一种机柜组件及电力电子设备的制作方法

1.本实用新型涉及电力电子设备技术领域，具体而言，涉及一种机柜组件及电力电子设备。


背景技术：

2.在电力电子设备中，常采用多个散热风道对内部发热元件进行散热，其通常在柜本体顶部设置进风仓，并通过进风仓中的风扇输送至各个散热风道，再由各个散热风道中的散热风扇排出，然而面对ip54防护等级的要求，柜本体顶部进风口的风阻会显著加大，为了能够提供足够的散热能力，需要进风仓以及各散热风道选配更大功率风机，从而导致整机结构复杂，成本增加，可靠性降低。


技术实现要素：

3.本实用新型解决的问题是如何合理设置柜本体组件的结构以实现可靠降温以及降低成本。
4.一方面，本实用新型提供一种机柜组件，包括柜本体和风机，所述柜本体内部设有主风道结构和副风道结构，所述主风道结构中用于设置所述风机，所述柜本体内部除所述主风道结构之外的空间形成所述副风道结构，所述柜本体的上部设有与所述主风道结构连通的第一进风口，所述柜本体的下部设有与所述副风道结构连通的第二进风口以及与所述主风道结构连通的出风口，所述主风道结构和所述副风道结构在所述柜本体的上部连通。
5.可选地，所述主风道结构包括连通的进风仓和散热通道，所述进风仓设置于所述柜本体内部的顶端并与所述第一进风口连通，所述散热通道位于所述进风仓的下方，所述进风仓与所述副风道结构连通。
6.可选地，该机柜组件还包括第一发热单元和第二发热单元，所述散热通道包括设置于所述第一发热单元内部的第一通道以及设置于所述第二发热单元内部的第二通道，所述进风仓、所述第一通道、所述第二通道以及所述出风口依次连通。
7.可选地，所述第一通道内部设有散热器。
8.可选地，所述第二进风口朝向所述第二发热单元的侧壁设置，且所述第二进风口在所述第二发热单元上的投影位于所述第二发热单元的轮廓范围内。
9.可选地，该机柜组件还包括导流装置，所述导流装置位于所述进风仓内，并设置于所述进风仓和所述副风道结构的连通处。
10.可选地，所述导流装置为直管结构或者弯管结构。
11.可选地，所述柜本体包括柜门，所述第二进风口设置于所述柜门上。
12.可选地，该机柜组件还包括百叶窗，所述第一进风口和/或所述第一进风口处设有所述百叶窗。
13.可选地，该机柜组件还包括扰流风扇，所述扰流风尚设置于所述副风道结构中。
14.另一方面，本实用新型提供一种电力电子设备，包括如上所述的机柜组件。
15.相对于现有技术，本实用新型的有益效果为：
16.柜本体内部的主风道结构中用于放置风机，柜本体内部除主风道结构之外的空间形成副风道结构，柜本体的上部设有与主风道结构连通的第一进风口，柜本体的下部设有与副风道结构连通的第二进风口以及与主风道结构连通的出风口，主风道结构和副风道结构在柜本体的上部连通。当风机工作时，空气从柜本体的第一进风口进入主风道结构中，并从柜本体的出风口吹出，从而带走第一主风道中的热量，此时主风道结构在柜本体的上部会形成负压，由于主风道结构和副风道结构在柜本体的上部连通，空气从柜本体的第二进风口进入副风道结构后再由副风道内部的扰流风扇将内部热量打散进入主风道结构中，副风道结构中流动的空气不仅能够带走副风道结构中的热量，而且能够为主风道结构补充空气以增加主风道结构中空气的流速，相比于现有多个散热风道均需要配备风机的柜本体组件，本实用新型不仅能够增加主风道结构中空气的流速实现可靠降温，而且减少了风机数量以及相关连接附件，节约了成本。
附图说明
17.图1为本实用新型中实施例的机柜组件的一种实施方式的内部示意图；
18.图2为本实用新型中实施例的机柜组件的另一视角的内部示意图；
19.图3为本实用新型中实施例的机柜组件的空气流动示意图；
20.图4为本实用新型中实施例的机柜组件的另一视角的空气流动示意图；
21.图5为本实用新型中实施例的功率单元的一种实施方式的结构示意图；
22.图6为本实用新型中实施例的机柜组件的一种实施方式的外部示意图；
23.图7为本实用新型中实施例的导流组件的一种实施方式的结构示意图；
24.图8为本实用新型中实施例的导流组件的另一种实施方式的结构示意图；
25.图9为本实用新型中实施例的导流组件的再一种实施方式的结构示意图。
26.附图标记说明：
27.1、柜本体；11、主风道结构；111、进风仓；1111、第一风仓；1112、第二风仓；112、第一通道；113、第二通道；12、副风道结构；13、第一进风口；14、第二进风口；15、柜门；16、百叶窗；2、风机；3、第一发热单元；31、散热器；4、第二发热单元；5、导流装置；6、扰流风扇；7、框架断路器；8、熔断器；9、铜排；10、电容池。
具体实施方式
28.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。
29.需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
30.而且，附图中z轴表示竖向，也就是上下位置，并且z轴的正向(也就是z轴的箭头指向)表示上，z轴的负向(也就是与z轴的正向相反的方向)表示下；附图中y轴表示纵向，也就是前后位置，并且y轴的正向(也就是y轴的箭头指向)表示前，y轴的负向(也就是与y轴的正
向相反的方向)表示后；附图中x轴表示横向，也就是左右位置，并且x轴的正向(也就是x轴的箭头指向)表示左，x轴的负向(也就是与x轴的正向相反的方向)表示右。
31.同时需要说明的是，前述z轴、x轴和y轴表示含义仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
32.如图1所示，本实用新型的实施例提供一种机柜组件，包括柜本体1和风机2，柜本体1内部设有主风道结构11和副风道结构12，主风道结构11中用于设置风机2，柜本体1内部除主风道结构11之外的空间形成副风道结构12，柜本体1的上部设有与主风道结构11连通的第一进风口13，柜本体1的下部设有与副风道结构12连通的第二进风口14以及与主风道结构11连通的出风口，主风道结构11和副风道结构12在柜本体1的上部连通。
33.在本实施例中，如图1所示，柜本体1呈长方体，其内部设有发热元件，例如功率单元、电抗箱以及电容池10等，柜本体1内部设有主风道结构11和副风道结构12，其中，主风道结构11用于带走功率单元以及电抗箱大部分产生的热量，第二风道结构用于带走功率单元以及电抗箱少部分的热量以及除功率单元以及电抗箱之外的部件所产生的热量。风机2设置于功率单元的上方，柜本体1内部除主风道结构11之外的空间形成副风道结构12，柜本体1上部的顶端面以及侧端面分别设有与主风道结构11连通的第一进风口13，柜本体1的下部的侧端面设有与副风道结构12连通的第二进风口14以及与主风道结构11连通的出风口，第二进风口14和出风口位于柜本体1不同的侧端面，主风道结构11和副风道结构12在柜本体1的上部连通。
34.这样，当风机2工作时，空气从柜本体1的第一进风口13进入主风道结构11中，并从柜本体1的出风口吹出，从而带走第一主风道中的热量，此时主风道结构11在柜本体1的上部会形成负压，由于主风道结构11和副风道结构12在柜本体1的上部连通，空气从柜本体1的第二进风口14进入副风道结构12后由副风道结构12内部的扰流风扇6将内部热量打散再进入主风道结构11中，副风道结构12中流动的空气不仅能够带走副风道结构12中的热量，而且能够为主风道结构11补充空气以降低风机2的工作负荷，相比于现有多个散热风道均需要配备风机2的柜本体1组件，本实用新型不仅能够实现可靠降温，使得风可以经过绝大部分发热器件带走热量，而且减少了进风风机的数量降低了成本。
35.在本实施例中，第一进风口13、第二进风口14以及出风口的数量、形状和尺寸不做具体限制，根据实际需求而定，例如，第一进风口13可以是一个，位于柜本体的一个侧面；第一进风口13也可以是多个，位于柜本体1的至少一个侧面。其中，第一进风口13、第二进风口14和出风口均呈长方形，且第二进风口14的尺寸和出风口的尺寸均大于第一进风口13的尺寸。
36.进一步地，出风口可以位于柜本体1的底部，柜本体1的底部可以做抬高，底部1侧面镂空处理，出风口出来的热量可以从底部1侧面镂空排出。
37.可选地，主风道结构11包括连通的进风仓111和散热通道，进风仓111设置于柜本体1内部的顶端并与第一进风口13连通，散热通道位于进风仓111的下方，进风仓111与副风道结构12连通。
38.在本实施例中，主风道结构11包括上下两部分，即主风道结构11包括进风仓111和散热通道，进风仓111设置于柜本体1内部的顶端并与第一进风口13连通，具体地，进风仓
111包括第一风仓1111和第二风仓1112，第一风仓1111是由隔板在柜本体1内部的上端分隔而出的空间，其与第一进风口13连通；第二风仓1112设置于第一风仓1111下方，第二风仓1112的上端与第一风仓1111连通，其下端与散热通道连通，且第一风仓1111与副风道结构12连通，风机2设置于第二风仓1112中。这样，在风机2工作时，空气依次经过第一风仓1111和第二风仓1112进入散热通道中，同时，在负压的作用下，副风道结构12向第一风仓1111补入空气。
39.可选地，该机柜组件还包括第一发热单元3和第二发热单元4，散热通道包括设置于第一发热单元3内部的第一通道112以及设置于第二发热单元4内部的第二通道113，进风仓111、第一通道112、第二通道113以及出风口依次连通。
40.如图1所示，第一发热单元3为至少一个功率单元，第二发热单元4为电抗箱，功率单元设置于电抗箱的上方，如图5所示为单个功率单元的俯视图，功率单元设有贯穿的第一通道112，第一通道112内部设有散热器31，电抗箱包括箱体和设置于箱体内的电抗、铜排件以及磁环组件，箱体内部即为第二通道113，箱体设有与箱体内部连通的进口和出口，其进口与第一通道112连通，其出口与出风口连通。如此，风机2工作，能够带走功率单元的散热器31的热量以及电抗箱内部的热量。
41.可选地，该机柜组件还包括导流装置5，导流装置5位于进风仓111内，并设置于进风仓111和副风道结构12的连通处。
42.如图3和图4所示，副空气道结构12包括第一副空气道结构和第二副空气道结构，其中，第一副空气道结构包括第二发热单元4与柜本体1的第二进空气口14所在侧壁之间的空间、相邻两第一发热单元3之间的空间以及第一发热单元3与柜本体1的侧壁之间的空间；第二副空气道结构包括第二发热单元4未朝向第二进空气口14的侧壁与柜本体1的侧壁之间的空间以及靠近电容池10的第一发热单元3朝向电容池10的侧壁与柜本体1的侧壁之间的空间；其中，经过第一副空气道结构的空气与经过第二副空气道结构的空气在电容池10处汇流。第二进空气口14进来的空气至少分成两部分，一部分绕过第二发热单元4(比如电抗箱)并经过电抗箱后方的铜排9、熔断器8、框架断路器7以及第一发热单元后方的电容池10后进入主空气道结构11；另一部分向上穿过多个第一发热单元3(比如功率单元)之间的间隙并经过第一发热单元3后方的电容池10进入主空气道结构11。这样副空气道结构里的空气可以带走第一发热单元3、第二发热单元4以及后方的发热器件的热量。
43.可选地，导流装置5为直管结构或者弯管结构，如此，便于引导副风道结构12中的空气进入进风仓111的方向。例如，如图7、8所示，导流装置5为弯管结构，弯管结构的出风口的所在平面与其进风口的所在平面倾斜设置，如此，副风道结构12中的空气倾斜进入进风仓111中；或者，如图9所示，导流装置5为直管结构，副风道结构12中的空气垂直进入进风仓111中。
44.需要注意的是，在其他实施方式中，进风仓111和副风道结构12的连通处也可以不设置导流装置5。
45.可选地，柜本体1包括柜门15，第二进风口14设置于柜门15上。
46.如图6所示，柜本体1的前壁设有能够打开的柜门15，柜门15上设有一个第二进风口14，由此，在生产柜门15时直接加工出第二进风口14，相对于在柜本体1其他部位加工出第二进风口14，其工艺更加简单。
47.在其他实施方式中，第二进风口14设置于柜本体1的其他侧壁上，例如左侧壁或者后侧壁。
48.在本实施例中，第二进风口14朝向第二发热单元4的侧壁设置，且第二进风口14在第二发热单元4上的投影位于第二发热单元4的轮廓范围内，即如图4所示，第二进风口14正对电抗箱面板，使进来的空气或者水汽完全吹在整块面板上，对内部器件无任何影响。
49.需要注意的是，空气经过第二进风口14进入副风道结构12后，一部分空气将电抗箱外壁、框架断路器7、熔断器8、铜排9以及电容池10的热量带入主风道结构11的进风仓111，另一部分空气则经过相邻梁功率单元之间的间隙中以及电容池10后带入主风道结构11的进风仓111。
50.可选地，该机柜组件还包括百叶窗16，第一进风口13和/或第二进风口14处设有百叶窗16。
51.如图6所示，第一进风口13和第二进风口14处设有百叶窗16，百叶窗16与第一进风口13和第二进风口14的连接方式包括但不限于卡接或者螺钉连接。如此，在百叶窗16的作用下，能够满足第一进风口13和第二进风口14的防尘以及防水要求。
52.需要注意的是，第一进风口13和第二进风口14处的百叶窗16既可以是同一类型的，也可以是不同类型的，这里不做具体限定，根据实际需求而定。
53.可选地，该机柜组件还包括扰流风扇6，扰流风扇6设置于副风道结构12中。
54.如图2、6所示，扰流风扇6设置于电容池10后，并位于进风仓111和副风道结构12的联通口的正下方或者斜下方，在扰流风扇6工作时，其不仅能够将副风道结构12中电容池10周围空气扰乱，而且能够促使副风道结构12中的空气时刻处于一个紊乱的状态，有助于空气的流通，可以将副风道结构12所进空气绕过主风道吹向导流装置。
55.另一方面，本实用新型提供一种电力电子设备，包括如上的机柜组件。
56.本实施例中，电力电子设备与上述机柜组件相对于现有技术的有益效果相同，故在此不再赘述。
57.读者应理解，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术乘员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
58.虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。