散热器以及用于具有这种散热器的逆变器的壳体的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于对布置在壳体中的电力组件进行冷却的散热器，所述散热器包括:具有布置在底座表面上的散热片的冷却元件，以及用于吸入周围空气并且输送周围空气流经冷却元件的散热片的风扇，所述冷却元件包括凹部，所述风扇在所述凹部内布置成与冷却元件的底座表面分开。
[0002]而且，本发明涉及用于逆变器特别是光伏逆变器的壳体，所述壳体包括前壳体和后壳体部件。
【背景技术】
[0003]已知现有类型的包括散热器和风扇的组合的散热器具有不同的变体。这些散热器的目的在于将电力组件产生的热损失有效地耗散。
[0004]散热器可以用在多种不同的领域，例如，用于冷却光伏系统的逆变器，用于在焊接技术中冷却电源，以及，用于冷却电池充电系统，这些都要求有效的冷却并且同时应当需要占用尽可能小的空间。
[0005]例如，DE 42 31 122 Al描述了一种冷却元件，其包括其上放置的风扇。风扇吸入周围空气并且以基本上垂直的方式将其输送给冷却元件。在冷却元件中，气流将发生90度的偏转并且被引导分别经由散热片或者冷却肋到达外部。在这个实施方式的变体中，已经发现将风扇直接安装在冷却元件上是特别不利的，这样会必然造成整体高度更高。
[0006]其他已知的散热器包括冷却元件，其散热片不是以直线方式而是以弯曲方式朝向外部布置。其他变体包括以单元形式从冷却元件中心开始平行地引导到外部的散热片。例如，US 2005/0150637 Al示出包括这种冷却元件的散热器。
[0007]例如，由US 5，522，700A、US 5，787，971A、US 5，661，638A 和 US4, 715，438A 已知这种类型的其他散热器。
【发明内容】
[0008]从现有技术着眼，本发明的目的是提供一种散热器以及具有这种散热器的逆变器壳体，所述散热器使得能够实现改进的冷却效果并且同时具有节省空间和紧凑的设计。避免或者至少减少了已知散热器的任何缺点。
[0009]所述目的由上述散热器来实现，其中，风扇具有布置在背离冷却元件的底座表面的侧面上的座圈，在座圈的底部边缘和冷却元件的底座表面之间形成中间空间，并且，风扇由轴流式风扇形成，使得吸入的周围空气撞击冷却元件的底座表面，发生90度的偏转并且被引导在散热片之间横向地穿过中间空间到达外部。所用的风扇不是直接安装在冷却元件上，而是集成在冷却元件中的凹部内并且以距离冷却元件的底座表面特定最小距离将其插Ao而且，在风扇的背离冷却元件的底座表面的侧面上设置有座圈，在座圈的底部边缘和冷却元件的底座表面之间形成中间空间。这样产生了流控上最佳的压力比，所述压力比允许最佳地吸入周围空气以及允许气流流经和偏转并且产生最佳的冷却效果。将风扇巧妙地集成在散热器中以及对散热片进行特殊的布置产生了高效的冷却效果并且同时导致总体高度较低或者实现最佳的空间条件。由于这种散热器的设计，其具有广泛的应用范围，所述应用范围基本上覆盖了其中需要或者希望冷却电子组件的所有技术领域。由于这种散热器具有紧凑的设计以及同时非常优良的冷却性能，其在许多领域中的应用都是非常适合的。在已知的将风扇安装在冷却元件上的散热器中，无法实现这种冷却效果，同时无法实现最佳的空间条件或者较低的总体高度。
[0010]由于风扇是由轴流式风扇形成的，因此被吸入的周围空气在中间空间中偏转90度并且被横向地从冷却元件的散热片之间排出，排到外部。借助轴流式风扇可以实现最佳的冷却能力，同时所需的空间非常小。将平的轴流式风扇集成在冷却元件的凹部能够实现高的空气输送体积以及最小的空间要求。
[0011]根据本发明的一个特征，风扇逐点地连接到冷却元件上。因此，冷却气流不会明显地受到固定位点的削弱。
[0012]座圈的高度优选地相当于风扇整体高度的一半。由于这样，冷却气流可以以最佳方式在座圈的下边缘和冷却元件的底座表面之间经过。
[0013]可以在风扇的座圈上设置朝向吸入侧的径向环绕的圆环形凸起。
[0014]优选地，风扇是与冷却元件的散热片的上边缘齐平的或者将风扇布置成延伸超过散热片的上边缘。
[0015]可以同样地在冷却元件的凹部设置比围绕凹部布置的散热片的高度更低的散热片。借助这些位于风扇转子叶片下方的散热片可以进一步提高冷却效果，因为在已经位于风扇下方的凹部发生了非常好的热耗散。可以将放置在凹部中的散热片布置成特殊的角度并且使其适于流出方向，使得气流能够采取流控上优先的路径并且冷却空气能够实现最佳的分布。
[0016]至少大部分散热片以以下方式布置:优选从凹部延伸出来并且径向向外延伸或者以星形图案围绕凹部向外延伸。而且，可以至少部分地以平行延伸的方式布置散热片。
[0017]散热片可以以直线和/或曲线形式实现。径向并且同时曲线形状的散热片产生特殊的优点，因为存在于散热片弯曲部位的冷却空气将被引导到散热片的表面，由此在散热片的整个长度上发生改进的热耗散。
[0018]本发明的目的还由上述逆变器壳体实现，关于这一点，上述散热器设置在前壳体后面，并且在前壳体中布置用于吸入周围空气的孔。在经常暴露在太阳辐射下的光伏逆变器的壳体中，容纳在所述壳体内的逆变器的电力组件实现了最佳的冷却效果并且防止了由于太阳辐射引起的逆变器壳体的加热。
[0019]前壳体上的孔优选布置在散热器风扇的上方。
【附图说明】
[0020]下面将参考附图详细描述本发明，其中:
[0021]图1示出具有集成风扇的冷却元件的散热器的实施方式的斜视图；
[0022]图2示出根据图1的具有集成风扇的散热器的截面图；
[0023]图3示出根据本发明穿过风扇的截面图；
[0024]图4不出风扇的斜视图；
[0025]图5示出没有风扇的散热器的冷却元件的斜视俯视图；以及
[0026]图6示出集成有散热器的逆变器的壳体的示意图。
【具体实施方式】
[0027]图1示出根据本发明的散热器I的实施方式的斜视图。散热器I包括冷却元件3和由轴流式风扇形成的集成风扇2的组合。风扇2集成在冷却元件3内，位于凹部13中。冷却元件3包括多个散热片16、17，所述多个散热片16、17基本上径向布置或者以星形图案围绕凹部13布置。在示出的实施方式中，在每种情况下，短的散热片17都布置在两个长的散热片16之间。除了增加表面以外，这种布置引起气流分开并因此产生改进的冷却效果。优选地，将风扇2放置在冷却元件3的中心位置，从而实现吸入的周围空气在冷却元件3的整个表面上的均匀分布。
[0028]图2示出根据本发明的散热器I的侧视截面图。风扇2由轴流式风扇形成，因此允许整个散热器I的特别平直的构造。轴流式风扇提供大的空气输送体积并且同时需要很小的空间。风扇2不是直接放置在冷却元件3的底座表面14上，而是与底座表面14分开。风扇2包括座圈4，在冷却元件3的底部边缘和底座表面14之间形成中间空间15。所述中间空间15使得能够横向地排出从上方吸入的气流。为了在冷却元件3的底座表面14和风扇2的座圈4的底部边缘5之间提供最佳的压力比，设置中间空间15是必要的。当风扇2工作时，从上侧吸入周围空气并且流经风扇2，在那里冷却空气垂直地撞击冷却元件3的底座表面14。随后，气流偏转基本上90度并且经过中间空间15流向散热片16、17，最后朝向外部横向排出。在这一点上，必要的是:向前撞击冷却元件3的气流是所谓的撞击气流，该气流随后必然横向偏转90度并且横向排出。
[0029]在示出的实施方式中，风扇2伸出到散热片16、17或其上边缘以外。在散热片的最上方区域，没有冷却空气流经或者围绕散热片16、17，由于这个原因还可以将散热片16、17布置在比风扇2更深的水平面上。这还造成节省一定量的材料。但是，也可以将风扇2放置在与散热片16、17齐平的深度水平面上，或者，可以将其放置在甚至稍微更深的水平面上。吸入空气的流动方向用箭头示出。风扇2吸入空气，于是空气以垂直方式撞击冷却元件3的底座表面14并且偏转90度。接下来，吸入的空气流经中间空间15，然后流到散热片16、17上，由此产生热消散。
[0030]图3示出设计成轴流式风扇的风扇2的侧视截面图。风扇2的转子9与座圈4和支撑板11 一起形成单元。需要使用特定的紧固元件6来安装风扇2。如果借助风扇2的马达来安装风扇2，则单个的紧固元件6就是足够的。优选地，使用至少两个紧固元件6将风扇2固定在座圈4上。这样导致产生上述中间空间15，气流被引导通过所述中间空间15。中间空间15的高度由冷却元件3的底座表面14直到座圈4的下边缘5来决定。原则上来说，这个距离或者高度是可以变化的。从只有特定高度的中间空间15可以提供最佳的压力比从而实现最佳可能的冷却空气流速上来看，这一点是重要的。如果这个距离太短，将会造成产生的空气输送体积不足。作为这种情况的进一步的结果，冷却元件3无法获得足够