一种散热功能良好的防护等级达65级及以上的电气机箱的制作方法

本实用新型涉及电气机箱领域，尤其是一种散热功能良好的防护等级达65级及以上的电气机箱。

背景技术：

工业及民用的各种电气机箱，其内部电气元件工作时都会发热，如不能及时的排除这些热量，温度升高，会影响到电气原件的寿命、稳定性，甚至会发生故障，造成危险。因此电气机箱一般都会采用风冷或水冷的方式进行散热降温，以保证机箱内发热元件的温度不至于过高。传统的风冷方式，机箱上需要有各种开孔。这样的机箱密闭性受到破坏，实际防护等级都达不到使用时的防尘防水要求。

同时，由于电气机箱防护等级低会影响电气元件的性能，造成诸如：可靠性降低，使用寿命缩短，维护成本和制造成本上升等问题。尤其是在相对恶劣的环境下，比如风沙灰尘较重的地域、近水区域。传统的电气机箱由于密闭性较差，在这类环境下使用，如上的性能稳定性降低、使用寿命缩短、成本上升等缺点会更为突出。所以机箱的防水防尘要求也比较重要。

由于密闭要求而导致不能采用传统风冷散热方式时，密闭机箱内的电气元件仅凭空气传导散热速度很慢。因为常温时空气热导率只有0.026W/m*K。虽然空气对流换热时，导热系数可以达到5～20W/m²*K，但是密闭机箱内部空间不足以提供足够的对流散热空间，热阻系数还是很高，很快整个机箱内部的温度整体都会很高。密闭机箱内的温度过高，进而就会影响使用。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本实用新型提供一种机箱可以密闭、防护等级达65级及以上，同时散热功能良好的机箱。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本实用新型提供一种散热功能良好的防护等级达65级及以上的电气机箱，其特征在于，其包括：密闭机箱壳体和设置在所述密闭机箱壳体内的热桥；

所述密闭机箱壳体包括吸热层、强度层和散热层，所述吸热层接受所述热桥传导的热量；所述强度层保证所述密闭机箱壳体的机械结构强度，同时可以传导所述吸热层接受的热量给所述散热层；所述散热层向所述密闭机箱壳体外部散发热量；

所述热桥与所述吸热层的至少一部分接触，用于将布置在所述密闭机箱壳体内的电气元件散发的热量传导给所述吸热层。

进一步的，所述散热层和/或所述吸热层包括负热阻效应材料。

进一步的，所述热桥包括气态热桥和/或固态热桥。

进一步的，所述气态热桥为所述密闭机箱壳体内的气体，所述气体被风扇带动，由所述电气元件向所述吸热层强制流动，并由周围回流，所述吸热层由负热阻效应材料形成。

进一步的，所述固态热桥包括铝片和具有电气绝缘性和弹性的导热胶，所述铝片借助于所述导热胶与所述密闭机箱壳体和/或所述电气元件连接。

进一步的，所述散热层包括设置在机箱壳体外表面上的散热翅片。进一步的，所述散热层包括设置在机箱壳体外且电机防护等级达到相应密闭机箱壳体防护等级的冷却风扇。

(三)有益效果

本实用新型包括一个密闭机箱壳体和设置在所述密闭机箱壳体内的热桥。密闭机箱的防护等级可以达到65级及以上，这样对机箱内的电气元件保护能力比较强，延长了使用寿命，降低了制造成本和维护成本。

热桥与散热壁可以在密闭的条件下把发热体的热量传导出来，降低了工作区域温度，保护了电气元件。绝缘导热胶在导热的同时绝缘，防止了直接接触电气元件的安全隐患。

在散热机箱外侧加装翅片、风扇，涂覆负热阻效应材料，有效的提高了散热效率。

本实用新型防护等级可达到65级及以上，同时散热效果良好。

附图说明

图1为一种散热功能良好的防护等级达65级及以上的电气机箱的结构示意图。

图2为一种固态热桥结构示意图。

图3为一种气态热桥结构示意图。

【附图标记说明】

1：热桥；2：发热电气元件；3：密闭机箱壳体；31：吸热层；32：强度层；33：散热层。

具体实施方式

为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。

如图1至图3显示了散热功能良好的防护等级达65级及以上的电气机箱，用于对设置在壳体内的电气元件形成防护并提供散热。

壳体

壳体3包括三层结构，内层为吸热层31，外层为散热层33，中间层为强度层32。所述强度层32保证了壳体3的机械结构强度并保证密闭的防护等级65级。吸热层31和散热层33与其他导散热结构一起实现壳体的良好散热功能。

散热层33和吸热层覆盖整个密闭机箱壳体3外表面和内表面，吸热层31与散热层33之间为适于热传导的强度层32。整个吸热层31可以全方位的吸收密闭机箱壳体3内部空间的热量。

可选地，吸热层31和散热层33仅设置在密闭机箱壳体3顶面。其优点是，由于密闭机箱内部较热的空气除了强制流动外，自然状态下会有向上部对流的趋势，如此布置后，也可以更好的通过设置在顶层的散热层33向外散热。

总之，吸热层31和散热层33并非必需形成在壳体的整个表面，所述吸热层31和散热层33可以仅在强度层32的部分区域内外两面对应地设置，即壳体的局部区域包括三层结构，其他不承担散热功能的区域仅设置强度层，只要能够满足电气元件的散热要求即可。可以理解的是，三层结构布置在更大的面积，即参与导散热的壳体的面积更大，有利于外部环境更快的带走热量。

所述吸热层31优选由负热阻效应材料形成，所述负热阻效应材料可以为市售的负热阻效应涂料，例如北京海嘉利牌负热阻效应涂料。所述负热阻效应材料可以降低热阻系数，提升向机箱外部空间散发热量的速度。

所述强度层32优选由镀锌铁板形成，局部可由玻璃钢形成。需要指出的是，所述强度层中介于吸热层31和散热层33之间的部分最好由镀锌铁板形成，以提供从吸热层31到散热层33的良好热传导。

所述散热层33也可由负热阻效应材料形成，或者可以包括朝向机箱外部形成的散热翅片。翅片材质为铝合金。散热翅片优选沿着垂直于外壳表面的方向延伸，以有利于外部空气对流，更好的向外部空间散发热量。优选的，散热翅片与密闭机箱壳体相应面的强度层32一体成型。进一步的，散热翅片表面也涂覆负热阻效应材料。

热桥

密闭机箱壳体3内的电气元件2与吸热层31间通过热桥1连接。电气元件2产生的热量由热桥1传导至密闭机箱壳体3上的吸热层31，随后热量经强度层32、散热层33散发至密闭机箱的外部空间。外部空间的空气自由流动或强迫通风(加装风扇)进而带走散热层33散发出来的热量。

所述热桥1可以包括固态热桥和/或气态热桥。固态热桥和气态热桥可以单独使用或组合使用。

固态热桥包括铝片和导热胶。铝片借助导热胶整张贴在吸热层31上，电气元件2借助导热胶粘在铝片上。电气元件与铝片的相对面间完全为导热胶。优选的，所述铝片可以采用导热系数约200W/m*K的6063铝合金。密闭机箱内的电气元件安装在铝片上。电气元件2和铝片的接触面涂覆导热胶。所述导热胶可以是导热硅胶。

电气元件2产生的热量经由电气绝缘的导热胶传导至铝片，再由铝片传导至吸热层31，再经由强度层32、散热层33进而散发至密闭机箱的外部空间。

所述铝片还可以进一步优化，包括相互连接的两个铝片，第一铝片与吸热层31贴合布置，贴合面涂覆电气绝缘的导热胶；第二铝片表面上设置电气元件2，所述第二铝片和电气元件2之间借助于电气绝缘的导热胶连接。

进一步的，有多个第二铝片分别连接布置在密闭机箱壳体3内不同位置的电气元件2，所述多个第二铝片的另一端连接在所述第一铝片上，所述多个第二铝片各自两端的贴合面都涂覆有电气绝缘的导热硅胶。所述多个第二铝片的尺寸也可以依据相应的电气元件的发热分别计算。

这样电气元件2可以较为灵活的布置在密闭机箱壳体3中。电气元件2产生的热量经由导热胶传导至各自相应的第二铝片，再经导热胶传导至第一铝片，进而传导至吸热层31。热量再经强度层32、散热层33散发至密闭机箱壳体3的外部空间，保证了内部空间温度适宜。

气态热桥由密闭机箱壳体3内部的气体形成，气体在风扇的作用下强制流动，其路径为从电气元件2流向三层散热结构的吸热层31，再从周围回流。风扇的电机部位带有小的散热片，以便于将电机工作产生的热量快速散发并经由气态热桥向壳体传递。电气元件2产生的热量由气态热桥携带，传导给吸热层31，再经强度层32、散热层33散发至外部空间。

其他散热设计

优选的，散热层33对应的外侧还布置有风扇。当散热翅片与风扇同时布置时，风的流动方向为顺着散热翅片的方向。进一步的当散热翅片布置在侧面时，翅片呈水平布置，风力横向流动；当散热翅片布置在顶面时，风扇可以顺着散热翅片方向布置，也可以为一个平行于翅片上方的抽风风扇。

进一步的，所述风扇的电机防护等级能达到65级。进一步的，所述风扇整体加装防雨淋装置。

上实施例仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书不应理解为对本实用新型的限制。