CN101584261B - 具有通气系统的设备柜 - Google Patents

Abstract

一种设备柜(1)有第一隔腔(3)、第二隔腔(5)和通气系统。第一隔腔(3)可以是内部或电子元件隔腔，第二隔腔(5)可以是外部或电池隔腔。通气系统有至少一个操作结构，该操作结构使得空气能够从外部隔腔外部流向内部隔腔和然后流向外部隔腔，且该操作结构能够使得空气很少或不从外部隔腔流向内部隔腔。通气系统有另一操作结构，在该操作结构中，很少或没有空气能够从第二隔腔流的外部向第一隔腔，很少或没有空气能够从第二隔腔流向第一隔腔，且空气能够基本通过第一隔腔或在第一隔腔内再循环。

Description

具有通气系统的设备柜

技术领域

本发明涉及用于装电子设备的设备柜。

背景技术

在柜中装入多功能的电子设备。这种设备可以是用于机场跑道、交通灯、远程格式基站(cellular site)、天气跟踪站和灯塔。在中心和远处位置的设备柜都必须保持在使得柜内部的电子元件能够起作用的温度范围内。当柜内部的温度变得太高或太低时，设备可能发生故障，或者完全停止作用。

一些设备装于可能很难接近和维护的远处位置处的柜中。远处位置也可以是在可能的极端温度的苛刻环境中。在这些环境中，柜内的设备必须防止低温和防止高温。

用于向设备柜提供通气的流动系统可以包括安装在柜上的单独通气腔室。空气在通气腔室内流通，从而改变柜内部的空气温度。这种系统的缺点是柜并不经历任何空气变化。

设备柜可以装有电池，用作电子设备的主要或备用电源。气体例如氢可能在使用过程中或当电池过度充电时从电池中释放。该气体对电子设备有腐蚀效果，这可能导致设备故障。

至少本发明优选实施例的目的是提供一种改进的设备柜，或者至少提供向公众提供一种有用选择。

发明内容

在第一方面，本发明广义地说涉及一种设备柜，该设备柜包括：

内部隔腔；

外部隔腔，该外部隔腔包围内部隔腔；以及

通气系统，该通气系统有至少一个操作结构，该操作结构使得空气能够从外部隔腔外部流向内部隔腔然后流向外部隔腔，并能够使得空气很少或不从外部隔腔流向内部隔腔。

在本说明书和权利要求中使用的术语“包括”的意思是“至少部分由～构成”，也就是说当解释在本说明书和权利要求中的、包括该术语的语句时，在各语句中由该术语开始的特征都需要存在，而且还可以存在其它特征。相关术语例如“包括”和“包含”也以类似方式来解释。

优选是，通气系统有多个操作结构，其中，在另外的操作结构中，很少或没有空气能够从外部隔腔的外部流向内部隔腔，很少或者没有空气能够从外部隔腔流向内部隔腔，以及空气基本能够通过内部隔腔或在内部隔腔中再循环。

优选是，设备柜还包括风扇，用于在所述另外的操作结构中使得空气基本通过内部隔腔或在内部隔腔中再循环。

优选是，通气系统包括选择盖板，该选择盖板有：打开结构，在该打开结构中，空气能够从外部隔腔的外部流向内部隔腔；以及关闭结构，在该关闭结构中，很少或没有空气能够从外部隔腔的外部流向内部隔腔。

优选是，选择盖板位于内部隔腔中。

优选是，设备柜还包括控制器，用于控制选择盖板。

优选是，通气系统包括第一导管，该第一导管确定了从外部隔腔的外部流向内部隔腔的空气流动通路。

优选是，第一导管有：进口，该进口与外部隔腔的壁中的进口孔流体连通；以及出口，该出口与内部隔腔的壁中的进口孔流体连通。

在一个实施例中，设备柜还包括第二导管，该第二导管确定了从内部隔腔至外部隔腔的空气流动通路。在该实施例中，第二导管可以有：进口，该进口与内部隔腔的壁中的出口孔流体连通；以及出口，该出口位于外部隔腔的底部区域中。

在另一实施例中，设备柜还包括再循环导管，该再循环导管确定了从内部隔腔的出口孔至内部隔腔的进口孔的空气流动通路。

优选是，外部隔腔的出口孔位于外部柜的顶部或靠近该顶部。

优选是，内部隔腔位于外部隔腔的上部区域中，外部隔腔的底部区域没有容纳设备。

优选是，内部隔腔用于容纳电子设备，外部柜用于容纳至少一个电池。

在第二方面，本发明在广义上包括一种设备柜，该设备柜如上面第一方面所述，当用于在外部隔腔中容纳至少一个电池和在内部隔腔中容纳至少一个电子设备时。

在第三方面，本发明在广义上包括一种设备柜，该设备柜包括：

电子元件隔腔，该电子元件隔腔用于容纳电子设备；

电池隔腔，该电池隔腔用于容纳至少一个电池；以及

通气系统，该通气系统有至少一个操作结构，该操作结构使得空气能够从设备柜的外部流向电子元件隔腔，然后流向电池隔腔，并能够使得空气很少或不从电池隔腔流向电子元件隔腔。

第二方面可以包括上述第一方面的任意一个或多个特征。

在第四方面，本发明在广义上包括一种设备柜，该设备柜如上面第三方面所述，当用于在电池隔腔中容纳至少一个电池和在电子元件隔腔中容纳至少一个电子设备时。

本领域技术人员通过本发明应当知道，在不脱离由附加权利要求确定的本发明范围的情况下，本发明的结构、各种不同实施例和用途可以进行多种变化。这里所示和所述只是举例说明，而不是进行任何限定。特别应当提出在本领域已知本发明所涉及部件的等效物，这些等效物也认为将包含在本发明的范围内。

本发明包括前述结构，还设想了下面作为实例给出的结构。

附图说明

下面将参考附图介绍本发明，在附图中：

图1表示了设备柜的第一优选实施例的示意正视图，其中，内部和外部柜的前部面板已除去；

图2表示了图1的设备柜的示意正视图，表示当选择盖板处于关闭位置时的空气流动通路；

图3表示了从第一实施例的选择盖板下面看的示意图；

图4表示了设备柜的第二优选实施例的示意正视图，表示第一操作结构的空气流动通路；以及

图5表示了图4的设备柜的示意图，表示第二操作结构的空气流动通路。

具体实施方式

图1表示了设备柜的第一优选实施例，该设备柜总体由参考标号1表示。在所示形式中，柜有内部隔腔3、外部隔腔5以及用于使空气流通的通气系统。图1表示了设备柜，其中内部隔腔的前部面板和外部隔腔的前部面板已经除去。单个前部面板可以关闭和密封内部和外部隔腔。

所示实施例用于在远处位置处的室外电信设备。内部隔腔3是电子元件隔腔，具有一个或多个电子元件安装件3a，以便接收和支承各种电子部件(未示出)。电子部件可以在柜的制造过程中与柜装配在一起，或者可以在远处位置装配。

外部隔腔5包围内部隔腔3，且是电池隔腔，具有一个或多个电池安装件5a，以便接收和支承一个或多个电池4。在所示形式中，电池安装件是电池盘。当装配时，内部隔腔位于外部隔腔的上部区域中，且电池位于内部隔腔的下面并在外部隔腔的底部区域中。电池可以在柜的制造过程中与柜装配在一起，或者可以在现场装配。

外部隔腔5进行隔离，以便使温度保持在所需的温度范围内。隔离还降低了从柜中发出的噪音量。

通气系统有空气流动通路，该空气流动通路有：进口部分，该进口部分使得空气能够从外部隔腔的外部(因此设备柜的外部)流向内部隔腔；以及出口部分，该出口部分使得空气能够从内部隔腔的内部通过外部隔腔流向外部隔腔的外部(因此设备柜的外部)。空气流沿着图1中箭头所示的总体通路。新鲜空气从外部隔腔的外部沿第一导管或进口7流向内部隔腔。第一导管有进口7a和出口7b，进口7a与外部隔腔的侧壁中的进口孔流体连通，出口7b与内部隔腔的底壁中的进口孔流体连通。第一导管的出口7b将新鲜空气引向内部隔腔3，优选是在内部隔腔的底部。空气通过自然对流或强制对流而流过内部隔腔3，例如通过风扇15，并通过第二导管13离开内部隔腔。

第二导管13使得空气从内部隔腔3通向外部隔腔5的底部区域。第二导管有进口13a和出口13b。第二导管的进口13a与内部隔腔的侧壁的出口孔流体连通，第二导管的出口13b位于外部隔腔内并靠近外部隔腔的底部。第二导管的出口13b在外部隔腔的底部处将空气引向外部隔腔5。

空气通过自然对流或强制对流而在外部隔腔5内流通，例如通过风扇(未示出)，并通过出口孔16而离开外部隔腔，该出口孔16位于外部隔腔的顶部处或靠近该顶部。这表示通气系统的第一操作结构。

因为氢比空气轻，因此由电池产生的任何氢都将升高至外部隔腔的顶部和通过出口孔16而离开外部隔腔，并将有助于空气离开内部隔腔的运动。电子设备完全由内部隔腔包围，并与外部隔腔密封(除了通过导管13)。由于导管13的曲折通路，很少或没有空气能够从外部隔腔流向内部隔腔。另外，当风扇15操作以便将空气传送至导管13内时，空气将不能够沿导管13向上运行至内部隔腔中。在一些实施例中，选择盖板可以布置在内部隔腔的出口孔上或者在导管13中的其它位置，以便选择地使得内部隔腔与外部隔腔密封。

在所示实施例中，外部隔腔的进口孔和出口孔布置在外部隔腔的相同侧。这使得柜能够定位和定向成外部隔腔的进口孔和出口孔都朝着背离远处位置的主要风向的方向。进口孔和出口孔通常提供有过滤器。

空气通路可以通过选择盖板21来封闭。选择盖板有：打开结构，其中，空气可以从进口导管流入内部隔腔中；以及关闭结构，其中，很少或没有空气能够从进口导管流入内部隔腔中。

在所示实施例中，选择盖板位于内部隔腔中并在内部隔腔的底部，覆盖第一导管的出口7b和内部隔腔的进口孔。盖板的结构大致由控制器来控制，尽管它也可以通过一个或多个风扇的操作而由气流来控制。在一个实施例中，控制器是螺线管23，尽管可以使用任意合适的控制器。

盖板21有壳体25和折片27，该折片27通过穿过壳体延伸的销29而枢轴转动。部件31安装在折片27上，该部件31形成在折片和螺线管23之间的连接，从而使得螺线管能够通过使折片运动而打开和关闭折片27。盖板还包括微开关(未示出)，该微开关提供盖板是打开还是关闭的指示。微开关可以远处监测，因此可以跟踪盖板的打开和关闭。微开关还可以用于操作柜内部的风扇。

如图1中的箭头所示，在当盖板21打开时通气系统的第一操作结构中，空气沿空气流动通路从外部隔腔5的外部通过第一导管流向内部隔腔3，然后通过第二导管流向外部隔腔和通过出口孔流出至柜的外部。

图2表示了处于盖板关闭情况下本发明优选实施例的柜；这时通气系统处于第二操作结构。当盖板关闭时，空气基本在内部壳体内再循环，且很少或没有空气能够沿空气流动通路从外部隔腔的进口孔和内部隔腔的进口孔流动。补充风扇18可以在这种结构下操作，以便产生再循环。由于导管13的曲折通路和盖板21关闭，因此很少或没有空气传送给内部隔腔和外部隔腔或从该内部隔腔和外部隔腔送出。当盖板覆盖内部隔腔中的出口导管时，它将在该操作结构中关闭。

在优选实施例中，设备柜包括至少一个温度传感器(未示出)。控制器接收当内部隔腔的温度处于预定操作范围之外时的指示(由温度传感器检测)。

当温度落在预定操作范围之外时，控制器操作盖板。例如，当内部隔腔的内部温度升高至高于操作范围的上限时，温度传感器向控制器发送指示，且控制器打开盖板，以便使更多新鲜空气沿空气流动通路流通，以便冷却电子部件。

当内部隔腔内的温度下降至低于操作范围的下限时，温度传感器向控制器发送指示，且控制器关闭盖板，以便防止新鲜空气沿空气流动通路流动。

在一个实施例中，设备柜包括布置在内部电子元件隔腔中的风扇。设备壳体可以包括位于外部电池隔腔中的另一风扇。各风扇可以由在柜内部的温度传感器来控制，以便帮助空气流通。一个或多个风扇可以位于一个或多个导管中或附近。

当柜以及空气流通和通气单元装于经历非常冷温度的区域中时，空气流通和通气单元可以包括加热器(未示出)。例如，内部柜可以有加热器，以便当柜内部的温度下降至低于预定下限时加热内部柜。在一个实施例中，加热器由柜内部的温度传感器来控制。加热器可以布置在电池隔腔中，以便帮助使电池保持在合适温度。

控制器可以响应来自温度传感器的信息和/或响应在部件上的负载指示。例如，当部件负载较大时，与当部件负载较小时相比，由部件产生的热量将更大，因此盖板可以在大部件负载期间打开。在可选实施例中，控制器可以根据一天的时间和一年的日期来打开和关闭盖板。控制器还可以响应冷凝指示，以便减少柜内的冷凝。在一个实施例中，控制器是恒温控制的螺线管。在可选实施例中，控制器可以包括微处理器等，并接收来自温度传感器的温度指示。然后，控制器可以响应温度或其它指示而打开或关闭盖板。在该实施例中，控制器还可以控制任意风扇或加热器，且它们可以独立于盖板来控制。

在一个实施例中，温度传感器在内部隔腔的内部。也可选择，温度传感器可以在外部隔腔内。在还一可选实施例中，温度传感器位于柜的外部，以便提供外部空气温度的指示。

作为在电故障时的设备保护机构，螺线管布置成操作盖板以便打开该盖板，这样，柜内部的设备不会过热。在极冷的环境中，螺线管可以布置成在电故障时关闭盖板。

装于内部隔腔中的设备通过装于外部隔腔中的一个或多个电池来供电。电池是12伏或24伏电池，或者为向设备供电的任意其它合适电压。电池可以通过可更新能量源(例如一个或多个太阳能电池)而重新充电。也可选择，电池可以通过主电源而重新充电。电池通过合适的引线等而与电子部件电连接。电池将通过电池充电器而重新充电，该电池充电器通过主电源或太阳能电池来供电。电池充电器可以布置在内部隔腔或外部隔腔中，但是通常布置在内部隔腔中，以便与由电池释放的任何氢基本隔离。电子元件将选择为在电池的输出电压下工作。

图4表示了设备柜的第二优选实施例，该设备柜总体由参考标号101表示。在所示形式中，柜具有内部隔腔103、外部隔腔105和用于使空气流通的通气系统。图4表示了设备柜，其中内部隔腔的前部面板和外部隔腔的前部面板已经除去。除非下面介绍，否则特征和操作将认为与上述实施例中相同，并使用类似的参考标号来表示类似部件(加上100)。

通气系统有空气流动通路，该空气流动通路有：进口部分，该进口部分使得空气能够从外部隔腔的外部流向内部隔腔；以及出口部分，该出口部分使得空气能够从内部隔腔的内部通过外部隔腔流向外部隔腔的外部。在第二实施例中，通气系统还有一个空气流动通路，该空气流动通路选择地允许空气从内部隔腔的出口再循环至内部隔腔的进口，并因此通过内部隔腔。

在通气系统的第一操作结构中，空气流沿着图4中以箭头所示的总体通路。新鲜空气从外部隔腔的外部沿第一导管107流向内部隔腔103。第一导管有进口107a和出口107b。进口107a与在外部隔腔的侧壁中的进口孔流体连通，出口107b与内部隔腔的进口孔流体连通，优选是在内部隔腔的底部壁中。第一导管的出口107b将新鲜空气引向内部隔腔103。空气通过自然对流或强制对流(例如通过风扇115)而流过内部隔腔103，并通过第二或再循环导管113离开内部隔腔。

第二导管有进口113a和出口113b。第二导管的进口与内部隔腔的侧壁中的出口孔流体连通，且第二导管的出口定位在靠近内部隔腔的底部。第二导管的出口113b将空气从内部隔腔103传送给外部隔腔的底部区域。

空气通路可以通过两个选择盖板121a、121b来关闭。第一选择盖板121a有：打开结构(图4)，在该打开结构中，空气可以从进口导管流入内部隔腔中；以及关闭结构(图5)，在该关闭结构中，很少或没有空气能够从进口导管流入内部隔腔中。在所示形式中，第一选择盖板121a位于内部隔腔的外壁上，第二选择盖板位于内部隔腔的外壁上。不过，这可以变化。第二选择盖板控制离开第二导管的出口的空气流。在打开结构(图4)中，第二选择盖板允许空气从第二导管流入外部隔腔中。在关闭结构(图5)中，很少或没有空气能够从第二导管流入外部隔腔中，而是基本上通过内部隔腔再循环。该结构在图5中表示，并表示通气系统的第二操作结构。

各选择盖板大致通过控制器来控制。在一个实施例中，各控制器是螺线管，尽管可以使用任意合适的控制器。

第一盖板121有壳体125和第一折片127，该第一折片127通过穿过壳体延伸的第一销129而枢轴转动。类似的，第二盖板有第二折片127a，该第二折片127a通过第二销129a而枢轴转动。第一折片控制新鲜空气流入内部隔腔。当第一折片打开时，新鲜空气从柜的外部流入内部隔腔中。当第一折片关闭时，很少或没有空气能够从柜的外部流入内部隔腔中。

第二折片通过第二螺线管而打开和关闭。第二折片在打开位置和关闭位置之间枢轴转动。在打开位置，空气能够从第二导管的出口流向外部隔腔。这表示通气系统的第一操作结构。在关闭位置，空气能够从第二导管的出口流向内部隔腔的进口孔。这表示通气系统的第二操作结构。

各盖板还包括一个或多个微开关(未视出)，该微开关提供盖板是打开还是关闭的指示。微开关可以在远处监测，这样可以跟踪盖板的打开和关闭。微开关还可以用于操作柜内部的风扇。

由图4中的箭头可知，在通气系统的第一操作结构中，空气沿空气流动通路从外部隔腔105的外部通过第一导管流向内部隔腔103，然后通过第二导管和第二选择盖板而流向外部隔腔，并向外通过出口孔116而流向柜的外部。图5表示了本发明的柜的第二优选实施例，其中盖板关闭；也就是当通气系统处于第二操作结构时。当盖板关闭时，空气基本通过内部壳体和第二导管而再循环，且很少或没有空气能够流入外部隔腔中。在第一和第二操作结构中，空气通过自然对流或强制对流(例如通过风扇115)而通过内部隔腔103再循环。

还有，隔腔103是电子元件隔腔，隔腔105是电池隔腔。

前面介绍了本发明，包括本发明的优选形式。本领域技术人员应当知道，变化和改变将包含在由附加权利要求确定的本发明范围内。

例如，设备柜介绍为用于室外电信设备。不过应当知道，设备柜可以用于容纳机场、交通灯、远程格式基站、天气跟踪站和灯塔的电子设备。

选择盖板介绍为具有壳体和可枢轴转动的折片(或者在第二实施例中两个可枢轴转动的折片)。也可选择，选择盖板可以为任意合适的流动控制装置，例如蝶形阀或闸阀。

尽管介绍了单个部件例如进口孔、出口孔和导管，但是应当知道，也可以使用多个。

Claims (10)

1.一种设备柜，包括：

内部隔腔；

外部隔腔，该外部隔腔包围内部隔腔；以及

通气系统，该通气系统包括：

第一导管，该第一导管确定了从外部隔腔的外部流向内部隔腔的空气流动通路，第一导管有进口和出口，该进口与外部隔腔的壁中的进口孔流体连通，该出口与内部隔腔的壁中的进口孔流体连通，

第二导管，该第二导管确定了从内部隔腔至外部隔腔的空气流动通路，第二导管有进口和出口，该进口与内部隔腔的壁中的出口孔流体连通，该出口位于外部隔腔的底部区域中，以及

选择盖板，该选择盖板位于内部隔腔中，该选择盖板有打开结构和关闭结构，在该打开结构中，空气能够通过第一导管从外部隔腔的外部流向内部隔腔，在该关闭结构中，很少或没有空气能够通过第一导管从外部隔腔的外部流向内部隔腔，

该通气系统有至少一个操作结构，该操作结构是位于内部隔腔中内部隔腔进口孔上的选择盖板在打开的情况下，使得空气从外部隔腔的外部进入内部隔腔。

2.根据权利要求1所述的设备柜，其中：该通气系统有多个操作结构，该操作结构是选择盖板在关闭的情况下，使得空气在内部隔腔中再循环。

3.根据权利要求2所述的设备柜，还包括：风扇，用于在所述另一操作结构中使得空气基本通过内部隔腔或在内部隔腔中再循环。

4.根据权利要求1所述的设备柜，还包括：另一选择盖板，该另一选择盖板有：打开结构和关闭结构，在该打开结构中，空气能够从内部隔腔流向外部隔腔；在该关闭结构中，空气能够基本通过内部隔腔或在内部隔腔中再循环。

5.根据权利要求1所述的设备柜，还包括：控制器，用于控制选择盖板。

6.根据权利要求1所述的设备柜，还包括：再循环导管，该再循环导管确定了从内部隔腔的出口孔至内部隔腔的进口孔的空气流动通路。

7.根据权利要求1所述的设备柜，还包括：在外部隔腔的壁中的出口孔，其中，该出口孔位于外部隔腔的顶部或靠近该顶部。

8.根据权利要求1所述的设备柜，其中：内部隔腔位于外部隔腔的上部区域中，外部隔腔的底部区域用于容纳设备。

9.根据权利要求1所述的设备柜，其中：内部隔腔用于容纳电子设备，外部隔腔用于容纳至少一个电池。

10.根据权利要求1所述的设备柜，用于在外部隔腔中容纳至少一个电池和在内部隔腔中容纳至少一个电子设备。

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