散熱器以及用于具有這種散熱器的逆變器的殼體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于對布置在殼體中的電力組件進行冷卻的散熱器，所述散熱器包括:具有布置在底座表面上的散熱片的冷卻元件，以及用于吸入周圍空氣并且輸送周圍空氣流經(jīng)冷卻元件的散熱片的風扇，所述冷卻元件包括凹部，所述風扇在所述凹部內(nèi)布置成與冷卻元件的底座表面分開。
[0002]而且，本發(fā)明涉及用于逆變器特別是光伏逆變器的殼體，所述殼體包括前殼體和后殼體部件。
【背景技術(shù)】
[0003]已知現(xiàn)有類型的包括散熱器和風扇的組合的散熱器具有不同的變體。這些散熱器的目的在于將電力組件產(chǎn)生的熱損失有效地耗散。
[0004]散熱器可以用在多種不同的領(lǐng)域，例如，用于冷卻光伏系統(tǒng)的逆變器，用于在焊接技術(shù)中冷卻電源，以及，用于冷卻電池充電系統(tǒng)，這些都要求有效的冷卻并且同時應(yīng)當需要占用盡可能小的空間。
[0005]例如，DE 42 31 122 Al描述了一種冷卻元件，其包括其上放置的風扇。風扇吸入周圍空氣并且以基本上垂直的方式將其輸送給冷卻元件。在冷卻元件中，氣流將發(fā)生90度的偏轉(zhuǎn)并且被引導分別經(jīng)由散熱片或者冷卻肋到達外部。在這個實施方式的變體中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)將風扇直接安裝在冷卻元件上是特別不利的，這樣會必然造成整體高度更高。
[0006]其他已知的散熱器包括冷卻元件，其散熱片不是以直線方式而是以彎曲方式朝向外部布置。其他變體包括以單元形式從冷卻元件中心開始平行地引導到外部的散熱片。例如，US 2005/0150637 Al示出包括這種冷卻元件的散熱器。
[0007]例如，由US 5，522，700A、US 5，787，971A、US 5，661，638A 和 US4, 715，438A 已知這種類型的其他散熱器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]從現(xiàn)有技術(shù)著眼，本發(fā)明的目的是提供一種散熱器以及具有這種散熱器的逆變器殼體，所述散熱器使得能夠?qū)崿F(xiàn)改進的冷卻效果并且同時具有節(jié)省空間和緊湊的設(shè)計。避免或者至少減少了已知散熱器的任何缺點。
[0009]所述目的由上述散熱器來實現(xiàn)，其中，風扇具有布置在背離冷卻元件的底座表面的側(cè)面上的座圈，在座圈的底部邊緣和冷卻元件的底座表面之間形成中間空間，并且，風扇由軸流式風扇形成，使得吸入的周圍空氣撞擊冷卻元件的底座表面，發(fā)生90度的偏轉(zhuǎn)并且被引導在散熱片之間橫向地穿過中間空間到達外部。所用的風扇不是直接安裝在冷卻元件上，而是集成在冷卻元件中的凹部內(nèi)并且以距離冷卻元件的底座表面特定最小距離將其插Ao而且，在風扇的背離冷卻元件的底座表面的側(cè)面上設(shè)置有座圈，在座圈的底部邊緣和冷卻元件的底座表面之間形成中間空間。這樣產(chǎn)生了流控上最佳的壓力比，所述壓力比允許最佳地吸入周圍空氣以及允許氣流流經(jīng)和偏轉(zhuǎn)并且產(chǎn)生最佳的冷卻效果。將風扇巧妙地集成在散熱器中以及對散熱片進行特殊的布置產(chǎn)生了高效的冷卻效果并且同時導致總體高度較低或者實現(xiàn)最佳的空間條件。由于這種散熱器的設(shè)計，其具有廣泛的應(yīng)用范圍，所述應(yīng)用范圍基本上覆蓋了其中需要或者希望冷卻電子組件的所有技術(shù)領(lǐng)域。由于這種散熱器具有緊湊的設(shè)計以及同時非常優(yōu)良的冷卻性能，其在許多領(lǐng)域中的應(yīng)用都是非常適合的。在已知的將風扇安裝在冷卻元件上的散熱器中，無法實現(xiàn)這種冷卻效果，同時無法實現(xiàn)最佳的空間條件或者較低的總體高度。
[0010]由于風扇是由軸流式風扇形成的，因此被吸入的周圍空氣在中間空間中偏轉(zhuǎn)90度并且被橫向地從冷卻元件的散熱片之間排出，排到外部。借助軸流式風扇可以實現(xiàn)最佳的冷卻能力，同時所需的空間非常小。將平的軸流式風扇集成在冷卻元件的凹部能夠?qū)崿F(xiàn)高的空氣輸送體積以及最小的空間要求。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個特征，風扇逐點地連接到冷卻元件上。因此，冷卻氣流不會明顯地受到固定位點的削弱。
[0012]座圈的高度優(yōu)選地相當于風扇整體高度的一半。由于這樣，冷卻氣流可以以最佳方式在座圈的下邊緣和冷卻元件的底座表面之間經(jīng)過。
[0013]可以在風扇的座圈上設(shè)置朝向吸入側(cè)的徑向環(huán)繞的圓環(huán)形凸起。
[0014]優(yōu)選地，風扇是與冷卻元件的散熱片的上邊緣齊平的或者將風扇布置成延伸超過散熱片的上邊緣。
[0015]可以同樣地在冷卻元件的凹部設(shè)置比圍繞凹部布置的散熱片的高度更低的散熱片。借助這些位于風扇轉(zhuǎn)子葉片下方的散熱片可以進一步提高冷卻效果，因為在已經(jīng)位于風扇下方的凹部發(fā)生了非常好的熱耗散?？梢詫⒎胖迷诎疾恐械纳崞贾贸商厥獾慕嵌炔⑶沂蛊溥m于流出方向，使得氣流能夠采取流控上優(yōu)先的路徑并且冷卻空氣能夠?qū)崿F(xiàn)最佳的分布。
[0016]至少大部分散熱片以以下方式布置:優(yōu)選從凹部延伸出來并且徑向向外延伸或者以星形圖案圍繞凹部向外延伸。而且，可以至少部分地以平行延伸的方式布置散熱片。
[0017]散熱片可以以直線和/或曲線形式實現(xiàn)。徑向并且同時曲線形狀的散熱片產(chǎn)生特殊的優(yōu)點，因為存在于散熱片彎曲部位的冷卻空氣將被引導到散熱片的表面，由此在散熱片的整個長度上發(fā)生改進的熱耗散。
[0018]本發(fā)明的目的還由上述逆變器殼體實現(xiàn)，關(guān)于這一點，上述散熱器設(shè)置在前殼體后面，并且在前殼體中布置用于吸入周圍空氣的孔。在經(jīng)常暴露在太陽輻射下的光伏逆變器的殼體中，容納在所述殼體內(nèi)的逆變器的電力組件實現(xiàn)了最佳的冷卻效果并且防止了由于太陽輻射引起的逆變器殼體的加熱。
[0019]前殼體上的孔優(yōu)選布置在散熱器風扇的上方。
【附圖說明】
[0020]下面將參考附圖詳細描述本發(fā)明，其中:
[0021]圖1示出具有集成風扇的冷卻元件的散熱器的實施方式的斜視圖；
[0022]圖2示出根據(jù)圖1的具有集成風扇的散熱器的截面圖；
[0023]圖3示出根據(jù)本發(fā)明穿過風扇的截面圖；
[0024]圖4不出風扇的斜視圖；
[0025]圖5示出沒有風扇的散熱器的冷卻元件的斜視俯視圖；以及
[0026]圖6示出集成有散熱器的逆變器的殼體的示意圖。
【具體實施方式】
[0027]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的散熱器I的實施方式的斜視圖。散熱器I包括冷卻元件3和由軸流式風扇形成的集成風扇2的組合。風扇2集成在冷卻元件3內(nèi)，位于凹部13中。冷卻元件3包括多個散熱片16、17，所述多個散熱片16、17基本上徑向布置或者以星形圖案圍繞凹部13布置。在示出的實施方式中，在每種情況下，短的散熱片17都布置在兩個長的散熱片16之間。除了增加表面以外，這種布置引起氣流分開并因此產(chǎn)生改進的冷卻效果。優(yōu)選地，將風扇2放置在冷卻元件3的中心位置，從而實現(xiàn)吸入的周圍空氣在冷卻元件3的整個表面上的均勻分布。
[0028]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的散熱器I的側(cè)視截面圖。風扇2由軸流式風扇形成，因此允許整個散熱器I的特別平直的構(gòu)造。軸流式風扇提供大的空氣輸送體積并且同時需要很小的空間。風扇2不是直接放置在冷卻元件3的底座表面14上，而是與底座表面14分開。風扇2包括座圈4，在冷卻元件3的底部邊緣和底座表面14之間形成中間空間15。所述中間空間15使得能夠橫向地排出從上方吸入的氣流。為了在冷卻元件3的底座表面14和風扇2的座圈4的底部邊緣5之間提供最佳的壓力比，設(shè)置中間空間15是必要的。當風扇2工作時，從上側(cè)吸入周圍空氣并且流經(jīng)風扇2，在那里冷卻空氣垂直地撞擊冷卻元件3的底座表面14。隨后，氣流偏轉(zhuǎn)基本上90度并且經(jīng)過中間空間15流向散熱片16、17，最后朝向外部橫向排出。在這一點上，必要的是:向前撞擊冷卻元件3的氣流是所謂的撞擊氣流，該氣流隨后必然橫向偏轉(zhuǎn)90度并且橫向排出。
[0029]在示出的實施方式中，風扇2伸出到散熱片16、17或其上邊緣以外。在散熱片的最上方區(qū)域，沒有冷卻空氣流經(jīng)或者圍繞散熱片16、17，由于這個原因還可以將散熱片16、17布置在比風扇2更深的水平面上。這還造成節(jié)省一定量的材料。但是，也可以將風扇2放置在與散熱片16、17齊平的深度水平面上，或者，可以將其放置在甚至稍微更深的水平面上。吸入空氣的流動方向用箭頭示出。風扇2吸入空氣，于是空氣以垂直方式撞擊冷卻元件3的底座表面14并且偏轉(zhuǎn)90度。接下來，吸入的空氣流經(jīng)中間空間15，然后流到散熱片16、17上，由此產(chǎn)生熱消散。
[0030]圖3示出設(shè)計成軸流式風扇的風扇2的側(cè)視截面圖。風扇2的轉(zhuǎn)子9與座圈4和支撐板11 一起形成單元。需要使用特定的緊固元件6來安裝風扇2。如果借助風扇2的馬達來安裝風扇2，則單個的緊固元件6就是足夠的。優(yōu)選地，使用至少兩個緊固元件6將風扇2固定在座圈4上。這樣導致產(chǎn)生上述中間空間15，氣流被引導通過所述中間空間15。中間空間15的高度由冷卻元件3的底座表面14直到座圈4的下邊緣5來決定。原則上來說，這個距離或者高度是可以變化的。從只有特定高度的中間空間15可以提供最佳的壓力比從而實現(xiàn)最佳可能的冷卻空氣流速上來看，這一點是重要的。如果這個距離太短，將會造成產(chǎn)生的空氣輸送體積不足。作為這種情況的進一步的結(jié)果，冷卻元件3無法獲得足夠