用于壳体的除湿装置的制作方法

本实用新型涉及一种用于壳体，尤其是用于电机的电子部件壳体的除湿装置，以及带有此种除湿装置的电子部件壳体及电机。

背景技术：

湿气对于电子组件而言是有害的。因此在壳体或者说电子部件壳体中需多次尝试通过密封措施来防止直接进水以及产生冷凝水。尽管在技术上可以实现完全密封，但也不能排除这样的情况，即在温度变动以及随之而来的反复膨胀和收缩时会产生意外的缝隙，湿气能够通过这些缝隙进入，从而损坏电子部件。另外，虽然现在也已知有柔性密封系统，但是相对来说价高且昂贵。

作为已知的现有技术，可列举的例如有公开的专利文件WO2013/079102 A1。

技术实现要素：

因此，本实用新型的基本目的是提供一种用于壳体，特别是电机的电子部件壳体的除湿装置，其实现了成本低并且使用寿命长。

这一目的是通过根据下述特征组合而实现的。

根据本实用新型，提出了一种用于壳体，特别是电机的电子部件壳体的除湿装置，此除湿装置具有一带有壁的除湿腔，除湿腔内容纳有吸湿材料。吸湿材料被设置用来结合除湿腔中的空气湿气。除湿腔的壁至少具有一可透过蒸汽的内膜和一外膜，所述内膜能够与壳体容纳内腔建立有效联系，所述外膜能够与壳体的外部环境建立有效联系。内膜与外膜分别在至少一个方向上可透过蒸汽，由此能够确保从壳体的容纳内腔通过除湿腔向外部环境的空气湿气传输。

通过使用除湿装置，壳体无需再进行昂贵的密封。更确切地说可以实现湿气从壳体容纳内腔通过内膜扩散到除湿腔中并在那里被吸湿材料结合。由于根据自然规律始终力求达到饱和平衡状态，蒸汽形式的湿气会一直扩散到除湿腔中，直至达到蒸汽压力平衡状态。与此同时，通过外膜可以实现将湿气释放至外部环境，从而确保吸湿材料的吸水性能持久有效。根据本实用新型的除湿系统也可采用双向可渗薄膜，只要外部环境中的空气湿度低于除湿腔中的空气湿度。

在一有利的实施变例中，至少外膜是不渗水的由此可保证，不会有过多的湿气从外部环境渗入除湿腔中，而使吸湿材料中的水分达到饱和。此外，内膜和外膜可分别构造成半透膜。

在除湿装置的另一个方案中，内膜允许蒸汽单向地可渗透至除湿腔中，换言之，是从容纳内腔进入除湿腔中。另外，外膜允许蒸汽单向地可渗出除湿腔，就是说，从除湿腔释放至外部环境。这样，即便外部环境中的绝对空气湿度偶尔(zweitweise)大于除湿腔中的空气湿度，也能排除掉湿气从外部环境渗入除湿腔中的情况。

另外，在本实用新型的一个实施方式中设计为，内膜具有较外膜小的湿气渗透性。通过与外部环境邻接的外膜的更高的湿气渗透性，向外的蒸汽渗透随着发展趋势增大，这样，在吸湿材料处于高水分饱和情况时，是有利于干燥及向外部环境挥发的。

在本实用新型的一个实施例中，除湿腔的壁是由内膜和外膜形成的。而且，内膜和外膜将吸湿材料包围住，其本身完全形成容纳内腔与外部环境之间的过渡部分。此外，两个薄膜可以在其边缘部分例如彼此缝合、粘合或以其它方式固定，以使内膜朝向容纳内腔，而使外膜朝向外部环境。

吸湿材料选择吸水能力强的材料，尤其是氯化钙(CaCl₂)、硅胶(SiO₂)、碳酸钙(K₂CO₃)或沸石。

在一实施变例中，内膜和外膜各自由高聚物膜或羊皮纸膜形成。如下实施方式同样也包括其中：内膜和外膜用无纺织物(Vliesstoff)，尤其是聚乙烯无纺织物或挤压的聚四氟乙烯(PTFE)或聚醚砜(PESU)形成。薄膜的孔径优选为至多40纳米。在薄膜上也可设置额外的、对单向的蒸汽可渗透性有利的层。

在另一改进方案中设计为，除湿腔能够被加热。另外，在一实施例中，绕着除湿腔至少部分地安置有加热丝，借助于此加热丝，除湿腔及位于其中的吸湿材料可被加热。通过加热以及因此而升高的温度，可使作为水分而被结合的湿气从吸湿材料脱离，并通过该由于所形成的蒸汽而升高的部分压力，通过外膜移至外部环境中。为确保避免蒸汽通过内膜扩散，根据本实用新型，在加热除湿腔的设计中，优选单向内膜仅具有向除湿腔的蒸汽流动方向。可选地，可使用具有不同渗透性能的内膜和外膜，其中，外膜提供较小的阻力，从而使得浓度差及压力差可通过后者变得平衡。

在一实施变例中，加热丝被制成热线。热线的特征在于，其具有随温度变化的线阻，而此线阻又可测量。因而通过测量线阻即可以简单的方式实现温度调节或者说所需加热线的调节。

此外，在一实施例中设计为，即在除湿腔中设置一湿度测量传感器。作为可选方案或附加方案，在除湿腔中可设置一测量吸湿材料的湿气饱和度的湿度测量装置。在一实施方式中，湿度测量装置例如是通过一导电率测量工具实现的，所述导电率测量工具的信号可通过控制仪获得。所以可实行这样的电路，使其根据除湿腔中的绝对湿度或吸湿材料的饱和度的测量值来实现对除湿腔或吸湿材料的加热控制。只要达到吸水量的极限值，即开始加热以便干燥。

在一有利的实施变例中，除湿腔被构造成可更换和/或可改装的(nachrüstbar)模块单元。这样，其可用在已有壳体中，或者在需要时被简单更换。还可以将各除湿腔的除湿功率调节为不同的强度，并且投入使用的除湿腔与相应的使用目的匹配。这样就可制成可用于各种应用的标准壳体，这些标准壳体可配置不同的除湿装置。

另外，本实用新型还包括具有壳体壁的壳体，尤其是电机的电子部件壳体，该壳体壁至少部分地包围壳体的容纳内腔，其中，所述容纳内腔被设计成用来容纳电机电子部件。壳体的特点在于，其相对于环境无需密封，并具有前文所述之除湿装置。

另外，本实用新型还包括一电机，该电机所带的电机电子部件置于一电子部件壳体中，其中，电机电子部件具有一与所述除湿装置毗邻安置的功率模块，因此，在电机运行时，通过所述功率模块产生的热量可被传递给除湿装置，从而使除湿腔升温。所以无需额外部件便可实现除湿腔的加热，加热通过本来就有并可生产足够热量的功率模块来实现的。假若功率模块的所需温度经过较长时间仍不能达到，则在一实施方式中选择性地对功率模块进行控制，令其在不显著改变仪器功能的前提下发热。另外，功率模块的模块温度是通过一嵌入该功率模块中的温度传感器来探测的。

前文所述的诸特征，只要不相冲突，且技术上可行，就可以任意组合。

附图说明

本实用新型的其它有利改进方案由从属权利要求给出，或者在下文中，参考附图结合本实用新型的优选实施方式的描述进行更详细的说明。例如以图示方式示出：

图1示出了安装在壳体中的除湿装置；

图2示出了安装在壳体中的功率模块上的除湿装置；

图3示出了作为模块单元安装在壳体壁中的除湿装置。

具体实施方式

图1示出了安装在壳体10(此壳体亦可用作电机的电子部件壳体100)中的除湿装置1的示意性视图。除湿装置1具有除湿腔3，在除湿腔内的不同位置上分散地容纳有吸湿材料4。为增大总面积并因而提高吸水速度(Wasserbindungsgeschwindigkeit)，吸湿材料4分布在除湿腔3内部的多个位置上。在除湿腔3的壁2上，可透过蒸汽的内膜5设置为邻接壳体10的容纳内腔6，且可透过蒸汽的外膜7设置为邻接壳体10的外部环境8。内膜和外膜5、7在此分别形成除湿腔3的壁2的部分面积。在示出的实施方式中，内膜和外膜5、7各自沿箭头方向P是可透过蒸汽的，并且可以实现从壳体10的容纳内腔6出发通过除湿腔3至外部环境8的空气湿气传输。壳体10的容纳内腔6与除湿腔3内部之间的蒸汽压差是通过吸湿材料4引起的。在壳体内部的湿度增加(例如通过冷凝(Kondensation))时，由于吸湿材料4的原因，除湿腔3内部的绝对空气湿度小于壳体10内部，因此，通过内膜5实现了饱和及压力平衡。空气湿气被吸湿材料4结合为水。在强除湿情况下，除湿腔3内的绝对湿度可大于外部环境8的区域中的湿度。此时，除湿腔3的湿气通过外膜7释放至外部环境8。内膜与外膜5、7是沿箭头方向P单向可渗透且不透水的。

作为实施变例，为了使吸湿材料4还原，在除湿腔3周围安置有实施为热线的加热丝9。通过加热丝9可使除湿腔3以及置于其中的吸湿材料4显著升温以使结合的水分蒸发，并且使吸湿材料4重新具备相应吸湿材料的完全的或基本上完全的吸水系数w。

其中：

$w=\frac{m}{A\×\sqrt{t}}$

m和A代表吸湿材料的质量和表面积t表示时间。在本实用新型中采用吸水系数的值w＞2kg/m²h^0.5的被归类为“吸收(saugend)”的材料(例如，氯化钙)。内膜和外膜5、7由挤压的PTFE制成，并被绷紧置入壳体10、100的壁2中作为平面的壁部分。

图2具有一带有图1的特征的除湿腔3，因而省略再次说明与其相关的特征。然而，除湿腔3安置在电机电子部件的位于印刷电路板14上的功率模块11上。印刷电路板14与功率模块11均位于壳体10或者说电子部件壳体100的容纳内腔6之内。功率模块11可加以选择地控制，从而可以使其只产生热量，而不影响仪器功能或电机功能。作为加热丝的替换实施方式，通过产生热量可使除湿腔3升温，并干燥吸湿材料4。在这种实施方式下，湿气传输同样实现为按箭头方向P从容纳内腔6向外部环境8传输。

在图3中示例性地以图示方式示出了构造成一可更换、可改装的模块单元13的除湿腔3。除湿腔3的全部壁均由内膜与外膜5、7本身形成。吸湿材料4容纳在内、外膜5、7之间。构造成模块单元13的除湿腔3通过相应的容纳件19固定在壳体壁的内部，并将待干燥的容纳内腔6与外部环境8分隔开，从而在这个实施方式中同样能够按箭头方向P实现湿气传输。尽管在图中，吸湿材料4完全填满了除湿腔13，但以下的实施方式亦包括其中，吸湿材料4只是部分地和/或分散地布置，以便能够保证气流通过除湿腔3。

本实用新型在其实施方式上并不限于前述优选实施例。例如，薄膜也可采用市面上公知的材料，例如Tyvek(注册商标)，特别是Typ 16，其满足本实用新型的在蒸汽渗透性方面的技术要求。另外，除湿腔中的吸湿材料也可用此种材料包裹起来。其他的可选薄膜材料例如可以是羊皮纸(Pergament)或装填有例如六氰合铁酸铜(II)(Kupferhexacyanoferrat(II))或醋酸纤维等的陶土小腔室(Tonzelle)。