CN107039906A - 一种具有高效散热功能的配电柜 - Google Patents
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Abstract
一种具有高效散热功能的配电柜，包括柜体和柜门，通过在柜体侧壁设置散热隔板结构以及在柜顶设置循环风机，配合百叶式的通气窗能有效提高配电柜的空气流通速度和热交换速度，有效降低柜内温度；同时，使用镂空铝板作为背板配合可扣合的散热背板框架，能进一步提高其散热性能，进而提高配电柜内设备的使用寿命和使用效果。本发明温度控制精度高，性能稳定，同时降低了相关维护费用成本。
Description
技术领域
本发明涉及电力设备技术领域，具体涉及一种具有高效散热功能的配电柜。
背景技术
配电柜是电动机控制中心的统称，其作为配电系统的末级设备，主要为区域内的电力设备或者照明负载提供电源分配，对于电力系统尤为重要。一般来说，配电柜都安装了大量的子插接件和各种电子元器件，并且有大量的导线存在，导致配电柜的总电阻值很高，容易在通电情况下散发出大量的热量，使得配电柜的温度骤然提高，而这一部分热量如果不能及时排除容易导致配电柜内的元器件工作稳定性的下降甚至损坏，严重时还可能引发火灾、触电等安全事故。
现有技术中的配电柜大多数为密封式柜体结构，其结构紧凑、柜体内的空间相对狭小，这种柜体结构虽然对防盗和抗冲击破坏具有较好的效果，但是会导致其散热性性能变差，另外，现有的配电柜的柜门或者柜体都是单层金属板结构成型，未配置专门的散热结构，配电柜内的热量仅仅是通过柜门或者柜体与空气进行热交换散去，这导致配电柜在高负荷运行、大功率运行或天气炎热时，柜体内的热量散发速度低于热量累积速度，使得柜体内的密闭空间内空气被持续不断的加热，导致配电柜内气温升温，严重时还会引起配电柜内的设备和电路发生故障。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种具有高效散热功能的配电柜，解决了现有技术中的配电柜存在结构设计不合理，散热效果较差的技术问题，实现了配电柜设计合理，散热效果较好，良好保护配电柜内设备和电路的技术效果。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种具有高效散热功能的配电柜，包括柜体以及柜门，所述柜门在一侧通过铰支座固连到柜体上，并在柜门上相对于铰支座的另一侧设置有开启把手，而在柜体的两侧的侧板上开有百叶式的通气窗，而背板为镂空铝板，另外，在柜体内的顶板内侧还设置有成组设置的循环风机，该循环风机的出风方向朝下，另外，在所述柜体内还设置有：
多个散热隔板，这些散热隔板结构一致，间隔设置并通过支架架空设置在柜体两侧侧板上，这些散热隔板与侧板之间留有50~60mm的间距，且每个散热隔板均包括铝质散热板以及成型在散热板内表面上的陶瓷均热板，其中，铝质散热板包括热接触面以及光滑面，所述热接触面朝向柜内，其表面上均匀设置有均热导热翅片；所述光滑面上则设置有散热翅片座，所述散热翅片座为铝材质成型，包括平面底座以及成型在平面底座上的平行设置的翅片板，所述平面底座贴合散热翅片座并固定，且在平面底座与光滑面之间的间隙中填充有导热硅脂；所述翅片板竖向间隔设置并穿过陶瓷均热板，其上均匀设置有结构对称的散热翅片。
一个散热背板框架，所述散热背板框架扣合在柜体背板外侧，为可拆卸结构，其扣合后与柜体背板之间留有50~60mm的间隙，所述散热背板框架包括铝质基板，该铝质基板内侧面通过陶瓷条分割成井格结构，这些井格结构的单格边长为30~50mm，并在井格位置成型有所述散热翅片座。
作为本发明的进一步改进：
所述均热导热翅片为夹角130~150°的截面为V型的铝片结构以提高其热交换接触面积。
所述铝质散热板与所述陶瓷均热板之间垫有石墨烯膜片以保证其均热效果。
所述散热隔板的单板高度为80~200mm，与两侧侧板等宽，且同侧相邻的散热隔板之间留有30~80mm的间距。
所述散热翅片座上成型的所述散热翅片的宽度大于15mm，同一翅片板上相邻的散热翅片之间的间距大于12mm，而相邻的翅片板之间的中心间距大于35mm
在本发明中，所述柜体内还设置有一个温度传感器和一个声光报警装置，所述温度传感器末端连接风机控制器并通过温度传感器对风机进行控制，温度传感器测定温度范围为60℃~80℃，而所述声光报警装置末端连接温度传感器，当温度传感器测定温度高于80℃时则通过报警装置预警。
在本发明中，所述柜体底部设置有架空层，此架空层的上表面上通过镂空板进行封盖，以方便通过顶部循环风机作用，将悬浮沉杂物吹入架空层中作为除尘空间。
有益效果：本发明利用双层结构提高散热、换热面积，通过不同材料的利用和协同来提高与外界空间温度的交换效果，配合循环风机以及热流道提高热交换效率，使得散热更加全面，效果更好。有效解决了现有技术中的配电柜存在结构设计不合理，散热效果较差的技术问题，进而实现了配电柜设计合理，散热效果较好，良好保护配电柜内设备和电路的技术效果，且尤其适合于作为大负载设备装配的配电柜。
附图说明
图1为本发明的实施例的剖面结构示意图。
其中：1、陶瓷条；2、散热背板框架；3、平面底座；4、翅片板；5、扣接件；6、散热翅片；7、柜体；8、循环风机安装座；9、循环风机；10、通气窗；11、铝质散热板；12、均热导热翅片；13、铰支座；14、柜门安装框；15、陶瓷均热板；16、石墨烯膜片。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参见图1的一种具有高效散热功能的配电柜，在本实施例中，配电柜与市售传统结构的配电柜一致的地方在于均包括柜体7以及柜门，其柜门在一侧通过铰支座13固连到柜体上，并在柜门上相对于铰支座的另一侧设置有开启把手以方便柜门开启；而柜体7包括两侧侧板、上顶板、下底板以及背板，其中，两侧侧板、上顶板、下底板在背板的相对面上组成柜门安装框14用于安装柜门。而在其上顶板位置固连有一个循环风机安装座8，并通过循环风机安装座8安装有成组设置的循环风机9，这些循环风机9的出风方向向下朝向柜体内。
而柜体的两侧的侧板上开有百叶式的通气窗10，且在两侧侧板的内侧均通过支架架空有多个散热隔板，这些散热隔板结构一致，单板高度为100mm，与两侧侧板等宽，同侧相邻的散热隔板之间的间距为60mm。
在本实施例中，散热隔板自柜体侧向侧板侧依次包括铝质散热板11、石墨烯膜片16以及陶瓷均热板15，其中，铝质散热板11上朝向柜体侧板的一面为光滑面，而在此光滑面上成型有一层陶瓷均热板15，而为了提高陶瓷均热板15与铝质散热板11的贴合度和热传导效率，在陶瓷均热板15与铝质散热板11之间还成型有一层石墨烯膜片16；铝质散热板11上朝向柜内的一面为热接触面，其上呈均匀阵列结构设置有均热导热翅片12，均热导热翅片12为截面呈V型的铝片结构，且此V型结构的夹角为140°，通过这些V型结构的均热导热翅片12能有效将柜体内的多余高温热量进行收集，并传导到散热隔板上。
而为了将这些收集的高温热量进行处理，该散热隔板与柜体侧板之间设置有60mm的间隙，而在间隙空间中设置有散热翅片座，这些散热翅片座整体为热传导效率较好的铝材成型，包括平面底座3、翅片板4以及散热翅片6，其平面底座3贴合铝质散热板11的光滑面，且在铝质散热板11表面上穿过陶瓷均热板15，同时为了提高其贴合度和导热效率，在平面底座3与铝质散热板11的光滑面之间的间隙中填充有导热硅脂；翅片板4成型在平面底座3上，竖直朝下，而在其板面两侧堆成设置有成组设置的散热翅片6，这些成组设置的散热翅片6与翅片板4共同组成竖直向的热风风道，配合循环风机9能实现柜体内热流的循环，而循环的热流在散热隔板与侧板之间的空间中时，则可通过通气窗10与外界进行热交换，而不同散热隔板之间的间隙尺寸，则能最优地放大与外界气流的交换速度，同时将从通气窗10中的冷空气通过散热隔板之间的间隙，在循环风机9的作用下吸入柜体的中间位置以更快的散热。
另外，在本实施例中，配电柜的背板为镂空铝板，且在其背板的外侧设置有扣接件，散热背板框架2通过扣接件可与柜体背板扣合在一起并与与柜体背板之间留有60mm的间隙，而在热交换条件较好或者配电柜内设备功率较低时拆卸下来以减少空间利用。该散热背板框架2的主体结构为铝质基板，而在其铝质基板内侧面上通过陶瓷条1分割成井格结构，这些井格结构的单格边长为30mm，并在井格位置中成型有与其尺寸一致的平面底座3，而在这些点阵排布的平面底座3上同样成型有竖直向下设置的翅片板4以及成型在翅片板两侧的散热翅片6。这种背板扣合的结构设计一方面能方便客户选择，而另一方面能配合侧板结构进一步提高热风循环的风道数量，同时，背板结构的接触面积更大，因而热交换速度更块，虽然提升了一定的成本，但是这种结构搭配更适合作为大负载设备装配的配电柜，提高其运行的稳定性以及使用寿命。
在本实施例中，散热翅片座上成型的散热翅片6的宽度为16mm，同一翅片板上相邻的散热翅片6之间的间距为13mm，而相邻的翅片板4之间的中心间距为36mm。
在本实施例中，柜体内的循环风机9处于常开状态，通过外接电源供电，能保证配电柜的连续、大装载强度工作，同时，在循环风机9上还设置有手动开、关，以方便在检修或者非必要情况下关闭。
而在另一实施例中，配电柜柜体内还设置有温度传感器和声光报警装置，温度传感器末端连接风机控制装置并通过温度传感器对风机进行控制，温度传感器测定温度范围为70℃，当温度传感器测定配电柜中温度高于70℃时强制开启循环风机9进行降温，而未达到条件时，则处于关闭或者怠速状态以达到节能环保的效果。而声光报警装置末端连接温度传感器，当温度传感器测定温度高于80℃时则通过报警装置预警。
另外，在另一本实施例中，为方便清理柜体中的积灰，减少积灰在元器件表面的累积所造成的热量无法散发的风险，在柜体地板下部还设置有架空层，此架空层的上表面上通过镂空板进行封盖，以方便通过顶部循环风机作用，将悬浮沉杂物吹入架空层中存储并进行集中处理。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定 。
Claims (10)
1.一种具有高效散热功能的配电柜，包括柜体以及柜门，所述柜门在一侧通过铰支座固连到柜体上，并在柜门上相对于铰支座的另一侧设置有开启把手，其特征在于，所述柜体的两侧侧板上开有百叶式的通气窗，而背板为镂空铝板，另外，在柜体内的顶板内侧还设置有成组设置的循环风机，该循环风机的出风方向朝下，另外，在所述柜体内还设置有：
多个散热隔板，这些散热隔板结构一致，间隔设置并通过支架架空设置在柜体两侧侧板上，这些散热隔板与侧板之间留有50~60mm的间距，且每个散热隔板均包括铝质散热板以及成型在散热板内表面上的陶瓷均热板，其中，铝质散热板包括热接触面以及光滑面，所述热接触面朝向柜内，其表面上均匀设置有均热导热翅片；所述光滑面上则设置有散热翅片座，所述散热翅片座为铝材质成型，包括平面底座以及成型在平面底座上的平行设置的翅片板，所述平面底座贴合散热翅片座并固定，且在平面底座与光滑面之间的间隙中填充有导热硅脂；所述翅片板竖向间隔设置并穿过陶瓷均热板，其上均匀设置有结构对称的散热翅片；
一个散热背板框架，所述散热背板框架扣合在柜体背板外侧，为可拆卸结构，其扣合后与柜体背板之间留有50~60mm的间隙，所述散热背板框架包括铝质基板，该铝质基板内侧面通过陶瓷条分割成井格结构，这些井格结构的单格边长为30~50mm，并在井格位置成型有所述散热翅片座。
2.根据权利要求1所述的配电柜，其特征在于，所述均热导热翅片为截面呈V型的铝片结构。
3.根据权利要求2所述的配电柜，其特征在于，所述均热导热翅片的夹角为130~150°。
4.根据权利要求1所述的配电柜，其特征在于，所述铝质散热板与所述陶瓷均热板之间垫有石墨烯膜片。
5.根据权利要求1所述的配电柜，其特征在于，所述散热隔板的单板高度为80~200mm，与两侧侧板等宽，且同侧相邻的散热隔板之间留有30~80mm的间距。
6.根据权利要求1所述的配电柜，其特征在于，所述散热翅片座上成型的所述散热翅片的宽度大于15mm，同一翅片板上相邻的散热翅片之间的间距大于12mm，而相邻的翅片板之间的中心间距大于35mm。
7.根据权利要求1所述的配电柜，其特征在于，所述柜体内设置有一个温度传感器，所述温度传感器末端连接循环风机控制器并通过温度传感器对循环风机进行控制。
8.根据权利要求7所述的配电柜，其特征在于，所述温度传感器测定温度范围为60℃~80℃，当达到测定温度时强制开启循环风机。
9.根据权利要求8所述的配电柜，其特征在于，所述柜体内设置有一个声光报警装置，所述声光报警装置末端连接温度传感器，当温度传感器测定温度高于80℃时则通过报警装置预警。
10.根据权利要求1所述的配电柜，其特征在于，所述柜体底部设置有架空层，此架空层的上表面上通过镂空板进行封盖。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 410000 No. 13, Yong Yang Road, Liuyang hi tech Industrial Development Zone, Changsha, Hunan Applicant after: Hunan Chengyuan electric appliance Limited by Share Ltd Address before: 410300 No. 13, Yong Yang Road, Liuyang hi tech Industrial Development Zone, Changsha, Hunan Applicant before: Changsha Chengyuan Electrical Equipment Assembly Co.,Ltd. |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Power distribution cabinet with efficient heat radiating function Effective date of registration: 20190924 Granted publication date: 20180703 Pledgee: Changsha Hengfeng small loan limited liability company Pledgor: Hunan Chengyuan electric appliance Limited by Share Ltd Registration number: Y2019430000021 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20200914 Granted publication date: 20180703 Pledgee: Changsha Hengfeng small loan LLC Pledgor: HUNAN CHENGYUAN ELECTRIC APPLIANCE Co.,Ltd. Registration number: Y2019430000021 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A power distribution cabinet with high efficiency heat dissipation function Effective date of registration: 20200918 Granted publication date: 20180703 Pledgee: Changsha Hengfeng small loan LLC Pledgor: HUNAN CHENGYUAN ELECTRIC APPLIANCE Co.,Ltd. Registration number: Y2020430000011 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20211020 Granted publication date: 20180703 Pledgee: Changsha Hengfeng small loan LLC Pledgor: HUNAN CHENGYUAN ELECTRIC APPLIANCE Co.,Ltd. Registration number: Y2020430000011 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A distribution cabinet with efficient heat dissipation function Effective date of registration: 20211104 Granted publication date: 20180703 Pledgee: Changsha Hengfeng small loan LLC Pledgor: HUNAN CHENGYUAN ELECTRIC APPLIANCE CO.,LTD. Registration number: Y2021430000066 |