專利名稱：一種自然散熱戶外機(jī)柜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)柜散熱技術(shù)領(lǐng)域，具體說是一種自然散熱戶外機(jī)柜。
背景技術(shù)：
隨著通信技術(shù)的發(fā)展，通信設(shè)備的發(fā)熱量越來越大，需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行合理的散熱 優(yōu)化設(shè)計(jì)。目前通信設(shè)備用機(jī)柜多采用風(fēng)扇強(qiáng)迫風(fēng)冷、熱交換器、空調(diào)制冷等技術(shù)進(jìn)行冷 卻。但現(xiàn)有技術(shù)都存在對(duì)周邊環(huán)境造成嚴(yán)重的噪聲污染問題；同時(shí)這些技術(shù)如強(qiáng)迫風(fēng)冷技 術(shù)由于機(jī)柜自身的非密封性，還存在機(jī)柜內(nèi)部的濕度無法有效控制，以及不能實(shí)現(xiàn)良好的 防塵、防水效果，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響設(shè)備正常運(yùn)行及損壞設(shè)備。當(dāng)前對(duì)小于200W以下功耗的通信設(shè)備，已經(jīng)有相應(yīng)的自然散熱技術(shù)。如圖1、2所 示的雙層壁結(jié)構(gòu)戶外機(jī)柜，該戶外機(jī)柜通過利用壁面空氣受熱產(chǎn)生的浮升力來驅(qū)使空氣的 流動(dòng)，將機(jī)柜內(nèi)部熱量釋放到環(huán)境中去。所述雙層壁結(jié)構(gòu)戶外機(jī)柜的機(jī)柜側(cè)壁11采用褶皺 壁結(jié)構(gòu)，包含內(nèi)側(cè)壁和外側(cè)壁，其中內(nèi)側(cè)壁與機(jī)柜門12、機(jī)柜后壁13、機(jī)柜頂壁15及機(jī)柜底 壁16共同構(gòu)成一個(gè)封閉的機(jī)柜內(nèi)腔，該機(jī)柜內(nèi)腔用于安裝通信設(shè)備14或其他電子設(shè)備。內(nèi) 側(cè)壁和外側(cè)壁之間構(gòu)成一個(gè)外腔體(填充區(qū)域)，在外側(cè)壁頂部或外腔體頂部的機(jī)柜頂壁 上設(shè)有出風(fēng)口 17，位于外側(cè)壁底部設(shè)有進(jìn)風(fēng)口 18。機(jī)柜側(cè)壁11采用了褶皺壁結(jié)構(gòu)有效增 加機(jī)柜內(nèi)壁兩側(cè)的換熱面積，增強(qiáng)了機(jī)柜本身的散熱能力。圖2中的箭頭分別表示內(nèi)循環(huán) 空氣流111和外循環(huán)空氣流112。如圖2所示的內(nèi)外循環(huán)空氣流。戶外機(jī)柜內(nèi)部的通信設(shè)備14產(chǎn)生的熱量釋放到 機(jī)柜內(nèi)腔中，戶外機(jī)柜的內(nèi)側(cè)壁、機(jī)柜后壁13、機(jī)柜頂壁15、機(jī)柜門12受到熱空氣的加熱作 用使空氣溫度升高。位于內(nèi)側(cè)壁和外側(cè)壁之間的空氣受到內(nèi)側(cè)壁的加熱作用，空氣密度產(chǎn) 生變化并產(chǎn)生浮升力從而誘導(dǎo)外腔體內(nèi)的空氣流動(dòng)，通過出風(fēng)口 17排出，新的冷空氣同時(shí) 通過進(jìn)風(fēng)口 18進(jìn)入到外腔體中，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)柜與外界環(huán)境之間的換熱。雖然此種技術(shù)方案有效增強(qiáng)了雙層壁結(jié)構(gòu)戶外機(jī)柜的散熱能力，但由于熱量?jī)H通 過內(nèi)側(cè)壁傳導(dǎo)出去，即使采用了褶皺壁結(jié)構(gòu)，傳熱面積仍然有限，且一般機(jī)柜壁面材料的導(dǎo) 熱性能不佳，這更是進(jìn)一步增加了傳熱熱阻。再者，由于需要實(shí)現(xiàn)褶皺壁為界限的內(nèi)腔體與 外腔體的分離，以及保證機(jī)柜內(nèi)腔體的密封性，該戶外機(jī)柜的可加工性能較差。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種自然散熱戶外機(jī)柜，要 解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的雙層壁結(jié)構(gòu)戶外機(jī)柜散熱能力不足，以及存在的雙層壁結(jié)構(gòu)戶外 機(jī)柜加工困難的問題。為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是一種自然散熱戶外機(jī)柜，包括機(jī)柜本體，其特征在于，所述機(jī)柜本體整體為一矩形 體，包括置于左右兩側(cè)的內(nèi)側(cè)壁面21，
置于前側(cè)的機(jī)柜門22，置于后側(cè)的機(jī)柜后壁面23，置于上方的機(jī)柜頂部壁面24，機(jī)柜頂部壁面24為雙層壁結(jié)構(gòu)，置于下方的機(jī)柜底部壁面25，內(nèi)側(cè)壁面21、機(jī)柜門22、機(jī)柜后壁面23、機(jī)柜頂部壁面24、機(jī)柜底部壁面25所圍 繞的空間為機(jī)柜內(nèi)腔體42;在左右兩側(cè)的內(nèi)側(cè)壁面21的外側(cè)各設(shè)有外側(cè)壁面26，內(nèi)側(cè)壁面21和外側(cè)壁面26 均為平板且互相平行，外側(cè)壁面26和內(nèi)側(cè)壁面21之間留有空間，該空間的上下由機(jī)柜頂部壁面24、機(jī)柜 底部壁面25密閉，該空間的前后由機(jī)柜前部壁面27、機(jī)柜后壁面23密封，形成機(jī)柜外腔體 43，換熱單元40置于機(jī)柜外腔體43內(nèi)，在機(jī)柜外側(cè)壁面26的上部設(shè)有出風(fēng)口 28，在機(jī)柜外側(cè)壁面26的下部設(shè)有進(jìn)風(fēng)口 29。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，機(jī)柜內(nèi)腔體42中設(shè)有通訊設(shè)備41，在機(jī)柜內(nèi)腔體42中 形成內(nèi)循環(huán)空氣流411，在機(jī)柜外腔體43中形成外循環(huán)空氣流412。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述出風(fēng)口 28和進(jìn)風(fēng)口 29均包括若干按行列均勻分 布的矩形通孔。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述換熱單元40包括若干并排設(shè)置的回路熱管52，回 路熱管52位于機(jī)柜外腔體43內(nèi)的部分焊接有若干翅片51。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述回路熱管包括垂直段熱管和與垂直段熱管頂部垂 直連接的水平段熱管，水平段熱管的自由端為加熱端，該加熱端置于機(jī)柜內(nèi)腔體42中。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，垂直段熱管由若干S形管路組成，或垂直段熱管由若 干往復(fù)設(shè)置的管路形成，以增加散熱面積。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述并排設(shè)置的回路熱管均與機(jī)柜底部壁面25平行， 在機(jī)柜底部壁面25和機(jī)柜頂部壁面24間設(shè)有若干層，加熱端置于機(jī)柜內(nèi)腔體42中，另一 端置于機(jī)柜外腔體43內(nèi)且與若干翅片51焊接。本發(fā)明所述的自然散熱戶外機(jī)柜，可以使散熱能力有效提升50%以上，有效解決 通信設(shè)備功耗增加帶來的散熱瓶頸；全密封的戶外機(jī)柜內(nèi)腔體可以滿足通信設(shè)備對(duì)防水、 防塵、防鹽霧的需求，有效控制機(jī)柜內(nèi)部的相對(duì)濕度，使通信設(shè)備工作在安全、可靠的工作 環(huán)境中。


本發(fā)明有如下附圖圖1雙層壁結(jié)構(gòu)戶外機(jī)柜的俯視結(jié)構(gòu)示意圖，圖2雙層壁結(jié)構(gòu)戶外機(jī)柜的縱剖結(jié)構(gòu)示意圖，圖3本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖，圖4本發(fā)明的縱剖結(jié)構(gòu)示意圖，圖5換熱單元結(jié)構(gòu)示意圖，
圖6熱管式換熱單元結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖3、4所示，本發(fā)明所述的自然散熱戶外機(jī)柜包括機(jī)柜本體，所述機(jī)柜本體整 體為一矩形體，包括置于左右兩側(cè)的內(nèi)側(cè)壁面21，置于前側(cè)的機(jī)柜門22，置于后側(cè)的機(jī)柜后壁面23，置于上方的機(jī)柜頂部壁面24，機(jī)柜頂部壁面24為雙層壁結(jié)構(gòu)，置于下方的機(jī)柜底部壁面25，內(nèi)側(cè)壁面21、機(jī)柜門22、機(jī)柜后壁面23、機(jī)柜頂部壁面24、機(jī)柜底部壁面25所圍 繞的空間為機(jī)柜內(nèi)腔體42;在左右兩側(cè)的內(nèi)側(cè)壁面21的外側(cè)各設(shè)有外側(cè)壁面26，內(nèi)側(cè)壁面21和外側(cè)壁面26 均為平板且互相平行，外側(cè)壁面26和內(nèi)側(cè)壁面21之間留有空間，該空間的上下由機(jī)柜頂部壁面24、機(jī)柜 底部壁面25密閉，該空間的前后由機(jī)柜前部壁面27、機(jī)柜后壁面23密封，形成機(jī)柜外腔體 43，換熱單元40置于機(jī)柜外腔體43內(nèi)，在機(jī)柜外側(cè)壁面26的上部設(shè)有出風(fēng)口 28，在機(jī)柜外側(cè)壁面26的下部設(shè)有進(jìn)風(fēng)口 29。本發(fā)明所述自然散熱戶外機(jī)柜的側(cè)壁及機(jī)柜頂部采用雙層壁結(jié)構(gòu)，其中戶外機(jī)柜 內(nèi)側(cè)壁、外側(cè)壁之間形成外腔體，分別在底部設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口，在頂部設(shè)置出風(fēng)口 ；在浮升力的作用下外界環(huán)境中的冷空氣從位于機(jī)柜底部的進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入到外腔體 中，通過換熱單元40上的翅片進(jìn)行熱量的交換，空氣受到加熱作用沿外腔體上升，并通過 設(shè)置于頂部的出風(fēng)口釋放到戶外機(jī)柜周邊的環(huán)境中去，新的冷空氣進(jìn)入到外腔體補(bǔ)充，不 斷循環(huán)最終將戶外機(jī)柜內(nèi)腔體中通信設(shè)備產(chǎn)生的熱量釋放出去。機(jī)柜頂部壁面24的雙層壁面結(jié)構(gòu)同時(shí)可以有效地阻止太陽輻射對(duì)機(jī)柜內(nèi)腔體的 加熱作用，從而減輕對(duì)戶外機(jī)柜內(nèi)通信設(shè)備的影響。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，如圖4所示，機(jī)柜內(nèi)腔體42中設(shè)有通訊設(shè)備41，在機(jī)柜 內(nèi)腔體42中形成內(nèi)循環(huán)空氣流411，在機(jī)柜外腔體43中形成外循環(huán)空氣流412。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，如圖3所示，所述出風(fēng)口 28和進(jìn)風(fēng)口 29均包括若干按 行列均勻分布的矩形通孔。所述通孔也可以為其他形狀。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，如圖5所示，所述換熱單元40包括若干并排設(shè)置的回 路熱管52，回路熱管52位于機(jī)柜外腔體43內(nèi)的部分焊接有若干翅片51。本發(fā)明所述自然 散熱戶外機(jī)柜采用帶有散熱翅片的回路熱管，將機(jī)柜內(nèi)部通信設(shè)備產(chǎn)生的熱量迅速、高效 地從機(jī)柜內(nèi)腔體傳導(dǎo)至機(jī)柜內(nèi)側(cè)壁和機(jī)柜外側(cè)壁之間的外腔體中，并通過回路熱管將熱量 傳遞到所附的散熱翅片上，再通過散熱翅片加熱周邊的空氣，被加熱的空氣因密度的變化 產(chǎn)生浮升力，誘導(dǎo)空氣流動(dòng)并將熱量最終釋放到環(huán)境中。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述回路熱管包括垂直段熱管和與垂直段熱管頂部垂 直連接的水平段熱管，水平段熱管的自由端為加熱端，該加熱端置于機(jī)柜內(nèi)腔體42中。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，垂直段熱管由若干S形管路組成，或垂直段熱管由若 干往復(fù)設(shè)置的管路形成，以增加散熱面積。為了增強(qiáng)回路熱管與翅片間的換熱能力，利用回 路熱管可以靈活彎曲的特性，可以將回路熱管做成復(fù)雜的形狀，增加熱管與翅片間的有效 接觸面積，同時(shí)使翅片上的溫度更加均勻分布，增強(qiáng)翅片與冷卻空氣間的換熱能力。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，如圖6所示，所述并排設(shè)置的回路熱管均與機(jī)柜底部 壁面25平行，在機(jī)柜底部壁面25和機(jī)柜頂部壁面24間設(shè)有若干層，加熱端置于機(jī)柜內(nèi)腔 體42中，另一端置于機(jī)柜外腔體43內(nèi)且與若干翅片51焊接。如圖6所示，本實(shí)施例中所 述的換熱單元40中所用的回路熱管用普通的熱管來代替，當(dāng)采用普通熱管代替時(shí)，可以采 用分層布放熱管的方式來增加傳熱路徑，熱管的長(zhǎng)度及排布方案可根據(jù)機(jī)柜的尺寸及空間 要求確定，使機(jī)柜內(nèi)腔體中的熱量有效地、快速地傳遞出去。安裝于機(jī)柜內(nèi)腔體中的通信設(shè)備在運(yùn)行過程中不斷釋放熱量，使機(jī)柜內(nèi)部空氣溫 度上升，在機(jī)柜內(nèi)部形成空氣的內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，此時(shí)位于機(jī)柜頂端的回路熱管加熱端受到熱 空氣的加熱作用溫度升高，回路熱管內(nèi)的液態(tài)工質(zhì)在低壓及加熱作用下迅速汽化，將熱量 迅速?gòu)幕芈窡峁艿募訜岫藗鬟f冷凝段，在冷凝段焊接于回路熱管上的翅片吸收回路熱管傳 遞的熱量，翅片溫度升高，并進(jìn)一步加熱翅片周邊的空氣，受熱空氣因密度變化而產(chǎn)生浮升 力，驅(qū)動(dòng)空氣流動(dòng)并通過位于戶外機(jī)柜外側(cè)壁或機(jī)柜頂部壁面的出風(fēng)口流出，同時(shí)新的冷 卻空氣通過位于戶外機(jī)柜底部外側(cè)壁面的進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入到外腔體中進(jìn)行補(bǔ)充，形成空氣的外 循環(huán)流動(dòng)。由于回路熱管具有較低的傳熱熱阻及較高的傳熱性能，熱量可以迅速通過回路 熱管傳遞至焊接于回路熱管上的翅片上，相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)回路熱管及翅片的引入使換熱面積 有效增加，戶外機(jī)柜在保證良好密封性能的同時(shí)換熱性能大大增強(qiáng)。通常，接入層通信設(shè)備大多位于居民區(qū)具有離用戶較緊的特征，對(duì)設(shè)備及其安裝 設(shè)備的戶外機(jī)柜的噪聲有著嚴(yán)格的要求，而另一方面隨著對(duì)通信帶寬的要求越來越高，設(shè) 備的功耗不斷增加，給整個(gè)設(shè)備的散熱帶來困難。本發(fā)明充分利用了回路熱管的高傳熱性 能，以及有效增加戶外機(jī)柜與環(huán)境的換熱面積，將熱量快速?gòu)臋C(jī)柜內(nèi)部釋放到環(huán)境中去，在 實(shí)現(xiàn)高效散熱的同時(shí)，有效解決了噪聲污染問題。
權(quán)利要求
一種自然散熱戶外機(jī)柜，包括機(jī)柜本體，其特征在于，所述機(jī)柜本體整體為一矩形體，包括置于左右兩側(cè)的內(nèi)側(cè)壁面(21)，置于前側(cè)的機(jī)柜門(22)，置于后側(cè)的機(jī)柜后壁面(23)，置于上方的機(jī)柜頂部壁面(24)，機(jī)柜頂部壁面(24)為雙層壁結(jié)構(gòu)，置于下方的機(jī)柜底部壁面(25)，內(nèi)側(cè)壁面(21)、機(jī)柜門(22)、機(jī)柜后壁面(23)、機(jī)柜頂部壁面(24)、機(jī)柜底部壁面(25)所圍繞的空間為機(jī)柜內(nèi)腔體(42)；在左右兩側(cè)的內(nèi)側(cè)壁面(21)的外側(cè)各設(shè)有外側(cè)壁面(26)，內(nèi)側(cè)壁面(21)和外側(cè)壁面(26)均為平板且互相平行，外側(cè)壁面(26)和內(nèi)側(cè)壁面(21)之間留有空間，該空間的上下由機(jī)柜頂部壁面(24)、機(jī)柜底部壁面(25)密閉，該空間的前后由機(jī)柜前部壁面(27)、機(jī)柜后壁面(23)密封，形成機(jī)柜外腔體(43)，換熱單元(40)置于機(jī)柜外腔體(43)內(nèi)，在機(jī)柜外側(cè)壁面(26)的上部設(shè)有出風(fēng)口(28)，在機(jī)柜外側(cè)壁面(26)的下部設(shè)有進(jìn)風(fēng)口(29)。
2.如權(quán)利要求1所述的自然散熱戶外機(jī)柜，其特征在于機(jī)柜內(nèi)腔體(42)中設(shè)有通訊 設(shè)備(41)，在機(jī)柜內(nèi)腔體(42)中形成內(nèi)循環(huán)空氣流(411)，在機(jī)柜外腔體43中形成外循環(huán) 空氣流(412)。
3.如權(quán)利要求1所述的自然散熱戶外機(jī)柜，其特征在于所述出風(fēng)口(28)和進(jìn)風(fēng)口 (29)均包括若干按行列均勻分布的矩形通孔。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的自然散熱戶外機(jī)柜，其特征在于所述換熱單元(40) 包括若干并排設(shè)置的回路熱管(52)，回路熱管(52)位于機(jī)柜外腔體(43)內(nèi)的部分焊接有 若干翅片(51)。
5.如權(quán)利要求4所述的自然散熱戶外機(jī)柜，其特征在于所述回路熱管包括垂直段熱 管和與垂直段熱管頂部垂直連接的水平段熱管，水平段熱管的自由端為加熱端，該加熱端 置于機(jī)柜內(nèi)腔體(42)中。
6.如權(quán)利要求5所述的自然散熱戶外機(jī)柜，其特征在于垂直段熱管由若干S形管路 組成，或垂直段熱管由若干往復(fù)設(shè)置的管路形成，以增加散熱面積。
7.如權(quán)利要求4所述的自然散熱戶外機(jī)柜，其特征在于所述并排設(shè)置的回路熱管均 與機(jī)柜底部壁面(25)平行，在機(jī)柜底部壁面(25)和機(jī)柜頂部壁面(24)間設(shè)有若干層，加 熱端置于機(jī)柜內(nèi)腔體(42)中，另一端置于機(jī)柜外腔體(43)內(nèi)且與若干翅片(51)焊接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自然散熱戶外機(jī)柜，包括由內(nèi)側(cè)壁面、機(jī)柜門、機(jī)柜后壁面、機(jī)柜頂部壁面、機(jī)柜底部壁面所圍繞形成的機(jī)柜內(nèi)腔體；在左右兩側(cè)的內(nèi)側(cè)壁面的外側(cè)各設(shè)有外側(cè)壁面，外側(cè)壁面和內(nèi)側(cè)壁面之間留有空間且密閉后形成機(jī)柜外腔體，換熱單元置于機(jī)柜外腔體內(nèi)，在機(jī)柜外側(cè)壁面的上部設(shè)有出風(fēng)口，在機(jī)柜外側(cè)壁面的下部設(shè)有進(jìn)風(fēng)口。本發(fā)明所述的自然散熱戶外機(jī)柜，可以使散熱能力有效提升50％以上，有效解決通信設(shè)備功耗增加帶來的散熱瓶頸；全密封的戶外機(jī)柜內(nèi)腔體可以滿足通信設(shè)備對(duì)防水、防塵、防鹽霧的需求，有效控制機(jī)柜內(nèi)部的相對(duì)濕度，使通信設(shè)備工作在安全、可靠的工作環(huán)境中。
文檔編號(hào)H05K7/20GK101896045SQ20101023449
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月23日
發(fā)明者姬生欽 申請(qǐng)人:烽火通信科技股份有限公司