CN112135495A - 一种组合式模块化1u散热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种组合式模块化1U散热装置，本发明的散热装置包括导流框、竖直通风模块和水平通风模块；所述竖直通风模块和水平通风模块均安装在所述导流框；所述导流框用于实现上下机箱间的自然倒流散热；所述竖直通风模块用于实现竖直方向的强制风冷散热；所述水平通风模块用于实现水平方向的强制风冷散热；所述竖直通风模块和水平通风模块均采用独立的控制单元，通过控制竖直通风模块和水平通风模式的工作模式，能够实现多种散热方式。本发明采用组合式模块化设计，可在1U高度的安装空间内实现上下机箱间的自然导流散热或强制风冷散热，并可根据需要调整强制通风量。

Description

一种组合式模块化1U散热装置
技术领域
本发明属于核电仪控技术领域，具体涉及一种组合式模块化1U散热装置。
背景技术
在自动化仪控系统的机柜布局中，各个机箱上下堆叠安装，导流和散热通道应合理设计以避免下层机箱的热空气影响上层机箱；对于布置点数较多的机柜来说，机箱之间可用的散热间隔尺寸较为受限；同时不同机箱发热量往往不一致，对强制风冷散热或自然对流散热也有差异化的需求；目前尚没有一款体积小，配置灵活且具有广泛适用性的机架式风扇。
发明内容
本发明提供了解决上述问题的一种组合式模块化1U散热装置。本发明采用组合式模块化设计，可在1U高度的安装空间内实现上下机箱间的自然导流散热或强制风冷散热，并可根据需要调整强制通风量。
本发明通过下述技术方案实现：
一种组合式模块化1U散热装置，该散热装置包括导流框、竖直通风模块和水平通风模块；
所述竖直通风模块和水平通风模块均安装在所述导流框；
所述导流框用于实现上下机箱间的自然倒流散热；
所述竖直通风模块用于实现竖直方向的强制风冷散热；
所述水平通风模块用于实现水平方向的强制风冷散热；
所述竖直通风模块和水平通风模块均采用独立的控制单元，通过控制竖直通风模块和水平通风模式的工作模式，能够实现多种散热方式。
优选的，本发明的导流框包括安装架和导流板；
所述安装架由金属薄板切割后折弯焊接而成，是散热装置的整体框架；
所述导流板为钣金折弯结构，安装在所述安装架上，且所述导流板与水平面呈一定角度；
所述导流框能够从正面及其相邻两个侧面进风。
优选的，本发明的安装架上设置有安装孔，所述安装孔是所述导流框整体对外的安装接口。
优选的，本发明的竖直通风模块包括竖直通风模块控制单元、竖直通风模块安装架和竖直散热组件；
所述竖直通风模块控制单元和竖直散热组件均安装在所述竖直通风模块安装架上；
所述竖直散热组件用于对机箱实现竖直方向的强制风冷散热；
所述竖直通风模块控制单元用于实时控制所述竖直散热组件的工作模式。
优选的，本发明的竖直通风模块安装架是由金属薄板折弯形成的安装板，并为竖直通风模块控制单元和竖直散热组件提供安装接口。
优选的，本发明的水平通风模块包括水平通风模块安装架、水平通风模块控制单元和水平散热组件；
所述水平通风模块控制单元和水平散热组件均安装在所述水平通风模块安装架上；
所述水平散热组件用于对机箱实现水平方向的强制风冷散热；
所述水平通风模块控制单元用于实时控制所述水平散热组件的工作模式。
优选的，本发明的水平通风模块安装架为由金属薄板折弯焊接形成的L型结构，并为水平通风模块控制单元和水平散热组件提供安装接口。
优选的，本发明当散热需求量小时：控制所述竖直通风模块和水平通风模块不工作，能够通过所述导流框实现散热装置上下街巷之间自然导流散热。
优选的，本发明当散热需求量增大时：控制所述水平通风模块工作、所述竖直通风模块不工作，则通过所述水平通风模块能够对机箱实现水平方向的强制风冷散热；
或者，控制所述水平通风模块不工作、所述竖直通风模块工作，则通过所述竖直通风模块能够对机箱实现竖直方向的强制风冷散热。
优选的，本发明当散热需求量增大时：控制所述水平通风模块和所述竖直通风模块均工作，则能够对机箱实现水平方向和竖直方向的强制风冷散热。
本发明具有如下的优点和有益效果：
1、本发明使用模块化的结构设计，可以在1U的安装高框实度空间内，根据实际散热需求灵活配置，自由组合：当散热需求量小时，可以使用导流现上下机箱之间自然导流散热，规划风道；当散热需求量增大时，可以对机箱实现水平方向和竖直方向的强制风冷散热。
2、本发明每组散热组件均有独立的控制单元，以实现各种控制和报警功能；各模块可单独更换、功能独立，方便后期维护和升级。本风扇盒使用钣金折弯焊接结构，能够满足抗震要求。
3、本发明提高机柜内散热空间的利用率、同时可根据机箱发热量灵活调整散热方式，并方便后期维护。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1本发明专利的整体结构示意图。
图2本发明专利的组件分解示意图。
图3本发明专利的导流框示意图。
图4本发明专利的竖直通风模块示意图。
图5本发明专利的水平通风模块示意图。
图6本发明专利的导流框的导流散热示意图(剖视图)。
图7本发明专利的导流框+水平通风模块的导流散热示意图(剖视图)。
图8本发明专利的导流框+竖直通风模块的导流散热示意图(剖视图)。
图9本发明专利整体的导流散热示意图(剖视图)。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-导流框、101-安装架、102-导流板、103-安装孔、104-左通风孔阵列、105-右通风孔阵列、106-前通风孔阵列、2-竖直通风模块、201-竖直通风模块控制单元、202-竖直通风模块安装架、203-风扇、3-水平通风模块、301-水平通风模块安装架、302-水平通风模块控制单元、303-风扇。
具体实施方式
在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所发明的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本发明的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。
在本发明的各种实施例中，表述“或”或“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。
在本发明的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本发明的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。
应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。
在本发明的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本发明的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
本实施例提出了一种组合式模块化1U散热装置。
如图1-2所示，本实施例的散热装置主要由导流框1、竖直通风模块2和水平通风模块3组成；竖直通风模块2和水平通风模块1均固定在导流框1上，可以根据实际需求灵活装配
本实施例的导流框1如图3所示，其由安装架101和导流板102组成，其中安装架101上有安装孔103，是导流框1整体对外的安装接口；在安装架101上布置左通风孔阵列104、右通风孔阵列105和前通风孔阵列106，使冷空气可以从导流框1的左侧、右侧和正面三个方向进入，增加进风口面积，提高导流框1的通风效率。
本实施例的安装架101由金属薄板切割后折弯焊接而成，是风扇盒的整体框架，导流板102为钣金折弯结构，并通过螺钉安装在安装架101上，与水平面呈一定角度，以此组成导流框1。导流框1能够从正面和两个侧面进风，以增大进风口面积，提高散热效率。
本实施例的竖直通风模块2如图4所示，其由竖直通风模块控制单元201、竖直通风模块安装架202和竖直散热组件(本实施例采用风扇)203组成，散热组件203向上吹风，向位于其上方的机箱强制送风，竖直通风模块控制单元201用于实现实时控制风扇转速和开启数量、监测使用寿命、故障报警等功能。
本实施例的竖直通风模块安装架202是由金属薄板折弯形成的安装板，并为竖直通风模块安装架202和风扇203提供安装接口，以此组成的竖直通风模块2能够加强风扇盒竖直方向的送风能力。
本实施例的水平通风模块3如图5所示，其由水平通风模块安装架301，水平通风模块控制单元302和水平散热组件(本实施例采用风扇)303组成，水平通风模块控制单元302和风扇303均安装在水平通风模块安装架301上，水平通风模块控制单元302用于实现实时控制风扇转速和开启数量、监测使用寿命、故障报警等功能。
本实施例的水平通风模块安装架301为金属薄板折弯焊接形成的L型结构，并为水平通风模块控制单元302和风扇303提供安装接口，以此组成的水平通风模块3能够加强风扇盒水平方向的吸风能力。
本实施例的散热装置在标准的19英寸机柜中，1U的安装高度空间内，可根据需要实现上下机箱间的自然导流散热或者强制风冷散热；竖直通风模块和水平通风模块为模块化设计，可根据需求自由组合，适应不同的散热需求。
当散热需求量小时，可以使用导流现上下机箱之间自然导流散热，规划风道；当散热需求量增大时，可以对机箱实现水平方向和/或竖直方向的强制风冷散热。
(1)当散热需求量小时：本实施例控制所述竖直通风模块和水平通风模块不工作，能够通过所述导流框实现散热装置上下机箱之间自然导流散热。
本实施例实现自然倒流散热模式时，具体如图6所示。安装在导流框1下方的机箱4散出的热空气从导流框1底部进入导流框1后，被导流板102导流至尾部排出；正面、左侧和右侧的冷空气进入导流框1后，在导流板102作用下，向上导流，进入安装在导流框1上方的机箱4。
(2)当散热需求量增大时：本实施例控制所述水平通风模块工作、所述竖直通风模块不工作，则通过所述水平通风模块能够对机箱实现水平方向的强制风冷散热。
本实施例的导流框1和水平通风模块3的组合状态如图7所示，水平通风模块3安装在导流框1的背部，将导流框1底部的热空气加速排出，加强其散热能力。
(3)当散热需求量增大时：本实施例控制所述水平通风模块不工作、所述竖直通风模块工作，则通过所述竖直通风模块能够对机箱实现竖直方向的强制风冷散热。
本实施例的导流框1和竖直通风模块2的组合状态如图8所示，竖直通风模块2固定在导流框1上，将位于导流框1上方机箱的进风方式由自由送风变为强制送风，加强其送风能力。
(4)当散热需求量增大时：本实施例控制所述水平通风模块和所述竖直通风模块均工作，则能够对机箱实现水平方向和竖直方向的强制风冷散热。
本实施例的导流框1、竖直通风模块2和水平通风模块3组合状态如图9所示，既能够向位于风扇盒上端的机箱强制送入冷空气，又能加速排出风扇盒下端机箱散发的热空气。
在另外的实施例中，还可以通过控制两个通风模块中的散热组件转速、开启数量等，实现其他的组合状态以及监测使用寿命和故障保证等功能。
本实施例的散热装置为实现产品的多功能性：采用组合式设计，主要由三种模块组合而成，可根据需求自由组合，同时风扇盒规划了水平和竖直两个方向的风道，根据模块组合方式的不同，可分别实现自然对流散热、水平方向的强制风冷散热、竖直方向的强制风冷散热、水平方向和竖直方向的强制风冷散热等不同散热方式。
本实施例两个通风模块可选工作模式、调节风扇转速，在满足散热要的同时能降低能耗和噪音。
本实施例使用集成的模块化设计，各模块可单独更换、功能独立，方便后期的维护和升级。
本实施例各通风模块均使用小型化的散热组件(例如风扇)，并集成控制单元，按需使用。
本实施例两组散热组件使用独立的控制单元，以实现实时控制风扇转速和开启数量、监测使用寿命、故障报警等功能。
本实施例的导流框和通风模块均使用钣金折弯焊接结构，结构强度高。
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 (10)

1.一种组合式模块化1U散热装置，其特征在于，该散热装置包括导流框(1)、竖直通风模块(2)和水平通风模块(3)；
所述竖直通风模块(2)和水平通风模块(3)均安装在所述导流框(1)；
所述导流框用于实现上下机箱间的自然倒流散热；
所述竖直通风模块(2)用于实现竖直方向的强制风冷散热；
所述水平通风模块(3)用于实现水平方向的强制风冷散热；
所述竖直通风模块(2)和水平通风模块(3)均采用独立的控制单元，通过控制竖直通风模块(2)和水平通风模式(3)的工作模式，能够实现多种散热方式。
2.根据权利要求1所述的一种组合式模块化1U散热装置，其特征在于，所述导流框(1)包括安装架(101)和导流板(102)；
所述安装架(101)由金属薄板切割后折弯焊接而成，是散热装置的整体框架；
所述导流板(102)为钣金折弯结构，安装在所述安装架(101)上，且所述导流板(102)与水平面呈一定角度；
所述导流框(1)能够从正面及其相邻两个侧面进风。
3.根据权利要求2所述的一种组合式模块化1U散热装置，其特征在于，所述安装架(101)上设置有安装孔(103)，所述安装孔(103)是所述导流框(1)整体对外的安装接口。
4.根据权利要求1所述的一种组合式模块化1U散热装置，其特征在于，所述竖直通风模块(2)包括竖直通风模块控制单元(201)、竖直通风模块安装架(202)和竖直散热组件(203)；
所述竖直通风模块控制单元(201)和竖直散热组件(203)均安装在所述竖直通风模块安装架(202)上；
所述竖直散热组件(203)用于对机箱实现竖直方向的强制风冷散热；
所述竖直通风模块控制单元(201)用于实时控制所述竖直散热组件(203)的工作模式。
5.根据权利要求4所述的一种组合式模块化1U散热装置，其特征在于，所述竖直通风模块安装架(202)是由金属薄板折弯形成的安装板，并为竖直通风模块控制单元(201)和竖直散热组件(203)提供安装接口。
6.根据权利要求1所述的一种组合式模块化1U散热装置，其特征在于，所述水平通风模块(3)包括水平通风模块安装架(301)、水平通风模块控制单元(302)和水平散热组件(303)；
所述水平通风模块控制单元(302)和水平散热组件(303)均安装在所述水平通风模块安装架(301)上；
所述水平散热组件(303)用于对机箱实现水平方向的强制风冷散热；
所述水平通风模块控制单元(302)用于实时控制所述水平散热组件(303)的工作模式。
7.根据权利要求6所述的一种组合式模块化1U散热装置，其特征在于，所述水平通风模块安装架(301)为由金属薄板折弯焊接形成的L型结构，并为水平通风模块控制单元(302)和水平散热组件(303)提供安装接口。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种组合式模块化1U散热装置，其特征在于，当散热需求量小时：控制所述竖直通风模块(2)和水平通风模块(3)不工作，能够通过所述导流框(1)实现散热装置上下街巷之间自然导流散热。
9.根据权利要求8所述的一种组合式模块化1U散热装置，其特征在于，当散热需求量增大时：控制所述水平通风模块(3)工作、所述竖直通风模块(2)不工作，则通过所述水平通风模块(3)能够对机箱实现水平方向的强制风冷散热；
或者，控制所述水平通风模块(3)不工作、所述竖直通风模块(2)工作，则通过所述竖直通风模块(2)能够对机箱实现竖直方向的强制风冷散热。
10.根据权利要求8所述的一种组合式模块化1U散热装置，其特征在于，当散热需求量增大时：控制所述水平通风模块(3)和所述竖直通风模块(2)均工作，则能够对机箱实现水平方向和竖直方向的强制风冷散热。
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