CN112310868A - 一种水膜式散热防尘型户外开关柜 - Google Patents

一种水膜式散热防尘型户外开关柜 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水膜式散热防尘型户外开关柜，属于开关柜技术领域，通过过水吸尘体内的过水纤维层对导入的空气进行除尘并降温，而吸水管内的吸水棉对水处理后的空气进行水分吸附，有效避免水汽导入至外柜体内，而在制冷柱内部设有吸水棉，吸水棉吸附水分后，由水引导机构导入至制冷柱内与硝酸钾粉末反应，一方面两者接触后水结冰吸热起到制冷作用，另一方面利用引流作用有效提高吸水棉的使用效果，而从制冷柱底端部导出的热空气又能够对制冷柱内部的硝酸钾粉末起到加热作用，使制冷柱内部处于不断结冰‑溶解‑结冰的过程中，实现制冷的持续性，此外在通风口处设置热致感应形变体，有效控制通风孔隙的启闭。

Description

一种水膜式散热防尘型户外开关柜
技术领域
本发明涉及开关柜技术领域，更具体地说，涉及一种水膜式散热防尘型户外开关柜。
背景技术
开关柜是一种电气设备，开关柜外线先进入柜内主控开关，然后进入分控开关，各分路按其需要设置。如仪表，自控，电动机磁力开关，各种交流接触器等。
外界环境和开关柜内部环境中的温度均会对开关柜内部的实际温度值产生影响，当开关柜内部温度过高时，会引起触头或接头处温度升高，过热程度会不断加剧，会对绝缘性能及设备寿命产生影响，另外由于开关柜的密封构造，使得开关柜中的电子元器件的温度逐渐升高，在温度高于开关柜中的电子元器件的工作温度时，开关柜中的电子元器件就会出现故障，进而使得开关柜不能正常运行。
现有技术中一般都过在开关柜上开设通风孔进行散热处理，而开设通风孔难以起到很好的防尘作用，尤其在我国西北地区，风沙以及昼夜温差都较大。白天外界空气温度也较高，若只通过通风孔进行散热，，其散热效果也较差，此外防尘性较差；而在晚上时，外界环境温度极低，会使得柜体温度降低，此时，若还利用通风孔进行通气，柜体内部温度极易受热外界低温影响，当温度过低时，也不利于柜体的正常工作。
为此，我们提出一种水膜式散热防尘型户外开关柜来有效解决现有技术中所存在的一些问题。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种水膜式散热防尘型户外开关柜，通过过水吸尘体内的过水纤维层对导入的空气进行除尘并降温，而吸水管内的吸水棉对水处理后的空气进行水分吸附，有效避免水汽导入至外柜体内，而在制冷柱内部设有吸水棉，吸水棉吸附水分后，由水引导机构导入至制冷柱内与硝酸钾粉末反应，一方面两者接触后水结冰吸热起到制冷作用，另一方面利用引流作用有效提高吸水棉的使用效果，而从制冷柱底端部导出的热空气又能够对制冷柱内部的硝酸钾粉末起到加热作用，使制冷柱内部处于不断结冰-溶解-结冰的过程中，实现制冷的持续性，此外在通风口处设置热致感应形变体，有效控制通风孔隙的启闭。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种水膜式散热防尘型户外开关柜，包括外柜体和安装于外柜体内的内柜体，所述外柜体的顶端设有柜盖，所述外柜体的一侧固定连接有通风板，所述通风板靠近顶端的侧壁上沿水平方向开设有多个通风口，多个所述通风口内部均嵌设安装有热致感应形变体，所述外柜体的外侧壁上固定套设有多个与通风口位置对应的吸水管，所述吸水管的外端与通风口之间设有过水吸尘体，所述吸水管的内端延伸至外柜体的内部，且吸水管位于内柜体的上方侧，所述过水吸尘体包括固定连接于吸水管与通风口之间的锥形吸尘罩，所述锥形吸尘罩内部填充有过水纤维层，所述吸水管的内部填充有吸水棉，所述外柜体的侧壁上固定套设有多个制冷柱，所述内柜体的底端侧壁上开设有多个与内柜体底端部相衔接的回流腔，所述制冷柱的底端部与回流腔相连接，且制冷柱的底端部外侧设有延伸至外侧的排气管，所述制冷柱的顶端通过衔接柱与其位置对应的吸水管的底端相连接，所述吸水棉与制冷柱之间设有水引导机构，所述水引导机构位于吸水棉的底端，所述制冷柱的内部填充有硝酸钾粉末，所述水引导机构位于硝酸钾粉末的上方。
进一步的，所述内柜体的顶端转动安装有翻转盖板，所述内柜体与靠近制冷柱一侧的外柜体的内部相衔接，所述内柜体一侧开设有多个与制冷柱位置对应的弧形嵌设腔，所述内柜体远离制冷柱一侧与外柜体内壁之间留有散热腔，所述散热腔与内柜体的顶端部以及多个回流腔相连通，内柜体的顶端部留有一定的气体流通空间，从吸水管导入的气体依次流经内柜体的顶端部、散热腔、回流腔，最后通过排气管排出，实现气体单向流通，有利于将外柜体内的热空气向外挤出。
进一步的，所述制冷柱的底端开设有排气口，所述排气口的外端与排气管相连接，所述排气口的内端与回流腔相连通。
进一步的，所述过水纤维层包括套设于锥形吸尘罩外端的环形水袋，所述环形水袋的内侧嵌设有过尘纤维层，所述过尘纤维层上环形分布有多个导水纤维，所述导水纤维的内端贯穿环形水袋并延伸至其内部，所述过尘纤维层的内端设有多个吸尘浮动纤维，所述吸尘浮动纤维位于锥形吸尘罩内部，导水纤维将环形水袋内部的冷却水导入至过尘纤维层上，从而实现过尘纤维层以及多个吸尘浮动纤维上均附有冷却液形成一层水膜，从热致感应形变体导入的空气经过过尘纤维层、导水纤维以及吸尘浮动纤维等配合的过水纤维层，一方面，利用水膜对导入的空气进行除尘，拦截大部分的灰尘颗粒，另一方面，有效对导入的空气进行过水冷却，使得排入至外柜体内的空气更具有冷却效果。
进一步的，多个所述环形水袋上均设有进水管，多个所述进水管之间通过连通管相连接，所述连通管与外接供水源相连接，通过外接供水源对多个环形水袋进行定期供水。
进一步的，所述水引导机构包括固定连接于吸水棉内端部的多个落水纤维，多个所述落水纤维的底端依次贯穿衔接柱、制冷柱并固定连接有落水珠，吸水管内设有吸水棉，过水处理后的空气中存在大量的水分，利用吸水棉对导入的空气进行除湿干燥，而吸水棉上附有一定水量的水后，通过落水纤维、落水珠的配合将过量的水向下导出，一方面导入至制冷柱内的水与硝酸钾粉末接触后形成冰，水结冰吸热起到制冷作用，进一步有效提高了外柜体的降温散热效果，另一方面利用引流作用，有效提高吸水棉的使用效果。
进一步的，所述吸水管的内部设有凹形集水腔，所述吸水棉位于凹形集水腔内，设置凹形集水腔有效避免在吸水棉水分过多时而溢出吸水管的左右两端。
进一步的，所述热致感应形变体包括嵌设安装于通风口内的通风扇，所述通风扇上开设有多个通风孔，所述通风孔内嵌设包覆有热致感应型收缩层。
进一步的，所述热致感应型收缩层采用热致感应型形状记忆高分子材料与热敏填料混合配比而成，所述热敏填料选用炭黑、碳纳米管中的一种或两种，形状记忆高分子是指一定初始形状的高分子材料经过变形固定后，在一光、热环境下等，又回复到原来的形状，白天光照情况下，该热致感应型收缩层收缩，增大通风孔的通风缝隙大小，实现在白天气温高的情况下，进行通风散热，在夜晚时，该通风孔封闭，外界低温环境不易影响外柜体内部温度。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)通过过水吸尘体内的过水纤维层对导入的空气进行除尘并降温，而吸水管内的吸水棉对水处理后的空气进行水分吸附，有效避免水汽导入至外柜体内，而在制冷柱内部设有吸水棉，吸水棉吸附水分后，由水引导机构导入至制冷柱内与硝酸钾粉末反应，一方面两者接触后水结冰吸热起到制冷作用，另一方面利用引流作用有效提高吸水棉的使用效果，而从制冷柱底端部导出的热空气又能够对制冷柱内部的硝酸钾粉末起到加热作用，使制冷柱内部处于不断结冰-溶解-结冰的过程中，实现制冷的持续性，此外在通风口处设置热致感应形变体，有效控制通风孔隙的启闭。
(2)热致感应形变体包括嵌设安装于通风口内的通风扇，通风扇上开设有多个通风孔，通风孔内嵌设包覆有热致感应型收缩层，热致感应型收缩层采用热致感应型形状记忆高分子材料与热敏填料混合配比而成，热敏填料选用炭黑、碳纳米管中的一种或两种，形状记忆高分子是指一定初始形状的高分子材料经过变形固定后，在光、热环境下等，又回复到原来的形状，白天光照情况下，该热致感应型收缩层收缩，增大通风孔的通风缝隙大小，实现在白天气温高的情况下，进行通风散热，在夜晚时，该通风孔封闭，外界低温环境不易影响外柜体内部温度
(3)内柜体的顶端转动安装有翻转盖板，内柜体与靠近制冷柱一侧的外柜体的内部相衔接，内柜体一侧开设有多个与制冷柱位置对应的弧形嵌设腔，内柜体远离制冷柱一侧与外柜体内壁之间留有散热腔，散热腔与内柜体的顶端部以及多个回流腔相连通，制冷柱的底端开设有排气口，排气口的外端与排气管相连接，排气口的内端与回流腔相连通，内柜体的顶端部留有一定的气体流通空间，从吸水管导入的气体依次流经内柜体的顶端部、散热腔、回流腔，最后通过排气管排出，实现气体单向流通，有利于将外柜体内的热空气向外挤出。
(4)过水纤维层包括套设于锥形吸尘罩外端的环形水袋，环形水袋的内侧嵌设有过尘纤维层，过尘纤维层上环形分布有多个导水纤维，导水纤维的内端贯穿环形水袋并延伸至其内部，过尘纤维层的内端设有多个吸尘浮动纤维，吸尘浮动纤维位于锥形吸尘罩内部，导水纤维将环形水袋内部的冷却水导入至过尘纤维层上，从而实现过尘纤维层以及多个吸尘浮动纤维上均附有冷却液形成一层水膜，从热致感应形变体导入的空气经过过尘纤维层、导水纤维以及吸尘浮动纤维等配合的过水纤维层，一方面，利用水膜对导入的空气进行除尘，拦截大部分的灰尘颗粒，另一方面，有效对导入的空气进行过水冷却，使得排入至外柜体内的空气更具有冷却效果。
(5)水引导机构包括固定连接于吸水棉内端部的多个落水纤维，多个落水纤维的底端依次贯穿衔接柱、制冷柱并固定连接有落水珠，吸水管内设有吸水棉，过水处理后的空气中存在大量的水分，利用吸水棉对导入的空气进行除湿干燥，而吸水棉上附有一定水量的水后，通过落水纤维、落水珠的配合将过量的水向下导出，一方面导入至制冷柱内的水与硝酸钾粉末接触后形成冰，水结冰吸热起到制冷作用，进一步有效提高了外柜体的降温散热效果，另一方面利用引流作用，有效提高吸水棉的使用效果。
附图说明
图1为本发明的外部立体图；
图2为本发明的爆炸图一；
图3为本发明的爆炸图二；
图4为本发明的内柜体与制冷柱结合处的立体图；
图5为本发明的内柜体的底部示意图；
图6为本发明的正面剖视图；
图7为本发明过水吸尘体与制冷柱结合处的部分剖视图；
图8为本发明的过水吸尘体处的立体图。
图中标号说明：
1外柜体、2内柜体、201翻转盖板、202回流腔、3通风板、4通风口、5热致感应形变体、6过水吸尘体、601锥形吸尘罩、602环形水袋、6021进水管、603过尘纤维层、604导水纤维、605吸尘浮动纤维、7吸水管、701吸水棉、8制冷柱、801衔接柱、9排气管、10落水纤维、11落水珠、12硝酸钾粉末。
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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
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”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1-3，一种水膜式散热防尘型户外开关柜，包括外柜体1和安装于外柜体1内的内柜体2，外柜体1的顶端设有柜盖，外柜体1的一侧固定连接有通风板3，通风板3靠近顶端的侧壁上沿水平方向开设有多个通风口4，多个通风口4内部均嵌设安装有热致感应形变体5，外柜体1的外侧壁上固定套设有多个与通风口4位置对应的吸水管7，吸水管7的外端与通风口4之间设有过水吸尘体6，吸水管7的内端延伸至外柜体1的内部，且吸水管7位于内柜体2的上方侧，外界空气通过热致感应形变体5、过水吸尘体6、吸水管7导入至外柜体1内部。
热致感应形变体5包括嵌设安装于通风口4内的通风扇，通风扇上开设有多个通风孔，通风孔内嵌设包覆有热致感应型收缩层，热致感应型收缩层采用热致感应型形状记忆高分子材料与热敏填料混合配比而成，热敏填料选用炭黑、碳纳米管中的一种或两种，形状记忆高分子是指一定初始形状的高分子材料经过变形固定后，在光、热环境下等，又回复到原来的形状，白天光照情况下，该热致感应型收缩层收缩，增大通风孔的通风缝隙大小，实现在白天气温高的情况下，进行通风散热，在夜晚时，该通风孔封闭，外界低温环境不易影响外柜体1内部温度。
请参阅图5-6，内柜体2的顶端转动安装有翻转盖板201，一些电子元件安装于内柜体2内，内柜体2与靠近制冷柱8一侧的外柜体1的内部相衔接，内柜体2一侧开设有多个与制冷柱8位置对应的弧形嵌设腔，制冷柱8与内柜体2的一侧嵌设衔接，使得内柜体2的一端与外柜体1内壁密封衔接，内柜体2远离制冷柱8一侧与外柜体1内壁之间留有散热腔，散热腔与内柜体2的顶端部以及多个回流腔202相连通，制冷柱8的底端开设有排气口，排气口的外端与排气管9相连接，排气口的内端与回流腔202相连通，内柜体2的顶端部留有一定的气体流通空间，从吸水管7导入的气体依次流经内柜体2的顶端部、散热腔、回流腔202，最后通过排气管9排出，实现气体单向流通，有利于将外柜体1内的热空气向外挤出。
请参阅图6-8，过水吸尘体6包括固定连接于吸水管7与通风口4之间的锥形吸尘罩601，锥形吸尘罩601内部填充有过水纤维层，过水纤维层包括套设于锥形吸尘罩601外端的环形水袋602，环形水袋602的内侧嵌设有过尘纤维层603，过尘纤维层603上环形分布有多个导水纤维604，导水纤维604的内端贯穿环形水袋602并延伸至其内部，过尘纤维层603的内端设有多个吸尘浮动纤维605，吸尘浮动纤维605位于锥形吸尘罩601内部，多个环形水袋602上均设有进水管6021，多个进水管6021之间通过连通管相连接，连通管与外接供水源相连接，通过外接供水源对多个环形水袋602进行定期供水，本领域技术人员可在外柜体1外壁上设置用于供水源承载的冷却箱体，此为现有技术，在此不做过多赘述，导水纤维604将环形水袋602内部的冷却水导入至过尘纤维层603上，从而实现过尘纤维层603以及多个吸尘浮动纤维605上均附有冷却液而形成一层水膜，从热致感应形变体5导入的空气经过过尘纤维层603、导水纤维604以及吸尘浮动纤维605等配合的过水纤维层，一方面，利用水膜对导入的空气进行除尘，拦截大部分的灰尘颗粒，另一方面，有效对导入的空气进行过水冷却，使得排入至外柜体1内的空气更具有冷却效果。
吸水管7的内部填充有吸水棉701，吸水管7的内部设有凹形集水腔，吸水棉701位于凹形集水腔内，设置凹形集水腔有效避免在吸水棉701水分过多时而溢出吸水管7的左右两端，外柜体1的侧壁上固定套设有多个制冷柱8，内柜体2的底端侧壁上开设有多个与内柜体2底端部相衔接的回流腔202，制冷柱8的底端部与回流腔202相连接，且制冷柱8的底端部外侧设有延伸至外侧的排气管9，制冷柱8的顶端通过衔接柱801与其位置对应的吸水管7的底端相连接，吸水棉701与制冷柱8之间设有水引导机构，水引导机构位于吸水棉701的底端，制冷柱8的内部填充有硝酸钾粉末12，水引导机构位于硝酸钾粉末12的上方。
具体的，水引导机构包括固定连接于吸水棉701内端部的多个落水纤维10，多个落水纤维10的底端依次贯穿衔接柱801、制冷柱8并固定连接有落水珠11，吸水管7内设有吸水棉701，过水处理后的空气中存在大量的水分，利用吸水棉701对导入的空气进行除湿干燥，而吸水棉701上附有一定水量的水后，通过落水纤维10、落水珠11的配合将过量的水向下导出，一方面导入至制冷柱8内的水与硝酸钾粉末12接触后形成冰，水结冰吸热起到制冷作用，进一步有效提高了外柜体1的降温散热效果，另一方面利用引流作用，有效提高吸水棉701的使用效果。
本发明通过热致感应形变体5与过水吸尘体6以及吸水管7、制冷柱8的配合，过水吸尘体6内的过水纤维层对导入的空气进行除尘并降温，而吸水管7内的吸水棉701对水处理后的空气进行水分吸附，起到气体除湿作用，有效避免导入至外柜体1内的空气带有大量的水分，而在制冷柱8内部设有硝酸钾粉末12，吸水棉701吸附水分后，由水引导机构导入至制冷柱8内与硝酸钾粉末12反应，一方面两者接触后水结冰吸热起到制冷作用，另一方面利用引流作用有效提高吸水棉701的使用效果，而从制冷柱8底端部导出的热空气又能够对制冷柱8内部的硝酸钾粉末12起到加热作用，使制冷柱8内部处于不断结冰-溶解-结冰的过程中，实现制冷柱8制冷的持续性，此外在通风口4处设置热致感应形变体5，利用光致变形型高分子材料以光为激发源，能够快速改变尺寸和形状，实现通风板3上的通风孔在白天敞开进行通风散热，晚上收缩避免外界低温环境对外柜体1内部温度造成影响。
本发明中的所采用的部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。
以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种水膜式散热防尘型户外开关柜，包括外柜体(1)和安装于外柜体(1)内的内柜体(2)，所述外柜体(1)的顶端设有柜盖，其特征在于：所述外柜体(1)的一侧固定连接有通风板(3)，所述通风板(3)靠近顶端的侧壁上沿水平方向开设有多个通风口(4)，多个所述通风口(4)内部均嵌设安装有热致感应形变体(5)，所述外柜体(1)的外侧壁上固定套设有多个与通风口(4)位置对应的吸水管(7)，所述吸水管(7)的外端与通风口(4)之间设有过水吸尘体(6)，所述吸水管(7)的内端延伸至外柜体(1)的内部，且吸水管(7)位于内柜体(2)的上方侧；
所述过水吸尘体(6)包括固定连接于吸水管(7)与通风口(4)之间的锥形吸尘罩(601)，所述锥形吸尘罩(601)内部填充有过水纤维层，所述吸水管(7)的内部填充有吸水棉(701)，所述外柜体(1)的侧壁上固定套设有多个制冷柱(8)，所述内柜体(2)的底端侧壁上开设有多个与内柜体(2)底端部相衔接的回流腔(202)，所述制冷柱(8)的底端部与回流腔(202)相连接，且制冷柱(8)的底端部外侧设有延伸至外侧的排气管(9)；
所述制冷柱(8)的顶端通过衔接柱(801)与其位置对应的吸水管(7)的底端相连接，所述吸水棉(701)与制冷柱(8)之间设有水引导机构，所述水引导机构位于吸水棉(701)的底端，所述制冷柱(8)的内部填充有硝酸钾粉末(12)，所述水引导机构位于硝酸钾粉末(12)的上方。
2.根据权利要求1所述的一种水膜式散热防尘型户外开关柜，其特征在于：所述内柜体(2)的顶端转动安装有翻转盖板(201)，所述内柜体(2)与靠近制冷柱(8)一侧的外柜体(1)的内部相衔接，所述内柜体(2)一侧开设有多个与制冷柱(8)位置对应的弧形嵌设腔，所述内柜体(2)远离制冷柱(8)一侧与外柜体(1)内壁之间留有散热腔，所述散热腔与内柜体(2)的顶端部以及多个回流腔(202)相连通。
3.根据权利要求2所述的一种水膜式散热防尘型户外开关柜，其特征在于：所述制冷柱(8)的底端开设有排气口，所述排气口的外端与排气管(9)相连接，所述排气口的内端与回流腔(202)相连通。
4.根据权利要求1所述的一种水膜式散热防尘型户外开关柜，其特征在于：所述过水纤维层包括套设于锥形吸尘罩(601)外端的环形水袋(602)，所述环形水袋(602)的内侧嵌设有过尘纤维层(603)，所述过尘纤维层(603)上环形分布有多个导水纤维(604)，所述导水纤维(604)的内端贯穿环形水袋(602)并延伸至其内部，所述过尘纤维层(603)的内端设有多个吸尘浮动纤维(605)，所述吸尘浮动纤维(605)位于锥形吸尘罩(601)内部。
5.根据权利要求4所述的一种水膜式散热防尘型户外开关柜，其特征在于：多个所述环形水袋(602)上均设有进水管(6021)，多个所述进水管(6021)之间通过连通管相连接，所述连通管与外接供水源相连接。
6.根据权利要求1所述的一种水膜式散热防尘型户外开关柜，其特征在于：所述水引导机构包括固定连接于吸水棉(701)内端部的多个落水纤维(10)，多个所述落水纤维(10)的底端依次贯穿衔接柱(801)、制冷柱(8)并固定连接有落水珠(11)。
7.根据权利要求6所述的一种水膜式散热防尘型户外开关柜，其特征在于：所述吸水管(7)的内部设有凹形集水腔，所述吸水棉(701)位于凹形集水腔内。
8.根据权利要求1所述的一种水膜式散热防尘型户外开关柜，其特征在于：所述热致感应形变体(5)包括嵌设安装于通风口(4)内的通风扇，所述通风扇上开设有多个通风孔，所述通风孔内嵌设包覆有热致感应型收缩层。
9.根据权利要求8所述的一种水膜式散热防尘型户外开关柜，其特征在于：所述热致感应型收缩层采用热致感应型形状记忆高分子材料与热敏填料混合配比而成，所述热敏填料选用炭黑、碳纳米管中的一种或两种。
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