CN217183590U - 一种新型机柜热交换模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于机柜设备技术领域，公开了一种新型机柜热交换模块，设置在通信机柜上将外部空气过滤后通入机柜内换热，为安装在柜体上的独立结构模块，内部具有气密分隔的两个腔；一腔内具有连通机柜内外的进气风道，并在进气风道上设有用于过滤的滤芯；另一腔内具有通过介质将滤芯外侧阻塞物清理的除尘机构。采用机柜内部与户外循环空气流通，使机柜内部与户外温度温差降低。

Description

一种新型机柜热交换模块

技术领域

本实用新型属于机柜除尘技术领域，具体涉及一种新型机柜热交换模块。

背景技术

户外机柜是指直接处于自然气候影响下，由金属或非金属材料制成的，不允许无权限操作者进入操作的柜体，为无线通信站点或有线网络站点工作站提供户外物理工作环境和安全系统的设备。适合在室外环境，如公路边、公园、楼顶、山区、平地安装的机柜，机柜内可安装基站设备、电源设备、蓄电池、温控设备、传输设备及其他配套设备或为以上设备预留安装空间及换热容量，能为内部设备正常运行提供可靠的机械和环境保护的机柜。

其中，采用热交换器作为散热设备的温控元件，利用内外完全隔离的风道，通过相互隔绝的热交换器芯传递热量的散热方式。热交换器的选择要根据户外机柜内部设备的发热量来选择。若外部环境的环境温度与机柜内设备运行的适宜温度范围相差不大，则可采用结构简单的被动式热交换结构，这种不需要能耗的热交换结构能够长时间稳定运行，也保证机柜内部的热量能够快速散出。

但许多设置在具有极端环境条件中的机柜，其外部温度季节、昼夜变化较大，或具有极热极寒等特点，导致机柜内部运行时温度无法维持在正常运行范围内。则最佳方式则是通过主动式热交换设备进行热交换，使得机柜内部热量能够可控散失。所谓可控散失，是指针对不同的运行环境对热交换的速率进行控制，机柜本身利用隔热板材覆盖而具有较低的热传导效率，若外部气温较高，则需要持续高效的将热量排出。若是极寒天气，则通过延缓热量散失速率来保证机柜内部的温度维持在一定范围内。

而这种主动式热交换设备大都采用空气循环系统，通过将外部空气主动注入机柜内，在充分的与内部设备热交换后将空气排出。若外部环境条件较差，空气中浮尘和其他颗粒物较多，这种热交换设备就需要设置滤芯对空气进行过滤，避免对机柜内部的设备运行造成影响。但现有的滤芯为固定式结构，一定时间后便会在其外部表面堆积有较多的杂物形成堵塞，降低滤芯的过滤效率。若机柜设置在偏远地区或人力难以及时达到的区域，则维护成本较高同时也影响机柜的正常运行。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供一种新型机柜热交换模块，旨在通过一种一体化模块设置在柜门上进行内外高效的热交换工作，同时通过具有的除尘设备对滤芯进行定时清理，从而使其在一端时间内免维护的长时间稳定运行。

本实用新型所采用的技术方案为：

第一方面，本实用新型公开一种新型机柜热交换模块，设置在通信机柜上将外部空气过滤后通入机柜内换热，为安装在柜体上的独立结构模块，内部具有气密分隔的两个腔；

一腔内具有连通机柜内外的进气风道，并在进气风道上设有用于过滤的滤芯；

另一腔内具有通过介质将滤芯外侧阻塞物清理的除尘机构。

首先，该模块是一种一体式结构，设置在机柜的柜门或柜体上，具有一个连通机柜内外的进风通道，而进风通道上的滤芯能够保证进入的空气会被过滤后进出。这种设有通风式热交换设备的机柜具有较好的密封性能，而机柜上的进风口处则设置有该模块，而出风口也采用单向排气或设有主动排气设备，从而通过控制模块控制机柜内气压。

正常的散热状态下，机柜内始终保持负压状态，则可在进风口处未设置主动设备时也能够通过内外气压差实现过滤进气。且由于是内外具有压力差，普通状态下空气无法从机柜内部经过该模块流向外部。但由于设置这种固定式的过滤滤芯结构，从而在使用一定时间后滤芯表面会堆积一定量的杂质，导致滤芯的空气通过率下降，使得在一定时间后机柜内的气压和进气量不断减少，无法满足散热要求。

则在该模块内还具有另一个腔，在该腔内设有一个独立且由外部设备控制的除尘机构。该除尘机构具有多种方式，能够与机柜内的控制模块连接，在检测到机柜内部气压和进气量下降至一定阈值时，控制模块会控制除尘机构开启并清理滤芯外部表面的堆积物，当内部气压和进气量恢复后便停止。

结合第一方面，本实用新型提供第一方面的第一种实施方式，所述除尘机构为振动发生器，通过传递振动的介质与滤芯传动连接；所述滤芯与进气风道活动连接。

值得说明的是，振动发生器可采用多种结构，包括气动脉冲冲击式、偏心轮振动式或电磁摆动式，但由于这种振动需要传递介质，则这种介质包括空气或其他固定连接式的机械结构。

结合第一方面，本实用新型提供第一方面的第二种实施方式，所述除尘机构为吹气式结构，在设有除尘机构的腔内设有与机柜内部和另一腔连通的风道，且设有除尘机构的腔的任一风道为单向的除尘风道，在除尘机构开启时气体从机柜内部朝向滤芯外侧流动。

结合第一方面的第一种实施方式，本实用新型提供第一方面的第三种实施方式，具有壳体和设置在壳体内的隔板，由隔板将壳体内分隔为两个腔；

壳体固定在机柜任一开口上并在固定时具有内外两部分，外部具有外部连通口，内部具有出风口和吸风口；

外部连通口与出风口连通形成进气风道；

在隔板上具有除尘风口，除尘风口与吸风口连通形成除尘风道。

值得说明的是，整个模块具有至少两个风道，且每个风道均为单向风道。其中的进气风道为主风道，通过滤芯和机柜内外气压差来保持单向导通效果。而除尘风道则可通过在两侧开口上单独设置单向阀等措施来避免未过滤的空气从该侧开口进入机柜内。

结合第一方面的第三种实施方式，本实用新型提供第一方面的第四种实施方式，所述壳体内在设有滤芯的腔内设有进风轴流风机。

虽然机柜内部可通过其他开口处设有的风机实现负压状态，但整个机柜容积较大，则势必会在进气口处形成较小的气压差，导致气体进入不通畅。为了持续进气且达到可控进气的效果，在进气风道的滤芯内侧设有一个进风轴流风机能够在滤芯内侧形成较大的气压差，从而使空气不断通过滤芯过滤后进入机柜内部。

结合第一方面的第三种实施方式，本实用新型提供第一方面的第五种实施方式，所述除尘机构为除尘风机。

结合第一方面的第三至五种实施方式，本实用新型提供第一方面的第六种实施方式，所述壳体包括相互扣合的前盖和背盖，所述外部连通口设置在前盖上，吸风口和出风口设置在背盖上。

结合第一方面的第六种实施方式，本实用新型提供第一方面的第七种实施方式，所述壳体通过铆钉或螺栓固定在机柜的柜门上。

结合第一方面的第三至五种实施方式，本实用新型提供第一方面的第八种实施方式，所述壳体内在设有滤芯的腔内还设置有固定罩，所述固定罩将该腔分隔为内外两个气密部分，所述进风轴流风机设置在内部；

在固定罩上具有一个开口，通过设有的压板将滤芯压合在该开口上实现进气过滤。

结合第一方面的第八种实施方式，本实用新型提供第一方面的第九种实施方式，所述滤芯的外侧表面与除尘风口的风流动方向平行，且所述外部连通口设置在固定罩外部与除尘风口的风流动方向垂直的表面。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型设置有的一体式热交换模块，结构简单且通过紧凑结构设计可在不影响内部设备运行的情况下进行整体拆装；同时采用机柜内部与户外循环空气流通，使机柜内部与户外温度温差降低；并通过具有的除尘机构能够根据内部空压来对滤芯进行周期性清理。

附图说明

图1是本实用新型的模块设置在柜门上的正面示意图；

图2是本实用新型的模块设置在柜门上的侧面示意图；

图3是本实用新型的模块设置在柜门上的背面示意图；

图4是本实用新型的模块设置在柜门上的轴侧示意图；

图5是本实用新型的模块设置在柜门上的俯视图；

图6是本实用新型的模块设置在柜门上并将背盖拆下后的轴侧图；

图7是本实用新型单独模块将前盖取下后的轴侧图；

图8是本实用新型整个模块内部的气体导流示意图；

图9是本实用新型整个模块的爆炸示意图。

图中：1-柜门，2-排风口，3-背盖，4-吸风口，5-出风口，6-外部连通口，7-滤芯，8-除尘风机，9-进风轴流风机，10-隔板，11-压板，12-除尘风口，13-前盖，14-固定罩。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步阐释。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”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，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申请中的具体含义。

实施例1：

本实施例公开一种热交换模块，可应用在户外设备上，对具有一定气密性设备进行内外风循环换热的效果。

这种设置在户外的设备内部具有一定的发热结构，在一定时间的运行过程中会持续发热，则要保持该设备的持续稳定运行，通过热交换模块能够实现稳定散热。

具体地，该热交换模块是一种一体式结构，具有一个可拆卸的壳体，壳体外部的两个相对的端面上各具有开口，一侧设有外部连通口6，另一侧设有排风口2。

而壳体内具有一个进气风道，进气风道的一端即为外部连通口6，而另一端则是排风口2。在进气风道内设有一个壳体内壁固定连接的框架，该框架上固定有一个滤芯7，从外部连通口6进入的空气只能通过滤芯7过滤后再通过排风口2进入设备内。

进一步地，该框架上具有一个固定凸缘，该固定凸缘与框架之间通过橡胶件连接，使得高环状凸缘能够相较于壳体具有一定范围的活动空间。而壳体内还设有一个除尘机构，该除尘机构设置在壳体内单独的腔室内，并通过一根振动传递件与滤芯7连接。

该除尘机构即为一种振动发生器，通过线缆与设备内的控制模块连接，同时由设备内部供电。在设备内设有气压检测用的传感器，并根据该设备所处户外环境条件设定有阈值。而这种户外设备还设有独立的出风口5，并在出风口5处设有排风机，通过控制模块设定的程序控制能够使设备内始终处于负压状态。而设备内只有通过该模块的外部连通口6进气，则进入的冷空气通过滤芯7过滤后将内部热量从出风口5带出设备实现热交换。

本实施例中，滤芯7是一种表面具有凹凸结构的过滤棉，其边缘具有环形边条，通过螺栓或铆钉固定在框架的环状凸缘上。由于环状凸缘与固定在壳体内的框架本身为活动连接，则振动发生器通过振动传递件与滤芯7连接，在振动发生器开启时，滤芯7同样会进行猛烈振动，从而将附着在其外侧表面的浮尘和杂质抖落。为了使浮尘和杂质落出壳体，则将外部连通口6直接设置在对应的壳体位置，使浮尘和杂质能够直接从外部连通口6处落下。

进一步地，为了提高除尘效率，控制模块会先使设备的排风扇停止转动，使得设备内的气压恢复至正常状态，此时再打开除尘机构除尘，并可通过除尘后先运行排风扇测试一定时间内的内外压差，如果能够在正常时间内达到一定压差，则说明此次除尘达到效果。若内外压差没有在设定时间内或一直无法达到目标气压差，则说明还需要进行除尘处理，若超过设定次数除尘仍未达到既定效果，则可远程发送报警消息系统提示需要人工维护。

实施例2：

本实施例同样公开一种一体式的热交换模块，如图1-图9所示，该模块设置在户外通信机柜的柜门1上，具有一个金属壳体，通过螺栓或铆钉固定在柜门1的下部开口处，作为整个机柜的进气端。

具体来说，该壳体包括相互扣合的前盖13和背盖3，并在壳体内设有横置的隔板10，通过隔板10将壳体内的空间分隔为两个腔。

其中一个腔较大，设有固定罩14，固定罩14通过螺栓与背板固定连接。而固定罩14外侧将该腔的内壁抵住，只在其中部留有一个矩形开口供气体流动。在该矩形开口处放置有一个滤芯7，该滤芯7同样采用凹凸表面设计的过滤棉，能够有效过滤空气中的浮尘和细颗粒物，并在该腔内设有一块压板11将其压合在固定罩14上。

而前盖13下部设有一个外部连通口6，该外部连通口6平行于水平面，且处于整个机柜的下部，能够减少一定量沙尘直接进入壳体。而外部连通口6也正对在滤芯7的外侧凹凸表面，在滤芯7凹凸表面的上部的隔板10处设有一个除尘风口12，由设置在隔板10上部另一腔内的除尘风机8提供高速气流将滤芯7表面的浮尘和杂质吹落，吹落的浮尘和杂质直接从外部连通口6落出壳体内。

而后盖上设有分别连通两个腔的出风口5和吸风口4，出风口5连接设有滤芯7的腔，而吸风口4则连接设有除尘风机8的腔。在吸风口4处设有单向阀，只有在除尘风机8运行时才能将机柜内部的空气吸出并吹向滤芯7表面。而在出风口5与滤芯7之间还设有一个进风轴流风机9，该进风轴流风机9与除尘风机8均通过线缆与机柜内部的控制模块连接控制供电。

本实用新型不局限于上述可选的实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本实用新型的保护范围的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (10)

1.一种新型机柜热交换模块，设置在通信机柜上将外部空气过滤后通入机柜内换热，其特征在于：为安装在柜体上的独立结构模块，内部具有气密分隔的两个腔；

一腔内具有连通机柜内外的进气风道，并在进气风道上设有用于过滤的滤芯（7）；

另一腔内具有通过介质将滤芯（7）外侧阻塞物清理的除尘机构。

2.根据权利要求1所述的一种新型机柜热交换模块，其特征在于：所述除尘机构为振动发生器，通过传递振动的介质与滤芯（7）传动连接；所述滤芯（7）与进气风道活动连接。

3.根据权利要求1所述的一种新型机柜热交换模块，其特征在于：所述除尘机构为吹气式结构，在设有除尘机构的腔内设有与机柜内部和另一腔连通的风道，且设有除尘机构的腔的任一风道为单向的除尘风道，在除尘机构开启时气体从机柜内部朝向滤芯外侧流动。

4.根据权利要求3所述的一种新型机柜热交换模块，其特征在于：具有壳体和设置在壳体内的隔板（10），由隔板（10）将壳体内分隔为两个腔；

壳体固定在机柜任一开口上并在固定时具有内外两部分，外部具有外部连通口（6），内部具有出风口（5）和吸风口（4）；

外部连通口（6）与出风口（5）连通形成进气风道；

在隔板上具有除尘风口（12），除尘风口（12）与吸风口（4）连通形成除尘风道。

5.根据权利要求4所述的一种新型机柜热交换模块，其特征在于：所述壳体内在设有滤芯（7）的腔内设有进风轴流风机（9）。

6.根据权利要求4所述的一种新型机柜热交换模块，其特征在于：所述除尘机构为除尘风机（8）。

7.根据权利要求4-6任一项所述的一种新型机柜热交换模块，其特征在于：所述壳体包括相互扣合的前盖（13）和背盖（3），所述外部连通口（6）设置在前盖（13）上，吸风口（4）和出风口（5）设置在背盖（3）上。

8.根据权利要求7所述的一种新型机柜热交换模块，其特征在于：所述壳体通过铆钉或螺栓固定在机柜的柜门（1）上。

9.根据权利要求5所述的一种新型机柜热交换模块，其特征在于：所述壳体内在设有滤芯（7）的腔内还设置有固定罩（14），所述固定罩（14）将该腔分隔为内外两个气密部分，所述进风轴流风机（9）设置在内部；

在固定罩（14）上具有一个开口，通过设有的压板（11）将滤芯（7）压合在该开口上实现进气过滤。

10.根据权利要求9所述的一种新型机柜热交换模块，其特征在于：所述滤芯（7）的外侧表面与除尘风口（12）的风流动方向平行，且所述外部连通口（6）设置在固定罩（14）外部与除尘风口（12）的风流动方向垂直的表面。

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