CN102293073A - 用于电子装置的外壳 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于电子装置的外壳(101)。所述外壳包括至少部分地包围所述电子装置第一壳体(102)、第二壳体(103)以及至少一个第一风扇(104)。所述第一壳体布置成允许气态流体围绕所述电子装置。所述第二壳体至少部分地包围所述第一壳体并且相对于所述第一壳体布置成使得所述气态流体可以存在于所述第一壳体和所述第二壳体(110)之间。至少所述第一风扇布置在所述第一壳体的开口(113)中，从而所述第一风扇能够使得所述气态流体流动穿过所述第一壳体中的开口到达所述第二壳体，由此将来自所述电子装置的热量传输到所述第二壳体。

Description

用于电子装置的外壳
技术领域
本发明涉及用于电子装置的外壳，其中所述外壳适合于冷和热环境，特别是户外环境。
背景技术
当制造用于户外环境中使用的电子装置的外壳时，一个重要的考虑因素是所述外壳应该能够应付大的温差。也就是说，所述外壳应该适应冷和热两种环境。因此需要更多地关注隔热和电力消耗，并且从经济和环境的观点看，保持低水平的电力消耗是理想的。
用于户外环境中使用的电子装置的保护性外壳通常具有保护壳体内部电子装置用途的单个密封壳体。如果外部空气温度较低，那么壳体中由电子装置产生的热量可以容易地传导穿过所述壳体。然而，当外部温度高或者壳体被太阳辐射加热时，内部温度将由于电子装置产生的热量和外部的热量而上升。这样的问题的解决方案可以是在密封壳体的外部布置遮阳罩或者添加壳体。
用于电子装置的传统的双壳体式外壳利用壳体之间的空气来阻止外部热量到达内部壳体中。在外部壳体中典型地设置有通风开口，所述通风开口在内部壳体的内部被电子装置加热到比外部温度高的温度时使空气自然对流。另一个办法是用导热材料制造壳体，以便于将电子装置产生的热量传输到外部，从而保持内部温度降下来。
同样地，在传统的双壳体式外壳中，壳体之间的空气在冷环境中可能是有用的，因为壳体之间的空气被用作隔热层，以便在内部壳体内部电子装置周围维持适宜的温和环境。
然而，在利用自然对流和外部壳体中的开口的上述双壳体式外壳中，存在从内部壳体内部以及内部壳体和外部壳体之间的无效热量传输的问题。
EP0746192A1通过使用设置在内部壳体和外部壳体之间的多个风扇解决了这个问题，其中内部壳体是严密密封的，并且外部壳体具有用于支持与外部壳体的外部环境进行循环的双金属阀。然而EP0746192A1所具有的缺点在于：风扇和连接到风扇的任何电子元件将暴露于外部环境。如果外部环境既冷又潮湿，那么这将导致风扇和与之连接的任何电子元件被损坏。
在US4984089中公开了一种户外监视设备，这种户外监视设备支持摄像机组件的运动。所述设备通过使用加热器和多个风扇而适应低温和高温，所述加热器和多个风扇由恒温调节器调节。
US4419716公开了一种密封的防水汽外壳以及将电子装置与环境大气隔离的系统。热量通过使用风扇被传输，并且由金属制成的外壳包括大数量的热交换翅片。
发明内容
为了改进现有技术，提供有多个解决方案，根据第一方面，一种用于电子装置的外壳，所述外壳包括第一壳体、第二壳体以及至少一个第一风扇。所述第一壳体具有至少一个开口、至少部分地包围所述电子装置并且布置成允许气态流体围绕所述电子装置。所述第二壳体至少部分地包围所述第一壳体，并且相对于所述第一壳体布置成使得所述气态流体可以存在于所述第一壳体和所述第二壳体之间。相对于所述第一壳体和所述第二壳体，至少一个第一风扇布置成所述第一风扇能够使得所述气态流体流动穿过所述第一壳体中的所述至少一个开口到达所述第二壳体，由此将来自所述电子装置的热量传输到所述第二壳体。
换句话说，上面讨论的缺点通过在所述第一壳体中设置开口得以解决，所述开口使得热量能够在所述第一壳体和所述第二壳体之间流动。这样将所述电子装置的周围保持在适宜的温度下。当所述风扇运行时，从所述第一壳体到所述第一壳体和所述第二壳体之间的气态流体之间的热量传输得以改进，而当所述风扇不运行时，所述第一壳体和所述第二壳体之间的气态流体起到隔热层的作用。当周围环境冷并且所述风扇关闭时，气态流体层被保持在所述第一壳体和所述第二壳体之间，以便保持所述第一壳体内部的热量。因此，所述外壳能够对于冷和热两种环境被优化。
所述外壳的实施例包括所述外壳相对于周围环境是密封的那些实施例，以及所述第一风扇布置在所述第一壳体中的开口处的实施例。密封的外壳改进了与有害环境的隔离。所述第一风扇布置在所述开口处增强了从内部到外部的热量的流动，由此改进了热量的传输。
实施例包括至少一个第二风扇布置在所述第一壳体和所述第二壳体之间的那些实施例。在这样的实施例中，增强了在所述第一壳体和所述第二壳体之间的气态流体的流动，由此还改进了热量的流动。这是周围环境过热时的一个结果。
实施例还包括温度传感器布置在所述第一壳体的内部并且连接到控制单元的那些实施例。所述控制单元构造成当所述温度传感器感测到的温度超过预定温度上限时运行至少所述第一风扇。所述控制单元还可以构造成当所述温度传感器感测到的温度低于预定温度下限时阻止至少所述第一风扇运行。
在这样的实施例中，进一步促进了对第一壳体内的环境温度的控制。该实施例的优点是仅在需要时至少所述第一风扇可以被控制运行，由此防止了过度的电力消耗并且最小化了至少所述第一风扇运行的总时间，这考虑了风扇是具有运动部件且具有有限的使用寿命的机械装置的事实。
所述第一壳体和所述第二壳体可以由隔热材料和导热材料制成，例如由塑料和金属制成。实施例包括所述第一壳体由隔热材料制成的那些实施例，并且实施例包括所述第二壳体由导热材料制成的那些实施例。所述第一壳体是隔热的并且所述第二壳体是导热的这两种情况的组合在至少所述第一风扇在暖和冷环境中的有效利用方面优化了外壳。
在第二方面，提供了包括摄像机和根据第一方面的外壳的系统，所述系统具有单个电连接装置。该电连接装置为所述摄像机和至少所述第一风扇提供了电力和通讯信道。此外，所述电连接装置可以是以太网连接装置。这样的系统的优点在于：除上面论述的优点之外，单个电连接装置能够为所述系统提供所有必须的电力。例如，不需要单独的电力连接装置。
附图说明
下面将参考附图描述实施例，附图中：
图1a示意性地示出外壳的剖视图；
图1b示意性地示出图1a的外壳在安装好之后的剖视图；
图2是示意性地示出带有摄像机的系统的一个实施例的剖视图；
图3是示意性地示出带有摄像机的系统的另一个实施例的剖视图；并且
图4是示意性地示出带有摄像机的系统的又一个实施例的剖视图。
具体实施方式
图1a和1b示意性地示出用于电子装置的外壳101的剖视图，所述电子装置可以安装在墙壁或者天花板112上。外壳101包括第一壳体102，电子装置109布置在第一壳体102内。在第一壳体102外部的是第二壳体103，第二壳体103遮盖第一壳体102。壳体102、103的布置在壳体102、103之间形成空间110。电子装置109在运行过程中将产生热量，所产生的热量将加热电子装置109周围的气态流体。在第一壳体102中设置有第一开口113和第二开口114，以使被加热的气态流体从第一壳体102内流动到第二壳体103，第二壳体103相对于外部环境100是密封的。第二壳体103的密封可以符合按照国际防护等级(IP)的理想水平。例如，IP66等级的外壳将是防尘的且在经受水的强力喷射时将是不透的。
为了更有效地降低气态流体的温度，第一风扇104布置在第一壳体102的开口中。这能够增强气态流体从第一壳体102内进入壳体102、103之间的空间110中的流动。
温度传感器106布置在第一壳体102内。温度传感器106连接到控制单元108，控制单元108构造成当温度传感器106已经感测到第一壳体102内的温度超过预定上限时运行第一风扇104。控制单元108可以是单独的单元，如图1所示，或者所述控制单元可以形成为电子装置109的一部分。当第一风扇104运行时，所述气态流体将在电子装置109周围流动并进入两个壳体102、103之间的空间110中。所述气态流体在经过电子装置109时将被加热，并且在穿过两个壳体102、103之间的空间110时将被冷却下来。
控制单元108还可以构造成当温度传感器106感测到的温度低于预定温度下限时阻止第一风扇104运行。当第一风扇104不运行时，所述气态流体将在两个壳体102、103之间的空间110中基本静止不动，由此作为隔热层。这样的布置将使第一壳体102内部的气态流体到外部冷环境100的热损失最小化。
如虚线所表示的，上面描述的实施例的一个变型是在第一壳体102和第二壳体103之间的空间110中布置有第二风扇105。该第二风扇105连接到控制单元108，并且构造成当温度传感器106感测到温度超过预定上限时运行。如同第一风扇104，第二风扇105在温度传感器106感测到温度低于预定温度下限时被阻止而不能运行。
使用第二风扇105的结果是，当外部环境温度高于预定限度时，第一壳体102和第二壳体103之间的空间110中的气态流体的流动将被增强。因此，第一风扇104和第二风扇105这两者将根据来自温度传感器106的感测结果运行，这由控制单元108控制。
以太网连接装置111连接到电子装置109和控制单元108。以太网连接装置111用作单个电源连接装置，并且用作设备109和外部设备(未示出)之间的通讯信道。通过具有低电力要求的经适当地构造的风扇104，以太网连接装置111能够为带有电子装置109的外壳101提供所有必须的电力，应该注意的是，以太网电力标准(IEEE 802.3af)对所连接的系统的电力分配提出了严格限制。
所述壳体的材料优选塑料和金属的组合。如上面所概述的，第一壳体由隔热材料制成并且第二壳体由导热材料制成这两种情况的组合将在至少第一风扇在暖和冷两种环境中的有效利用方面优化了外壳101。
下面转向图2、3和4，将示出包括用于摄像机(cameras)形式的电子装置的外壳的系统201、301、401。在图2中，第一壳体202部分地包围摄像机209。第一壳体202设置有第一开口213和第二开口214。摄像机209周围的被加热的空气通过风扇215循环，如同有关图1的描述。第二壳体203部分地包围第一壳体202。透明的拱顶状物(dome)220附连到第二壳体203。拱顶状物220附连到第二壳体203，从而所述拱顶状物220形成系统201的外壳的一部分。
在图3中，第一壳体302部分地包围摄像机309。第一壳体302设置有第一开口313和第二开口314。摄像机309周围的被加热的空气通过风扇315循环，如同上面与图1有关的描述。第二壳体303部分地包围第一壳体302。透明的拱顶状物320附连到第一壳体302。拱顶状物320附连到第一壳体302，从而所述拱顶状物320形成系统301的外壳的一部分。
在图4中，第一壳体402部分地包围摄像机409。第一壳体402设置有第一开口413和第二开口414。摄像机409周围的被加热的空气通过风扇415循环，如同上面与图1有关的描述。第二壳体403部分地包围第一壳体402。平坦透明窗口420形式的“观察口”附连到第二壳体403。窗口420附连到第二壳体403，从而所述窗口420形成系统401的外壳的一部分。
如同本领域技术人员将认识到的，图2、3和4中的实施例还将典型地包括相应的温度传感器、电连接装置和控制单元，类似于上面描述的与图1有关的实施例。而且，对于壳体202、203、302、303、402和403的材料的选择将类似于上面描述的与图1有关的实施例。

Claims (8)

1.一种用于电子装置(109)的外壳(101)，所述外壳相对于周围环境是密封的，所述外壳包括：
由隔热材料制成的第一壳体(102)，所述第一壳体至少部分地包围所述电子装置(109)，所述第一壳体(102)布置成允许气态流体围绕所述电子装置(109)，所述第一壳体(102)具有至少一个开口(113)；
由导热材料制成的第二壳体(103)，所述第二壳体包围所述第一壳体(102)并且相对于所述第一壳体(102)布置成使得所述气态流体能够存在于所述第一壳体和所述第二壳体(110)之间；和
至少一个第一风扇(104)，所述第一风扇相对于所述第一壳体(102)和所述第二壳体(103)布置成所述第一风扇能够使得所述气态流体流动穿过所述气态流体的第一壳体(102)中的所述至少一个开口(113)到达所述第二壳体(103)，由此将来自所述电子装置(109)的热量传输到所述第二壳体(103)。
2.根据权利要求1所述的外壳(101)，其中所述第一风扇(104)布置在所述开口(113)处。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的外壳(101)，所述外壳包括布置在所述第一壳体(102)和所述第二壳体(103)之间的至少一个第二风扇(105)。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的外壳(101)，所述外壳包括温度传感器(106)，所述温度传感器布置在所述第一壳体(102)的内部并且连接到控制单元(108)，所述控制单元(108)构造成当至少第一温度传感器(106)感测到的温度超过预定温度上限时运行至少所述第一风扇(104)。
5.根据权利要求4所述的外壳(101)，所述控制单元(108)构造成当所述温度传感器(106)感测到的温度低于预定温度下限时阻止至少所述第一风扇(104)运行。
6.一种包括摄像机(209，309，409)和根据权利要求1-5中任一项所述的外壳的系统(201，301，401)。
7.根据权利要求6所述的系统(201，301，401)，所述系统包括单个电连接装置(111)，所述电连接装置为所述摄像机(209，309，409)和至少所述第一风扇(104，215，315，415)提供电力和通讯信道。
8.根据权利要求7所述的系统(201，301，401)，其中所述电连接装置(111)是以太网连接装置。
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