CN101742894B - 智能机柜 - Google Patents

Abstract

本发明是一种智能机柜，应用于航空、电力、通讯、计算机应用等领域。使用了本发明及其相关的技术方案，安装在机柜内的设备如服务器将不再为散热和噪音问题所困扰，机柜会帮助内部设备主动降温主动散热主动节能主动静噪，属全球首创，非常环保；使用了本发明及其相关的技术方案，柜内设备能够可靠工作在常温常压常湿的环境下，会节省巨额运营费用；使用了本发明及其相关的技术方案，楼层内柜与柜之间可以组网散热和静噪，层与层间的亦可形成大循环，并可与消防水系统等公共设施并网，能节省巨额投资和维护费用。

Description

智能机柜

技术领域

本发明是一种在节能静音方面表现突出的新型机柜，主要针对航空、电力、通讯、计算机应用领域。

背景技术

当前，在航空、电力、通讯、计算机等行业中，机柜里安装着许许多多重要的设备，承载着一系列重大的技术使命。比如在通讯机房和IT机房里，集中着几十面甚至上百面的机柜，每面机柜里都是好多套的关键设备在通电运行，常年都不间断，承载着地区或局部信息沟通的重任，打开柜门，都是热气袭人，噪音嗡嗡，为了保证这些设备的可靠工作，空调系统不间断工作以维持恒定的环境室温，送风系统不间断工作以维持较高的干燥度和空气对流，还有与之相配套的设施，造价和维护高昂，耗电量非常惊人。

当前大量使用的机柜仅仅被当作一个匣子一个盒子，对于内部设备的散热、节能和静音，作用微乎其微，不具备主动性的智慧。

发明内容

本发明是为针对上述缺点而提出的一套解决方案。

本发明的目的和优点，是为全球用户提供一种静音节能机柜，使柜内设备能够在常温常压常湿环境下可靠运行；而且柜柜间可联网实现大循环散热和降噪，并可与消防水系统等公共设施共网，以降低系统造价和运营成本，有效节省资源。

为实现上述目的，以服务器机柜为例，本发明采用如下技术方案：

附图说明

图1是本发明之单机柜整机示意图。

图2是本发明之单机柜设备安装示意图。

图3是本发明柜内设备之1U服务器CPU安装示意图。

图4是本发明之双机柜整机示意图。

图5是本发明之双机柜设备安装示意图。

图6是本发明之多柜循环冷却系统结构示意图。

图7是本发明之单机架示意图。

图8是本发明之单机架设备安装示意图。

图9是本发明之双机架示意图。

说明如下：

1金属柜体2柜体框架3凹型铝合金水箱4口型铝合金幕墙

5金属支架6带玻璃的前门7金属后门8合页

9阀门10底轮11门把手12L型铝合金板

13铝合金侧板141U服务器154U服务器16导热金属块

171U机箱底壳181U机箱面盖19服务器主机板20CPU

21螺丝22水池23水泵24管道

25单机柜26双机柜27线槽28底座

具体实施方案

请参照图1本发明之单机柜整机示意图所示，实例为IT机柜。

本发明之单体机柜由带玻璃的前门6、金属后门7和金属柜体1组成；通过前门6的玻璃，可以监测柜内设备的工作状况，金属后门7可以开关拆卸，方便接线，通过合页8，前门6和后门7固定在金属柜体1上；柜体1底部是开放式的，便于梳理电缆，柜体1底框固定着四个轮子，便于移动；金属柜体1内焊接着四根口型铝合金幕墙4，幕墙4上预留有孔位和矩形槽，用于固定金属支架；金属柜体1侧壁是铝合金侧板和凹型铝合金水箱3，水箱3的凹面上焊接着两根口型铝合金幕墙4，凹型铝合金水箱3有三个阀门9，两上一下，上阀门9，一个用于放气，一个用于上水。

请参照图2本发明之单机柜设备安装示意图所示，实例为IT机柜。

柜体框架2和铝合金侧板13组成图1的金属柜体1，柜体框架2焊接四根口型铝合金幕墙4，靠近后门7合页8焊接有线槽，下阀门9位于凹型铝合金水箱3的左下角；箱内示范安装了一台1U服务器和一台4U服务器，由如5的金属支架架在幕墙4间支撑着服务器，通过L型铝合金板12将服务器机箱铝合金顶盖与凹型铝合金水箱3面紧紧的连接在一起；通常凹型铝合金水箱3会充满冷却液如水，服务器机箱铝合金顶盖与主发热芯片如CPU表面也紧紧连接起来，参照图3；这样，CPU产生的热量，通过服务器机箱铝合金顶盖和L型铝合金板12，连续导向凹型铝合金水箱3，再向整个金属柜体传导，箱3中大量的水会吸收热量，抑制温度骤升，水箱3表面和服务器机箱铝合金顶盖会散发热量，金属柜体会散热，足以满足CPU等大功率主芯片的散热要求。

请参照图3是本发明柜内设备之1U服务器CPU安装示意图所示，实例为1U服务器。1U服务器CPU安装方法具备通用示范性，在航空、电力、通讯等各行业使用本发明智能机柜的柜内设备，必须如法炮制；

服务器主机板19装在1U服务器机箱内，两颗CPU20安放在服务器主机板19上，导热金属块16紧贴CPU20散热面用螺丝固定在服务器主机板19上，两个导热金属块16表面各有一螺丝孔，与铝合金顶盖的预留孔相对，用螺丝21可将二者连接，通过导热金属块16将CPU20和1U服务器机箱铝合金顶盖牢牢地连在一起；CPU20产生的热量，全部导向铝合金顶盖。

请参照图4是本发明之双机柜整机示意图所示，实例为IT一体双腔机柜。

本发明之双机柜由两扇带玻璃的前门6、两扇金属后门7和金属柜体1组成，形成两柜腔；前门6都有把手11，通过前门6的玻璃，可以监测柜内设备的工作状况，金属后门7可以开关拆卸，便于接线，通过合页8，前门6和后门7固定在金属柜体1上；柜体1底部是开放式的，便于梳理电缆，柜体1底框固定着八个轮子，便于移动，每个柜腔内焊接着一个线槽和4根口型铝合金幕墙4；金属柜体1中间是双凹型铝合金水箱3，两凹型表面各焊接两根口型铝合金幕墙4，幕墙4上预留有孔位和矩形槽，用于固定金属支架，凹型铝合金水箱3有三个阀门9，两上一下，上阀门9，一个用于放气，一个用于上水。

请参照图5是本发明之双机柜设备安装示意图所示，实例为IT一体双腔机柜。

柜体框架2和两块铝合金侧板13组成图4的金属柜体1，形成两个空腔，每个空腔内焊接四根口型铝合金幕墙4，靠近后门7的合页8内侧焊接有线槽，下阀门9位于凹型铝合金水箱3的左下角；空腔内示范安装了一1U服务器和一4U服务器，由如5的金属支架架在幕墙4间，通过L型铝合金板12将服务器机箱铝合金顶盖与凹型铝合金水箱3面紧紧的连接在一起；通常凹型铝合金水箱3会充满冷却液如水，服务器机箱铝合金顶盖与主发热芯片如CPU表面也紧紧连接起来，参照图3；这样，CPU产生的热量，通过服务器机箱铝合金顶盖和L型铝合金板12，连续导向凹型铝合金水箱3，再向整个金属柜体传导，箱3中大量的水会吸收热量，抑制温度骤升，水箱3表面和服务器机箱铝合金顶盖会散发热量，金属柜体会散热，足以满足CPU等大功率主芯片的散热要求。

请参照图6是本发明之多柜循环冷却系统结构示意图所示，实例为单层IT机房。

本发明之多柜循环冷却系统是由两水池22、水泵23、管道24、阀门9、单柜25和双柜26组成的封闭循环系统，两水池22有高度差，由高水池22向各排柜体顶部阀门9注入冷水，各排柜体底部阀门9将热水汇入低水池22，将许多如图1的单机柜25和如图4的双机柜26内安装之设备产生的热量，通过循环水吸收散发掉；水泵23提供循环动力，由低水池22向高水池22提水；每排每柜都可以由阀门9控制水循环的通断，维护方便灵活。

推而广之，单层可如此，多层亦可如此，乃至楼与楼、区与区......；同时，本发明之多柜循环冷却系统可与每栋楼的消防水系统共网，使用消防水池、管道和消防水泵，会节省好多投资；本循环系统与目前IT机房之冷却系统相比，就运营费用而言，前者不到后者的二十分之一。

请参照图7是本发明之单机架结构示意图所示，实例为IT机架。

机柜对于拥有多于十几套设备的用户比较适宜，比如大中型的企事业单位和团体；机架，最简易的机柜，其实就是机柜的框架，成本较低，散热效果非常好，依然以IT为例。单机架是由一凹型铝合金水箱3、一线槽27、一底座28、两根口型铝合金幕墙4和多组金属支架5组成；凹型铝合金水箱3有两个阀门9，一上一下，箱3由上阀门9充满水；线槽27有侧盖，与凹型铝合金水箱3连体；幕墙4开有固定孔，与金属支架5螺丝链接；金属支架5另端焊接在凹型铝合金水箱3上。

请参照图8是本发明之单机架设备安装示意图所示，实例为IT机架。

1U服务器和4U服务器，紧贴凹型铝合金水箱3壁，用螺丝固定在单机架幕墙4内侧，以防侧滑；L型铝合金板12，一边用螺丝连接凹型铝合金水箱3壁，一边用螺丝紧固服务器机箱铝合金顶盖下的、与CPU紧贴的导热块上；通过L型铝合金板12将CPU表面与凹型铝合金水箱3面紧紧的连接在一起，参照图3，通常凹型铝合金水箱3会充满冷却液如水；这样，CPU产生的热量，通过服务器机箱铝合金顶盖和L型铝合金板12，连续导向凹型铝合金水箱3，箱3中大量的水会吸收热量，抑制温度骤升，水箱3表面和服务器机箱铝合金顶盖会散发热量，足以满足CPU等大功率主芯片的散热要求。

请参照图9是本发明之双机架示意图所示，实例为IT机架。

本发明之双机架是由一凹型铝合金水箱3、一线槽27、一底座28、四根口型铝合金幕墙4和多组金属支架5组成；凹型铝合金水箱3有两个阀门9，一上一下，箱3由上阀门9充满水；线槽27有侧盖，与凹型铝合金水箱3连体；幕墙4开有固定孔，与金属支架5螺丝链接；金属支架5另端焊接在凹型铝合金水箱3上。

请参照上述所有的示意图，使用本发明可以省掉一系列如CPU等大功率主芯片的散热风扇和一系列如服务器机箱内的辅助风扇，去掉了雷鸣般的噪音；亦可以降低柜内设备正常工作所要求的环境标准，如空调温度和送风强度，节省很多电费和维护成本，具备散热降温节能静噪的主动性，所以称本发明为智能机柜。

Claims (12)

1.一种单机柜，是智能机柜的一种，应用于航空、电力、通讯和计算机领域；单机柜包含一底空的金属柜体，金属柜体包含一柜体框架和一铝合金侧板，柜体框架前后有门：带玻璃的前门和金属后门，柜底装有四个底轮，柜内有线槽；其特征在于：该单机柜还包含：

至少一L型铝合金板，

一凹型铝合金水箱；

其中，凹型铝合金水箱作为一侧壁、和铝合金侧板、柜体框架形成一空腔，构成金属柜体，L型铝合金板分别与凹型铝合金水箱凹面、柜内设备顶盖连接在一起。

2.根据权利要求1所述的单机柜，所述凹型铝合金水箱的特征还在于：它有三个阀门，上二下一，上阀之一用于放气，上阀之二用于上水；它有一个面向柜内的凹面；它内部要充满冷却液。

3.根据权利要求1所述的单机柜，所述L型铝合金板的特征在于：它整体绝缘；它冲有将凹型铝合金水箱与柜内设备高导热率金属顶盖连接在一起的固定孔；它与柜内设备一一对应。

4.根据权利要求3所述的单机柜，所述柜内设备的特征在于：它内部的关键发热元器件必须与它的高导热率金属材质的顶盖紧密相连；它是1U服务器，金属支架架在幕墙(4)间支撑着该1U服务器，通过L型铝合金板(12)将该1U服务器机箱铝合金顶盖与凹型铝合金水箱(3)面紧紧的连接在一起；该1U服务器机箱铝合金顶盖与主发热芯片表面也紧紧连接起来，通过导热金属块(16)。

5.根据权利要求1所述的单机柜，其特征还在于：它可以简化为成本很低的单机架；该单机架，其凹型铝合金水箱与金属底座焊接在一起，有一凹面，凹面上焊接有多组金属支架，每组包括的两平行金属支架的另一端，分别固定在两根口型金属幕墙上，且凹型铝合金水箱焊有上、下两阀门，后侧是线槽。

6.一种双机柜，是智能机柜的一种，应用于航空、电力、通讯和计算机领域；双机柜包含一底空的金属柜体，金属柜体包含一柜体框架和二铝合金侧板，柜体框架前后各有两扇门：二带玻璃的前门和二金属后门，柜体底部装有八个底轮，柜内有线槽；其特征在于：该双机柜还包含：

至少一L型铝合金板，

一双凹型铝合金水箱；

其中，双凹型铝合金水箱作为间墙，和二铝合金侧板及柜体框架形成二柜腔，构成金属柜体，L型铝合金板分别与双凹型铝合金水箱凹面、柜内设备高导热率金属顶盖连接在一起。

7.根据权利要求6所述的双机柜，所述双凹型铝合金水箱的特征在于：它有三个阀门，上二下一，上阀之一用于放气，上阀之二用于上水；它有二个面向柜内的凹面；它内部要充满冷却液。

8.根据权利要求6所述的双机柜，所述L型铝合金板的特征在于：它整体绝缘；它冲有将双凹型铝合金水箱与柜内设备高导热率金属顶盖连接在一起的固定孔；它与柜内设备一一对应。

9.根据权利要求6所述的双机柜，其特征还在于：它可以简化为成本很低的双机架；该双机架，其双凹型铝合金水箱与金属底座焊接在一起，有背对的两凹面，每个凹面上焊接有多组金属支架，每组包括的两平行金属支架的另一端，分别固定在两根口型金属幕墙上，且双凹型铝合金水箱焊有上、下两阀门，后侧是线槽。

10.根据权利要求1所述的单机柜或权利要求6所述的双机柜，其特征还在于：它们通过凹型或双

凹型铝合金水箱的上阀门之间和下阀门之间管道联通，柜与柜可组成柜排，排与排可组成柜阵，阵与阵可组成柜层。

11.根据权利要求10所述的单机柜或双机柜，所述柜排、柜阵、柜层的特征在于：它们通过管道、阀门、上下水池和水泵连接组网形成大的循环散热系统，铝合金水箱中的水循环会带走柜内设备发热部件产生的热量。

12.根据权利要求11所述的单机柜或双机柜，所述循环散热系统的特征在于：它可与消防水系统公共设施共网，而且能够保证柜内设备在常温常湿的环境中可靠运行，可大大降低投资费用和运营成本。