BRMU8803193U2 - open structure cooling of an industrial computer - Google Patents

open structure cooling of an industrial computer

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BRMU8803193U2
BRMU8803193U2 BRMU8803193U BRMU8803193U BRMU8803193U2 BR MU8803193 U2 BRMU8803193 U2 BR MU8803193U2 BR MU8803193 U BRMU8803193 U BR MU8803193U BR MU8803193 U BRMU8803193 U BR MU8803193U BR MU8803193 U2 BRMU8803193 U2 BR MU8803193U2
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BR
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computer
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cooling
space
model
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BRMU8803193U
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Hnas Björklund
Krister Nyberg
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Abb Technology Ag
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Abstract

resfriamento de estrutura aberta de um computador industrial.<um>campo da invenção<mv>. o presente modelo de utilidade, de um modo geral, refere-se ao resfriamento de computadores. mais particularmente, refere-se a um computador usando resfriamento por convecção natural. <um)antecedentes(mv) computadores industriais de alto desempenho, por exemplo, em istemas de transmissão de energia de alta tensão, tais como facts (flexi- ble alternating current transmission system - sistema flexível de trans- missão de corrente alternada) e hvdc (high voltage direct current - corrente continua de alta tensão), ficam muito quentes e, portanto, precisam ser resfriados. tradicionaímente, esses e outros tipos de computadores são resfriados usando ventiladores de resfriamento que sopram ar horizontalmente através da caixa do computador ou estrutura do computador via filtros de ar. um problema com esse tipo de resfriamento é a acumulação de poeira no interior da estrutura do computador, devido ao resfriamento usando ar forçado. a acumulação de poeira pode ser muito pesada, mesmo em ambientes de espaços de controle bastante limpos. há, portanto, uma necessidade de resfriamento de computadores, especialmente em um ambiente industrial, onde a acumulação de poeira no computador é evitada.uma alternativa para uso de um ventilador é usar resfriamento por convecção. isso é descrito em alguns documentos. a patente u.s. n<198> 5.243.493, por exemplo, descreve um desenho de resfriamento por convec- çáo sem ventilador para um computador pessoal a fim de evitar o ruído associado com um ventilador. o documento descreve que há um envoltório para alojamento do computador pessoal. o envoltório define uma cavidade.nessa cavidade, componentes principais de produção de calor, como o suprimento de energia e transistores de energia, são proporcionados em uma frente de topo conectada a um dissipador de calor. existe ainda uma placa mestre de circuito impresso preso a um lado na parte traseira da cavidade. outros painéis de circuito impresso são presos, vertical e perpendicularmente ao painel de circuito impresso mestre. em natural convection enhancement of channel array in con- junction with wall surface, conference on thermal and thermomechanical phenomena in electronic systems, 2004, itherm 04, the ninth lntersociety 1-4 june 2004, page 128 - 133, kazuaki yazawa descreve a otimização de resfriamento passivo para gerenciamento térmico de componentes eletrônicos do consumidor, a fim de reduzir o ruído que, de outro modo, está asso- ciado com o resfriamento ativo. o documento descreve o uso do chamado efeito chaminé usando uma parede de envoltório para dissipar calor para o ambiente. a parede inclui um arranjo de canais. o interior da parede, além disso, é conectado a um disseminador isotérmico. uma fonte de calor em um pwb, por sua vez, é conectada a esse disseminador. uma solução similar para um po é descrita na us. 5.671.120, a fim de remover o uso de um ventilador, uma vez que um ventilador pode ser propenso a erro e a ruído. nesse documento, uma placa-mãe tem lcs mon- tados em um primeiro lado e conexões para portas e periféricos em um segundo lado oposto. a placa-mãe, via o referido primeiro lado, é montada em uma placa de dissipador de calor. uma estrutura condutora de calor é proporcionada entre os lcs na placa-mãe e a placa de dissipação de calor. a placa de dissipação de calor, além disso, é uma parede do envoltório para o computador. um cartão-espelho (riser card) também é proporcionado no segundo lado da placa-mãe a fim de permitir a montagem de cartões de expansão na placa-mãe. em vista do que foi descrito acima, portanto, há uma necessidade de fornecimento de um resfriamento sem ventilador de um computador. <um>sumário da invencão<mv> . um objetivo do presente modelo de utilidade é proporcionar um computador onde a acumulação de poeira é evitada durante o resfriamento. esse objetivo, de acordo com um primeiro aspecto do presente modelo de utilidade, é resolvido através de um computador usando resfriamento por convecção natural, compreendendo: uma estrutura com paredes que se estendem em uma primeira direção e definindo e encerrando uma câmara tendo uma extremidade superior aberta e uma extremidade inferior aberta proporcionada perpendicular à primeira direção, onde uma das paredes é um dissipador de calor e a câmara inclui elementos do computador, os elementos compreendendo: - um painel principal que se estende na primeira direção na câmara, adjacente à parede de dissipação de calor e tendo um primeiro lado voltado para dentro, em direção ao interior da câmara, e um segundo lado oposto voltado para a parede de dissipação de calor e compreendendo componentes de geração de calor colocados para serem resfriados pela parede de dissipação de calor e pelo menos um painel auxiliar conectado ao primeiro lado do painel principal e sendo colocado para se estender na pri- meira direção na câmara, bem como em ângulos retos em relação ao painel principal. o presente modelo de utilidade tem um número de vantagens. ela evita a acumulação de poeira na estrutura. tem baixas exigências de manutenção por causa da remoção de um ventilador. além disso, não há necessidade de filtros de ar e problemas associados com esses filtros, tais como ficarem obstruidos. <um>breve descricão dos desenhos<mv>. o presente modelo de utilidade será descrito a seguir, com referência sendo feita aos desenhos anexos, onde: a figura 1 mostra uma vista em perspectiva de um computador industrial montado em um espaço de controle de um sistema de transmissão de energia de alta tensão; a figura 2 mostra uma vista em perspectiva da estrutura para o computador da figura 1; a figura 3 mostra uma vista de cima de um computador simplifi- cado de acordo com uma primeira modalidade do presente modelo de utilidade; a figura 4 mostra uma vista de cima de um computador simplificado de acordo com uma segunda modalidade do presente modelo de utilidade; a figura 5 mostra uma vista de cima de um computador simplifi- ado de acordo com uma terceira modalidade do presente modelo de utili- ade; e a figura 6 mostra uma vista de cima da estrutura para o compu- ador sendo conectada a uma placa de montagem. <um>escrição detalhada da invenção<mv>. a seguir, uma descrição detalhada das modalidades preferidas e um computador de acordo com o presente modelo de utilidade será dada. na figura 1 é mostrada uma vista em perspectiva de um computador industrial 16 de acordo com o presente modelo de utilidade sendo ontado em uma parede de um espaço de controle 10. o espaço de controle 10 é aqui um espaço de controle dotado de condicionamento de ar e, portanto, o espaço 10 é dotado de uma saída 12 para aspiração de ar do espa- ço e uma entrada 14 para fornecimento de ar do espaço. aqui, a saída 12 é mostrada perto do teto do espaço 10 e a entrada 14 perto do piso do espaço 10. o computador 16, além disso, é proporcionado em uma estrutura 18, que é aqui montada em uma parede do espaço 10, usando uma placa de montagem 19. normalmente, o computador no espaço de controle será montado em um cubículo de controle com outros componentes. aqui, o computador é mostrado como estando montado na parede do espaço a fim de mostrar claramente que ele não deve ficar diretamente no piso, mas será colocado acima dele. a razão para isso se tornará evidente mais tarde, na descrição. a figura 2 mostra uma vista em perspectiva da estrutura 18 na figura 1. o quadro 18, que é proporcionado aqui como um cilindro com corte transversal quadrático, tem um número de paredes, número que é pelo menos dois e aqui quatro. uma parede é uma parede dianteira e a outra é uma parede traseiras unidas uma à outra por duas paredes laterais. a parede dianteira é a parede mais distante na figura, enquanto a parede traseira é bloqueada na figura. todas as paredes aqui se estendem em uma primeira direção dl, que, na figura 2 é uma direção vertical. as paredes dianteira e traseira se estendem, adicionalmente, em uma segunda direção d2 perpendicular à primeira direção dl, enquanto as paredes laterais, adicionalmente, estendem-se em uma terceira direção d3. as paredes, assim, definem e encerram uma câmara 28. desse modo, a câmara 28 aqui tem uma seção transversal quadrática e tem uma extremidade aberta superior 20 e uma extremidade aberta inferior 22. a extremidade aberta inferior 22 pode ser destinada a facear o piso do espaço de controle, enquanto a extremidade aberta superior 20 pode ser destinada a facear o teto do espaço. aqui, deve ser entendido que cada extremidade aberta pode ser coberta por uma tela protetora e de blindagem, por exemplo, na forma de uma malha de arame ou uma folha perfurada de um material, como, por exemplo, metal. dessa maneira, a extremidade aberta superior 20 é proporcionada em um primeiro plano que se estende nas segunda e terceira direções d2 e d3 e, assim, é perpendicu- lar à primeira direção e a extremidade aberta inferior 22 é proporcionada em um segundo plano que se estende nas segunda e terceira direções d2 e d3, segundo plano que é, assim, também perpendicular à primeira direção, bem como paralelo com o primeiro plano. de acordo com o presente modelo de utilidade, uma das paredes, aqui a parede traseira, que pode ser destinada a facear uma parede do espaço, é proporcionada na forma de um dissipador de calor. deve ser entendido aqui que a estrutura 18 pode ter qualquer tipo de seção transversal adequada, como quadrática e triangular e que qualquer parede pode proporcionar um dissipador de calor. é vantajoso se o dissipador de calor for proporcionado por uma parede desprovida de curvatura. essa parede, então, se estenderá na pri- meira direção dl, bem como em outra direção, a segunda ou a terceira dire- ção d2 ou d3 e, assim, ser perpendicular aos primeiro e segundo planos. contudo, as outras paredes da estrutura podem ter uma curvatura, por exemplo, como metade de um cilindro elíptico ou metade de um cilindro circular. a figura 3 open structure cooling of an industrial computer. <a> field of the invention <mv>. The present utility model generally refers to computer cooling. more particularly, it refers to a computer using natural convection cooling. <a) Background (mv) high performance industrial computers, for example, in high voltage power transmission systems, such as facts (flexible alternating current transmission system) and hvdc (high voltage direct current), they become very hot and therefore need to be cooled. Traditionally, these and other types of computers are cooled using cooling fans that blow air horizontally through the computer case or computer frame via air filters. One problem with this type of cooling is the accumulation of dust inside the computer case due to forced air cooling. Dust accumulation can be very heavy, even in very clean control room environments. There is therefore a need for computer cooling, especially in an industrial environment where dust accumulation on the computer is avoided. An alternative to using a fan is to use convection cooling. This is described in some documents. U.S. Patent No. 5,243,493, for example, describes a fanless convection cooling design for a personal computer to avoid noise associated with a fan. The document describes that there is a wrap for personal computer housing. the casing defines a cavity. Of this cavity, major heat-producing components, such as the power supply and power transistors, are provided on a top front connected to a heat sink. There is also a printed circuit master board attached to one side at the rear of the cavity. other printed circuit boards are attached vertically and perpendicular to the master printed circuit board. in natural convection enhancement of channel array in conjunction with wall surface, conference on thermal and thermomechanical phenomena in electronic systems, 2004, itherm 04, the ninth lntersociety 1-4 June 2004, page 128 - 133, kazuaki yazawa describes the optimization of Passive cooling for thermal management of consumer electronics to reduce noise that is otherwise associated with active cooling. The paper describes the use of the so-called chimney effect using a wrap wall to dissipate heat into the environment. The wall includes a channel arrangement. The interior of the wall is also connected to an isothermal disseminator. A heat source in a PCB, in turn, is connected to this disseminator. A similar solution for a po is described in us. 5,671,120 in order to remove the use of a fan since a fan may be prone to error and noise. In this document, a motherboard has lcs mounted on one side and connections for ports and peripherals on the opposite side. The motherboard, via said first side, is mounted on a heatsink plate. A heat conductive structure is provided between the lcs on the motherboard and the heat dissipating plate. The heat dissipation board, moreover, is a wrap wall for the computer. A riser card is also provided on the second side of the motherboard to allow mounting of expansion cards on the motherboard. In view of the above, therefore, there is a need for fanless cooling of a computer. <um> summary of the invention <mv>. An objective of the present utility model is to provide a computer where dust accumulation is prevented during cooling. This objective, according to a first aspect of the present utility model, is solved via a computer using natural convection cooling, comprising: a structure with walls extending in a first direction and defining and enclosing a chamber having an upper end open and an open lower end provided perpendicular to the first direction, wherein one of the walls is a heat sink and the chamber includes computer elements, the elements comprising: - a main panel extending in the first direction in the chamber, adjacent to the heat dissipation and having a first side facing inward toward the interior of the chamber, and a second opposite side facing the heat dissipating wall and comprising heat generating components arranged to be cooled by the heat dissipating wall and at least one auxiliary panel connected to the first side of the main panel is placed to extend in the first direction of the camera as well as at right angles to the main panel. The present utility model has a number of advantages. It prevents dust accumulation on the structure. has low maintenance requirements because of the removal of a fan. Also, there is no need for air filters and problems associated with these filters such as getting clogged. <a> brief description of the drawings <mv>. The present utility model will be described hereinafter, with reference being made to the accompanying drawings, where: Figure 1 shows a perspective view of an industrial computer mounted in a control space of a high voltage power transmission system; Figure 2 shows a perspective view of the computer frame of Figure 1; Figure 3 shows a top view of a simplified computer according to a first embodiment of the present utility model; Figure 4 shows a top view of a simplified computer according to a second embodiment of the present utility model; Figure 5 shows a top view of a simplified computer according to a third embodiment of the present user model; and Figure 6 shows a top view of the frame for the computer being connected to a mounting plate. A detailed description of the invention. In the following, a detailed description of the preferred embodiments and a computer according to the present utility model will be given. 1 shows a perspective view of an industrial computer 16 in accordance with the present utility model being mounted on a wall of a control space 10. control space 10 is here a control space provided with air conditioning and, therefore, space 10 is provided with a space air intake 12 and a space air supply 14. here, output 12 is shown near the space ceiling 10 and input 14 near the space floor 10. computer 16 is further provided in a frame 18 which is mounted here on a space wall 10 using a mounting plate 19. normally, the computer in the control space will be mounted in a control cubicle with other components. here the computer is shown to be mounted on the wall of space to clearly show that it should not be directly on the floor but will be placed above it. The reason for this will become evident later in the description. Figure 2 shows a perspective view of the structure 18 in Figure 1. Table 18, which is provided herein as a quadratic cross-sectional cylinder, has a number of walls, a number which is at least two and here four. one wall is a front wall and the other is a rear wall joined together by two side walls. the front wall is the farthest wall in the figure, while the rear wall is locked in the figure. all walls here extend in a first direction dl, which in figure 2 is a vertical direction. the front and rear walls extend further in a second direction d2 perpendicular to the first direction dl, while the side walls additionally extend in a third direction d3. the walls thus define and enclose a chamber 28. thus chamber 28 here has a quadratic cross-section and has an upper open end 20 and a lower open end 22. lower open end 22 may be designed to face the floor control space, while the upper open end 20 may be designed to face the ceiling of the space. It should be understood herein that each open end may be covered by a protective and shielding screen, for example in the form of a wire mesh or a perforated sheet of a material such as metal. thus, the upper open end 20 is provided in a foreground extending in the second and third directions d2 and d3 and thus is perpendicular to the first direction and the lower open end 22 is provided in a second plane extending extends in the second and third directions d2 and d3, the background which is thus also perpendicular to the first direction as well as parallel to the foreground. According to the present utility model, one of the walls, here the rear wall, which may be intended to face a space wall, is provided in the form of a heat sink. It should be understood here that frame 18 may have any suitable cross-sectional type, such as quadratic and triangular, and that any wall may provide a heat sink. It is advantageous if the heat sink is provided by a curvature-free wall. this wall will then extend in the first direction dl as well as in the other direction, the second or third direction d2 or d3 and thus be perpendicular to the foreground and background. however, the other walls of the structure may have a curvature, for example as half of an elliptical cylinder or half of a circular cylinder. Figure 3

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