CN101099378A - 除湿设备外罩 - Google Patents

Abstract

一种除湿设备外罩可用于容纳包括一个或多个机械装置和/或电子装置的设备。该除湿设备外罩可防止外罩内部的一个或多个区域上的冷凝，并且可控制外罩内部的冷凝以为外罩内部提供干燥的环境。该除湿设备外罩还可除去冷凝的水排出到外罩的外部。

Description

除湿设备外罩

相关申请的交叉引用

本申请要求共同未决的美国临时专利申请系列号60/630,350的利益，该申请于2004年11月23日提交，在此完全引入参考。

技术领域

本发明涉及设备外罩，更具体地涉及除湿设备外罩，其包括除湿***。

背景技术

如果受到湿气或冷凝的影响，诸如机械或电子装置的设备不能正确发挥作用。壳体可保护这些装置避免在其外侧上滴水但不能阻止形成在壳体内部的直接冷凝，例如，在极端温度循环变化期间。当壳体周围的环境变凉时，壳体内壁可变凉并且内部空气最后变凉。当内部空气变凉时，壳体内部的相关压力降低，将外部空气吸入壳体内(例如，通过壳体上的漏洞)，例如，当壳体在暴雨中快速冷却时。外部空气会有将近100％的相对湿度。壳体内的空气的相对湿度可最终达到壳体外部的外部空气的相对湿度，并且当进一步冷却时，可引起壳体内部的冷凝。

一种类型的设备壳体是摄像机的户外摄像穹顶。摄像穹顶壳体可安装在关心区域的上方，并且可具有形成壳体的半个底部的光学清晰或透明的圆顶。一体的上下/左右/缩放(pan-tilt-zoom)机构可用于观察通常低于穹顶以及在穹顶侧面的关心区域(例如停车场，安全门，建筑物入口等)。现有的户外摄像穹顶壳体可能存在冷凝问题，特别是当处于海岸潮湿的环境。透明圆顶的内部或外部上的冷凝可导致罩失效。内部上的冷凝可在圆顶上形成使视野模糊的薄雾并且还可聚集成向下流入透明圆顶底部以使视野模糊的水滴。壳体内电子和机械元件的寿命还可通过冷凝导致的腐蚀被缩短。

设计出密封的壳体以防止空气进入。然而，密封的壳体当受到壳体内部或外部之间的高压差时可泄漏。当电缆需要通过壳体的壁或顶部时，密封的壳体甚至更难密封。密封地密封壳体的方法可在理想的条件下工作，但在许多情况下成本不允许并且不可靠。

附图说明：

通过阅读下面的详细描述，与其中的附图一起，将可更好地理解这些以及其它特点及优点。

图1是符合本发明的一个实施例的除湿设备外罩的示意图。

图2是符合本发明的另一个实施例的除湿设备外罩的剖视图。

图3是符合本发明的另一个实施例的除湿设备外罩的部分剖视图。

图4是热传递装置和排水***的一个实施例的透视图。

具体实施方式：

参考图1，除湿设备外罩100可用于容纳包括一个或多个机械装置和/或电子装置的设备。除湿设备外罩100可防止在壳体100内部的一个或多个区域上的冷凝，并且可控制壳体100内部的冷凝以在壳体100内部提供除湿环境。除湿设备外罩100还可将冷凝水排到除湿设备外罩100外部。

除湿设备外罩100可包括设备壳体102，该壳体包围设备104和除湿***110。除湿***110可包括除霜器112和冷凝器114，该除霜器防止在壳体102内至少一个目标区域106上冷凝，该冷凝器冷凝并去除壳体102内空气中的湿气。在一个实施例中，壳体102包围摄像机，并且目标区域106包括壳体102上的透明区域，如下面将更详细地描述。本领域的技术人员将认识到除湿***110还可用于防止在壳体102内的其它区域上的冷凝。

除霜器112可包括引导空气流的风扇和加热空气的辅助加热器。冷凝器114可包括热量传递装置，例如与壳体102的一侧成一体的散热片，以引起冷凝。冷凝器114还可包括排水***以去除水分。下面更详细地描述除湿***的一个实施例，该除湿***包括风扇、加热器、热量传递装置以及排水***。

操作中，除霜器112可接收来自设备104的空气流120并且可引导包括加热空气的空气流122到目标区域106(例如设备壳体102的内表面)。设备104和/或除霜器112可提供加热以产生空气流122内的加热空气。除霜器112还可增加空气流122的速度和湍流。当目标区域106上的空气流122变得更暖、更快和更湍急时，目标区域106上的冷凝的可能性更小。在一个例子中，空气流122的空气温度可在大约10℃的范围内，并且空气流122的流动速度可在大约10CFM的范围内。

冷凝器114可接收来自目标区域106的空气流124，并且可冷凝在冷凝器114内的湿气以产生水分130。由于经过目标区域106的上方(例如在壳体102的表面)，空气流124内的空气部分地冷却，空气流124减速，例如成为层流。当空气流124变得更凉些的层流，在空气流124通过/经过冷凝器114时，可增加冷凝。冷凝器114还可引导包括已除湿的更凉空气的空气流126到设备104以冷却设备104。从空气流124去除的水分130可被引导到壳体102的外部，如下面更详细的描述。

参考图2，更详细地描述除湿外罩200的一个实施例。根据该实施例，除湿外罩200包括被构造成包围摄像机设备204的穹顶壳体202。穹顶壳体202可包括透明圆顶部分206和主要壳体部分208。主要壳体部分208保护并支撑摄像机设备204，并且可由金属材料制成。透明圆顶部分206在为摄像机提供无妨碍的视野时保护摄像机，并且可由透明的塑料材料制成。设计用于摄像机的壳体的例子包括可得到为Tyco Fire and Security的商标SpeedDome的视频穹顶外罩。

除湿壳体200的实施例可容纳防止透明圆顶部分206上的目标区域上的冷凝的除湿***210。根据除湿***210的该实施例，除霜器212可包括风扇240和辅助加热器242。风扇240从摄像机设备204内的发热电子装置抽出空气并通过辅助加热器242排出，引导空气进入透明圆顶部分206。辅助加热器242可加热该空气以降低该空气中的相对湿度，这进一步防止透明圆顶部分206上的冷凝。这样，壳体202内最暖、最快速以及最湍急的空气流可被强迫经过圆顶部分206的上方以防止在圆顶部分206上冷凝或“成雾状”。

辅助加热器242的使用取决于壳体202外部的温度。一般而言，壳体202内温度降低到低于先前环境温度可有助于湿气的冷凝。但是，如果壳体202外部的温度低于冰点，壳体202内的温度可需要提高以防止透明圆顶部分206上形成雾或冰。因此，在需要时加热器242可用于提供足够的热量以防止透明圆顶部分206的冷凝(或除霜)，而没有相反地影响由除湿***210控制的湿气的冷凝。在一个实施例中，加热器242只有当外部温度迅速降低到新低或当来自设备204的热量不足以防止冰沉积在圆顶部分206的外部上时才被使用。加热器242可被设定以保持壳体202在预定的温度范围内。例如，当内部温度降到低于-5℃时，加热器242可被打开，当内部温度升到高于0℃时，该加热器可被关闭。

根据除湿***210的实施例，冷凝器214可包括与设备壳体202的一侧成一体的热量传送装置250，例如散热器或冷却板。来自透明圆顶部分206的部分冷却空气作为大体的层流被引导经过热量传送装置250。热量传送装置250可从部分冷却的空气传递热量以进一步冷却空气，引起空气中的湿气冷凝并作为水落下。热量传递装置250一般可设置在壳体202的上部，在那里由于潮湿气体的趋势增大而容易冷凝。

热量传递装置250可包括接触外部环境的一个侧面252以及延伸到壳体202内部以有助于热量从壳体202内的空气传递到外部的散热片254。热量传递装置250也可任选地包括在外部上的散热片254a以提高热量传递效率。热量传递装置250还可被定位为使除湿外罩200引导雨水流过热量传递装置250的侧面252(以及任意散热片254a)以在降雨期间使热量传递装置250比壳体202的内部更快冷却。这可在突然暴风雨期间出现的快速温度变化期间提高热量传递的效率。在使用中，除湿外罩200被定位为使得热量传递装置250面向北以提供遮蔽免受太阳照射，从而热量传递装置250比壳体202的另一侧更冷。

热量传递装置250可由热传导、用作冷凝催化剂并阻止霉变的材料制成。反热电偶装置(reverse thermocouple)也可连接到热量传递装置250以有助于热量传递。本领域的技术人员将意识到还可使用其它类型的热量传递装置250。

在备选实施例中，风扇可设置在热量传递装置250后面以从热量传递装置250吸取被冷却的空气并且引导被冷却的空气到设备204。本领域的技术人员将意识到其它装置也可用来引导空气经过壳体202。

除湿***210还可包括连接到热量传递装置250的排水***260以收集水并从壳体202排出水。排水***260可包括收集盆262和排水管264。收集盆262一般可被设置为低于热量传递装置250以从热量传递装置250收集水。排水管264可被连接到收集盆262和壳体202之间以排出水到壳体202的外部。收集盆262也可由热传导且防止真菌或霉菌生长的材料制成。

在使用中，收集盆262和排水管264可利用重力且无抽吸地排出水。该排水可以是周围环境中的自然加热和冷却循环的作用。当壳体202内的内部压力在变凉期间(例如在晚上)下降时，可形成部分真空以防止水排出。排水管264可包括活动盖或其它装置以防止当该壳体突然冷却(例如由于降雨)时水(例如来自于雨水)通过管道264被吸上来。当下一次加热循环期间(例如在早晨)内部压力升高时，收集盆262中的剩余水可接着通过排水管道264被强迫排出。

图3中示出除湿设备外罩300的再一个实施例。除湿设备外罩300可包括使空气通过壳体308内的加热线圈342的鼓风机风扇340。斜槽344引导空气经过加热线圈342并引导空气进入圆顶部分306。除湿设备外罩300还可包括热量传递装置350，该热量传递装置传递从热量传递装置350经过的空气的热量并凝结湿气。收集盆362连接在热量传递装置350下方以收集从热量传递装置350向下流动的水。如上所述，排水管364连接到收集盆362以从壳体308排出水分。

图4更详细地示出热量传递装置350、收集盆362和排水管的一个实施例。热量传递装置350可包括散热片352，该散热片形成角度以引导水进入收集盆362。尽管收集盆362被示出为伸出热量传递装置350的全部宽度，但是收集盆可设计为只伸出横跨由散热片352引导水分的区域。热量传递装置350在另一端(未示出)的任意散热片，该另一端面对壳体308的外面。热量传递装置350可具有与壳体308的形状相一致的弯曲形状。

因此，使用在设备外罩中的除湿***和方法可防止目标区域(例如在摄像穹顶外罩的圆顶部分上)上的冷凝。该除湿***和方法还可控制该外罩上冷凝的位置和从外罩上去除湿气，以防止冷凝影响该外罩内的该设备和其它区域。

符合本发明的一个实施例，除湿设备外罩可包括被构造成包围设备的壳体、除霜器和冷凝器。该除霜器可构造成从该设备接收空气并引导该空气到该壳体上的目标区域，从而该空气防止该目标区域上的冷凝。该冷凝器可被构造成从该目标区域接收空气，以冷凝空气中的湿气，以从该壳体排出湿气，并引导除湿的空气到该设备。

符合本发明的另一个实施例，除湿方法可包括加热的空气从设备朝向包围该设备的壳体上的目标区域引导，以防止该目标区域上的冷凝，从而加热的空气在经过该热量传递装置时进一步被部分冷却。该除湿方法还包括将部分冷却的空气从在壳体的目标区域导向到热量传递装置，从而部分冷却的空气在通过热量传递装置的同时进一步被冷却，以使冷凝出水。该除湿方法还可包括排出水到该壳体外部的区域并且引导进一步冷却的空气到该设备。

符合本发明的再一个实施例，除湿穹顶外罩可包括可构造成包围设备的主要壳体部分和被构造成可拆卸地连接到主要壳体部分的透明圆顶部分。该除湿穹顶外罩还可包括热量传递装置，该热量传递装置被构造成从该设备壳体部分内的空气传递热量并引起冷凝出水。该热量传递装置可与该主要壳体部分的一侧成一体。该除湿穹顶外罩可进一步包括连接到该热量传递装置并延伸到该设备壳体部分外部的区域的排水***。该排水***可被构造成接收水并排出水到该设备壳体部分的外部，从而防止冷凝聚集在该透明圆顶部分上。

在此已描述本发明的主要原理，本领域的技术人员应该理解该描述只通过例子的形式进行并不作为关于本发明的范围的限制。除了已示出和在此描述的例子实施例之外，在本发明的范围内设想出其它的实施例。本领域的一个普通技术人员作出的修改和替换被认为在本发明范围内，其在以下权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种除湿设备外罩，其包括：

壳体，其被构造成包围设备；

除霜器，其被构造成从所述设备接收空气并引导所述空气到所述壳体上的目标区域，从而防止所述空气在所述目标区域上冷凝；以及

冷凝器，其被构造成从所述目标区域接收空气，以冷凝所述空气里的湿气，以从所述壳体排出所述湿气，以及引导除湿的空气到所述设备。

2.根据权利要求1所述的除湿设备外罩，其中所述壳体被构造成包围摄像机；所述壳体上的所述目标区域包括所述壳体的透明区域。

3.根据权利要求1所述的除湿设备外罩，其中所述除霜器包括风扇，该风扇被构造成从所述设备吸取空气并且引导所述空气到所述壳体上的所述目标区域。

4.根据权利要求3所述的除湿设备外罩，其中所述除霜器还包括加热器，该加热器被构造成在所述空气到达所述壳体上的所述目标区域之前加热由所述风扇引导的所述空气。

5.根据权利要求1所述的除湿设备外罩，其中所述冷凝器包括：

热量传递装置，其与所述壳体的一侧成一体，且被构造成从所述空气传递热量以冷凝所述湿气；以及

排水***，其与所述热量传递装置相连，且延伸到所述壳体外部的区域，所述排水***被构造成接收所述水并将所述水排到所述壳体的外部。

6.根据权利要求5所述的除湿设备外罩，其中所述热量传递装置位于所述壳体的上部中。

7.根据权利要求5所述的除湿设备外罩，其中所述排水***包括收集盆以及与所述收集盆相连的排水管。

8.根据权利要求5所述的除湿设备外罩，其中所述热量传递装置包括延伸入所述壳体以促进热量传递的多个散热片。

9.根据权利要求1所述的除湿设备外罩，其中所述壳体包括主要壳体部分和可拆卸地连接到所述主要壳体部分的透明圆顶部分，所述目标区域包括所述圆顶部分的至少一部分。

10.一种除湿方法，其包括：

将来自设备的加热空气朝向包围所述设备的壳体上的目标区域引导，以防止在所述目标区域上的冷凝，其中所述加热空气在经过所述目标区域的同时被部分冷却；

将所述被部分冷却的空气从在所述壳体上的所述目标区域引导到热量传递装置，其中所述被部分冷却的空气在经过所述热量传递装置的同时被进一步冷却以产生水的冷凝；

排出所述水到所述壳体外部的区域；以及

引导所述被进一步冷却的空气到所述设备。

11.根据权利要求10所述的方法，其中在所述壳体上的所述目标区域包括透明区域。

12.根据权利要求10所述的方法，其中所述被部分冷却的空气被向上引导到所述热量传递装置。

13.根据权利要求10所述的方法，其还包括加热来自所述设备的空气以产生所述加热空气。

14.根据权利要求10所述的方法，其中所述加热空气由所述设备加热。

15.根据权利要求10所述的方法，其中所述壳体包括主要壳体部分和可拆卸地连接到所述主要壳体部分的透明圆顶部分，所述目标区域包括所述圆顶部分的至少一部分。

16.一种除湿穹顶外罩，其包括：

主要壳体部分，其被构造成包围设备；

透明圆顶部分，其被构造成可拆卸地连接到所述主要壳体部分；

热量传递装置，其被构造成从所述设备壳体部分传递热量并产生水的冷凝，所述热量传递装置与所述主要壳体部分的一侧成一体；以及

排水***，其与所述热量传递装置相连且延伸到所述设备壳体部分外部的区域，所述排水***被构造成接收所述水并排出所述水到所述设备壳体部分的外部，从而防止在所述圆顶部分上集聚冷凝。

17.根据权利要求16所述的除湿穹顶外罩，其还包括风扇，该风扇被构造成引导来自所述设备的空气到在所述壳体上的所述目标区域。

18.根据权利要求17所述的除湿穹顶外罩，其还包括加热器，该加热器被构造成在所述空气到达所述壳体上的所述目标区域之前加热由所述风扇带动的所述空气。

19.根据权利要求16所述的除湿穹顶外罩，其中所述热量传递装置位于所述壳体的上部内。

20.根据权利要求16所述的除湿穹顶外罩，其中所述热量传递装置具有与所述主要壳体部分的形状相一致的弯曲形状；所述热量传递装置包括促进热量传递的散热片，该散热片形成有角度以朝向所述排水***引导水。

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