CN111786297A - 一种基于水冷散热的拆解式配电箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了配电箱水冷技术领域的一种基于水冷散热的拆解式配电箱，包括配电箱，所述配电箱的内腔均匀安装有热交换器和安装架，所述热交换器包括热交换箱，所述热交换箱的前部安装有前盖组件，所述前盖组件的前部均匀安装有热交换组件，通过热交换器的可拆卸式组合，方便对热交换组件进行拆卸更换，以便对拆卸下来的热交换组件进行清灰，保障热交换组件的热交换效果，其中，利用均匀设置导热片，增加热交换组件与配电箱内部热空气的接触面积，提高了配电箱内热量交换的效率，即有助于加快对配电箱内部热量的散热，热交换箱与配电箱为可拆卸式的组合，方便后期对热交换箱的位置进行调整。

Description

一种基于水冷散热的拆解式配电箱

技术领域

本发明涉及配电箱水冷技术领域，具体为一种基于水冷散热的拆解式配电箱。

背景技术

配电箱，一种常用电气装备，是按电气接线要求将开关设备、测量仪表、保护电器和辅助设备组装在封闭或半封闭金属柜中，正常运行时可借助手动或自动开关接通或分断电路。

配电箱内部空间是固定的，使得其空间具有局限性，当配电箱内部组装的开关设备、测量仪表、保护电器和辅助设备较多时，会使得配电箱内部布局较为紧凑，而这些设备处于工作状态，会产生较多的热量，并将热量发散到配电箱中，使配电箱内部温度升高，如果不对配电箱内部的热量进行及时的散热，那么这些热量会加快配电箱内部开关设备、测量仪表、保护电器和辅助设备的线路老化。

因此，市场上出现了一些能够进行水冷散热的配电箱柜，解决了配电箱的散热问题。但是，仍存在一些不足之处：

一、水冷散热设备通常加装载配电箱内，其用于进行冷却的循环管道固定铺设在配电柜的内部空间，不方便后期的改动；

二、配电箱内部的热量交换是通过循环管道的管壁进行导热传递，管壁面积固定，使得热量交换速度受管壁面积的限制，进而使得热量交换效率较低。

基于此，本发明设计了一种基于水冷散热的拆解式配电箱，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于水冷散热的拆解式配电箱，以解决上述背景技术中提出的水冷散热设备通常加装载配电箱内，其用于进行冷却的循环管道固定铺设在配电柜的内部空间，不方便后期的改动；配电箱内部的热量交换是通过循环管道的管壁进行导热传递，管壁面积固定，使得热量交换速度受管壁面积的限制，进而使得热量交换效率较低的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于水冷散热的拆解式配电箱，包括配电箱，所述配电箱的内腔均匀安装有热交换器和安装架，所述热交换器包括热交换箱，所述热交换箱的前部安装有前盖组件，所述前盖组件的前部均匀安装有热交换组件；

所述热交换箱包括热交换箱箱体，所述热交换箱箱体为长方体槽腔结构，且热交换箱箱体的前壁开设有安装槽口，所述安装槽口为方形槽口，所述安装槽口的四角外侧均设置有螺纹槽，所述热交换箱箱体后壁的左上角连通有冷却液进口，所述热交换箱箱体后壁的右下角连通有冷却液出口，所述热交换箱箱体的左右两侧外壁皆均匀焊接有耳块；

所述前盖组件包括盖板，所述盖板的四角均开设有盖板插孔，所述盖板的板体均匀设置有插槽，所述插槽正上方设置有螺柱，所述盖板的后壁均匀设置有导热架，所述导热架包括导热板一，所述导热板一上下两端的后壁均连接有导热柱，所述导热板一得到后方设置有导热丝；

所述热交换组件包括导热板二，所述导热板二的前壁均匀连接有导热片，所述导热板二的后壁连接有导热插板，所述导热插板的正上方设置有限位槽，所述限位槽的后方安装有限位螺母。

优选的，所述配电箱的顶壁均匀开设有水管出入孔，所述配电箱后部的左右两腔壁皆均匀焊接有安装耳块和安装槽，所述安装耳块的块体开设有螺纹孔，所述安装槽位于安装耳块的正前方。

优选的，所述安装架为方形直杆，且安装架的杆体均匀开设有安装孔，所述安装架的左右两端均焊接有螺纹杆，且螺纹杆的外端插接在配电箱的安装槽槽腔中，所述螺纹杆的杆体螺接有螺母。

优选的，所述热交换箱箱体安装槽口的槽腔安装有密封圈，所述耳块为L型块体，所述耳块的块体开设有插接孔，且插接孔与配电箱的安装耳块的螺纹孔相对齐。

优选的，所述盖板为方形板，所述盖板的后壁为凸起状方形板，且盖板后壁凸起的方形板插接在热交换箱箱体的安装槽口的槽腔中，所述盖板插孔与螺纹槽相对齐。

优选的，所述盖板和插槽为一体式铸件，所述插槽贯穿盖板的前后两壁，所述螺柱的后端焊接在盖板的前壁上。

优选的，所述导热板一插接在插槽的后部槽腔中，所述导热板一和导热柱为一体式铸件，所述导热柱共两组，所述导热丝为螺旋状，所述导热丝的上下两端分别固定连接两组所述导热柱的杆体上。

优选的，所述导热板二、导热片、导热插板和限位槽为一体式铸件，所述导热插板插接在插槽的槽腔中，所述限位螺母的后部为螺母结构，且的螺母结构螺接在螺柱的柱体上，所述限位螺母的前部为凸型圆台，且限位螺母的凸型圆台位于限位槽的槽腔中。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过热交换器的可拆卸式组合，方便对热交换组件进行拆卸更换，以便对拆卸下来的热交换组件进行清灰，保障热交换组件的热交换效果，其中，利用均匀设置导热片，增加热交换组件与配电箱内部热空气的接触面积，提高了配电箱内热量交换的效率，即有助于加快对配电箱内部热量的散热，热交换箱与配电箱为可拆卸式的组合，方便后期对热交换箱的位置进行调整。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明热交换器结构示意图；

图3为本发明热交换箱结构示意图一；

图4为本发明热交换箱结构示意图二；

图5为本发明前盖组件结构示意图一；

图6为本发明前盖组件结构示意图二；

图7为本发明导热架结构示意图；

图8为本发明热交换组件结构示意图；

图9为本发明限位槽与限位螺母的配合示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

100-配电箱，200-热交换器，210-热交换箱，211-热交换箱箱体，201-螺纹槽，202-冷却液进口，203-冷却液出口，212-耳块，220-前盖组件，221-盖板，204-盖板插孔，222-插槽，223-螺柱，224-导热架，001-导热板一，002-导热柱，003-导热丝，230-热交换组件，231-导热板二，232-导热片，233-导热插板，234-限位槽，235-限位螺母，300-安装架。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-9，本发明提供一种技术方案：一种基于水冷散热的拆解式配电箱，由配电箱100、热交换器200和安装架300组成，用于配合市场上的水冷设备进行使用。

配电箱100的顶壁均匀开设有水管出入孔，配电箱100后部的左右两腔壁皆均匀焊接有安装耳块和安装槽，安装耳块的块体开设有螺纹孔，用来固定安装热交换器200，安装槽位于安装耳块的正前方用来安放安装架300。

热交换器200由一组热交换箱210、一组前盖组件220和若干热交换组件230组成。

热交换箱210由一组热交换箱箱体211和四组耳块212组成。

热交换箱箱体211为长方体槽腔结构，热交换箱箱体211的前壁开设有安装槽口，安装槽口为方形槽口，热交换箱箱体211的安装槽口的槽腔安装有密封圈，安装槽口的四角外侧均设置有螺纹槽201，用来安装前盖组件220。热交换箱箱体211后壁的左上角连通有冷却液进口202，用来外接水冷设备的冷却液输送管路，热交换箱箱体211后壁的右下角连通有冷却液出口203，用来外接水冷设备的冷却液回流管路，从而通过外界的水冷设备形成一个循环的管路。

耳块212为L型块体，耳块212的块体开设有插接孔，插接孔与配电箱100的安装耳块的螺纹孔相对齐，四组212分别焊接在热交换箱箱体211的左右两侧外壁，并呈上下对称状设。

前盖组件220由一组盖板221、若干组插槽222、若干组螺柱223和若干组导热架224组成。

盖板221为方形板，盖板221的后壁为凸起状方形板，盖板221后壁凸起的方形板插接在热交换箱箱体211的安装槽口的槽腔中，并有安装槽口的密封圈进行密封，盖板的边缘部后壁与安装槽口边缘的前壁紧密抵接。盖板221的四角均开设有盖板插孔204，盖板插孔204与螺纹槽201相对齐，通过使用螺丝插接在盖板插孔204的孔，并使螺丝与螺纹槽201紧固螺接，即可将盖板221固定安装在热交换箱箱体211的安装槽口处。

插槽222均匀设置在盖板221的板体上，盖板221和插槽222为采用一体式铸造工艺铸造而成的铸件，插槽222贯穿盖板221的前后两壁。

螺柱223的数量与插槽222的数量一致，螺柱223位于插槽222的正上方，螺柱223的后端焊接在盖板221的前壁上。

导热架224均匀设置在盖板221的后方，导热架224的数量与插槽222的数量一致，导热架由一组导热板一001、两组导热柱002和一组导热丝003组成。导热板一001插接在插槽222的后部槽腔中，并使用密封胶对两者间的缝隙进行密封固定。两组导热柱002分别设置在导热板一001上下两端的后壁上，导热板一001和导热柱002为采用一体式铸造工艺铸造而成的铸件，导热丝003为螺旋状，导热丝003的上下两端分别固定连接两组导热柱002的杆体上。

热交换组件230由一组导热板二231、若干组导热片232、一组导热插板233、一组限位槽234和一组限位螺母235组成。

导热板二231的数量与插槽222的数量一致。导热片232呈倾斜状设置在导热板二231的前壁上，导热片232与导热板二231的夹角在30°~35°之间 ，减少了对配电箱100的空间占用。导热插板233连接在导热板二231的后壁，导热插板233插接在插槽222的槽腔中，导热插板233的后壁与导热板一001的前壁相抵接。限位槽234的槽腔为凸型，限位槽234位于导热插板233的正上方，限位槽234与导热板二231固定连接。限位螺母235的后部为螺母结构，235的螺母结构螺接在螺柱223的柱体上，限位螺母235的前部为凸型圆台，限位螺母235的凸型圆台位于限位槽234的槽腔中。导热板二231、导热片232、导热插板233和限位槽234为采用一体式铸造工艺铸造而成的铸件。

安装架300为方形直杆，安装架300的杆体均匀开设有安装孔，用来安装市场上的开关设备、测量仪表、保护电器和辅助设备。安装架300的左右两端均焊接有螺纹杆，螺纹杆的外端插接在配电箱100的安装槽槽腔中，并能够沿螺纹杆的配电箱100的安装槽的槽腔进行前后滑动。安装架300左右两端的杆体均螺接有螺母。

本发明使用过程中需配合市场上的水冷设备进行使用。水冷设备主体置于配电箱100外部，水冷设备的冷却液输送管由配电箱100顶壁的水管出入孔进入配电箱100内部，并与冷却液进口202连通；水冷设备的冷却液回流管由配电箱100顶壁的水管出入孔进入配电箱100内部，并与冷却液出口203连通。如此，配合配电箱100外部的水冷设备，形成一个循环的管路，由水冷设备的冷却液输送管通过冷却液进口202向热交换箱箱体211内腔进行冷却液供给，热交换箱箱体211内腔的冷却液再通过冷却液出口203，由水冷设备的冷却液回流管排回水冷设备进行冷却。

将安装架300左右两端的螺母分别向其同侧的配电箱配电箱100的安装槽处拧动，并拧紧螺母，此时螺母抵接在配电箱配电箱100的安装槽的外侧壁上，即使得安装架300固定安装在配电箱配电箱100的安装槽处，安装架300不再沿配电箱配电箱100的安装槽槽腔滑动。通过前后滑动调整安装架300的位置，可改变安装架300所安装的开关设备、测量仪表、保护电器和辅助设备与热交换器200的间距，间距越下，关设备、测量仪表、保护电器和辅助设备发散的热量越快到达导热板二231和导热片232上。

将限位螺母235和导热插板233分别对准螺柱223和插槽222，拧动限位螺母235，可将限位螺母235与螺柱223的端部螺接固定，此时，导热插板233插接在插槽222的槽腔内，即使得热交换组件230固定安装在了前盖组件220上。

配电箱100内部的热量通过空气传导的作用传递到导热板二231和导热片232上，再由导热板二231传递至导热插板233，之后传递至导热板一001，由导热板一001传递至导热柱002，再传递到导热丝003上。导热板一001的后壁和导热柱002、导热丝003均处于热交换箱箱体211的内腔，热交换箱箱体211内腔流动的冷却液会将导热板一001、导热柱002和导热丝003上的热量吸收，并携带着热量流会配电箱100外部的水冷设备中进行冷却循环，以此达到对配电箱100内部进行水冷散热的作用。

其中，导热片232的均匀倾斜状设置，减少了导热片232对配电箱100内部空间的占用，并且增加了热交换组件230与配电箱100内腔热空气的接触面积，提高了配电箱内热量交换的效率，即有助于加快对配电箱内部热量的散热。导热丝003的螺旋状设置则增加了导热架224与冷却液的接触面积，提高了冷却液热量交换的效率，进而加快了冷却液对导热架224和热交换组件230的冷却。

其中，耳块212的外壁抵接在配电箱配电箱100的安装耳块外壁上，并且耳块212的插接孔与配电箱配电箱100的安装耳块的螺纹孔相对齐，通过使用螺栓穿过耳块212的插接孔，再与配电箱配电箱100的安装耳块的螺纹孔紧固螺接，则能够将热交换器200固定安装在配电箱100的内腔，通过这个安装方式，后期能根据需求在配电箱100内腔任意高度的侧壁上的加设安装耳块，并能够根据需求将热交换器200固定安装在配电箱100内腔的任意高度上。

其中，在本发明中，通过热交换器200将热量向外界传递，热交换器200本身在工作中不会产生热量，即不会增加配电箱100内部的温度；用来配合的水冷设备则设置在配电箱100外部，其工作时产生的热量亦不会增加配电箱100内部的温度。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种基于水冷散热的拆解式配电箱，包括配电箱（100），其特征在于：所述配电箱（100）的内腔均匀安装有热交换器（200）和安装架（300），所述热交换器（200）包括热交换箱（210），所述热交换箱（210）的前部安装有前盖组件（220），所述前盖组件（220）的前部均匀安装有热交换组件（230）；

所述热交换箱（210）包括热交换箱箱体（211），所述热交换箱箱体（211）为长方体槽腔结构，且热交换箱箱体（211）的前壁开设有安装槽口，所述安装槽口的四角外侧均设置有螺纹槽（201），所述热交换箱箱体（211）后壁的左上角连通有冷却液进口（202），所述热交换箱箱体（211）后壁的右下角连通有冷却液出口（203），所述热交换箱箱体（211）的左右两侧外壁皆均匀焊接有耳块（212）；

所述前盖组件（220）包括盖板（221），所述盖板（221）的四角均开设有盖板插孔（204），所述盖板（221）的板体均匀设置有插槽（222），所述插槽（222）正上方设置有螺柱（223），所述盖板（221）的后壁均匀设置有导热架（224），所述导热架（224）包括导热板一（001），所述导热板一（001）上下两端的后壁均连接有导热柱（002），所述导热板一（001）得到后方设置有导热丝（003）；

所述热交换组件（230）包括导热板二（231），所述导热板二（231）的前壁均匀连接有导热片（232），所述导热板二（231）的后壁连接有导热插板（233），所述导热插板（233）的正上方设置有限位槽（234），所述限位槽（234）的后方安装有限位螺母（235）。

2.根据权利要求1所述的一种基于水冷散热的拆解式配电箱，其特征在于：所述配电箱（100）的顶壁均匀开设有水管出入孔，所述配电箱（100）后部的左右两腔壁皆均匀焊接有安装耳块和安装槽，所述安装耳块的块体开设有螺纹孔，所述安装槽位于安装耳块的正前方。

3.根据权利要求2所述的一种基于水冷散热的拆解式配电箱，其特征在于：所述安装架（300）为方形直杆，且安装架（300）的杆体均匀开设有安装孔，所述安装架（300）的左右两端均焊接有螺纹杆，且螺纹杆的外端插接在配电箱（100）的安装槽槽腔中，所述螺纹杆的杆体螺接有螺母。

4.根据权利要求2所述的一种基于水冷散热的拆解式配电箱，其特征在于：所述热交换箱箱体（211）安装槽口的槽腔安装有密封圈，所述耳块（212）为L型块体，所述耳块（212）的块体开设有插接孔，且插接孔与配电箱（100）的安装耳块的螺纹孔相对齐。

5.根据权利要求1所述的一种基于水冷散热的拆解式配电箱，其特征在于：所述盖板（221）为方形板，所述盖板（221）的后壁为凸起状方形板，且盖板（221）后壁凸起的方形板插接在热交换箱箱体（211）的安装槽口的槽腔中，所述盖板插孔（204）与螺纹槽（201）相对齐。

6.根据权利要求1所述的一种基于水冷散热的拆解式配电箱，其特征在于：所述盖板（221）和插槽（222）为一体式，所述插槽（222）贯穿盖板（221）的前后两壁，所述螺柱（223）的后端焊接在盖板（221）的前壁上。

7.根据权利要求1所述的一种基于水冷散热的拆解式配电箱，其特征在于：所述导热板一（001）插接在插槽（222）的后部槽腔中，所述导热板一（001）和导热柱（002）为一体式，所述导热柱（002）共两组，所述导热丝（003）为螺旋状，所述导热丝（003）的上下两端分别固定连接两组所述导热柱（002）的杆体上。

8.根据权利要求1所述的一种基于水冷散热的拆解式配电箱，其特征在于：所述导热板二（231）、导热片（232）、导热插板（233）和限位槽（234）为一体式，所述导热插板（233）插接在插槽（222）的槽腔中，所述限位螺母（235）的后部为螺母结构，且（235）的螺母结构螺接在螺柱（223）的柱体上，所述限位螺母（235）的前部为凸型圆台，且限位螺母（235）的凸型圆台位于限位槽（234）的槽腔中。

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