空调内机电器盒结构设计研究

空调内机电器盒结构设计研究

郑亮

（珠海格力电器股份有限公司）

摘要：空调内机电器盒存在起火隐患，由于挂壁式空调内机在室内使用，一旦电器盒着火失控，不但会造成居民巨大财产损失，甚至危及生命，对公司品牌形象也将带来恶劣影响。文章分析了电器盒的材料特点，提出了新型电器盒的结构设计，既满足了防火要求，又能提高生产效率。

关键词：空调内机；电器盒；防火；结构设计

0、引言

随着社会的发展与人民生活水平的提高，家用挂壁式空调器已经逐渐走进千家万户并且成为了生活的必需品使用。用户不仅关心空调器的性能和噪音等指标，更关注空调器的使用安全，特别是防火安全性。文章分析了电器盒的材料特点，提出了新型电器盒的结构设计，在满足防火需要的同时。

PCB电路板安装在电器盒内，所以电器盒的作用有以下几点：1）、保护PCB电路板，将电路板及相关电器元件与外界隔离；2）、电路板在正常运行中会产生热量，电器盒结构需通风好，确保散热正常，保证电路板正常工作；3）、当电器元件老化、电路板短路等产生着火时能起到隔绝火势蔓延的作用。

1、原因分析

传统电器盒部件的零件种类包含注塑件和钣金件两种，前者一般使用热塑性材料（如：ABS-FR）注塑成型，为PCB板及其它电器元件提供结构支撑；后者使用热镀锌板，通过钣金冲压及点焊工艺，装在电器盒外面起到防火作用。传统电器盒主要有以下缺点：

1）零件多：传统电器盒部件包含注塑件电器盒、电器盒盖，钣金件电器盒屏蔽盒、电器盒屏蔽盖，其中电器盒屏蔽盖是通过螺钉固定到电器盒盖的上方。

2）成本高：注塑厂、钣金厂提供零件，总装厂组装，材料成本和人工成本较高。

2、解决方案

采用BMC热固型材料[1][2]，取消热镀锌板材料的电器盒屏蔽盒、电器盒屏蔽盖，简化装配（如图1所示），既提高生产效率，还降低材料成本。

图1、BMC电器盒与传统电器盒差异

BulkMoldingCompounds（即BMC）材料，即团状模塑料，是一种热固性复合材料，由短切玻璃纤维、不饱和树脂、填料碳酸钙以及各种添加剂经充分混合而成的料团状预浸料。BMC热固型材料具有优良的电气性能、机械性能、耐热性和耐化学腐蚀性，又适应各种成型工艺。BMC材料同ABS等热塑性材料性能对比见表1

3、BMC材料及结构设计优化

3.1、BMC材料性能改良

BMC材料本身特性较脆，作为结构支撑件，需要对其材料进行改良增强。通过添加不同的增强剂及对应的含量比例，满足产品要求的特定性能，然后再通过红外吸光率及材料热重这两参数进行定义及作为后续产品检验标准，确保产品性能质量的一致性及可靠性。

3.2、BMC电器盒结构设计优化

BMC相对ABS来说，流动性明显偏差，所以BMC材料的零件，设计壁厚应比传统零件要厚，有利于材料在模具内部的流动及填充。另外，对于搭配4.2mm螺钉，ABS和PP材料的螺钉柱内径3.4mm，而采用BMC材料时，内径需加大到3.7mm，此时外径也要相应加大，才可确保多次打入螺钉后不滑丝，确保质量可靠性。

4、BMC防火性能

防火是电器盒的关键性能，ABS材料防火等级仅是V0，BMC材料防火等级则是最高标准5Va。采用BMC热固性材料制成分体室内机电器盒，与传统电器盒的阻燃ABS+热镀锌板进行对比，防火性能仍具有一定的优势。

灼烧试验主要是模拟空调在遭受外来火源时，即使其他部件已经全部烧完，但电器盒内的主板和线路仍不会发生燃烧，从而保护空调的电气安全。对比BMC和阻燃ABS+热镀锌板的灼烧试验，前者BMC材料不起火、不变形，而后者阻燃ABS材料出现了起火燃烧最终化为灰烬。

5、结论

5.1、空调内机的电器盒采用BMC热固型材料，可以取消传统电器盒外面热镀锌板材料的电器盒屏蔽盒、电器盒屏蔽盖；

5.2、BMC材料可以通过添加不同的增强剂来调整材料特性，满足使用环境需要的性能；

5.3、选择BMC替换传统的ABS或PP材料作为结构设计材料时，要求加大结构件壁厚、加大螺钉内径和外径；

5.4、BMC电器盒防火等级达到最高标准5Va，具有防火性能高、成本低、效率高等优势。

参考文献

[1]须金光，项志度.BMC材料的生产和加工分析.上海建材，2006.

[2]邹胜林，郑昌龙.BMC材料在电器工业中的应用.电气制造，2006.