CN116997167B - 一种内置式热交换器结构 - Google Patents
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Abstract
本发明属于散热技术领域，具体地说是一种内置式热交换器结构，包括壳体、中心散热片、隔板A、隔板B、风扇A及风扇B，壳体上分别开设有外部空气进气口、外部空气出气口、内部空气进气口、内部空气出气口，风扇A安装于外部空气进气口处，风扇B安装于内部空气进气口处。本发明通过使隔板A、中心散热片、隔板B依次相连并将壳体的内腔分隔成互不相连通的外部空气换热空间与内部空气换热空间，使控制柜的内部空气不断地经过壳体的内部空气换热空间，控制柜的外部空气不断地经过壳体外部空气换热空间，外部空气将内部空气的热量不断地带出控制柜，实现了对控制柜的散热，同时还能实现对控制柜的内部电子器件进行防尘防水的保护作用。
Description
技术领域
本发明属于散热技术领域，具体地说是一种内置式热交换器结构。
背景技术
目前用于工业自动化设备的控制柜，大多需要同时满足防尘防水和散热的要求。而现有市场上的热交换器多挂于控制柜外侧，且通过直接将控制柜内部热空气直接排出的方式进行散热，同时外部温度较低的空气也会直接进入控制柜内部，但外部空气会将外部环境中的灰尘、微粒等物质带入控制柜中，从而容易对控制柜内部的电子器件造成损害。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种内置式热交换器结构。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种内置式热交换器结构，包括壳体、中心散热片、隔板A、隔板B、风扇A及风扇B，所述壳体安装于对应的控制柜侧面板的内表面上，所述壳体上分别开设有外部空气进气口、外部空气出气口、内部空气进气口、内部空气出气口，所述外部空气进气口及外部空气出气口分别位于所述壳体朝向该控制柜侧面板的侧面上，该控制柜侧面板上与所述外部空气出气口对应的位置处开设有若干通风孔A，该控制柜侧面板上与所述外部空气进气口对应的位置处开设有进气开口；
所述隔板A、中心散热片、隔板B均安装于所述壳体内腔中且依次相连、并将所述壳体的内腔分隔成互不相连通的外部空气换热空间与内部空气换热空间，所述外部空气换热空间与所述外部空气进气口及外部空气出气口相连通，所述内部空气换热空间与所述内部空气进气口及内部空气出气口相连通，所述风扇A安装于所述外部空气进气口处，所述风扇B安装于所述内部空气进气口处。
所述内部空气进气口位于所述壳体的顶面上，所述内部空气出气口位于所述壳体远离该控制柜侧面板的侧面的下部位置上；所述外部空气进气口位于所述壳体朝向该控制柜侧面板的侧面的下部位置上，所述外部空气出气口位于所述壳体朝向该控制柜侧面板的侧面的上部位置上。
所述壳体朝向该控制柜侧面板的侧面上设置所述外部空气进气口处向内侧凹设有用于容纳滤芯槽的滤芯槽容纳凹槽，所述滤芯槽安装于该控制柜侧面板的内表面上与所述进气开口对应处，所述滤芯槽的内侧设有滤芯棉，所述滤芯槽的外侧开口上安装有滤芯槽盖板，所述滤芯槽盖板的顶面上及所述滤芯槽的朝向外部空气进气口的侧面上均开设有若干个通风孔B。
所述滤芯槽盖板的顶面与该控制柜侧面板外表面相平齐。
所述滤芯槽的朝向外部空气进气口的侧面与所述壳体上设置外部空气进气口处的外表面之间设有密封垫，该控制柜侧面板上设置通风孔A处的内表面与所述壳体上设置外部空气出气口处的外表面之间也设有密封垫。
所述中心散热片上设有两个散热块，其中一个所述散热块位于所述外部空气换热空间中、并位于外部空气进气口与外部空气出气口之间的位置，另一个所述散热块位于所述内部空气换热空间中、并位于内部空气进气口与内部空气出气口之间的位置，各所述散热块上向对应的所述外部空气换热空间或内部空气换热空间中分别延伸设有若干个导热鳍片。
所述中心散热片上设有若干个导热管，各所述导热管分别同时穿过各所有所述导热鳍片。
各所述导热鳍片的长度方向均垂直于水平面，各所述导热管的长度方向均平行于水平面。
所述壳体的外表面上与所述内部空气出气口对应处设有导流罩。
所述壳体上设有分别用于与所述风扇A及风扇B连接的线缆防水接头。
本发明的优点与积极效果为：
1.本发明通过使隔板A、中心散热片、隔板B依次相连并将壳体的内腔分隔成互不相连通的外部空气换热空间与内部空气换热空间，使控制柜的内部空气不断地经过壳体的内部空气换热空间，控制柜的外部空气不断地经过壳体外部空气换热空间，外部空气将内部空气的热量不断地带出控制柜，实现了对控制柜的散热，同时还能实现对控制柜的内部电子器件进行防尘防水的保护作用。
2.本发明内置于控制柜中，可有效缩小控制柜外部的尺寸，使控制柜外观更加美观。
附图说明
图1为本发明与控制柜侧面板连接时的外部结构示意图之一；
图2为本发明与控制柜侧面板连接时的外部结构示意图之二；
图3为本发明与控制柜侧面板连接时的内部结构示意图；
图4为本发明的外部结构示意图之一；
图5为本发明的外部结构示意图之二；
图6为本发明的内部结构示意图之一；
图7为本发明的内部结构示意图之二；
图8为本发明的中心散热片、散热块与导热管构成的整体的立体结构示意图；
图9为本发明的中心散热片、散热块与导热管构成的整体的主视结构示意图；
图10为本发明的中心散热片、散热块与导热管构成的整体的俯视结构示意图；
图11为本发明的中心散热片、散热块与导热管构成的整体的侧视结构示意图；
图12为图3的A处放大图。
图中：1为壳体、101为滤芯槽容纳凹槽、102为外侧上壳、103为外侧下壳、104为上挡板、105为下挡板、106为内侧上壳、107为内侧中壳、108为内侧下壳；
2为中心散热片、3为隔板A、4为隔板B、5为风扇A、6为风扇B、7为滤芯槽、8为滤芯棉、9为滤芯槽盖板、10为密封垫、11为散热块、1101为导热鳍片、12为导热管、13为导流罩、14为线缆防水接头、15为风扇防护网罩、16为安装支架；
001为控制柜侧面板、0011为通风孔A、0012为进气开口、002为外部空气流通方向、003为内部空气流通方向。
具体实施方式
下面结合附图1-12对本发明作进一步详述。
一种内置式热交换器结构，如图1-12所示，本实施例中包括壳体1、中心散热片2、隔板A 3、隔板B 4、风扇A 5及风扇B 6，壳体1通过安装支架16安装于对应的控制柜侧面板001的内表面上，壳体1上分别开设有外部空气进气口、外部空气出气口、内部空气进气口、内部空气出气口，外部空气进气口及外部空气出气口分别位于壳体1朝向该控制柜侧面板001的侧面上，该控制柜侧面板001上与外部空气出气口对应的位置处开设有若干通风孔A0011，该控制柜侧面板001上与外部空气进气口对应的位置处开设有进气开口0012。
如图3、图6及图7所示，隔板A 3、中心散热片2、隔板B 4均安装于壳体1内腔中且依次相连、并将壳体1的内腔分隔成互不相连通的外部空气换热空间与内部空气换热空间，外部空气换热空间与外部空气进气口及外部空气出气口相连通，内部空气换热空间与内部空气进气口及内部空气出气口相连通，风扇A 5安装于外部空气进气口处，风扇B 6安装于内部空气进气口处。本实施例中风扇A 5及风扇B 6均为市购产品，分别由控制柜内部的控制器控制动作，并由控制柜内部的电源提供电能。使用时控制柜外部空气与控制柜内部空气在壳体1的内腔中的流通方向可参见图3与图7，标号002所指的箭头为外部空气流通方向，标号003所指的箭头为内部空气流通方向。
具体而言，如图2和图3所示，本实施例中内部空气进气口位于壳体1的顶面上，内部空气出气口位于壳体1远离该控制柜侧面板001的侧面的下部位置上，可使控制柜内部中温度较高的热空气优先进入壳体1进行换热；外部空气进气口位于壳体1朝向该控制柜侧面板001的侧面的下部位置上，外部空气出气口位于壳体1朝向该控制柜侧面板001的侧面的上部位置上，可使控制柜外部的温度较低的冷空气优先进入壳体1进行换热。如图2-7所示，本实施例中壳体1分为连接在一起的外侧上壳102、外侧下壳103、上挡板104、下挡板105、内侧上壳106、内侧中壳107、内侧下壳108，连接方式为现有技术。壳体1靠近该控制柜侧面板001的侧面由连接在一起的外侧上壳102与外侧下壳103组成，壳体1远离该控制柜侧面板001的侧面由连接在一起的内侧上壳106、内侧中壳107与内侧下壳108组成。上挡板104作为壳体1的顶面，下挡板105作为壳体1的底面。各风扇B 6分别安装在上挡板104下侧，上挡板104上侧设有用于保护风扇B 6的风扇防护网罩15。
具体而言，如图1、图3、图7及图12所示，本实施例中壳体1朝向该控制柜侧面板001的侧面上设置外部空气进气口处向内侧凹设有用于容纳滤芯槽7的滤芯槽容纳凹槽101，滤芯槽7安装于该控制柜侧面板001的内表面上与进气开口0012对应处，可减少滤芯槽7安装空间；滤芯槽7的内侧设有滤芯棉8，滤芯槽7的外侧开口上通过螺钉安装有滤芯槽盖板9，滤芯槽盖板9的顶面上及滤芯槽7的朝向外部空气进气口的侧面上均开设有若干个通风孔B。通过滤芯槽7、滤芯棉8及滤芯槽盖板9的配合设置，可对从滤芯槽7进入外部空气进气口的外部空气进行有效过滤，实现防尘的作用。本实施例中滤芯槽盖板9的顶面与该控制柜侧面板001外表面相平齐，使得设有滤芯棉8的滤芯槽7隐藏在控制柜侧面板001的内侧，从而可缩小控制柜外部尺寸，使控制柜外观更加美观。本实施例中滤芯槽7的朝向外部空气进气口的侧面与壳体1上设置外部空气进气口处的外表面之间设有密封垫10，该控制柜侧面板001上设置通风孔A 0011处的内表面与壳体1上设置外部空气出气口处的外表面之间也设有密封垫10，可起到密封作用，使外部空气稳定从进气开口0012及外部空气进气口进入壳体1的外部空气换热空间，并稳定从外部空气出气口及通风孔A 0011排出。
具体而言，如图4和图5所示，本实施例中壳体1上设有分别用于与风扇A 5及风扇B6连接的线缆防水接头14。线缆防水接头14均为市购产品，分别便于将风扇A 5及风扇B 6通过线缆防水接头14与导线接入控制柜内的电源及控制器。
具体而言，如图3、图5及图7所示，本实施例中壳体1的外表面上与内部空气出气口对应处设有导流罩13，起到对从壳体1中流回控制柜内部的气体进行导向的作用。
具体而言，如图8-11所示，本实施例中中心散热片2上设有两个散热块11，其中一个散热块11位于外部空气换热空间中、并位于外部空气进气口与外部空气出气口之间的位置，另一个散热块11位于内部空气换热空间中、并位于内部空气进气口与内部空气出气口之间的位置，各所述散热块11上向对应的外部空气换热空间或内部空气换热空间中分别延伸设有若干个导热鳍片1101。本实施例中中心散热片2上设有若干个导热管12，导热管12均采用现有技术的通过在全封闭真空管内液体的蒸发与凝结和利用毛细作用流体原理传递热量的传热元件。各导热管12分别同时穿过各所有导热鳍片1101，各导热鳍片1101上开设有用于固定导热管12的U形槽，各导热鳍片1101的长度方向均垂直于水平面，各导热管12整体均呈U形、且长度方向均平行于水平面，保证导热均匀。通过导热管12以及具有导热鳍片1101的散热块11的配合设置，流经外部空气换热空间与内部空气换热空间的空气分别会从导热鳍片1101之间的间隙穿过，可充分实现外部空气换热空间与内部空气换热空间之间的热量交换，提高散热效果。
工作原理：
使用时，分别使外部空气进气口处的风扇A 5及内部空气进气口处的风扇B 6运转；风扇A 5运转后，控制柜外部的温度较低的外部空气先后通过滤芯槽盖板9的通风孔B、滤尘棉8、滤芯槽7的通风孔B、壳体1的外部空气进气口、外部空气换热空间中的散热块11的导热鳍片1101和导热管12，经过热交换变为热空气，之后通过壳体1的外部空气出气口和控制柜侧面板001的通风孔A 0011排出；
风扇B 6运转后，控制柜内部的温度较高的内部空气先后通过壳体1的内部空气进气口、内部空气换热空间中的散热块11的导热鳍片1101和导热管12，经过热交换被冷却，之后通过壳体1的内部空气出气口排入控制柜内部；就这样控制柜的内部空气不断地经过壳体1的内部空气换热空间，控制柜的外部空气不断地经过壳体1外部空气换热空间，外部空气将内部空气的热量不断地带出控制柜，实现了对控制柜的散热，同时还能实现对控制柜的内部电子器件进行防尘防水的保护作用。
Claims (6)
1.一种内置式热交换器结构，其特征在于：包括壳体(1)、中心散热片(2)、隔板A(3)、隔板B(4)、风扇A(5)及风扇B(6)，所述壳体(1)安装于对应的控制柜侧面板(001)的内表面上，所述壳体(1)上分别开设有外部空气进气口、外部空气出气口、内部空气进气口、内部空气出气口，所述外部空气进气口及外部空气出气口分别位于所述壳体(1)朝向该控制柜侧面板(001)的侧面上，该控制柜侧面板(001)上与所述外部空气出气口对应的位置处开设有若干通风孔A(0011)，该控制柜侧面板(001)上与所述外部空气进气口对应的位置处开设有进气开口(0012)；
所述隔板A(3)、中心散热片(2)、隔板B(4)均安装于所述壳体(1)内腔中且依次相连、并将所述壳体(1)的内腔分隔成互不相连通的外部空气换热空间与内部空气换热空间，所述外部空气换热空间与所述外部空气进气口及外部空气出气口相连通，所述内部空气换热空间与所述内部空气进气口及内部空气出气口相连通，所述风扇A(5)安装于所述外部空气进气口处，所述风扇B(6)安装于所述内部空气进气口处；
所述内部空气进气口位于所述壳体(1)的顶面上，所述内部空气出气口位于所述壳体(1)远离该控制柜侧面板(001)的侧面的下部位置上；所述外部空气进气口位于所述壳体(1)朝向该控制柜侧面板(001)的侧面的下部位置上，所述外部空气出气口位于所述壳体(1)朝向该控制柜侧面板(001)的侧面的上部位置上；
所述中心散热片(2)上设有两个散热块(11)，其中一个所述散热块(11)位于所述外部空气换热空间中、并位于外部空气进气口与外部空气出气口之间的位置，另一个所述散热块(11)位于所述内部空气换热空间中、并位于内部空气进气口与内部空气出气口之间的位置，各所述散热块(11)上向对应的所述外部空气换热空间或内部空气换热空间中分别延伸设有若干个导热鳍片(1101)；
所述中心散热片(2)上设有若干个导热管(12)，各所述导热管(12)分别同时穿过各所有所述导热鳍片(1101)；
各所述导热鳍片(1101)的长度方向均垂直于水平面，各所述导热管(12)的长度方向均平行于水平面。
2.根据权利要求1所述的一种内置式热交换器结构，其特征在于：所述壳体(1)朝向该控制柜侧面板(001)的侧面上设置所述外部空气进气口处向内侧凹设有用于容纳滤芯槽(7)的滤芯槽容纳凹槽(101)，所述滤芯槽(7)安装于该控制柜侧面板(001)的内表面上与所述进气开口(0012)对应处，所述滤芯槽(7)的内侧设有滤芯棉(8)，所述滤芯槽(7)的外侧开口上安装有滤芯槽盖板(9)，所述滤芯槽盖板(9)的顶面上及所述滤芯槽(7)的朝向外部空气进气口的侧面上均开设有若干个通风孔B。
3.根据权利要求2所述的一种内置式热交换器结构，其特征在于：所述滤芯槽盖板(9)的顶面与该控制柜侧面板(001)外表面相平齐。
4.根据权利要求2所述的一种内置式热交换器结构，其特征在于：所述滤芯槽(7)的朝向外部空气进气口的侧面与所述壳体(1)上设置外部空气进气口处的外表面之间设有密封垫(10)，该控制柜侧面板(001)上设置通风孔A(0011)处的内表面与所述壳体(1)上设置外部空气出气口处的外表面之间也设有密封垫(10)。
5.根据权利要求1所述的一种内置式热交换器结构，其特征在于：所述壳体(1)的外表面上与所述内部空气出气口对应处设有导流罩(13)。
6.根据权利要求1所述的一种内置式热交换器结构，其特征在于：所述壳体(1)上设有分别用于与所述风扇A(5)及风扇B(6)连接的线缆防水接头(14)。
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