CN101951744B - 具备热交换功能的机柜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具备换热功能的机柜。特点是：包括机柜体和机柜门，机柜体内设带回风口和送风口的结构壁，将机柜体分为热交换器结构舱和设备舱，热交换器结构舱内设换热器，内外循环风扇；换热器内循环侧通过回风口和送风口与设备舱相通；热交换器结构舱的侧壁和机柜体下侧壁分别设排风口和进风口，换热器外循环侧通过进风口和排风口与外界相通；机柜体前侧壁设风扇装配窗口及设备舱舱口，风扇装配窗口及设备舱舱口处均设有与外界隔离的密封结构。本发明热交换部分置于机柜内部，使整体结构紧凑；前侧壁设风扇装配窗口，使其维护方便；换热器既保证良好的散热，又使内外空气隔离；密封结构使设备舱与外界进一步隔离，为电气设备提供了良好的运行环境。

Description

具备热交换功能的机柜

技术领域

本发明涉及网络、通信或电气控制用机柜，特别涉及具备热交换功能的机柜。

背景技术

网络交接箱、通信接入网机柜和电气控制用机柜，是一个将内部设备和装置包封并具备一定防护能力的壳体。机柜壳体可以采用金属或非金属材料制造。这些机柜一般能够为内部设备提供安装结构，有的机柜内部有布线和电源分配结构。内部安装有源设备的机柜，设备运行会产生热量。要将这热量散发到外界环境，现有技术一般采用自然对流散热和风扇加强散热的方式获得散热效果。自然对流散热是在机柜壁或机柜门的上部和下部加工出使内外空气对流的风孔，设备运行产生的热量使机柜内部设备周围的空气温度升高，温度较高的空气会在机柜内部运动到机柜顶部从机柜上部风孔排出，而温度较低的外界空气从机柜下部风孔流入机柜，使机柜内部形成空气对流，获得对内部设备的散热效果。风扇强制散热是在上述的机柜风孔处安装风扇，机柜上部风孔安装排风风扇，机柜下部风孔安装送风风扇，加强机柜内外的空气对流，获得加强散热的效果。上述两种散热方式的优点是：结构简单、散热效果好、成本较低。但是这样的散热方式会将外界环境的沙尘、水汽、盐雾和腐蚀性气体带入机柜内部，污染机柜内部的环境，不利于内部设备的安全运行，降低设备运行寿命。为了降低外界环境对机柜内部的污染，一般采用加装空气过滤装置的方法，但是仍然不能将外界环境的有害物质完全滤除。另外，加装空气过滤装置阻碍空气流动，使散热性能变差，而且空气过滤装置需要定期清洗和更换滤芯，增加了运行维护成本。

为了保证机柜内部洁净同时获得良好的散热效果，当前常采用在机柜上加装空调的方式。专利号为：200920185133，名称为：壁挂式通信专用机柜空调器的实用新型专利和专利号为：200720046852，名称为：通信机柜用直流空调器的实用新型各公开了一种在通信机柜上使用的空调器。空调器可以对密封的机柜内部散热，在保证机柜内部洁净的同时获得良好的内部散热。但是空调器散热的功耗大、成本较高，空调器的热交换介质污染环境。另外，受限于空调器的结构和尺寸，该种散热方式不能适用于内部空间尺寸较小的机柜。

专利号为：200720046852的实用新型专利公开了一种既能保证机柜内部洁净同时获得良好散热效果的自换热型机柜，该机柜设置内循环气流仓和外循环散热风道仓，机柜内的热空气与外界的冷空气通过仓壁隔离、传递热量。上述方案具有结构简单、散热均匀，机柜整体尺寸小的优点，但散热率差，只适用于内部热功率小的机柜，且由于依靠仓壁传递热量，所以只能选用导热性的材质。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种能保证机柜内洁净、散热效果好、结构紧凑、成本低且机柜深度较小的具备热交换功能的机柜。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种具备热交换功能的机柜，包括机柜体和机柜门，所述机柜体包括前、后、左、右、上和下六个侧壁，机柜门的一边铰接于左侧壁或右侧壁上，其特征在于：所述机柜体内设置带回风口和送风口的结构壁，所述结构壁将机柜体分为设备舱和热交换器结构舱两个舱室，所述热交换器结构舱内设置换热器、内循环风扇和外循环风扇，所述内循环风扇和外循环风扇分别位于换热器的上部和下部；换热器内循环侧通过结构壁的回风口和送风口与设备舱相通，形成内循环通道；热交换器结构舱的机柜侧壁和所述机柜体下侧壁分别设置排风口和进风口，换热器外循环侧通过进风口和排风口与外界环境相通；所述机柜体的前侧壁设置内循环风扇装配窗口和外循环风扇装配窗口，所述内循环风扇装配窗口和外循环风扇装配窗口处均设有使热交换器结构舱与外界隔离的窗口挡板及密封结构；所述机柜的前侧壁还设有设备舱舱口，所述舱口处设有使设备舱与外界隔离的密封结构。

本发明还可以采用如下技术方案：

所述结构壁为平面壁，所述设备舱和热交换器结构舱为左右布置的矩形仓，所述回风口设置在结构壁的上部，所述送风口设置在结构壁的下部。

所述结构壁为直角弯壁，包括与机柜体下侧壁平行和垂直的两部分，所述平行部分位于机柜的上部；所述回风口为数个，设置于弯壁的平行部分，所述送风口设置于弯壁的垂直部分。

所述风扇装配窗口的密封结构为位于所述窗口与窗口挡板之间的密封垫。

所述风扇装配窗口的密封结构包括所述风扇装配窗口的向外的折边结构、窗口挡板在相应位置的向内折边结构及设置在上述两折边结构之间的密封胶条。

所述设备舱舱口处的密封结构包括舱口的向外的折边结构、机柜门在相应位置的向内折边结构及设置在上述两折边结构之间的密封胶条。

本发明具有的优点和积极效果是：

本发明将热交换器结构置于机柜体内部，使机柜整体结构紧凑，性价比高，可以在标准19英寸机架的大型通信机柜上应用，也可以应用于深度较小的机柜；在机柜体的前侧壁设置装配内部风扇或其它部件的风扇装配窗口，使装配维护简便易行；机柜门关闭时，可把所述装配窗口挡板全部遮盖，具备较好的防护性能。换热器一方面将内外空气隔离，另一方面吸收机柜体内部的热空气的热量，传递给外界，既保证良好的散热，又确保设备舱的洁净；在设备舱舱口及风扇装配窗口设置密封结构使设备舱与外界进一步隔离，为机柜内的电气设备提供了良好的运行环境，提高了设备的使用寿命。

附图说明

图1是本发明第一种实施方式的主视图；

图2是图1的仰视图；

图3是图1中机柜门关闭后的左视图；

图4是图1中机柜门关闭后在A-A面剖视图；

图5是图4的局部放大图；

图6是第一实施方式的内外循环气流示意图；

图7是本发明第二种实施方式的主视图；

图8是第二实施方式的内外循环气流示意图。

图中：1-机柜体；2-机柜门；3-窗口挡板；4-内循环风扇装配窗口；5-内循环风扇；6-换热器；7-结构壁；8-窗口挡板；9-外循环风扇装配窗口；10-外循环风扇；11-进风口；12-设备舱舱口向外折边结构；13-密封垫；14-排风口；15-密封胶条；16-机柜门的向内折边结构；17-回风口；18-送风口；19-内循环空气流；20-外循环空气流。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

实施例1：

请参阅图1-6，一种具备热交换功能的机柜，包括机柜体1和机柜门2，机柜体包括前、后、左、右、上和下六个侧壁，机柜门的一边铰接在机柜体的左侧壁或右侧壁上，机柜门关闭后，机柜体的前侧壁被遮盖起来。机柜体1内设置结构壁7，将机柜体内部空间分为设备舱和热交换器结构舱二个舱室。在本实施例中结构壁7为平面壁，结构壁7的上部设有回风口17，结构壁7的下部设有送风口18。热交换器结构舱内设置换热器6、内循环风扇5和外循环风扇10等，所述内循环风扇和外循环风扇分别位于换热器的上部和下部，换热器6的内循环侧通过结构壁7上的回风口17和送风口18与设备舱相通，形成内循环通道，在内循环风扇5的作用下，形成内循环空气流19；热交换器结构舱室的机柜侧壁，即机柜体的左侧壁或右侧壁，当热交换器结构舱位于机柜体左侧时为左侧壁，反之为右侧壁，在该侧壁上设有排风口14，在机柜体的下侧壁上设有进风口11，换热器6的外循环侧通过进风口11和排风口14与外界环境相通，在外循环风扇10的作用下，形成外循环空气流20。在实际使用时，设备舱内的电气设备运行产生的热量使设备舱内空气温度升高，根据物理学原理，较热的空气上升到设备舱上部，由内循环风扇5的作用形成的内循环空气流19，将热空气从回风口17带入热交换器，经过换热器6的内循环侧从送风口送回设备舱的下部，由于换热器内循环侧热空气的作用，换热器温度升高，与此同时，在外循环风扇10的作用下，外界较低温度的空气随外循环空气流20进入热交换器，在经过换热器6的外循环侧时将换热器的热量带走，实现了外界空气与设备舱内部空气的热交换，致使经过换热器6内循环侧从送风口送入设备舱的空气是温度较低的空气，热交换器的持续运行，保证了设备舱内部的散热。另外由于换热器6的内循环侧空气流19与外循环侧空气流20被换热器6的结构完全隔绝，热交换过程不会导致外界空气进入设备舱，从而保证了设备舱内部环境的洁净。

在机柜体的前侧壁设置内循环风扇装配窗口4和外循环风扇装配窗口9，通过上述两装配窗口，可以方便地拆装内、外风扇及相关的部件。在上述内、外循环风扇装配窗口处均设置使热交换器结构舱与外界隔离的窗口挡板及密封结构。在本实施中，内循环风扇装配窗口4处设置窗口挡板3，外循环风扇装配窗口9处设置窗口挡板8。上述装配窗口的密封结构优选结构简单、成本低的密封垫13，密封垫设置于窗口与相应窗口挡板之间，通过拧紧窗口挡板上的螺钉，密封垫压紧装配窗口，防止外界空气进入装配窗口。采用上述密封结构，保证热交换器结构舱室内部，特别是内循环侧的空间不被外界环境污染。在机柜前侧壁上设置上述的内外循环风扇的装配窗口，使风扇的装配和维护简便易行。在机柜门敞开时，内循环风扇装配窗口的挡板4和外循环风扇装配窗口的挡板8和挡板紧定螺钉是外露的，在机柜门关闭后，风扇安装窗口挡板及挡板紧定螺钉被机柜门全部遮盖，使本发明获得了较好的防护性能。

在机柜体的前侧壁上还设有设备舱舱口，在舱口处设有使设备舱与外界隔离的密封结构。在本实施例中，舱口设有用于加强舱口强度和起密封作用的向外的折边结构12，机柜门关闭后，在与设备舱舱口相对应的位置也设有加强门体强度和起密封作用的向内折边结构16，机柜门2的向内折边结构与设备舱舱口的向外折边结构12之间设置密封胶条15。当机柜门2关闭时，舱口折边结构12与密封胶条15压紧，机柜门的向内折边结构16和机柜设备舱舱口的向外折边结构12形成迷宫式结构，将设备仓与外界分离，该密封结构保障机柜设备舱内部的洁净，不受外界环境污染。

上述机柜设备舱舱口处的密封结构同样适用于风扇装配窗口的密封。当风扇装配窗口采用设备舱舱口的密封形式时，风扇装配窗口设有向外的折边结构、窗口挡板在相应位置设有向内折边结构，在上述向内、向外折边结构之间设置密封胶条。除上述密封方式外，机柜或机箱常用的密封方式也适用于本发明中风扇装配窗口和设备舱舱口的密封。采用上述密封结构，将机柜设备舱与外界进一步隔离，使设备舱内部保持清洁环境，为机柜内的电气设备提供了良好的运行环境，提高设备运行寿命。

上述热交换器结构一体设置于机柜的内部，使机柜整体结构紧凑。为提高机柜体整体的防护等级，外循环风扇可优选IP54或更高防护等级的产品。

实施例2：

请参阅图7-8，本实施例的热交换器结构舱和设备舱二个舱室之间的结构壁7为直角弯壁，包括与机柜体下侧壁平行和垂直的两部分，其中平行部分置于机柜的上部。回风口设置于弯壁的平行部分，由于采用直角弯壁的结构，增大了结构壁与设备舱的接触面积，因此设置在水平部分的回风口可以为2个以上，送风口设置在结构壁的垂直部分。采用上述的结构壁，在机柜设备舱的顶部隔出了热交换内循环空气流19的通道，可更全面更顺畅地将积聚在机柜设备舱顶部的热空气吸入热交换器，同时，内循环风扇5位置上移，可采用规格更大的换热器，进一步提高了热交换效果。除上述的结构壁外，其他的技术特征与实施例1相同。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具备热交换功能的机柜，包括机柜体和机柜门，所述机柜体包括前、后、左、右、上和下六个侧壁，机柜门的一边铰接于左侧壁或右侧壁上，其特征在于：所述机柜体内设置带回风口和送风口的结构壁，所述结构壁将机柜体分为设备舱和热交换器结构舱两个舱室，所述热交换器结构舱内设置换热器、内循环风扇和外循环风扇，所述内循环风扇和外循环风扇分别位于换热器的上部和下部；换热器内循环侧通过结构壁的回风口和送风口与设备舱相通，形成内循环通道；热交换器结构舱的机柜侧壁和所述机柜体下侧壁分别设置排风口和进风口，换热器外循环侧通过进风口和排风口与外界环境相通；所述机柜体的前侧壁设置内循环风扇装配窗口和外循环风扇装配窗口，所述内循环风扇装配窗口和外循环风扇装配窗口处均设有使热交换器结构舱与外界隔离的窗口挡板及密封结构；所述机柜的前侧壁还设有设备舱舱口，所述设备舱舱口处设有使设备舱与外界隔离的密封结构。

2.根据权利要求1所述具备热交换功能的机柜，其特征在于：所述结构壁为平面壁，所述设备舱和热交换器结构舱为左右布置的矩形舱，所述回风口设置在结构壁的上部，所述送风口设置在结构壁的下部。

3.根据权利要求1所述具备热交换功能的机柜，其特征在于：所述结构壁为直角弯壁，包括与机柜体下侧壁平行和垂直的两部分，所述平行部分位于机柜的上部；所述回风口为数个，设置于弯壁的平行部分，所述送风口设置于弯壁的垂直部分。

4.根据权利要求1-3任一所述具备热交换功能的机柜，其特征在于：所述风扇装配窗口的密封结构为位于所述窗口与窗口挡板之间的密封垫。

5.根据权利要求1-3任一所述具备热交换功能的机柜，其特征在于：所述风扇装配窗口的密封结构包括所述风扇装配窗口的向外的折边结构、窗口挡板在相应位置的向内折边结构及设置在上述两折边结构之间的密封胶条。

6.根据权利要求1-3任一所述具备热交换功能的机柜，其特征在于：所述设备舱舱口处的密封结构包括舱口的向外的折边结构、所述机柜门在相应位置的向内折边结构及设置在上述两折边之间的密封胶条。

7.根据权利要求4所述具备热交换功能的机柜，其特征在于：所述设备舱舱口与机柜门之间的密封结构包括舱口的向外的折边结构、机柜门在相应位置的向内折边结构及设置在上述两折边结构之间的密封胶条。

8.根据权利要求5所述具备热交换功能的机柜，其特征在于：所述设备舱舱口与机柜门之间的密封结构包括舱口的向外的折边结构、机柜门在相应位置的向内折边结构及设置在上述两折边结构之间的密封胶条。

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