CN101109981A - 电脑及服务器用恒温机箱 - Google Patents

Abstract

一种电脑及网络服务器使用的恒温机箱，箱内分隔成主区及副区。主区为一封闭空间，与其外界没有直接的空气交换，克服了箱内不断积尘从而易出故障的缺点。用专门的制冷系统取代传统的风扇散热方式，主区与其外界也没有了直接的热交换，使得主区内的温度有可能远低于其外界环境温度。所有这些就使得在主区内工作的硬件永远处于最佳的温度和清洁度的小环境中，减少了故障率，延长了寿命，提高了效率。制冷系统还降低了原冷却风扇的噪音对使用者的影响。恒温机箱降低了对周围大环境温度和清洁度的要求，使得本来仅仅为了电脑和网络服务器才不得不安装空调的工作地点就可以不安了，所以对整个社会而言就起到了节能的效果。

Description

电脑及服务器用恒温机箱

所属技术领域：

本发明所涉及的是电脑和网络服务器配件类。

背景技术：

在现有技术中，公知的电脑主机机箱和网络服务器机箱都是用风扇解决散热问题。一般多是在中央处理器顶部设有一个；在电源箱则设有一个或两个。设在电源箱背后的一个其作用是把机箱内部的热空气排出箱外，而在机箱的两侧盖板及机箱背面开有许多换气筛孔以便向机箱内补充室温空气。这种传统的散热方案有着几个不可忽视的缺点。其一：散热效果不佳。用以散热的空气与发热区的温差比较小，所以热交换效率比较低，加之被风扇排出的热气来不及扩散，仍部分积聚在机箱周围，则由筛孔吸入的空气的温度要较平均室温还高些。进一步降低了散热效率。此外，箱内还会有一些热区死角，如硬盘及显卡以及光驱附近等。其二：对环境要求高。即使是人员本身没有高要求的情况下，电脑和服务器也要求工作的房间的整个室温必须有所控制，往往是本来工作人员自己并不一定需要安装空调，但为了电脑和服务器却不得不安装空调。而且空调的功率必须根据整个房间的体积来选择。造成很多的能量消耗浪费。其三：造成大量积尘。由于风扇一直在转，空气也就不停地把灰尘带入机箱，加之静电作用，机箱内各种器件尤其接头触点处很快就积起大量灰尘。据统计电脑有相当比例的故障或损坏是由于积尘造成的。其四：噪音的影响。两三个风扇一直不停地在转动，所形成的噪音也不容忽视，尤其在安静的工作环境中，更会明显起来，影响人的思维，降低工作效率，打扰人的神经，使人感到厌烦，容易疲劳。

发明内容：

本发明是针对现有技术的不足，提供一种技术方案，根据此方案可以制成一种新型机箱，这种新型机箱具有散热效率高，对其工作房间的环境无论是温度和清洁度都几乎没有任何要求，而又能使箱内维持最佳的工作温度和清洁度，从而可使箱内所有器件能够更加稳定地工作，不出故障，延长寿命，还能减少噪音对工作人员的不良影响等优点。

本方案是通过如下措施来实现的：

1.把机箱内部分为两个区，即主区和副区，主区为工作区，相当于传统结构机箱中的所有工作器件都装在主区内；副区为散热区，用以安置散热器件，主区在便于打开便于检查维修的前提下呈全封闭式，任何部位都不设置能与外界进行空气交流的孔、筛孔、开口、通道等；而副区则置有与外界畅通的孔、筛孔、开口、通道等；

2.主区的底部及顶部及周围与外界相隔的壁板及与副区相隔的壁板等都置有隔热层；

3.机箱内的空闲处(如电脑机箱的前端底部)用隔板围出一个小室，该小室成为副区的一部分，其与主区相隔的围板也置有隔热层；

4.机箱内置有专门的制冷系统，该制冷系统具有专门的吸热器件及专门的散热器件，吸热器件置于主区内，散热器件置于副区内，吸热器件吸收的热通过中间介质转换到散热器件，再由散热器件散发到副区内，由副区内流动的空气带到机箱的外面去；

5.机箱内置有温度传感器及温度控制电路系统，当机箱内温度超过预设的高温限定值时，温度传感器即启动制冷系统，直至机箱内温度降低到预设的低温限定值时制冷系统停止工作；

6.机箱外表面置有温度显示装置。

7.机箱的主区内放置干燥剂。

本专利的文件中关于方位的叙述：观测者正对机箱的面板，以观测者的左为“左”，观测者的右为“右”；机箱内靠近面板处为“前”，远离面板处为“后”。

附图说明：

图1为本发明的第一种具体实施方式的左前视图，是将左盖板打开后所见到的机箱内部情况。

图2为本发明的第一种具体实施方式的左前视图，是将机箱左半部剖去后所见到的机箱内部情况。

图3为本发明的第一种具体实施方式的右前视图，是将上盖板及右盖板打开后所见到的机箱内部情况

图4为本发明的第一种具体实施方式的制冷系统的半导体致冷器。

图5为本发明的机箱内的电源，该电源在所举的实施例中置于机箱后端底部，机箱的上板面开有主出线孔及出气筛孔，前板面开有副出线孔及进气孔。

图6为本发明的第二种具体实施方式的右侧视图，是为右盖板打开，上盖板及上顶隔热层剖去一半后所见到的情况。

各图中：1为底版，1g为底版隔热层，2为小室，2b为小室隔板，2g为小室隔热层，3为电源，3a为电源进气筛孔，3b为电源出气筛孔，3c为主出线孔，3d为副出线孔，3-1为电源左面板，3-2为电源后面板，4为条盖板，当电脑的主板的扩展槽无卡可插时用以分别盖住机箱后板上的各个长条孔，条盖板制成与显卡的固定弯板相同的形状，4g为条盖板隔热层，5为采集卡，6为显卡，7为后板，7g为后板隔热层，8为上盖板，8g为上顶隔热层，9为右盖板，9a为右盖板进气筛孔，9b为右盖板出气筛孔，10为前板，10g为前板隔热层，11为面板，12为显示屏，13为硬盘，14为软驱，15为光驱，16为刻录机，17为驱动器左支撑板，20为横梁，21为半导体致冷器，21a为半导体致冷器的吸热器件(冷面导热板)，21b为半导体致冷器的散热器件(热面导热板)，21c为半导体致冷器的电偶元件，22为半导体致冷器的辅助散热叶片，23为上顶隔热层与上盖板之间形成的空间，属于副区，24为风扇，25为小室封板，26为导风槽，27为副区冷却风的流动走向，28为左盖板，28g为左盖板隔热层，29为主板支撑板(安装主板用)，29g为主板支撑板隔热层，30为驱动器右支撑板，与左支撑板共同支撑硬盘及各驱动器，30g为驱动器右支撑板隔热层，31为压缩机，32为冷凝器(散热器件)，33为蒸发器(吸热器件)。

具体实施方式：

以下通过两个具体实施方式的例子来对本发明作进一步说明，当然本发明并不仅限于这两个实施例。

图1、图2、图3、图4等所表示的是以半导体致冷器为制冷系统的主要元件的一个电脑机箱结构具体安排的例子。传统机箱内前端底部通常是闲置无用的，所以本例中用隔板围成一小室，一方面可以安排制冷系统的器件，另一方面减少了主区的热区死角，有助于改善换热效率。机箱的前板、后板、底版、左盖板、小室隔板、主板支撑板、驱动器右支撑板、以及上顶隔热层所围成的空间即为主区。主区所有的围板都衬以隔热层。传统概念中，机箱四壁要尽量有利于通风，要开很多孔，以便更好地直接对外进行热交换。而本发明则正相反，围成主区的各个板都要隔绝热交换，因为专门的制冷系统可以使主区的温度远低于外界环境的温度，所以反倒要防止外界的热进入主区。主板支撑板及驱动器右支撑板的隔热层敷贴在外侧，以便能方便地取下而后进行各种器件的安装拆卸等操作。上顶隔热层与上盖板间留有一定的空隙23，该空隙加上主板支撑板及驱动器右支撑板与右盖板间形成的空隙，再加上小室空间以及前板与面板间的空隙共同构成了副区。本实施例的制冷系统采用了半导体致冷器21为主要构件，该致冷器以一个或多个成组嵌镶在上顶隔热层中，使得其吸热器件(冷面导热板)21a处于主区中，其散热器件(热面导热板)21b处于副区中。当对半导体致冷器施加12v直流电压时，其吸热器件即发生吸热作用，所吸收的热量由中间介质(N型及P型半导体电偶对)转输到散热器件上去，再由辅助散热叶片22散发到副区23中去。小室向右的开口用封板封住，封板上置有风扇，当风扇转动时把由右盖板进气筛孔吸入的空气吹入小室，空气经小室上角出口及导风槽进入顶部空隙23，从而把辅助散热叶片22散发出的热量经右盖板出气筛孔吹到机箱以外去。在本实施例中把电源安放在了机箱后端的底部而不是上部，这使得cpu更接近致冷器，甚至有可能取消cpu的专用风扇，此外电源处于下部时其前板右侧所开的进气筛孔以及上板左侧所开的出气筛孔还有助于使主区内的空气形成自然对流，以利于均衡主区内的温度分布。硬盘的发热情况要大于其他各驱动器，因此安置到了最上部，以便更接近致冷器。

图6所表示的是第二种实施例，其与第一例的区别主要在于制冷系统。本例的制冷系统实际上就是微型化了的普通电冰箱的制冷系统，主要包括蒸发器(吸热器件)、冷凝器(散热器件)、压缩机、干燥过滤器、节流减压装置等，并以必要的管路连接成为一封闭循环系统，系统内充以通常的制冷剂(如R134a等)。机箱本身的结构与前例仅有一点不同就是上顶隔热层与上盖板之间不留间隙，而是紧贴着上盖板，其余各处结构均与前例相同。此例的副区就由主板支撑板及驱动器右支撑板与右盖板间的空隙加上前板与面板间的空隙在加上小室的空间所组成。制冷系统的吸热器件(蒸发器)置于主区内的顶部上顶隔热层之下(即由上例中架着半导体致冷器的两个横梁架住)。制冷系统的其余构件都置于副区中，如：散热器件(冷凝器)置于右盖板以内的副区的空隙中，压缩机置于小室中。主区中产生的热量由吸热器件吸收，由中间介质(制冷剂)在压缩机的作用下转输到散热器件中去，再由散热器件散发到副区中，再由右盖板下部进气筛孔进入的空气带走，从右盖板上部的出气筛孔排出。

效果分析：

通过以上对发明内容及具体实施方式的阐述，可以看出本发明的技术效果、经济效果以及社会效果都是非常明显的。首先，电脑和网络服务器中所有的工作硬件都是处在密闭的空间中，此空间与外界没有空气交换，就从根本上杜绝了不断积尘的现象，也就使得各个硬件永远保持着清洁状态，有效地减少了故障率，延长了使用寿命；其次，传统的制冷作用完全有赖于环境空气的温度，所以制冷效率较低，机内的工作温度不可能低于环境温度。本发明因为电脑机箱和服务器机箱有了自身的专门制冷系统，大大提高了制冷效果，摆脱了对环境的依赖，即使在极其炎热的环境中，机箱的工作区(主区)内仍可维持着很低的温度，可以远远低于周围的环境温度，这样就能使各个硬件永远处于温度和清洁度皆为最佳的工作状态中。此外，很多单位是根据电脑和服务器的要求而安装空调的，如采用本发明的机箱，则降低了对安装空调的要求，很多单位的工作间就可以用风扇取代空调了，加之还降低了对环境清洁度的要求，所以对整个社会而言就起到了节能的效果。

传统的冷却方式中只要电脑和服务器是打开的，其中各个冷却风扇就一直不停在转，噪音影响也就一直存在。而本发明的制冷系统则是间歇工作的，当主区达到预设的温度低限值时，系统即停止了工作。从温度低限值上升到高限值则需要一定的时间，在此段时间内是没有噪音发生的。因此减低了对人员的影响。特别是本发明所采用的以半导体致冷器为主的制冷系统具有简单易行，成本低廉，运行安静(没有运动构件)且制冷效率高的特点，以较低的成本换取较高的使用价值是很合算的。

电脑主机机箱和服务器机箱的市场是非常大的，而且是世界性的。所以本发明可以带来很好的经济效益。进而言之，还将会带动一些辅助产品的生产，例如，制冷系统的各种器件的产品等，从而形成产业链。因此，带有自身专用制冷系统的电脑主机恒温机箱和服务器恒温机箱产品的出现对整体社会经济的发展也将是会有好处的。

Claims (4)

1.一种电脑及网络服务器用的恒温机箱，主要包括面板、前板、后板、底版、上盖板、左盖板、右盖板、支撑主板用的后槽形支撑板、与左支撑板共同支撑硬盘及各驱动器用的前槽形支撑板、左支撑板、小室隔板、各个板的隔热层、电源、专用的制冷系统、包括温度传感器在内的控温电气系统等，其特征是：机箱的内部空间分割成主区和副区，主区是安装各种硬件(电源、主板、硬盘及各种驱动器等)用的，副区主要是安装散热器件用的，主区以其与外界相隔的以及与副区相隔的各个板形成为封闭的空间，并且这些板都衬以隔热层，使得主区与外界间以及主区与副区间不能有空气和热量的交换，副区则开有与外界相通的孔或筛孔或开口或长槽或通道等；

2.权利要求1所述的恒温机箱，其特征是：在机箱内部用隔板围出一小室，该小室成为副区的一部分，小室与主区之间的隔板上也敷有隔热层；

3.权利要求1所述的恒温机箱，其特征是：机箱内有专门的制冷系统，该制冷系统主要包括吸热器件、散热器件、以及用以进行热量转输的中间介质等，吸热器件置于主区内，散热器件置于副区内，吸热器件从主区吸收的热量由中间介质转输到散热器件，再由散热器件释放到副区中，再由副区中流动的空气带到外界去；

4.权利要求1所述的恒温机箱，其特征是：机箱内有包括温度传感器在内的控温电气系统。

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