一种散热结构及散热箱体的制作方法

本实用新型涉及散热技术领域，尤其是涉及一种散热结构及散热箱体。

背景技术：

电子设备体积功率的剧增,对设备的散热需求越来越高,散热成为了当前电子器件设计时首要考虑的问题。以逆变器为例，随着光伏逆变技术的快速发展，逆变器的整体尺寸越做越小，热流密度也越来越大，防护等级越来越高。采用全封闭箱体以解决逆变器三防(防水、防尘、防虫)问题，然而，箱体全封闭意味着电子元器件产生的热量难以排出，自然对流散热能力又极其有限，因此，全封闭内电子元件的自然对流散热问题，已成为制约逆变器进一步发展的瓶颈。

针对以上问题，国内外许多厂家对全封闭逆变器箱体进行了散热结构改进，以强化散热能力，例如中国专利文件cn200947716y中记载了一种散热箱体结构，该箱体采用铝型材加工方式，获得了更高的肋片高度，使得散热面积增大，另一方面，将肋片分为两个部分，以分别针对不同的热源进行散热，换热效果增强。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：

上述专利中的逆变器箱体将肋片分为两个部分，但是当箱体竖直放置时，下方肋片流道内产生的热气流上浮，进入箱体上方肋片流道内，使得箱体上部换热温差减小，换热能力下降，很可能导致箱体上方元器件温度超标，引发电子设备工作故障。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种散热结构及散热箱体，以解决现有技术中存在的散热箱体竖直放置时下方肋片流道内的热气流进入上方肋片流道内导致散热箱体上部换热能力下降的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的一种散热结构，包括多个散热肋片和遮挡部件，所述遮挡部件非平行地设置于散热肋片之间的流道中将每个所述流道分隔为至少两段。

可选地，所述遮挡部件为隔热板，所述散热肋片上开设有肋片槽，所述隔热板设置于所述肋片槽内。

可选地，所述遮挡部件将多个所述散热肋片所在散热区域分隔为两个散热区。

可选地，所述隔热板为v形隔板。

可选地，所述v形隔板与水平面间的夹角θ的取值在0°～65°。

可选地，所述隔热板为u形隔板。

可选地，所述遮挡部件垂直于所述流道。

可选地，所述遮挡部件与所述流道呈一倾角。

可选地，所述遮挡部件的高度大于所有所述肋片的高度。

可选地，所述肋片的高度为h，所述遮挡部件的高度为b，则1.5h＜b＜3h。

可选地，所述流道中还设置有加密片，且所述加密片设置于所述散热结构与热源对应位置。

本实用新型提供的一种散热箱体，包括以上任一所述的散热结构。

可选地，散热箱体包括面板、侧板和盖板，所述面板与所述侧板围成了容置空间，所述盖板盖合于箱体的开口处。

可选地，所述侧板上具有散热肋片，所述散热结构位于所述侧板。

可选地，所述箱体的高度和宽度的比值h/l≥1.3。

可选地，所述散热箱体为四棱柱体。

本实用新型提供的一种散热结构及散热箱体，散热结构的遮挡部件将散热肋片之间的流道分隔为至少两段，当散热箱体竖直放置时由于遮挡部件的隔离，下方肋片流道内的热气流不会进入上方肋片的流道内，确保了散热箱体上部的换热能力，避免了散热箱体内上方的元器件温度超标，提高电子设备工作的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型具体实施方式提供的一种逆变器散热箱体的立体结构示意图，图中隔热板为v形隔板；

图2是图1中散热箱体的爆炸结构示意图；

图3是图1中散热箱体的正视结构示意图；

图4是图1中散热箱体的侧视结构示意图；

图5是图1中散热箱体的仰视结构示意图；

图6是本实用新型具体实施方式提供的第二种逆变器散热箱体的立体结构示意图，图中隔热板为u形隔板；

图7是本实用新型具体实施方式提供的第三种逆变器散热箱体的立体结构示意图，图中隔热板为垂直设置的隔板；

图8是本实用新型具体实施方式提供的第四种逆变器散热箱体的立体结构示意图，图中隔热板倾斜设置；

图9是现有技术无遮挡部件时肋片附近的流场；

图10是增加隔热板后的流场，图中大箭头所指处为绕流部分；

图11给出了增加隔热板后箱体内部空气温降效果；

图12是本实用新型具体实施方式提供的第五种逆变器箱体的立体结构示意图，图中散热结构增设有加密片。

图中1、肋片；2、隔热板；3、肋片槽；4、上盖板；5、下盖板；6、侧板；7、面板；8、紧固螺钉；9、加密片。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

本实用新型提供了一种散热结构，包括多个散热肋片1和遮挡部件，遮挡部件非平行地设置于散热肋片1之间的流道中将每个流道分隔为至少两段。

散热结构的遮挡部件将散热肋片1之间的流道分隔为至少两段，当散热箱体竖直放置时由于遮挡部件的隔离，下方肋片1流道内的热气流不会进入上方肋片1的流道内，确保了散热箱体上部的换热能力，避免了散热箱体内上方的元器件温度超标，提高电子设备工作的可靠性。

如图1-图8所示，本实用新型提供了一种逆变器散热箱体，包括以上的散热结构。

遮挡部件将肋片1流道隔断为两部分，使得箱体上部肋片1散热不受下部上浮热气流影响，在保证箱体下部肋片1换热效率的同时，提升箱体上部肋片1换热效率，改进全封闭逆变器箱体整体换热性能，使箱体内部空气温度进一步降低，保证电子元器件使用寿命。

作为可选地实施方式，遮挡部件为隔热板2，散热肋片1上开设有肋片槽3，隔热板2设置于肋片槽3内。

采用隔热板2作为隔离热气流的遮挡部件，结构简单，将隔热板2安装于肋片槽3内，安装方便。

作为可选地实施方式，遮挡部件将多个散热肋片1所在散热区域分隔为两个散热区。

将一段长肋片1流道分割为上下两段短肋片1流道，消除下部肋片1流道内排出热气流的影响，提升上部肋片1的换热效率。除非流道特别长，一般情况下分割为两段即可满足散热要求。

添加了一块隔热挡板，流经下部箱体吸热后的热空气不会进入上部箱体，而会被隔热板2隔开，使得进入上部箱体的是气温更低的冷空气，使肋片1获得更大的换热温差，强化换热。

作为可选地实施方式，隔热板2为v形隔板。

通过v形隔板将上下肋片1流道分割为不同长度，改变热气流在肋片1流道中的行程长短，避免热量积聚，提高散热能力。v形的隔板，避免了热量在肋片1中部积聚。

作为可选地实施方式，所述v形隔板与水平面间的夹角θ的取值在0°～65°。

夹角大于65度时隔板与肋片1趋于平行，隔板效果减弱。

作为可选地实施方式，隔热板2为u形隔板。

u形隔板与v形隔板类似，也是将上下肋片1流道分割为不同长度，改变热气流在肋片1流道中的行程长短，避免热量积聚；而且与v形隔板相比，两边隔热板2圆滑过渡，肋片1中心处的流场更合理。

作为可选地实施方式，遮挡部件垂直于流道。

对于宽度较窄的箱体中部热量积聚现象不明显，遮挡部件设置成垂直于流道。

作为可选地实施方式，遮挡部件与流道呈一倾角。

遮挡部件与流道呈一倾角，可根据热源位置选择倾斜方向。

作为可选地实施方式，遮挡部件的高度大于所有肋片1的高度。

遮挡部件的高度大于所有肋片1的高度，绕流更合理，被遮挡部件改变方向的热气流不会进入上部肋片1流道，对箱体上部的散热影响小，散热效果更好。

作为可选地实施方式，肋片1的高度为h，遮挡部件的高度为b，则1.5h＜b＜3h。

根据肋片1的高度设计遮挡部件的高度，提高散热能力和散热效率。

作为可选地实施方式，如图12所示，流道中还设置有加密片9，且加密片9设置于散热结构与热源对应位置。

通过在散热结构与热源对应位置增设加密片9进行散热肋片的局部加密，增加散热面积，提高散热结构与热源对应位置处的散热能力，使热源的热量能快速地被传导出，并与外界自然对流换热，避免热源过热损伤，提高可靠性。

加密片9的数量和密度可根据散热需要进行设计和选择。

作为可选地实施方式，散热箱体包括面板7、侧板6和盖板，面板7与侧板6围成四棱柱体的容置空间，盖板盖合于箱体的上、下开口处。

封闭的散热箱体内安装作为热源的逆变器。

作为可选地实施方式，侧板6上具有散热肋片1，散热结构位于侧板6。

散热结构设置于侧板6，结构合理。

作为可选地实施方式，箱体的高度和宽度的比值h/l≥1.3。

如果高宽比小于1.3，则流道变短，热空气在流道中的积聚效应减弱，此时再加隔热板2，效果不明显。

本实用新型具体实施方式提供了一种具有隔断式肋片结构的全封闭逆变器散热箱体，其箱体组成如图1及图2中所示，所述箱体主要包含以下部件：铝挤箱体，由铝挤工艺加工而成，保证箱体与肋片1一体化成型，箱体导热系数高，且箱体与肋片1间不存在接触热阻；肋片1，肋片1用于增加箱体换热表面积，强化箱体散热性能；肋片槽3，开设于肋片1上，开槽深度直达肋片1根部；v形隔热板2，插于肋片槽3内，将肋片1流道截断为上下两个部分，并通过耐高温强力胶或焊接方式与箱体及肋片槽3固定；面板7，用于封闭箱体，通过紧固螺钉8与箱体连接；上盖板4，用于封闭箱体上部，通过螺钉与箱体连接；下盖板5，用于封闭箱体底部，通过螺钉与箱体连接。

如图9所示，当箱体肋片1无隔断时，肋片1流道过长，热气流沿肋片1流道向上漂浮，箱体上部肋片1附近空气温度越来越高，使得箱体内部空气与外部空气换热温差越来越小，换热量由下至上逐渐降低，箱体总体换热效率受限。如图10所示，当箱体采用隔断式肋片1结构时，由于隔热板2的隔断作用，箱体下部肋片1流道内的热气流在上浮过程中发生绕流现象，无法进入箱体上部肋片1流道内，与此同时，隔热板2上方形成负压区，箱体外部低温空气自动填充至上方肋片1流道内，使得箱体上部肋片1附近空气温度降低，箱体内外换热温差增大，肋片1换热效率提升，换热得到加强。通过仿真分析可知，改进后效果如图11中所示，以无隔断的箱体内部空气温度为基准进行对比，本发明所述具有隔断式肋片1结构的箱体可使箱体内部空气温度最高降低2.2℃，温度下降区域主要位于箱体中上部，说明该隔断式肋片1结构使得箱体上部换热大幅加强。

如图3-图5所示，本发明主要适用于h/l≥1.3的箱体结构，当h/l＜1.3时，箱体内部空气温降效果不明显，所述v型隔热板2板厚为δ，板厚δ的取值在1.5mm至5mm之间；v型隔热板2与水平面间的夹角用θ表示，夹角θ的取值在0°至65°之间；v型隔热板2的高度用d表示，d的值由θ与箱体长度l共同决定，其计算式为d＝0.5×l×tanθ；v形隔板伸出箱体的距离用b表示，b的取值由肋片1高度h确定，最优的1.5h＜b＜3h；v形隔板将箱体肋片1分割为上下两段，如图4可知，隔断位置由v型隔板的最低点确定，上部肋片1所占高度由hu表示，下部肋片1所占高度由hd表示，需满足hd≥0.6hu。箱体的厚度w由内部电子元器件摆放所需空间确定。

通过对箱体进行肋片散热设计，保证箱体下部肋片换热效率的同时，提升上部肋片换热效率，降低箱体内空气温度，保证电子元器件工作温度，提高了全封闭箱体的散热性能，提高全封闭箱体的可靠性。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。