一种内置大功率发热元件的热管散热式高IP防护等级箱柜的制作方法

本发明涉及一种内置大功率发热元件的热管散热式高IP防护等级箱柜。

背景技术：

电气工程及工控技术领域中存在需将控制箱（或控制柜）置于潮湿环境、污秽环境等特殊环境中的使用需求。现有技术中往往针对特殊环境的使用要求提高控制箱/柜外壳的IP（INGRESS PROTECTION）防护等级，并在产品出厂前及施工安装过程中对置于高外壳IP防护等级控制箱/柜内的元器件、电路板、接线端子、缆线接头等采用特殊的防腐、防水处理。然而，上述防腐、防水处理成本较高，且施工安装过程中难以保证防腐、防水处理的完整性及可靠性。

地下综合管廊内为潮湿环境，常年相对湿度在95%左右，严重威胁控制箱/柜的安全运行。已投入运行的综合管廊往往采用外壳防护等级高于IP65甚至IP68的控制箱/柜以防止水汽凝结。然而，采用高IP防护等级外壳的控制箱/柜内电气散热元件的散热依赖于静态空气热传导，且空气的导热系数较低不利于散热，即便是内置风扇强制对流，由于内、外空气交换受阻，容易导致热量聚集。特别是应急电源屏内蓄电池等长期在高温下运行，大大降低了其工作性能及寿命。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种内置大功率发热元件的热管散热式高IP防护等级箱柜，其由高IP防护等级外壳、热管散热器及黏性导热胶组成，利用热管内介质在接近真空的管壳内的蒸发冷却现象获得较高的导热系数，以替代传统的静态空气导热，改善传统高IP等级配电箱柜因内部发热元件散热不利而易造成的贵重敏感器件损坏的运行环境。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种内置大功率发热元件的热管散热式高IP防护等级箱柜，其特征是，包含：

高IP防护等级外壳，其内设置所述的大功率发热元件；

热管散热器，其一端位于高IP防护等级外壳内，并通过粘性导热胶连接大功率发热元件，其另一端位于高IP防护等级外壳外。

上述的内置大功率发热元件的热管散热式高IP防护等级箱柜，其中：

所述的热管散热器包含热管以及热管散热翅片，热管散热翅片设置在高IP防护等级外壳的外部，热管一端作为蒸发侧通过粘性导热胶连接高IP防护等级外壳内的大功率发热元件，其另一端作为冷凝侧穿过高IP防护等级外壳的外壁面并与热管散热翅片连接。

上述的内置大功率发热元件的热管散热式高IP防护等级箱柜，其中：

所述热管散热器的热管散热翅片设有多片，依次以垂直于所述高IP防护等级外壳顶板的方式等间距排列成行。

上述的内置大功率发热元件的热管散热式高IP防护等级箱柜，其中：

所述顶板倾斜布置。

上述的内置大功率发热元件的热管散热式高IP防护等级箱柜，其中：

所述热管采用经防腐处理的铜制管壳一体压制而成；所述热管散热器的热管设有多根，该多根热管的一端通过粘性导热胶连接大功率发热元件，其另一端穿出高IP防护等级外壳的外壁面并依次穿过多片热管散热翅片，并固定于热管散热翅片上。

上述的内置大功率发热元件的热管散热式高IP防护等级箱柜，其中：

热管的冷凝侧高于蒸发侧。

上述的内置大功率发热元件的热管散热式高IP防护等级箱柜，其中：

所述高IP防护等级外壳的材料选用铝材，且其外表面进行精密防腐处理。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、由高IP防护等级外壳、热管散热器及黏性导热胶组成，利用热管内介质在接近真空的管壳内的蒸发冷却现象获得较高的导热系数，以替代传统的静态空气导热，改善传统高IP等级配电箱柜因内部发热元件散热不利而易造成的贵重敏感器件损坏的运行环境

2、既能降低敏感元器件及电路板的制造成本，又能避免热量在内部聚集、延长敏感元器件使用寿命。

附图说明

图1为本发明的第一视角立体图；

图2为本发明的第二视角立体图；

图3为本发明的俯视图。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

如图1~3所示，本发明提供了一种内置大功率发热元件的热管散热式高IP防护等级箱柜，大功率发热元可以是应急电源屏内蓄电池等大功率元件，其包含：高IP防护等级外壳1，其内设置所述的大功率发热元件2，发热元件2通常安装于配电箱柜的安装板上；热管散热器3，其一端位于高IP防护等级外壳1内，并通过粘性导热胶4连接大功率发热元件2以排除贴合处的空气杂质，较佳的，选择发热元件2表面面积较大及温度较高的面进行贴合，其另一端位于高IP防护等级外壳1外，利用外部大空间空气冷却，以降低发热元件2的运行温度，改善其运行状态，应当注意的是，热管散热器3的尺寸及形状需结合配电箱柜的尺寸、内部发热元件的功率以及数量而定。

所述的热管散热器3包含热管31以及热管散热翅片32，热管散热翅片32设置在高IP防护等级外壳1的外部，热管31一端作为蒸发侧通过粘性导热胶4连接高IP防护等级外壳1内的大功率发热元件2，其另一端作为冷凝侧穿过高IP防护等级外壳1的外壁面并与热管散热翅片32连接，所指的外壁面可以是高IP防护等级外壳1的顶板和/或四周各壁板，使得配电箱柜的各个壁板亦兼做各热管31的散热翅片，使散热效果达到最优。应当注意的是，热管31内介质的蒸发、冷凝特性需与发热元件2的工作范围相适应。

所述热管散热器3的热管散热翅片32设有多片，依次以垂直于所述高IP防护等级外壳1顶板11的方式等间距排列成行。所述顶板11倾斜布置，以形成重力坡度，有利于冷凝侧热管内部介质冷却后回流到蒸发测。

所述热管31采用经防腐处理的铜制管壳一体压制而成；所述热管散热器3的热管31设有多根，该多根热管31的一端通过粘性导热胶4连接大功率发热元件2，避免焊接或减少焊点以减小对传热热阻的影响，其另一端穿出高IP防护等级外壳1的外壁面即顶部并依次穿过多片热管散热翅片32，并固定于热管散热翅片32上，以增大热管散热器的散热面积，强化散热，热管31也可固定于高IP防护等级外壳1顶板11及侧壁上，固定后，使得黏性导热胶4与热管散热器3之间以及黏性导热胶4与发热元件2之间均无作用力，因为导热胶目的是驱除贴合面的空气隙、灰尘杂质，增大导热系数，如贴合面间存在作用力，势必对导热胶的粘性提出要求，且在长期作用力下，贴合面可能会存在分离现象，降低导热效果；热管散热翅片32选用导热系数较高的铝材，各翅片外表面需进行精密防腐处理以适应于适用场所的防腐、防水要求。各热管31的管壳断面尺寸及轴向形状、热管散热翅片32的尺寸及数量需结合配电箱柜的尺寸、发热元件2的功率及数量而定。

热管31的冷凝侧高于蒸发侧，以利于介质冷凝后回流至蒸发端，本实施例中，冷凝侧位于高IP防护等级外壳1的顶部，且热管31在配电箱柜内以较短路径向上弯曲布置至配电箱柜外壳顶板一边后，垂直敷设至水平轴线距离配电箱柜顶板尺寸等于热管散热翅片32的高度后沿配电箱柜顶平行布置，使得以热阻最小的方式连接。

所述高IP防护等级外壳1的材料选用铝材，且其外表面进行精密防腐处理，以适应于使用场所的防腐、防水要求。较佳的，热管31、热管散热翅片32以及高IP防护等级外壳1一体化制造，设计，以满足特殊环境对IP防护等级的要求，并提高传热效率。

本实施例中，热管31管壳采用扁平矩形断面，在发热元件2的散热表面均匀设置多根，以覆盖发热元件2的散热表面为最佳，实际工程中可进一步根据发热元件2散热表面形状而定，以尽量增大热管31管壳与发热元件2散热表面接触面积选择。

本实施例中，在高IP防护等级外壳1外设置风扇，以强化外部空气对流，加速散热。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。