當然，氣體交換組件還可以為進氣風機7和出風口，出風口設置于氣體流通室6的室壁上，只通過進氣風機7的鼓風作用，推動氣體流通室6內的氣體排出出風口。或者氣體交換組件為出氣風機8和進風口，通過出氣風機8的抽吸作用，將氣體從進風口抽進氣體流通室6，并抽吸排出?；蛘邭怏w交換組件為進風口和出風口，氣體自然地從進風口經(jīng)氣體流通室6至出風口，形成氣體的自然對流循環(huán)，適用于發(fā)熱量相對較小的控制柜。同樣能夠達到氣體在氣體流通室6和外界之間的交換。
[0037]在本實施例中，高導熱板5優(yōu)選為銅質板、鋁質板或熱管，具有高導熱性能，能夠加快電器設備4的熱量向外傳遞。
[0038]進一步地，為了提高散熱效率，本實施例中的高導熱板5的面向氣體流通室6的一側板面上，即散熱面502上設置有第一散熱翅片。通過翅片狀的散熱面增大散熱面積，從而加快電器設備4的散熱。
[0039]更進一步地，第一散熱翅片的表面涂覆有抗腐蝕性的氧化膜，提高使用壽命。
[0040]為了更進一步地加快控制柜體I的散熱，本實施例中的控制柜體I的外壁面上設置有第二散熱翅片，通過翅片狀的控制柜體I外壁面增大散熱面積，提高散熱效率。
[0041]本實用新型實施例還提供了一種控制柜，包括電器設備4和散熱裝置，其中散熱裝置為以上全部實施例所描述的散熱裝置，電器設備4位于該散熱裝置的密閉電器室3內且固定于散熱裝置的高導熱板5面向密閉電器室3的一側板面上，即安裝在安裝面501上。
[0042]本實用新型中的控制柜采用的散熱裝置具有較高的散熱效率，能夠保證電器設備4正常工作，同時，密封性能好，能夠保護電器設備4不受外界環(huán)境的損壞，具有高防護等級，適用于大功率器件。
[0043]本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0044]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【主權項】
1.一種用于大功率控制柜的散熱裝置，包括控制柜體(I)，其特征在于，所述控制柜體(I)內部通過高導熱板(5)分隔為相互密封隔離的密閉電器室(3)和氣體流通室(6)，所述高導熱板(5)面向所述密閉電器室(3)的一側板面用于固定位于所述密閉電器室(3)內的電器設備(4);所述氣體流通室(6)設置有用于與所述控制柜體(I)外部進行氣體交換的氣體交換組件。2.根據(jù)權利要求1所述的散熱裝置，其特征在于，還包括設置于所述密閉電器室(3)內用于攪動所述密閉電器室(3)內的氣體流動的循環(huán)風機(2)。3.根據(jù)權利要求2所述的散熱裝置，其特征在于，所述循環(huán)風機(2)安裝于所述密閉電器室(3)的內部頂板上。4.根據(jù)權利要求1所述的散熱裝置，其特征在于，所述氣體交換組件包括設置于所述氣體流通室(6)的室壁上且連通所述氣體流通室(6)內部和外界的進氣風機(7)和出氣風機5.根據(jù)權利要求4所述的散熱裝置，其特征在于，所述進氣風機(7)設置于所述氣體流通室(6)的下部室壁上;所述出氣風機(8)設置于所述氣體流通室(6)的上部室壁上。6.根據(jù)權利要求1所述的散熱裝置，其特征在于，所述高導熱板(5)為銅質板、鋁質板或熱管。7.根據(jù)權利要求1所述的散熱裝置，其特征在于，所述高導熱板(5)的面向所述氣體流通室(6)的一側板面上設置有第一散熱翅片。8.根據(jù)權利要求7所述的散熱裝置，其特征在于，所述第一散熱翅片的表面涂覆有氧化膜。9.根據(jù)權利要求1所述的散熱裝置，其特征在于，所述控制柜體(I)的外壁面上設置有第二散熱翅片。10.—種控制柜，包括電器設備(4)，其特征在于，還包括如權利要求1-9任一項所述的散熱裝置，所述電器設備(4)位于所述散熱裝置的密閉電器室(3)內且固定于所述散熱裝置的高導熱板(5)面向所述密閉電器室(3)的一側板面上。
【文檔編號】H05K7/20GK205491634SQ201620274785
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月5日
【發(fā)明人】陳紀援, 廖佳榮, 江道應, 張原 , 林春源, 王建春
【申請人】福建龍凈脫硫脫硝工程有限公司