CN107509362A - 一种相变冷却型电子机箱 - Google Patents

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殷海林
缪红建
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Abstract

本发明公开了一种相变冷却型电子机箱，包括箱体和设置于所述箱体内的相变冷板，所述箱体的左侧板、右侧板、顶板以及所述相变冷板内部中空且填充有导热工质，所述左侧板、所述顶板和所述右侧板连通，所述箱体顶部设置有风冷装置，所述风冷装置包括设置于所述箱体顶部的风冷散热翅片以及风扇。本发明利用相变传热代替传统的金属传热，降低了热阻，提高了传热效率。

Description

一种相变冷却型电子机箱
技术领域
本发明涉及一种机箱，尤其涉及一种相变冷却型电子机箱。
背景技术
随着电气技术的不断发展，电气元件向着体积更小、集成度更高、工作运行速度更快、功率密度更大的方向发展。这都意味着电气元件在工作时，更大热流密度的产生。然而，电气元件产生的热量不能让它累积在电气元件和电子机箱中，必须有效地散发出去，否则高热量的工作环境下，会降低电气元件的性能与工作寿命，甚至可能使电气元件损坏。
传统的机箱散热通常是采用金属传热的方式，热阻高，传热效率慢，远无法满足现有电气元件的散热需求。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种相变冷却型电子机箱，利用相变传热代替传统的金属传热，降低了热阻，提高了传热效率。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种相变冷却型电子机箱，包括箱体和设置于所述箱体内的相变冷板，所述箱体的左侧板、右侧板、顶板以及所述相变冷板内部中空且填充有导热工质，所述左侧板、所述顶板和所述右侧板连通，所述箱体顶部设置有风冷装置，所述风冷装置包括设置于所述箱体顶部的风冷散热翅片以及风扇。
上述的一种相变冷却型电子机箱，其中，所述箱体顶部和所述风冷装置之间还设置有水冷装置。
上述的一种相变冷却型电子机箱，其中，所述箱体内设置有若干隔板，且所述隔板和所述箱体的底板内部中空并填充有导热工质，所述底板和所述顶板通过所述隔板连通。
上述的一种相变冷却型电子机箱，其中，所述相变冷板和所述隔板贴合。
上述的一种相变冷却型电子机箱，其中，所述箱体底部设置有所述风冷装置和所述水冷装置，且所述水冷装置位于所述底板和所述风冷装置之间。
上述的一种相变冷却型电子机箱，其中，所述水冷装置包括均匀铺设的冷却水流道，所述冷却水流道与外界水源连接。
上述的一种相变冷却型电子机箱，其中，所述水冷装置包括设置于所述箱体顶部的水冷冷凝器。
上述的一种相变冷却型电子机箱，其中，所述相变冷板可拆卸地设置于所述箱体内。
上述的一种相变冷却型电子机箱，其中，所述导热工质为水。
采用以上技术方案，能够达到如下有益效果：
1、本发明利用相变传热代替传统的金属传热，降低了热阻，提高了传热效率；
2、本发明同时具备风冷和液冷散热，大幅提高散热效率，降低电子元件温度，提高使用寿命，同时也为提高设备功率提供了有利条件；
3、本发明相变冷板和隔板贴合传热，传热面积增大，提高传热效率。
附图说明
图1是本发明实施例一中相变冷却型电子机箱的结构示意图；
图2是本发明实施例二中相变冷却型电子机箱的结构示意图；
图3是本发明实施例三中相变冷却型电子机箱的结构示意图；
图4是本发明实施例四中相变冷却型电子机箱的结构示意图；
图5是本发明实施例四中相变冷却型电子机箱的冷却水流道结构示意图；
图6是本发明实施例五中相变冷却型电子机箱的结构示意图；
图7是本发明实施例五中相变冷却型电子机箱的侧视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
实施例一
如图1所示，一种相变冷却型电子机箱，包括箱体1和设置于箱体1内的相变冷板2，其中，箱体1的左侧板11、右侧板12、顶板13以及相变冷板2内部中空且填充有导热工质，导热工质是能够相变的液体，比如水等，箱体1的左侧板11、顶板13和右侧板12连通，使得内部的导热工质能够流通，在箱体1的顶部设置有风冷散热翅片3，能够增大换热面积，通过外界的风扇（图中为示出）能够达到较佳的散热效果。
在具体运行的时候，电气元件散发出来的热量由相变冷板2内的导热工质吸收，导热工质在吸收热量之后由液态蒸发变成汽态，并上升至相变冷板2顶部，相变冷板2顶部和箱体1的顶板13贴合，并采用可拆卸的连接方式，两者之间能够传热，顶板1内的导热工质吸收相变冷板2的热量，相变冷板2内的导热工质冷凝并回流重新吸收电气元件的热量，顶板1内的导热工质蒸发成汽态，并通过风冷散热翅片3冷凝。由于箱体1的左侧板11、顶板13和右侧板12连通，因此，在电气元件的散热量大的情况下活着相变冷板2较少的情况下，热量能够扩散至整个顶板13和侧板，增加散热面积，提高散热效率。
实施例二
如图2所示，本实施例中的相变冷却型电子机箱，其结构与实施例一中的大致相同，唯一的区别在于：箱体1只有顶板13设计成中空的，内部填充有导热工质，在箱体1的顶部设置有水冷装置4，水冷装置4优选为均匀铺设于箱体1顶部的冷却水流道，且冷却水流道与顶板13贴合。
在具体运行的时候，其工作原理与实施例一的大致相同，区别在于传递到顶板13内的热量通过导热工质吸收后，导热工质蒸发成汽态，经过冷却水流道进行冷凝，大幅提高散热效率，降低电子元件温度，提高使用寿命，同时也为提高设备功率提供了有利条件。
当然，为了达到更好的散热效果，箱体1的左侧板11、顶板13和右侧板12可以设计成实施例一中的样子，内部中空且连同，内部填充导热工质。
实施例三
如图3所示，本实施例中的相变冷却型电子机箱，其结构与实施例二中类似，箱体1的左侧板11、顶板13、右侧板12以及底板14内部中空并连通，内部填充导热工质，在箱体1内设置有若干隔板15，且隔板15内部同样中空并填充导热工质，且隔板15连通顶板13和底板14，箱体1内的相变冷板2和隔板15贴合设置，在箱体1顶部与实施例二中的相同，同样设置水冷装置4，优选采用冷却水流道。
在具体运行的时候，由于设置有若干隔板15，且隔板15和相变冷板2贴合设置，因此，相变冷板2内的导热工质吸收热量后，成为汽态上升，并将热量传递至顶板13外，还能够直接传递给隔板15，由于隔板15和顶板13连通，因此，内部的导热工质作用下，也能够最终传递至顶板13，此时顶板13处的导热工质吸热后呈汽态，然后通过箱体1顶部的冷却水流道进行冷凝。相变冷板2与隔板15贴合传热，较相变冷板2与顶板13贴合传热，传热面积增大约6倍，解决了相变冷板2与箱体1传热遇到瓶颈的问题。
实施例四
如图4和图5所示，本实施例中的相变冷却型电子机箱，包括箱体1和设置于箱体1内的相变冷板2，其中，箱体1的顶板13和底板14以及箱体1内的相变冷板2内部中空并填充有导热工质，在箱体1的顶部和底部分别设置有水冷装置4，水冷装置4优选采用冷却水流道，冷却水流道分别贴合顶板13和底板14，且冷却水流道与外界水源连接，在箱体1的顶部和底部还设置有风冷装置，风冷装置包括固定于冷却水流道上的风冷散热翅片3以及风扇5。
在具体运行的时候，其原理与上述的实施例中基本相同，区别点在于，本实施例中水冷为主要冷却方式，风冷未应急冷却措施，当没有水源时，可以利用风源冷却汽态的导热工质，最终实现冷却的功能，需要说明的是，本实施例的相变冷却型电子机箱适用于淡水水源的环境。
实施例五
如图6和图7所示，本实施例中的相变冷却型电子机箱，包括箱体1和设置于箱体1内的相变冷板2，其中，箱体1的顶板13以及相变冷板2内部中空，并填充有导热工质， 在箱体1顶部设置有冷凝器6，冷凝器6采用常规的壳管式结构，同时，在箱体1顶部还设置有风冷装置，该风冷装置与实施例四中的相同，同样包括设置于顶板13上的风冷散热翅片3以及风扇5。
本实施方式的工作原理与上述实施方式中的相同，区别点在于，将冷却水流道替换成了冷凝器6，对冷却液没有特殊的要求，可以直接通入海水等冷却液。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种相变冷却型电子机箱，其特征在于：包括箱体和设置于所述箱体内的相变冷板，所述箱体的左侧板、右侧板、顶板以及所述相变冷板内部中空且填充有导热工质，所述左侧板、所述顶板和所述右侧板连通，所述箱体顶部设置有风冷装置，所述风冷装置包括设置于所述箱体顶部的风冷散热翅片以及风扇。
2.根据权利要求1所述的一种相变冷却型电子机箱，其特征在于：所述箱体顶部和所述风冷装置之间还设置有水冷装置。
3.根据权利要求1所述的一种相变冷却型电子机箱，其特征在于：所述箱体内设置有若干隔板，且所述隔板和所述箱体的底板内部中空并填充有导热工质，所述底板和所述顶板通过所述隔板连通。
4.根据权利要求3所述的一种相变冷却型电子机箱，其特征在于：所述相变冷板和所述隔板贴合。
5.根据权利要求2所述的一种相变冷却型电子机箱，其特征在于：所述箱体底部设置有所述风冷装置和所述水冷装置，且所述水冷装置位于所述底板和所述风冷装置之间。
6.根据权利要求5所述的一种相变冷却型电子机箱，其特征在于：所述水冷装置包括均匀铺设的冷却水流道，所述冷却水流道与外界水源连接。
7.根据权利要求2所述的一种相变冷却型电子机箱，其特征在于：所述水冷装置包括设置于所述箱体顶部的水冷冷凝器。
8.根据权利要求1所述的一种相变冷却型电子机箱，其特征在于：所述相变冷板可拆卸地设置于所述箱体内。
9.根据权利要求1所述的一种相变冷却型电子机箱，其特征在于：所述导热工质为水。
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