CN112783298A - 一种风冷散热的模块化加固计算机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风冷散热的模块化加固计算机，包括：外壳，顶部和前侧为开放状态；内壳体，安装于外壳内，内壳体前侧开放并与外壳前侧对应，内壳体的左侧与外壳的内壁之间形成散热风道，外壳后侧壁设有与散热风道对应的出风口；内壳体的后侧与外壳的内壁之间形成布线区；风扇模块，安装于散热风道前侧，与外壳可拆卸连接；顶盖板，压盖于内壳体上并与外壳连接，用于密封外壳顶部；功能模块，与外壳连接并部分插入内壳体内，设有多个，多个功能模块对内壳体前侧进行密封。根据本发明实施例的一种风冷散热的模块化加固计算机，各个部件采用了模块化的设计，安装操作简单、维护便利且散热效率；各个模块之间安装紧密，使用起来牢固便捷。

Description

一种风冷散热的模块化加固计算机

技术领域

本发明涉及计算机领域，特别是涉及一种风冷散热的模块化加固计算机。

背景技术

现有的计算机或服务器等电子设备的散热和电磁屏蔽以及防尘方案基本都是通过在机箱前后盖板位置增加风扇或上下盖板位置增加风扇，在机箱内部增加相应的风道与导风板设计，同时在对应侧面开设进出风孔，并增加屏蔽波导结构（确保整机设备具备良好的电磁屏蔽性能）以及防尘滤网（确保整机设备和进出风孔位置的防尘效果）等组件，来实现对机箱内部模块和整机设备的强迫风冷散热，用以确保计算机或服务器等电子设备中各功能模块在环境温度55℃以上还能正常工作；此外现有的加固计算机或加固服务器等电子设备产品，一般得取下机箱的前盖板，才能对机箱内部的各功能模块进行拔插或更换，不便于操作和维护；风扇模块的更换耗时长，且需要先对设备进行断电操作，拆卸机箱前后盖板和顶底盖板后才能更换单个风扇或模块，维护性差。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种风冷散热的模块化加固计算机，取消了前侧盖板，各个部件采用模块化设计安装，便于操作和维护；设置有单独的散热风道，散热效果好，适用于高温环境。

根据本发明的第一方面实施例的风冷散热的模块化加固计算机，包括：外壳，顶部和前侧为开放状态；内壳体，安装于所述外壳内，用于安装功能模块；所述内壳体的左侧与所述外壳的内壁之间形成散热风道，所述内壳体的后侧与所述外壳的内壁之间形成布线区，所述散热风道与所述布线区之间设有隔板以断开两者的连通；风扇模块，安装于散热风道，与所述外壳可拆卸连接；所述风扇模块与所述功能模块安装于所述外壳时，能对所述外壳的前侧进行密封；顶盖板，压盖于所述内壳体上并与所述外壳连接，用于密封所述外壳顶部；所述顶盖板能将所述功能模块的热量传导至所述散热风道内。

根据本发明实施例的一种风冷散热的模块化加固计算机，至少具有如下技术效果：外壳的顶部和前侧均为开放状态，相比目前的加固机箱，取消了前侧盖板，并对各个部件采用了模块化的设计，安装操作简单、维护便利，无须断电即可对风扇模块进行更换；将散热风道和布线区进行了分隔，并通过专门的导热件将热量传递至散热风道内进行强制散热，减少了功能模块内的灰尘进入，且强制散热提高了外壳内部的散热效率；各个模块之间安装紧密，使用起来方便快捷。

根据本发明的一些实施例，所述插槽内插设有中间板，所述中间板与所述功能模块接触，用于将多个所述功能模块独立分隔开，并将所述功能模块的热量传递至所述外壳和所述顶盖板。

根据本发明的一些实施例，所述内壳体顶部设有与所述插槽对应的插孔，所述功能模块穿过所述插孔插入所述插槽内。

根据本发明的一些实施例，所述插孔为阶梯孔，所述插孔内安装有中间压板，所述中间压板用于对所述中间板进行位置固定；所述中间压板上下两侧分别与所述顶盖板和所述中间板接触。

根据本发明的一些实施例，所述散热风道内设有朝向所述外壳前侧的第一插接头，所述风扇模块设有与所述第一插接头相匹配的第二插接头，所述第二插接头与所述第一插接头插接配合实现电连通。

根据本发明的一些实施例，所述风扇模块包括安装板和风扇本体，所述安装板设有蜂窝孔，所述风扇本体与所述蜂窝孔对应设置；所述安装板与所述外壳前侧连接。

根据本发明的一些实施例，所述散热风道内设有第一散热翼块，所述第一散热翼块安装于所述外壳内的底部；所述顶盖板设有插入所述散热风道内的第二散热翼块，所述第二散热翼块设于所述第一散热翼块上方。

根据本发明的一些实施例，所述功能模块包括前面板、功能板和散热冷板，所述前面板与所述散热冷板固定连接，所述功能板安装于所述散热冷板；所述功能板和所述散热冷板插入所述内壳体内，所述前面板与所述外壳前侧密封连接，以对所述内壳体前侧进行密封。

根据本发明的一些实施例，所述外壳和所述顶盖板均设有散热翼槽。

根据本发明的一些实施例，所述外壳顶部和前侧均设有屏蔽槽，所述屏蔽槽内安装有导电橡胶条。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例的结构分解图；

图3是本发明功能模块和风扇模块的安装示意图；

图4是本发明顶盖板和第二散热翼块的结构示意图；

图5是本发明风扇模块的结构示意图；

图6是本发明内壳体和中间板的安装结构示意图；

图7是本发明功能模块的结构示意图；

图8是本发明实施例散热方式的示意图。

附图标记：

外壳100、散热风道101、布线区102、第一散热翼块110、散热翼槽120、屏蔽槽130、第一插接头140、出风口150；

内壳体200、插槽210、中间板220、中间压板230、螺钉231、隔板240、插孔250；

风扇模块300、安装板310、蜂窝孔311、风扇本体320、第二插接头330；

顶盖板400、第二散热翼块410、导热孔420、凸出部430、隔离条431；

功能模块500、前面板510、功能板520、散热冷板530。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1至图8，本发明实施例的一种风冷散热的模块化加固计算机，包括：外壳100，顶部和前侧为开放状态；内壳体200，安装于外壳100内，内壳体200前侧开放并与外壳100前侧对应，内壳体200的左侧与外壳100的内壁之间形成散热风道101，外壳100后侧壁设有与散热风道101对应的出风口150；内壳体200的后侧与外壳100的内壁之间形成布线区102；风扇模块300，安装于散热风道101前侧，与外壳100可拆卸连接；顶盖板400，压盖于内壳体200上并与外壳100连接，用于密封外壳100顶部；功能模块500，设有多个，多个功能模块500与外壳100连接并部分插入内壳体200内，多个功能模块500对内壳体200前侧进行密封。具体的，如图1、图2所示，外壳100的前侧设有多个竖条将前侧分隔为了多个矩形框，多个矩形框分别用于供风扇模块300和多个功能模块500插入，然后直接通过各个功能模块500和风扇模块300本身与外壳100紧固连接的结构来取代原有的前盖板，安装操作简单、维护便利。

内壳体200左右方向的宽度小于外壳100左右两侧内壁的间距，内壳体200右侧与外壳100的右侧内壁相贴，内壳体200的左侧外壁与外壳100的左侧内壁之间设有间距，形成散热风道101；散热风道101的进风口开设在风扇模块300上。内壳体200前后方向的长度小于外壳100前后方向的长度，内壳体200前侧为开放状态，内壳体200后部外壁与外壳100的后侧内壁之间存在间隔，此间隔为布线区102，布线区102用于容纳将各个不同的功能模块500连接起来的线等电连接装置。散热风道101和布线区102之间设有隔板240，隔板240一端与外壳100的后侧内壁连接，另一端与内壳体200的左侧外壁连接，用于将布线区102与散热风道101隔开。相比目前的加固计算机，本发明的计算机各个部件均采用了模块化的设计，便于单独替换以降低成本；散热风道101和功能模块500通过内壳体200进行了分隔，直接由风扇模块300产生的强迫风带走机箱内的大部分热量，余下的部分热量也可通过顶盖板400和外壳100散出；这种散热方案设计能最大程度的将各功能模块500工作时产生的热量导出机箱外，同时能减少功能模块500内的灰尘的进入；各个模块之间安装紧密，使用起来不仅便捷且方便。

需要注意的是，由于取消了外壳100的前侧盖板，因此对各功能模块500与外壳100的拧紧孔处和风扇模块300与外壳100的拧紧孔处也增加了面板螺钉231遮盖，这些措施能有效的提升各功能模块500和整机设备的抗电磁干扰和防尘能力。此外，内壳体200的高度小于外壳100的高度，因此顶盖板400设有凸出其平面以嵌入外壳100内部的凸出部430，凸出部430与内壳体200相抵，以对内壳体200进行上下方向的限位，同时加强对内壳体200的导热。但是，凸出部430没有压盖于散热风道101和布线区102上方，只设置有隔离条431对两者进行隔断，降低了顶盖板400的重量。

在本发明的一些实施例中，内壳体200底部设有多个插槽210，插槽210内插设有中间板220，中间板220与功能模块500接触，用于将多个功能模块500独立分隔开，并将功能模块500的热量传递至外壳100和顶盖板400。

在本发明的一些实施例中，内壳体200顶部设有与插槽210对应的插孔250，功能模块500穿过插孔250插入插槽210内；插槽210和插孔250分别对功能模块500的底部和顶部进行限位。具体的，如图2、图6所示，中间板220嵌入在两两功能模块500之间，将两两功能模块500分隔的同时，中间板220又与内壳体200接触，因此中间板220吸收的功能模块500的热量向上将传递至顶盖板400，向下将传递至外壳100，还有部分传递至内壳体200的热量同样将传递至外壳100上。中间板220的下部嵌入插槽210内，上部被插孔250限制，防止了中间板220的晃动。插槽210的开口朝上，插槽210的槽宽与中间板220左右方向的厚度一致，插槽210的槽长与中间板220前后方向的长度一致，中间板220刚好嵌入插槽210内。

在本发明进一步的实施例中，中间板220的一侧设有多个凹槽，凹槽的长度方向为上下方向，多个凹槽沿前后方向间隔设置。设置凹槽可以减轻中间板220的重量并提高升散热效果。中间板220的前后两侧的中部位置也朝中间凹进去一部分，使得多个功能模块500之间的空气能够流通，使得每个功能模块500的工作温度接近。

在本发明的一些实施例中，插孔250为阶梯孔，插孔250内安装有中间压板230，中间压板230用于对中间板220进行位置固定；中间压板230上下两侧分别与顶盖板400和中间板220接触。具体的，插孔250为上下贯通，插孔250上部的孔径较大，下部的孔径较小，下部孔径较小的孔与插槽210的大小一致，以实现对中间板220上下两端的限位。中间板220插入插槽210后，中间板220的上表面与插孔250的阶梯面齐平。插孔250上部较大的孔与中间压板230的形状一致，中间压板230刚好嵌入插孔250上部较大的孔内，中间压板230的一面与插孔250的阶梯面相抵。插孔250的阶梯面上设有螺栓孔，中间压板230上设有与供螺栓穿过的孔，中间压板230与插孔250的阶梯面通过螺栓连接。

在本发明进一步的实施例中，如图2至图4所示，中间压板230设有朝上凸出的螺钉231，顶盖板400的凸出部430设有与螺钉231相匹配的导热孔420，安装时，螺钉231嵌入导热孔420内，对顶盖板400进行定位的同时还能增加导热效率。

在本发明的一些实施例中，散热风道101内设有朝向外壳100前侧的第一插接头140，风扇模块300设有与第一插接头140相匹配的第二插接头330，第二插接头330与第一插接头140插接配合实现电连通。具体的，如图2所示，散热风道101内设有朝向前侧的插座，风扇模块300设有与插座相匹配的插头，风扇模块300的插头能插入插座内实现电连通。安装时，先将插头插入插座，然后将风扇模块300锁紧于外壳100即可实现风扇模块300的安装。

可以理解的是，也可以将插头和插座的位置进行调换，即散热风道101内设有朝向前侧的插头，风扇模块300设有与插头相匹配的插座。

在本发明的一些实施例中，风扇模块300包括安装板310和风扇本体320，安装板310设有蜂窝孔311，风扇本体320与蜂窝孔311对应设置，并与安装板310通过螺钉连接；安装板310与外壳100前侧通过螺栓连接。风扇模块300包括两个风扇本体320，风扇本体320通过螺钉231连接于安装板310上，安装板310与外壳100通过螺栓连接。两个风扇本体320间隔设置于安装板310上，蜂窝孔311同样设有两个，蜂窝孔311的设计取代了目前现有的防尘滤网的设计，降低了设备的生产成本，且更加稳固；同时由于风扇本体320和安装板310为可拆卸连接，各个部件均为模块化设计，风扇本体320非常方便的进行拆卸维护，维护成本也更加低廉；蜂窝孔311与出风口150分别设置于散热风道101的前端和后端。

在本发明的一些实施例中，散热风道101内设有第一散热翼块110，第一散热翼块110安装于外壳100内的底部；顶盖板400设有插入散热风道101内的第二散热翼块410，第二散热翼块410设于第一散热翼块110上方。具体的，如图2、图4所示，第一散热翼块110是通过螺栓固定连接于外壳100的内底壁上，中间板220的热量传导至外壳100的底部，然后外壳100的底部将热量传导至第一散热翼块110；第二散热翼块410设于顶盖板400一侧，且设于第一散热翼块110的上方，功能模块500产生的热量通过中间板220传导至中间压板230，然后再到顶盖板400，最后传导至第二散热翼块410。风扇模块300通过对第一散热翼块110和第二散热翼块410进行强制散热，并最终降低中间板220的温度。

在本发明的一些实施例中，功能模块500包括前面板510、功能板520和散热冷板530，前面板510与散热冷板530固定连接，功能板520安装于散热冷板530；功能板520和散热冷板530插入内壳体200内，前面板510与外壳100前侧密封连接，以对内壳体200前侧进行密封。功能板520卡设于散热冷板530一侧，散热冷板530背离功能板520的一侧开设有散热槽以增加散热面积。散热冷板530前端与前面板510一侧固定连接，前面板510与外壳100的前侧螺栓连接。直接用前面板510和安装板310取代现有计算机机箱的前盖板，使得在拆卸、更换以及拔插各功能模块500和风扇模块300时更方便，维护也更便利，同时也降低了产品的生产成本和维护成本。

在本发明的一些实施例中，外壳100和顶盖板400均设有散热翼槽120。图8是机箱散热的示意图，可以看出功能模块500产生的热量传递至中间板220之后，将主要是向上和向下传递，向上传递至顶盖板400，向下传递至外壳100的底板上，并传递至第一散热翼块110和第二散热翼块410上，然后风扇模块300对其进行强制散热。部分热量将通过内壳体200传递至外壳100上面，并通过外壳100设置的散热翼槽120增加与空气的接触面积来加强散热。但是可以理解的是，越是靠近散热风道101的功能模块500，散热效果肯定越好，因此可以通过调整不同功能模块500之间的排序来加强散热效果，例如将功率较大、发热较多的功能模块500放置于靠近散热风道101一侧。

下表是机箱的热仿真数据，如下表所示，本设计的散热方案通过了仿真试验，且经过实际测试之后，现已证明本发明的机箱在70℃环境温度能正常工作，各指标符合预期，同时各单板功能模块500也能稳定运行，满足设计需求。

在本发明的一些实施例中，外壳100顶部和前侧均设有屏蔽槽130，屏蔽槽130内安装有导电橡胶条。具体的，如图3所示，顶盖板400与外壳100的连接处，外壳100的顶部设有一圈屏蔽槽130，屏蔽槽130内设有导电橡胶条，用于防止外部电磁干扰；同理，在前侧盖板的安装区域，外壳100与风扇模块300的安装连接位置、外壳100与功能模块500的连接位置，均设有屏蔽槽130和导电橡胶条；能有效的防止外部电磁干扰源通过散热风道101的进出风孔对机箱内部各功能模块500造成干扰，同时也有效阻止该整机设备产生电磁泄露，提升设备和各功能模块500的电磁屏蔽效果。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种风冷散热的模块化加固计算机，其特征在于，包括：

外壳（100），顶部和前侧为开放状态；

内壳体（200），安装于所述外壳（100）内，所述内壳体（200）前侧开放并与所述外壳（100）前侧对应，所述内壳体（200）的左侧与所述外壳（100）的内壁之间形成散热风道（101），所述外壳（100）后侧壁设有与所述散热风道（101）对应的出风口（150）；所述内壳体（200）的后侧与所述外壳（100）的内壁之间形成布线区（102）；

风扇模块（300），安装于散热风道（101）前侧，与所述外壳（100）可拆卸连接；

顶盖板（400），压盖于所述内壳体（200）上并与所述外壳（100）连接，用于密封所述外壳（100）顶部；

功能模块（500），设有多个，多个所述功能模块（500）与所述外壳（100）连接并部分插入所述内壳体（200）内，多个所述功能模块（500）对所述内壳体（200）前侧进行密封。

2.根据权利要求1所述的一种风冷散热的模块化加固计算机，其特征在于：所述内壳体（200）底部设有多个插槽（210），所述插槽（210）内插设有中间板（220），所述中间板（220）与所述功能模块（500）接触，用于将多个所述功能模块（500）独立分隔开，并将所述功能模块（500）的热量传递至所述外壳（100）和所述顶盖板（400）。

3.根据权利要求2所述的一种风冷散热的模块化加固计算机，其特征在于：所述内壳体（200）顶部设有与所述插槽（210）对应的插孔（250），所述功能模块（500）穿过所述插孔（250）插入所述插槽（210）内。

4.根据权利要求3所述的一种风冷散热的模块化加固计算机，其特征在于：所述插孔（250）为阶梯孔，所述插孔（250）内安装有中间压板（230），所述中间压板（230）用于对所述中间板（220）进行位置固定；所述中间压板（230）上下两侧分别与所述顶盖板（400）和所述中间板（220）接触。

5.根据权利要求1所述的一种风冷散热的模块化加固计算机，其特征在于：所述散热风道（101）内设有朝向所述外壳（100）前侧的第一插接头（140），所述风扇模块（300）设有与所述第一插接头（140）相匹配的第二插接头（330），所述第二插接头（330）与所述第一插接头（140）插接配合实现电连通。

6.根据权利要求5所述的一种风冷散热的模块化加固计算机，其特征在于：所述风扇模块（300）包括安装板（310）和风扇本体（320），所述安装板（310）设有蜂窝孔（311），所述风扇本体（320）与所述蜂窝孔（311）对应设置；所述安装板（310）与所述外壳（100）前侧连接。

7.根据权利要求6所述的一种风冷散热的模块化加固计算机，其特征在于：所述散热风道（101）内设有第一散热翼块（110），所述第一散热翼块（110）安装于所述外壳（100）内的底部；所述顶盖板（400）设有插入所述散热风道（101）内的第二散热翼块（410），所述第二散热翼块（410）设于所述第一散热翼块（110）上方。

8.根据权利要求1所述的一种风冷散热的模块化加固计算机，其特征在于：所述功能模块（500）包括前面板（510）、功能板（520）和散热冷板（530），所述前面板（510）与所述散热冷板（530）固定连接，所述功能板（520）安装于所述散热冷板（530）；所述功能板（520）和所述散热冷板（530）插入所述内壳体（200）内，所述前面板（510）与所述外壳（100）前侧密封连接，以对所述内壳体（200）前侧进行密封。

9.根据权利要求1所述的一种风冷散热的模块化加固计算机，其特征在于：所述外壳（100）和所述顶盖板（400）均设有散热翼槽（120）。

10.根据权利要求1所述的一种风冷散热的模块化加固计算机，其特征在于：所述外壳（100）顶部和前侧均设有屏蔽槽（130），所述屏蔽槽（130）内安装有导电橡胶条。

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