CN103841792A - 散热系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种散热系统，所述散热系统包括：机箱，用于容置呈正交结构的单板，所述单板包括竖插板；第一风扇组，装设于所述机箱正面上部的第一进风管道内，用于向所述机箱导入空气；导风腔体，装设于所述机箱内，用于将所述第一风扇组导入机箱的空气传送至所述竖插板上的器件进行散热。本发明实施例的散热系统实现了对基于正交架构的通信系统设备中竖插板上的热点器件独立供风，打破了器件的上下温度级联，节省了导热空间，提高了系统的散热能力。

Description

散热系统

技术领域

本发明涉及通信设备领域，特别是一种基于单板正交架构的具有U型或π形风道的散热系统。

背景技术

正交架构是当前通信系统中一种比较流行的连接主控部件与若干功能部件的连接结构。这种单板的正交结构可以通过采用前插板竖插、后插板横插或者采用前插板横插、后插板竖插的单板排布方式来实现。在上述实现方式中，其散热系统通常采用Z型风道的设计。以前插板横插、后插板竖插的方式为例，如图1所示，单板包括前插板11、后插板12，它们分别插在机箱10中的背板14的两侧，其中前插板11为采用横插方式，后插板12为采用竖插方式。当系统工作时，风扇15向外吹风，从而带动空气从机箱10底部的进风口13进入机箱10，按照图1中箭头指示方向，经过后插板12上的热点器件121、122、123，再经过热点器件124、125、126之后由风扇向外吹出。由此在后插板上的形成了上下器件的温度级联，直接影响到靠上部的热点器件124、125、126的散热效果。此外，系统采用下部进风上部出风的设计，需要留出4U进风口空间和4U出风口空间，占用的空间面积较大。

发明内容

本发明的第一目的是解决现有技术散热过程中竖插板上下器件温度级联散热效果不好的问题。

本发明的第二目的是解决现有技术散热系统占用空间大的问题。

在第一方面，本发明提供了一种散热系统，包括：

机箱，用于容置呈正交结构的单板，所述单板包括竖插板；

第一风扇组，装设于所述机箱正面上部的第一进风管道内，用于向所述机箱导入空气；

导风腔体，装设于所述机箱内，用于将所述第一风扇组导入机箱的空气传送至所述竖插板上的器件进行散热。

在第二方面，本发明提供了一种散热系统，包括：

机箱，用于容置呈正交结构的单板，所述单板至少包括上下堆叠的第一竖插板和第二竖插板；

第三进风管道和第四进风管道，所述第三进风管道位于所述第一竖插板上方，所述第四进风管道位于所述第二竖插板下方，用于空气经过所述第三进风管道和第四进风管道进入所述机箱；

出风口，设置于机箱背面的中部，用于将所述机箱内的空气排出；

风扇组，装设于第三进风管道和第四进风管道，和/或出风口内，用于将空气由所述第三进风管道和第四进风管道吸入和/或从出风口排出；

其中第三进风管道和第四进风管道，第一竖插板和第二竖插板相对于所述出风口的排列结构使得第三进风管道和第四进风管道的空气分别经过第一竖插板和第二竖插板后由出风口排出。

应用本发明实施例提供的散热系统，实现了对基于单板正交架构的通信设备中竖插板上的热点器件独立供风，打破了器件的上下温度级联，同时节省了散热空间，提高了系统的散热能力。

附图说明

图1为现有技术Z型风道散热系统的结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的U型风道散热系统的剖面结构侧视图；

图2a为图2所示散热系统的演变形式之一；

图2b为图2所示散热系统的演变形式之二；

图3为本发明实施例二提供的π型风道散热系统的剖面结构侧视图；

图3a为图3所示散热系统的演变形式之一；

图4a为本发明实施例三提供的π型风道散热系统剖面结构侧视图之一；

图4b为本发明实施例三提供的π型风道散热系统剖面结构侧视图之二；

图4c为本发明实施例三提供的π型风道散热系统剖面结构侧视图之三。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

本发明实施例提供的散热系统，通过采用导风装置实现对基于正交架构的通信设备中竖插板上各个串联的热点器件进行独立供风，打破器件间上下温度级联，此外通过采用U型风道结构实现竖插板散热能力的提升以及散热系统高度尺寸的减小，或者通过采用π型的风道结构实现更好的散热效果。

为方便进行说明，现定义下述各实施例附图中左侧为机箱正面，右侧为机箱背面，各示意图的正视方向为机箱左侧面方向，所示均为剖面图。下文中各实施例及示意图均遵循此规定的方位进行说明，不再一一赘述。

图2为本发明实施例一提供的一种U型风道的散热系统的剖面结构侧视图，如图2所示，本实施例一的散热系统包括：机箱20、导风腔体23和第一风扇组25。

机箱20为长方体结构，机箱20正面的顶部预留有装入第一风扇组25的第一进风管道，机箱20的背面可以具有多个散热孔（图中未示出，参考机箱背面箭头指示）。横插板21与竖插板22置于机箱20内，通过背板24相互插接或者相互之间直接插接形成正交结构。

导风腔体23置于每两个竖插板22之间，可以装设在机箱20的框架上或者装设在竖插板22上，其顶部开口与装有第一风扇组25的第一进风管道相连接。导风腔体23的形状可以是柱状、台状或定制的不规则形状。在一个例子中，如图2所示，导风腔体23为柱状结构，在侧壁上具有多个朝向机箱背面方向的侧壁开孔（图中未示出，可参考导风腔体向竖插板的箭头位置）；在另一个例子中，如图2a所示，导风腔体23为台状结构，其前、后、顶、底四个面为长方形，左、右两个面为梯形，在其侧壁上具有多个朝向机箱背面方向的侧壁开孔，此外还可以具有多个直接朝向后插板热点器件的壁面开孔，便于直接对热点器件送风，增强散热效果。

当散热系统工作时，第一风扇组25带动空气从机箱20外部经第一风扇组25吸入机箱20内，经过第一进风管道进入导风腔体23，由导风腔体23的多个侧壁开孔直接吹向竖插板22上的各个热点器件221～226，向每一个热点器件独立供风，帮助器件散热。然后再由机箱20背面的散热孔（图中未示出，参考机箱背面箭头指示）排出。上述散热气流流经的风道呈U型结构。当机箱20背面的散热孔开孔不足、不能开孔、或需求增大出风量时，还可以利用如图2a、2b中所示的利用机箱顶部风道向机箱外部排风，帮助增强出风量。

导风腔体23的侧壁开孔出风量和出风方向可以由风量管理装置（图中未示出）来控制。风量管理装置的具体实现方式可以有多种，例如：设定不同孔径或开孔数的侧壁开孔，或者采用空气流量调节阀的方式通过控制调节阀打开的大小和角度来控制出风量。

在导风腔体23的进风量足够的情况下，导风腔体23内压力较大，不受出风损耗的影响，形成均压腔体。当各个出风孔孔径都一样的情况下，经各个出风孔的出风量也是一样的。此时配合风量管理装置，可以方便的实现根据各个热点器件发热量的不同提供不同出风量，用以对每个器件单独送风进行散热。

在一个例子中，如图2b所示，导风腔体23底部具有导风管26，将导风腔体23中的部分空气导出至竖插板22，沿竖插板22自下而上方向排出。这种U型的导风设计利用自下而上的气流携带导风腔体23侧壁开孔直接吹向热点器件上的气流，有助于气流更快速的流向上方的出风口，同时还可对221～226后侧器件（如光模块等）形成独立供风，改善温度级联，达到更好的散热效果。

本发明实施例一的方案，通过采用导风腔体的设计，实现了一种上方进风，上方出风的U型结构的散热系统，与传统Z型散热系统相比，节省了下部的空间，在空间上减小了4U的高度，同时实现了对后插板热点器件的独立供风，打破器件间上下温度级联，达到更好的散热效果。

当通讯系统设备采用大功率器件单板，提出更高的散热要求时，可以基于上述实施例一的基础上拓展进风出风面积，采用一种π型结构的散热系统大幅度的提升系统的散热性能。图3为本发明实施例二提供的一种π型结构的散热系统的剖面结构侧视图，如图3所示，本实施例二的散热系统包括：机箱30、导风腔体33、第一风扇组35第二风扇组35’和风量管理装置（图中未示出）。

其中，导风腔体33和风量管理装置与实施例一中的相应装置完全相同，不再赘述。

机箱30正面的顶部预留有装入第一风扇组35的第一进风管道，底部预留有装入第二风扇组35’的第二进风管道，第一、第二进风管道内除容纳风扇外还可以装入消声结构腔体，有利于系统的降噪设计。机箱30的背面可以具有多个散热孔（图中未示出，参考机箱背面箭头指示），第一、第二出风管道与机箱外部连通，也可用于安装第三风扇组。横插板31与竖插板32置于机箱30内，通过背板34相互插接或者相互之间直接插接形成正交结构。

当散热系统工作时，机箱30外部的空气经第一风扇组35和第二风扇组35’吸入机箱30内，经过第一进风管道和第二进风管道从上下两端进入导风腔体33，此时导风腔体33内的压力较大，形成均压腔体，空气通过导风腔体33的侧壁开孔直接吹向竖插板32上的各个热点器件321～326，向每一个热点器件独立供风，帮助器件散热，然后再由机箱30背面的散热孔（图中未示出）以及机箱背面顶部及底部的风道向机箱外部排出。在一个例子中，如图3a所示，在机箱背面第一、第二出风管道里装设了第三风扇组36，用于帮助增强出风量和空气流速，进一步提升散热效果。上述散热气流流经的风道呈横放的π型结构。

通过采用这种π型结构的散热系统，不但实现了对热点器件的独立供风，打破器件间上下温度级联，而且在与传统Z型散热结构占用空间相同的情况下，系统的进风量出风量都增大了一倍，有效的增强了散热效果。

当通讯系统设备采用上下对接单板具有堆叠结构时，可以基于上述实施例二提供的π型散热结构进行简化，演变出一种适用于单板堆叠结构的π型散热系统。图4a-4b为本发明实施例三提供的π型风道散热系统剖面结构侧视图，如图所示，本实施例三的散热系统包括：机箱40、第三进风管道41、第四进风管道41’、第三出风管道42和风扇组43。

机箱40为长方体结构，机箱40正面的顶部和底部分别预留有第三进风管道41和第四进风管道41’，机箱40背面预留有一个第三出风管道42，位于第一竖插板44和第二竖插板45的中间，此外机箱40背面还可以具有多个散热孔。

在一个例子中，如4a所示，风扇组43分别装设于两个进风口41、41’内。当散热系统工作时，风扇组43工作带动空气留流动进入机箱40，其中，第三进风管道41进入的空气经过第一竖插板44对第一竖插板44上的器件散热；第四进风管道41’进入的空气经过第二竖插板45对第二竖插板45上的器件散热，再由第三出风管道42排出。机箱40背面还有多个散热孔，帮助机箱40散热。

在另一个例子中，如4b所示，风扇组43装设于第三出风管道42内。当散热系统工作时，风扇组43工作带动空气流动进入机箱40，其中，第三进风管道41进入的空气经过第一竖插板44对第一竖插板44上的器件散热、第四进风管道41’进入的空气经过第二竖插板45对第二竖插板45上的器件散热，再经由设置于第三出风管道42的风扇组43向外排出。

在又一个例子中，风扇组43装设于第三进风管道41、第四进风管道41’和第三出风管道42内。装设于第三进风管道41和第四进风管道41’内的风扇组43将外部的空气导入机箱40，其中，第三进风管道41进入的空气经过第一竖插板44对第一竖插板44上的器件散热、第四进风管道41’进入的空气经过第二竖插板45对第二竖插板45上的器件散热，再经由装设于第三出风管道42内的风扇组43将机箱40内的空气排到外部。由此增强散热系统的气流流动，能够进一步改善散热效果。

在上述三个例子中，两组竖插板44和45共用同一个出风管道42，节省了一定的导热空间。通过采用上述几种π型结构的散热系统，实现了对堆叠结构的每块竖插板独立供风，打破堆叠架构竖插板间上下温度级联，有效的增强了散热效果。

当系统具有两块以上堆叠单板，要求对多块单板散热时，可以采用在上述π型散热系统的基础上增加进/出风管道及风扇的方案来解决。下面以三块竖插板堆叠的情况为例进行说明。

如图4c所示，通讯系统包括第一竖插板44、第二竖插板45、第三竖插板46，呈堆叠放置。

机箱40正面的顶部和底部分别预留有第三进风管道41和第四进风管道41’，机箱40背面预留有一个第三出风管道42，位于第一竖插板44和第二竖插板45的中间，此外，机箱40背面还预留有一个第四出风管道42’，位于第一竖插板44和第三竖插板46的中间。

风扇组43分别装设于两个进风口41、41’内。当散热系统工作时，风扇组43工作带动空气留流动进入机箱40，其中，第三进风管道41进入的空气经过背面上的开孔分为两部分，一部分向上经过第三竖插板46对地三竖插板46上的器件散热，再由第四出风管道42’排出；另一部分向下经过第一竖插板44对第一竖插板44上的器件散热，再由第三出风管道42排出；第四进风管道41’进入的空气经过第二竖插板45对第二竖插板45上的器件散热，再由第三出风管道42排出。

由此，实现了对三层堆叠结构的每个竖插板独立散热，打破堆叠架构竖插板间上下温度级联，有效的增强了散热效果。另外在上述例子中，两组竖插板44和45共用同一个出风管道42，两组竖插板44和46共用同一个进风管道41，也节省了一定的导热空间。

根据本发明实施例给出的上述几种π型结构的散热系统，可以很容易的扩展出适用于更多单板堆叠架构的、对每块竖插板独立供风的π型散热系统。

虽然前文以机箱前侧为横插板，后侧为竖插板为例对本发明的实施例进行了详细讨论，但是需要指出的是，本发明同样适用于前侧为竖插板，后侧为横插板的情形。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种散热系统，其特征在于，所述散热系统包括：

机箱，用于容置呈正交结构的单板，所述单板包括竖插板；

第一风扇组，装设于所述机箱正面上部的第一进风管道内，用于向所述机箱导入空气；

导风腔体，装设于所述机箱内，用于将所述第一风扇组导入机箱的空气传送至所述竖插板上的器件进行散热。

2.根据权利要求1所述的散热系统，其特征在于，所述导风腔体具有中空的柱状或台状的腔体结构。

3.根据权利要求1所述的散热系统，其特征在于，所述导风腔体的侧壁具有出风孔，用于将导风腔体内的空气传送至所述后插板的器件上。

4.根据权利要求1所述的散热系统，其特征在于，所述导风腔体的底部具有导风管，用于将导风腔体的空气通过所述导风管传送至竖插板的器件上进行散热。

5.根据权利要求1所述的散热系统，其特征在于，所述散热系统还包括与所述第一进风管道处于同一水平位置的的第一出风管道，用于将流经所述单板的空气排出机箱。

6.根据权利要求1所述的散热系统，其特征在于，所述散热系统还包括第二风扇组，所述第二风扇组装设于机箱正面下部的第二进风管道内，用于向所述导风腔体导入空气。

7.根据权利要求6所述的散热系统，其特征在于，所述散热系统还包括与第二进风管道处于同一水平位置的第二出风管道，用于将流经所述单板的空气排出机箱。

8.根据权利要求5或7所述的散热系统，其特征在于，所述散热系统还包括第三风扇组，所述第三风扇组装设于所述第一出风管道和/或第二出风管道内，用于将空气导出机箱。

9.根据权利要求1所述的散热系统，其特征在于，所述机箱背面面板上具有用于排出热风的散热孔。

10.根据权利要求1所述的散热系统，其特征在于，所述散热系统还包括风量管理装置，用于所述导风腔体的出风控制。

11.一种散热系统，其特征在于，所述结构包括：

机箱，用于容置呈正交结构的单板，所述单板至少包括上下堆叠的第一竖插板和第二竖插板；

第三进风管道和第四进风管道，所述第三进风管道在高度上位于所述第一竖插板上方，所述第四进风管道在高度上位于所述第二竖插板下方，用于空气经过所述第三进风管道和第四进风管道进入所述机箱；

所述第三出风管道，设置于机箱背面，位于所述第一竖插板和第二竖插版之间的水平位置，用于将所述机箱内的空气排出；

风扇组，装设于所述第三进风管道和第四进风管道，和/或所述第三出风管道内，用于将空气由所述第三进风管道和第四进风管道吸入和/或从所述第三出风管道排出；

其中第三进风管道和第四进风管道，第一竖插板和第二竖插板相对于所述第三出风管道的排列结构使得第三进风管道和第四进风管道的空气分别经过第一竖插板和第二竖插板后由第三出风管道排出。

12.根据权利要求11所述的散热系统，其特征在于，所述机箱背面面板上具有用于排出热风的散热孔。

13.根据权利要求11所述的散热系统，其特征在于，所述机箱的单板还包括堆叠在所述第一竖插板上方的第三竖插板。

14.根据权利要求13所述的散热系统，其特征在于，所述散热系统还包括第四出风管道，设置于所述机箱背面，在高度上位于所述第一竖插板和第三竖插版之间，用于将所述机箱内的空气排出。

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