CN111655016B - 可分区散热的插箱以及机柜 - Google Patents

Abstract

一种可分区散热的插箱和柜机。所述柜机包括：多个插箱、风扇单元、隔离单元、其他功能单元。每个插箱包括：前插件、后插件、左侧板、右侧板以及母板。前插件的前表面、后插件的前表面、左侧板、右侧板组成前后左右四面封闭的腔体，腔体内设置母板，母板将腔体分为独立且前后左右四面封闭的前腔体和后腔体；前插件、后插件插接于母板上；前插件比后插件的发热损耗大；前插件插接于前腔体内，后插件插接于后腔体内。插箱的前腔体、风扇单元、隔离单元、其他功能单元沿机柜高度方向排列设置在机柜的前侧，构成一个自下而上、前后左右四面封闭的风道；多个插箱不连续排布，相邻插箱之间设置隔离单元或其他功能单元。

Description

可分区散热的插箱以及机柜

技术领域

本发明涉及一种通信机柜，特别是涉及一种可分区散热的机柜设计。

背景技术

电子设备在组装过程中，根据组装单元的尺寸和复杂程度的不同，将电子设备的组装分成不同的等级。第一级为元件级，它是最低的、不可分割的结构等级；第二级是电子模块插件级，用于组装和互联第一级元器件；第三级是插箱级，用于安装和互联第二级组装的模块或印制电路部件；第四级及更高层次的是柜级或系统级，它主要是通过电缆或连接器互联第二、第三级组装，并以电源馈电构成独立的有一定用途的仪器或设备。模块化插箱是实现电子产品标准化、通用化、系列化等三化的一种途径。模块插箱一般安装在机柜上共同组成一个机柜系统。

然而，多个插箱串联形成的机柜会存在散热问题，这是本领域一直亟需解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有的多个插箱串联形成的机柜存在的散热问题，本发明提供了一种可分区散热的柜机，所述柜机包括多个插箱、风扇单元、隔离单元、其他功能单元。

每个插箱包括：前插件、后插件、左侧板、右侧板以及母板。

其中，所述前插件的前表面、后插件的前表面、左侧板、右侧板组成前后左右四面封闭的腔体，所述腔体内设置所述母板，所述母板将所述腔体分为独立且前后左右四面封闭的前腔体和后腔体；所述前插件、所述后插件插接于所述母板上；所述前插件比所述后插件的发热损耗大；所述前插件插接于所述前腔体内，所述后插件插接于所述后腔体内。

其中，所述多个插箱的前腔体、风扇单元、隔离单元、其他功能单元沿机柜高度方向排列设置在所述机柜的前侧，构成一个自下而上、前后左右四面封闭的风道；所述多个插箱不连续排布，相邻插箱之间设置所述隔离单元或所述其他功能单元。

在一个实施例中，所述机柜沿柜深方向分为风道区、后插件区、接线或维护区，所述插箱的前腔体在风道区内，所述插箱的后腔体不在风道区内，其对应于后插件区。

在一个实施例中，所述隔离单元用于各插箱和单元之间的隔离，以减小风阻，使气流路径顺畅。

在一个实施例中，所述其他功能单元用于实现应用需要的其他功能，所述其他功能单元包括电路分断单元或功能保护单元。

在一个实施例中，所述风扇单元驱动产生负压，将冷空气经设置在所述机柜上的进风口抽入，先后冷却所述插箱的前腔体的各个前插件以及所述其他功能单元内的发热器件，加热后的热空气经设置于柜顶的出风口离开。

在一个实施例中，所述机柜的顶部具有出风口，所述出风口与所述风道区的顶部位置对应。

在一个实施例中，所述前插件中发热损耗大的前插件置于所述风扇单元的风扇正下方。

在一个实施例中，所述前腔体内的前插件均匀分布，避免冷风不经过前插件而从前腔体内的空白处流过。

在一个实施例中，所述插箱具有顶板和地板，顶板和地板均设通风网孔。

在一个实施例中，所述机柜具有进风口，设置在机柜底部的前、后、左、右四侧中的一侧。

本发明还提供了一种可分区散热的插箱，所述插箱包括：

前插件、后插件、左侧板、右侧板以及母板；

其中，所述前插件的前表面、后插件的前表面、左侧板、右侧板组成前后左右四面封闭的腔体，所述腔体内设置所述母板，所述母板将所述腔体分为独立且前后左右四面封闭的前腔体和后腔体；所述前插件、所述后插件插接于所述母板上；所述前插件比所述后插件的发热损耗大；所述前插件插接于所述前腔体内，所述后插件插接于所述后腔体内；

其中，所述插箱的前腔体与风扇单元、隔离单元、其他功能单元沿一机柜高度方向排列设置在所述机柜的前侧，构成一个自下而上、前后左右四面封闭的风道；所述插箱之间不连续排布，相邻插箱之间设置所述隔离单元或所述其他功能单元。

本发明提供的机柜具有多个前后对插式插箱，插箱内主要发热插件集中在插箱一侧；多个插箱单元串联时利用插箱的侧板、母板、插件等形成散热风道，能够提高散热效率；只将发热严重的插件设计在风道内可以降低所需风量，减小机柜噪音。本发明的机柜采用插箱串联散热还能够充分利用高度空间，不需要再配置额外的散热风道，从而节省机柜占地面积。

附图说明

本发明的以上发明内容以及下面的具体实施方式在结合附图阅读时会得到更好的理解。需要说明的是，附图仅作为所请求保护的发明的示例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的元素。

图1示出根据本发明一实施例的双向对插插箱的前轴侧视图(为便于显示内部结构，隐藏部分前插件，只显示一块前插件)；

图2示出根据本发明一实施例的双向对插插箱的后轴侧视图(为便于显示内部结构，隐藏部分后插件，只显示一块后插件)；

图3示出根据本发明一实施例的双向对插插箱的主视图；

图4示出根据本发明一实施例的双向对插插箱的俯视图；

图5示出根据本发明一实施例的机柜气流路径及分区图；

图6示出根据本发明一实施例的机柜轴侧视图。

具体实施方式

以下在具体实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的说明书、权利要求及附图，本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。

本发明提供一种前后对插式插箱，插箱内主要发热插件集中在插箱一侧；多个插箱单元串联时利用插箱的侧板、母板、插件等形成散热风道，能够提高散热效率；只将发热严重的插件设计在风道内可以降低所需风量，减小机柜噪音。本机柜采用插箱串联散热还能够充分利用高度空间，不需要再配置额外的散热风道，从而节省机柜占地面积。

图1和图2分别示出根据本发明一实施例的双向对插插箱的前轴侧视图和后轴侧视图。如图1、图2所示，插箱具有一前后左右四面密闭的腔体，腔体的上下面非密闭。插箱的腔体组成包括左侧板1、右侧板2、前插件4、后插件5。腔体内具有母板3。前插件4、后插件5通过连接器与母板3连接，前插件4、后插件5通过插箱12上的导轨、紧固螺钉可靠固定。

需要注意的是，为便于显示内部结构，图1隐藏了部分前插件，只显示一块前插件；图2隐藏部分后插件，只显示一块后插件。实际应用中，前插件和后插件均可以有多块。

图3示出根据本发明一实施例的双向对插插箱的主视图。结合图1-3，整个插箱12的左侧面由左侧板1组成，插箱12的右侧面由右侧板2组成，插箱12的前侧面由多块前插件4的前部表面以及可选的盲面板6组成，插箱12的后侧面由多块后插件5的前部表面以及可选的盲面板6组成。盲面板6是用于当多块前插件4之间或多块后插件5之间隔开插入时，为保证该面的密封性而加入的面板，其目的是保证插箱12的前后左右四个侧面形成一个密封腔体。同时，盲面板6还具有美观和保证电磁兼容的作用。

图4示出根据本发明一实施例的双向对插插箱的俯视图。如图4所示，从插箱俯视图看，插箱被母板3分为前后两个独立的前腔体8和后腔体7。前腔体的前后左右四面均封闭。可选地，后腔体的前后左右四面也均封闭。其中，前腔体8按需安装发热损耗大的前插件4，后腔体7按需安装发热损耗较小的后插件5。

图5示出根据本发明一实施例的机柜气流路径及分区图。图6示出根据本发明一实施例的机柜轴侧视图。如图5、图6所示，多个插箱12安装在机柜的前侧，插箱12沿机柜高度方向排列，各个插箱12之间还设计有风扇单元14、隔离单元13以及其他功能单元15/16。插箱12的前腔体、风扇单元14、隔离单元13、其他功能单元15/16构成一个自下而上、前后左右四面封闭的风道。整个风道除了上下不密闭需要气体流动之外，其前后左后四面均密闭。其中插箱12的前腔体8在风道区内，插箱12的后腔体7不在风道区内。前腔体8既作为安装插件的空间也作为风道的一部分。

风扇单元14设置于机柜9内，其驱动产生负压，将冷空气经设置在机柜9上的进风口10抽入，先后冷却插箱12的前腔体8的各个前插件4以及其他功能单元15/16内的发热器件，加热后的热空气经设置于柜顶的出风口17离开。

隔离单元13设置于机柜9内，用于各插箱和单元之间的隔离，以减小风阻，使气流路径顺畅。

其他功能单元15/16，用于实现所需要的其他功能，比如电路分断、功能保护等。

柜机沿柜深方向按照功能区可分为风道区、后插件区、接线/维护区。风道区对应由插箱12的前腔体、风扇单元14、隔离单元13、其他功能单元15/16构成的一个自下而上构成的风道。后插件区对应插箱12的后腔体的位置。接线/维护区对应剩余空间。

在一个实施例中，插箱没有顶板和地板。

在一个实施例中，插箱具有顶板和地板，顶板和地板均设通风网孔。

在一个实施例中，机柜9的进风口10可以设置在机柜的前门、后门(如图5所示)或前后门都设置，也可以设置在机柜左右两侧。当进风口设置在机柜后门(如图5所示)时，机柜的前部还需要对应设置密封钣金11(如图6所示)，以防止风道漏风。当进风口设置在机柜前门或者前后门都设置时，则可不需要密封钣金11。

在一个实施例中，机柜9的出风口可以设置在柜顶部，向前或向后出风。

在一个实施例中，为提高散热效率，插箱12设计时应考虑前腔体8内的前插件4的发热损耗，将损耗大的前插件4置于风扇单元14的风扇正下方。

在一个实施例中，前腔体8内的前插件4均匀分布，避免前腔体8出现前插件4集中布置，导致局部阻力增大，冷风不经过前插件4而从前腔体8内的空白处流过。前插件4的均匀分布，能使气流均匀通过各个前插件，充分利用冷风带走器件损耗。

在一个实施例中，为保证插箱12、其他单元之间气流路径通畅，插箱12之间不能连续布置而应设置隔离单元13或其他功能单元15/16。

在一个实施例中，机柜9内的插箱12可以是相同的，也可以是不同的。

本发明提供一种前后对插式、自身为散热风道一部分的插箱，该插箱包括左侧板1，右侧板2，前插件4，后插件5，母板3。所述前插件4的前表面、后插件5的前表面、左侧板、右侧板组成前后左右四面封闭的腔体，插箱12没有顶板和底板。插箱12被母板3分为前后两个独立且前后左右四面封闭的前腔体和后腔体，所述前插件、所述后插件插接于所述母板上；其中前腔体8按需安装发热损耗大的前插件4，后腔体7按需安装发热损耗较小的后插件5。前腔体8既作为安装插件的空间也作为风道的一部分。

在一个实施例中，所述插箱在数量上可以有多个。多个插箱12安装在机柜的前侧，插箱12沿机柜高度方向排列，插箱12的前腔体与风扇单元14、隔离单元13、其他功能单元15/16沿机柜高度方向排列设置在所述机柜的前侧，构成一个自下而上、前后左右四面封闭的风道；所述多个插箱不连续排布，相邻插箱之间设置所述隔离单元或所述其他功能单元。风道充分利用各个插箱或单元的本身的结构形成四面密闭的风道，不需要额外设置散热风道。

在一个实施例中，所述机柜沿柜深方向分为风道区、后插件区、接线或维护区，所述插箱的前腔体在风道区内，所述插箱的后腔体不在风道区内，其对应于后插件区。

在一个实施例中，所述隔离单元用于各插箱和单元之间的隔离，以减小风阻，使气流路径顺畅。

在一个实施例中，所述其他功能单元用于实现应用需要的其他功能，所述其他功能单元包括电路分断单元或功能保护单元。

在一个实施例中，所述风扇单元驱动产生负压，将冷空气经设置在所述机柜上的进风口抽入，先后冷却所述插箱的前腔体的各个前插件以及所述其他功能单元内的发热器件，加热后的热空气经设置于柜顶的出风口离开。

在一个实施例中，所述机柜的顶部具有出风口，所述出风口与所述风道区的顶部位置对应。

在一个实施例中，所述前插件中发热损耗大的前插件置于所述风扇单元的风扇正下方。

在一个实施例中，所述前腔体内的前插件均匀分布，避免冷风不经过前插件而从前腔体内的空白处流过。

在一个实施例中，插箱没有顶板和地板。

在一个实施例中，插箱具有顶板和地板，顶板和地板均设通风网孔。

在一个实施例中，所述机柜具有进风口，设置在机柜底部的前、后、左、右四侧中的一侧。

本发明提供的机柜具有多个前后对插式插箱，插箱内主要发热插件集中在插箱一侧；多个插箱单元串联时利用插箱的侧板、母板、插件等形成散热风道，能够提高散热效率；只将发热严重的插件设计在风道内可以降低所需风量，减小机柜噪音。本发明的机柜采用插箱串联散热还能够充分利用高度空间，不需要再配置额外的散热风道，从而节省机柜占地面积。

这里采用的术语和表述方式只是用于描述，本发明并不应局限于这些术语和表述。使用这些术语和表述并不意味着排除任何示意和描述(或其中部分)的等效特征，应认识到可能存在的各种修改也应包含在权利要求范围内。其他修改、变化和替换也可能存在。相应的，权利要求应视为覆盖所有这些等效物。

同样，需要指出的是，虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可做出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

Claims (12)

1.一种可分区散热的柜机，其特征在于，所述柜机包括：

多个插箱、风扇单元、隔离单元、其他功能单元；

每个插箱包括：

前插件、后插件、左侧板、右侧板以及母板；

其中，所述前插件的前表面、后插件的前表面、左侧板、右侧板组成前后左右四面封闭的腔体，所述腔体内设置所述母板，所述母板将所述腔体分为独立且前后左右四面封闭的前腔体和后腔体；所述前插件、所述后插件插接于所述母板上；所述前插件比所述后插件的发热损耗大；所述前插件插接于所述前腔体内，所述后插件插接于所述后腔体内；

其中，所述多个插箱的前腔体、风扇单元、隔离单元、其他功能单元沿机柜高度方向排列设置在所述机柜的前侧，构成一个自下而上、前后左右四面封闭的风道；所述多个插箱不连续排布，相邻插箱之间设置所述隔离单元或所述其他功能单元。

2.如权利要求1所述的可分区散热的柜机，其特征在于，所述机柜沿柜深方向分为风道区、后插件区、接线或维护区，所述插箱的前腔体在风道区内，所述插箱的后腔体不在风道区内，其对应于后插件区。

3.如权利要求1所述的可分区散热的柜机，其特征在于，所述隔离单元用于各插箱和单元之间的隔离，以减小风阻，使气流路径顺畅。

4.如权利要求1所述的可分区散热的柜机，其特征在于，所述其他功能单元用于实现应用需要的其他功能，所述其他功能单元包括电路分断单元或功能保护单元。

5.如权利要求1所述的可分区散热的柜机，其特征在于，所述风扇单元驱动产生负压，将冷空气经设置在所述机柜上的进风口抽入，先后冷却所述插箱的前腔体的各个前插件以及所述其他功能单元内的发热器件，加热后的热空气经设置于柜顶的出风口离开。

6.如权利要求1所述的可分区散热的柜机，其特征在于，所述机柜的顶部具有出风口，所述出风口与所述风道区的顶部位置对应。

7.如权利要求1所述的可分区散热的柜机，其特征在于，所述前插件中发热损耗大的前插件置于所述风扇单元的风扇正下方。

8.如权利要求1所述的可分区散热的柜机，其特征在于，所述前腔体内的前插件均匀分布，避免冷风不经过前插件而从前腔体内的空白处流过。

9.如权利要求1所述的可分区散热的柜机，其特征在于，所述插箱没有顶板和底板。

10.如权利要求1所述的可分区散热的柜机，其特征在于，所述插箱具有顶板和地板，顶板和地板均设通风网孔。

11.如权利要求1所述的可分区散热的柜机，其特征在于，所述机柜具有进风口，设置在机柜底部的前、后、左、右四侧中的一侧。

12.一种可分区散热的插箱，其特征在于，所述插箱包括：

前插件、后插件、左侧板、右侧板以及母板；

其中，所述前插件的前表面、后插件的前表面、左侧板、右侧板组成前后左右四面封闭的腔体，所述腔体内设置所述母板，所述母板将所述腔体分为独立且前后左右四面封闭的前腔体和后腔体；所述前插件、所述后插件插接于所述母板上；所述前插件比所述后插件的发热损耗大；所述前插件插接于所述前腔体内，所述后插件插接于所述后腔体内；

其中，所述插箱的前腔体与风扇单元、隔离单元、其他功能单元沿一机柜高度方向排列设置在所述机柜的前侧，构成一个自下而上、前后左右四面封闭的风道；所述插箱之间不连续排布，相邻插箱之间设置所述隔离单元或所述其他功能单元。

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