CN1196238C - 柜式护罩 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于容装发热装置、尤其是电气和/或电子装置的柜式护罩(10)。所述护罩(10)的壁(11，12，13，14)至少部分是双层的。内壁(111，121)从内腔(15)吸收至少部分由装置产生的热量。通过第一装置(23，24，25，26)经过中间腔(112，122)产生一冷却内腔(15)的气流可以提供适当的散热，而且护罩(10)包括由一中顶(23)和一位于中顶上的上顶(24)构成的顶(23，24)，第二装置(20)与中顶(23)隔开一段距离位于中顶(23)之下。
Description
技术领域
本发明涉及护罩技术领域。本发明涉及一种柜状护罩，尤其用于户外，以容装发热结构装置、尤其是电气和/或电子装置，在护罩中由壁围成一内腔，壁至少部分是双层壁，包括一外壁和一内壁以及外壁和内壁之间的一中间腔，内壁从内腔吸收至少一部分由结构装置产生的热量。
背景技术
在现有技术中，各种柜式护罩用于容装处于远程通讯、交通控制技术、高、低电压技术以及领域应用中的电气和/或电子设备和结构组并防止其受到气候影响以及电磁辐射干扰。在常用的矩形护罩中，所有侧面上的金属壁围成一内腔，用于容装设备。通常，在护罩前面设有可锁住的门，以在安装、保养和修理过程中便于进入。另外，在护罩使用时，通常在顶部设有一顶，以免护罩免受到雨水和太阳辐射。
护罩的保护功能、尤其是电磁屏蔽功能使内腔由适当的装置相对牢固地与周围外界保持密封。同时提供了防止位于护罩中的设备和结构单元免受到灰尘、潮气以及白蚁等侵蚀的优点。在其工作过程中设备和结构装置产生热量，这种热量由内腔中受热的空气或热辐射传递至护罩的壁上，并通过对流和热辐射从所述壁的外部发散至周围环境。
但是这种类型的散热或冷却在护罩由强烈的太阳能辐射从外部另外加热时则存在问题。尽管特殊的(反射)涂层可以在护罩的外表面上减小太阳能辐射的影响，但它们不能防止在内部形成强热量的负面影响。相反，如果使用稳定的双壁而不是单壁，内腔中的散热就更恶劣，因为在此情况下热量从内部向外部的传递由额外的界面妨碍。尽管仍可以取得内腔的良好的散热，例如由设置在护罩顶部的风扇通过护罩的内腔(设有通风孔)从下向上吸入一冷却空气，这种强制冷却意味着不能再保持内腔与外界的有利的封闭。
另一方面，还公知的是在这样一种护罩的内部，设置特殊的冷却装置或空调装置可以提供散热。但是，这种冷却装置或空调装置的能量消耗相对较高。在此情况下，设置在护罩中的设备和结构装置必须由设有局部电池的紧急能源操作，这种高能量消耗是不能忍受的。
发明内容
因此本发明的目的是提供一种护罩，它带有相对简单的装置并且能量消耗很小，空间占用很小且内腔和外界之间没有必须的连接，它能确保有效散发在内腔中产生的热量并特别适于户外使用。
在上述的一护罩中，此任务可如下解决：护罩具有一顶，此顶包括一中顶以及设置在中顶之上的一上顶，上顶与中顶间隔开并横向位于中顶之上而留下一缝隙形开口；中顶位于中间腔之上，中间腔在双层壁的顶部开口并且由各自的外壁关闭；并且在中顶之下以及与其隔开一段距离设置第二装置，它向顶部关闭内腔并横向将其连到双层壁的内壁上；设置包括风扇装置的第一装置产生通过中间腔。以及通过中顶与上顶之间的所述腔的一气流用以冷却内腔。本发明的精髓在于双层壁可以提供一外部冷却回路，尽管它同内腔完全隔开，但可以使通过内壁向外部传递的热量有效发散。由于双层壁，冷却气流可以非常接近地传导至要冷却的内壁。因为气流直接冷却内壁，可以避免任何其它界面(外壁)对冷却的负面影响，本发明的结构提供了另外的优点。气流通过内壁和外壁之间的中间腔传导、以及使用一上顶、一中顶和第二装置形成一热交换器，它同时起一保护护罩的作用。
本发明一第一优选实施例的特征在于，上顶和中顶之间的缝隙状开口朝向下。这种布置确保最优地保护护罩免受雨水、灰尘和尘土的侵扰。
通常，通过双层壁中的中间腔的冷却气流可以用很多种方式产生，例如热对流，利用风等。但本发明一优选实施例的特征在于，第一装置包括至少一风扇。使用一风扇可以以一种确保的方式以及最适于各种需要的方式通过中间腔产生一气流。
此实施例的一优选形式的特征在于，风扇中至少一个设置在中顶中；中间腔向顶部打开与所述至少一个风扇相通而且中间腔向底部开口与护罩的周围相通。在一进一步的优选方式中，风扇从护罩周围通过中间腔在中间腔的下端吸入空气。从底部导向顶部的冷却空气气流支持自然对流，其中热空气升高。同时，这种布置使得短气流路径可以具有被冷却气流接触的整个壁的长度。
本发明的一进一步优选的实施例的特征在于，所有的双层壁由竖直设置的空腔轮廓构成；铝制空腔轮廓用做空腔轮廓。通过使用由铝制成的单独的空腔轮廓，双层壁可以以一种模制方式非常容易和经济地构造成各种尺寸并具有高机械稳定性。除了购买便宜外，铝空腔轮廓还提供非常好的热性能的优点。
如果根据本发明的另一个优选实施例，双层壁包括用于扩大热传递面积的第三装置而且第三装置包括冷却突缘，可以进一步改进从内腔向冷却气流的热传递。
进一步的实施例由从属权利要求提供。
附图说明
下面参照附图更详细地描述本发明，其中：
图1示出本发明护罩的一优选实施例的一简化的纵向剖视图；
图2示出图1的护罩的一简化的横剖图，护罩的壁由单独的空腔轮廓构成；
图3示出构成图2的护罩的一中空腔的横截面的例子；
图4示出图1的护罩，其中带有位于在内部空间中用于产生两个单独的冷却回路的额外的装置。
具体实施方式
图1示出本发明护罩的一优选实施例的一简化的纵向剖视图。借助于包括一左侧壁11和一右侧壁12的壁，护罩10以一种保持方式围成一内腔15，其中容装发热结构装置或设备(未示出)。内腔15在顶部由一密封板20关闭而在底部由一底板关闭，并且电磁屏蔽。护罩10在基底22上设置在一抬高的位置上，以使空气可以从侧壁11、12(以及其他壁)的下部区域自由进入。
为了提供来自内腔的散热效果，侧壁11、12(以及其他壁)构造成双壁结构，每个壁包括一内壁111或121和一外壁110或120，其之间保持一自由中间腔112或122。内壁和外壁之间的平均间距例如可以为30mm，但取决于需要可以变化。壁11、12中的中间腔112、122向底部和顶部打开。为此，在围绕壁11、12的卡箍套轮廓中设置开口。为了提供冷却，气流最好如图1中的带有箭头的气流线所示从底部向顶部通过壁11、12的中间腔112、122传送。空气从护罩10的周围吸入壁11、12的下部区域中并从顶部离开壁11、12。当空气通过中腔112、122流动时，它从内壁111、121吸收热量并将此热量传递至周围。
风扇25、26设置成平躺在一中顶23中，风扇设置成可以产生冷却气流。例如由金属板制成的中顶23位于密封板20之上一段距离(例如20mm)。它位于双层壁的在顶部开口的中间腔112、122之上并由各自的外壁110或120或由关闭壁11、12的卡箍套轮廓18、19的外边关闭。这样在密封板20和中顶23之间形成一平的中间腔，来自壁11、12的中间腔112、122的气流可以流入其中并从此由风扇25、26向上吸。风扇25、26(以及整个护罩10)由一上顶24向顶部保护，上顶24位于中顶23之上一段距离(例如65mm)并且横向位于中顶23之上，留有一缝隙形开口24a，最好朝下(例如20mm宽)。由于在中顶23和上顶24之间产生中间腔，由风扇25、26排出的空气横向排出并向下从开口24a进入周围。上顶24的突出防止雨水进入开口24a中。
由于上述冷却空气在双层壁的中间腔112、122以及密封板20之上的中间腔中的路径，在周围和内壁111、121之间建立一外部冷却回路，它完全与内腔15隔开。通过强制冷却而不用使冷却空气必须通过内腔15得到散热。将内腔15封装还可以屏蔽、防潮和防水等，它具有特别有利的优点，因此可以用来冷却。此装置的冷却性能取决于许多参数，例如风扇25、26的传送能力，空气导管的横截面和流阻性，气流速度，内壁111、121和气流之间的热传递。在实际应用场合其中在壁11、12的底部空气进入速度保持为恒定的2m/s被证明是成功的装置结构。内壁111、121的热传递由内壁111、121上的冷却突缘最优化，这将在下面更详细地描述。对于风扇25、26，根据所需的低能量消耗，可以有利地使用低转速大直径的风扇。
双层壁的结构可以基本采用在各个板中，各个板形成内、外壁，彼此平行设置并由间隔件紧密相连(用螺栓连接或焊接)。但是这种结构相对而言没有柔性、太复杂和昂贵。这样当释放本发明的护罩时，当构造双层壁时最好使用另一种技术，其中各个(细长的)空腔轮廓彼此平行相连。这种空腔轮廓可以容易地并经济地由各种轮廓形状的铝拔模轮廓产生。它们提供稳定的具有良好的导热性能的壁部件，由此本发明的护罩的中空壁用一种模制的方式构成所需的尺寸。另外，用这种拔模轮廓容易将冷却突缘固定在内壁上，这些突缘可以在这些壁上改进热传递。
这种空腔轮廓导致了如图2中以简化的横截面表示的护罩10的结构。在此围绕内腔15的侧壁11、12，前壁13和后壁14由单独的空腔轮廓32、33构成。空腔轮廓32、33的相邻的腔形成由撑条隔开的中间腔112或122。在内壁111或121，设置冷却突缘39，这样以一种简单的方式使内壁111、121皱折成矩形(或梯形)。壁11至14与相邻的空腔轮廓32、33一起由卡箍套轮廓50至57在边界形成边缘。壁11至14与之相连的稳定的角柱27至30设在护罩10的角上。在所示的例子中没有设置门。当然各种类型的门(单门、双门、左或右铰接门等)可以装入壁11至14中。还可以设置一连接件31。
图3示出双壁结构的空腔轮廓34的一优选实施例的一横截面。此铝制拔模轮廓包括一带有冷却突缘39的梯形皱折内壁35以及一平滑的外壁36。借助于冷却空气可以通过它(垂直此图的轴线)传导的中间腔，两个腔37、38设置在壁35、36之间。两个腔由连续的撑条定界和隔开，这些撑条对轮廓和壁提供高的机械稳定性。由于内壁35中的皱折或冷却突缘39对壁提供额外的刚性，定界腔37、38的撑条可以以延长的间隔或较小的数量设置。由于撑条构成壁中的主要的热量桥，而且太阳能辐射从外壁向内壁传导不需要的热量，减少撑条的数量减少了太阳能辐射对冷却处理不利的影响。空腔轮廓可以简单地沿其纵边对齐并可以相互***。为此，在轮廓的两侧设置互补的***安装板条40、42和41、43。然后插在一起的空腔轮廓由卡箍套轮廓配合和保持在一起。
图1只示出了从内壁散热并将其释放至周围环境中的外部冷却回路。为了实现从设置在内腔中的设备和结构装置向内壁最优地散热，最好根据图4在护罩10的内腔15中安装一第二内部冷却回路，从气流的角度而言它与外部冷却回路完全隔开。冷却回路之间的热交换主要由双层壁的(有突缘的)起准热交换器作用的内壁进行，以及额外地由位于顶部上的密封板20进行，它设有冷却突缘44(例如为增加长度的斜轮廓的形状)，以增大热传递表面。
为了构成内冷却回路，设置平行于双层壁的间隔开的偏置件45、46，它们同时起侧壁的作用，以容装支架型的护罩。在一平的需要很小空间的中间板49上，风扇47、48设置在偏置件45、46之间。所述的风扇使内腔15中的空气沿带有箭头的虚线在偏置件45、46以及各个内壁之间从顶部向底部以及在偏置件45、46之间从底部向顶部循环。循环最好以0.7m/s的流速进行。在气流转入上部区域中时，热量也大量地传至密封板20。在内壁的外侧和内侧上两个冷却回路的气流相对的定位导致可以取得冷却回路之间最优的热交换。
通过使用包括反射颜色的涂层粉末涂在外壁110、120和上顶24上，可以大大减少太阳能辐射形成的护罩10的外部热量，这样可以额外地支持本发明的冷却概念。
总而言之，本发明提供了一种护罩，尽管它与内腔完全隔开，但能确保将产生在内腔中的热量良好地散发至外面，它具有非常稳定的机械性能，简易制作并特别适于户外使用。
参考标记一览表
10 护罩(柜形)
11，12 侧壁
13 前壁
14 后壁
15 内腔
16，...，19 卡箍套轮廓
20 密封板
21 底板
22 基底
23 中顶
24 上顶
24a 开口(缝隙形)
25，26 风扇
27，...，30 角柱
31 连接件
32，33，34 空腔轮廓
35 内壁(空腔轮廓)
36 外壁(空腔轮廓)
37，38 腔
40，...，43 ***安装板条
45，46 偏置件
47，48 风扇
49 中间板
50-57 卡箍套轮廓
110 外壁(侧壁11)
111 内壁(侧壁11)
112 中间腔(侧壁11)
120 外壁(侧壁12)
121 内壁(侧壁12)
122 中间腔(侧壁12)
Claims (19)
1.一种柜状护罩(10)以容纳发热结构装置，在护罩(10)中由壁(11，12，13，14)围成一内腔(15)，壁(11，12，13，14)至少部分是双层壁，包括一外壁(110，120)和一内壁(111，121)以及外壁(110，120)和内壁(111，121)之间的一中间腔(112，122)，内壁(111，121)从内腔(15)吸收至少一部分由结构装置产生的热量，
其特征在于：护罩(10)具有一顶(23，24)，该顶(23，24)包括一中顶(23)以及设置在中顶(23)之上的一上顶(24)，上顶(24)与中顶(23)间隔开并横向位于中顶(23)之上而留下一缝隙形开口(24a)；
中顶(23)位于中间腔(112，122)之上，中间腔在双层壁的顶部开口并且由相应的外壁(110，120)关闭；并且在中顶(23)之下以及与其隔开一段距离设置第二装置(20)，它向顶部关闭内腔(15)并横向将其连到双层壁的内壁(111，121)上；
设置包括风扇装置(25，26)的第一装置(23，24，25，26)，其产生气流通过中间腔(112，122)且通过中顶(23)与上顶(24)之间的腔，用于冷却内腔(15)。
2.如权利要求1所述的护罩，其特征在于，其用于户外使用。
3.如权利要求1所述的护罩，其特征在于，结构装置包括至少一个电气和/或电子装置。
4.如权利要求1所述的护罩，其特征在于，缝隙形开口(24a)朝向下。
5.如权利要求1所述的护罩，其特征在于，风扇(25，26)中至少一个设置在中顶(23)中；中间腔(112，122)向顶部打开与所述至少一个风扇(25，26)相通，并且中间腔(112，122)向底部开口与护罩(10)的周围相通。
6.如权利要求5所述的护罩，其特征在于，所述至少一个风扇(25，26)安装成从护罩(10)的周围通过中间腔(112，122)吸入空气并将此空气排入上顶(24)和中顶(23)之间的中间腔中。
7.如权利要求1所述的护罩，其特征在于，围成内腔(15)的壁(11，12，13，14)包括两个侧壁(11，12)，一前壁(13)和一后壁(14)，所有这样的壁(11，12，13，14)都是双层壁而且冷却气流通过它们流动。
8.如权利要求7所述的护罩，其特征在于，所有的双层壁(11，...，14)由竖直设置的空腔轮廓(32，33，34)构成。
9.如权利要求8所述的护罩，其特征在于，铝制空腔轮廓(32，33，34)用作空腔轮廓。
10.如权利要求8所述的护罩，其特征在于，空腔轮廓(32，33，34)包括几个并排相连的腔(37，38)。
11.如权利要求1所述的护罩，其特征在于，双层壁(11，...，14)的内壁(111，121)包括用于扩大热传递表面的第三装置(39)。
12.如权利要求11所述的护罩，其特征在于，第三装置包括冷却突缘(39)。
13.如权利要求12所述的护罩，其特征在于，冷却突缘(39)由内壁(111，121)的皱折形横截面轮廓形成。
14.如权利要求1所述的护罩，其特征在于，第二装置包括密封板(20)，该密封板装有冷却突缘(44)作为第四装置用于增大热传递表面。
15.如权利要求1所述的护罩，其特征在于，内腔(15)向外关闭，并且在内腔(15)中设有第五装置(45，...，48)，第五装置使位于内腔(15)中的空气沿双层壁(11，...，14)的内壁(111，121)循环。
16.如权利要求15所述的护罩，其特征在于，沿内壁(111，121)的空气循环在竖直方向以及在与中间腔(112，122)中的气流相反的方向中进行。
17.如权利要求1所述的护罩，其特征在于，第五装置包括平行于内壁(111，121)设置并与其间隔开的偏置件(45，46)，并包括至少一个设置在偏置件(45，46)之间的一中间板(49)上的风扇(47，48)。
18.如权利要求1所述的护罩，其特征在于，护罩(10)的外部包括一反射太阳能辐射的涂层。
19.如权利要求18所述的护罩，其特征在于，所述涂层是一种包括反射颜料的涂料。
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