CN113747750A - 一种强制风冷式散热机箱 - Google Patents

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李关美
马传权
李小东
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Guiyang Aviation Electrical Machinery Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种强制风冷式散热机箱，包括箱体、以及安装在箱体内的散热器；所述箱体由底板、左侧板、右侧板、前面板、后面板和盖板拼装而成，其底板上安装有变压器和功率模块；所述散热器包括平铺安装在功率模块上的导热板。本发明通过自带风机，并利用散热器强迫风冷和箱体外表面的自然散热对内部功率模块进行散热，依靠散热齿、散热直翅片及气流通道，起到散热、风流并使空气转向的作用，内部台阶处设有斜面进行过渡，降低气流阻力，大幅度提高该机箱的散热效率及散热效果，从而增强了该机箱的耐用性能，有利于该风冷式散热机箱的长时间使用。

Description

一种强制风冷式散热机箱
技术领域
本发明涉及航空机载设备领域，具体为一种强制风冷式散热机箱。
背景技术
目前，在航空机载设备中，强迫风冷方式应用广泛，对于热流密度较大的电子设备，通过自然冷却的方式无法满足电子设备的散热要求，此时需要采用风冷进行散热。
传统的机箱与散热器为独立的结构，增加安装的结构件的数量，机箱与散热器之间无法形成良好的传热通路，重量也较重。
对于自带风机冷却的电子设备，在高空条件下空气稀薄，风冷效果降低，需同时利用机箱的自然散热和风机驱动的强迫对流进行散热。
发明内容
本发明的目的为了克服上述背景技术的不足，针对轻型化、集成化、高温-高空环境条下要求，为航空机载电子设备提供一种强制风冷式散热机箱，通过自带风机，同时利用强迫风冷和机箱外表面的自然散热对内部功率模块进行散热。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种强制风冷式散热机箱，包括箱体、以及安装在箱体内的散热器；所述箱体由底板、左侧板、右侧板、前面板、后面板和盖板拼装而成，左侧板、右侧板、前面板和后面板为一体化成型结构以形成箱体的框架结构，其底板与盖板皆可拆卸连接在框架结构上；所述左侧板与右侧板的板体表面皆设有气流出口，该后面板的板体表面设有气流入口，其后面板内侧壁贴合于气流入口位置上安装有风机，其底板上安装有变压器和功率模块；
所述散热器包括平铺安装在功率模块上的导热板、间隔安装在导热板顶端的散热直翅片、以及斜向安装在导热板顶端靠近右侧板内壁位置的散热齿，其相邻散热直翅片之间的间隙形成与气流出口相贯通的气流通道。
优选地，所述导热板的顶端中段设置有至少一级台阶，其台阶的左右侧面皆为斜面结构。
优选地，所述箱体与散热器皆采用防锈铝合金制作而成，该箱体与散热器的外表面皆涂有喷塑保护层，且箱体的外侧壁上间隔分布有加强筋。
优选地，所述盖板与底板的整体外形皆呈矩形或圆角矩形结构，该盖板的顶面边缘安装有上导电密封条，且底板的顶面边缘安装有下导电密封条。
优选地，所述气流入口进风方向与气流出口出风方向的夹角为90度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过自带风机，利用散热器强迫风冷和箱体外表面的自然散热对内部功率模块进行散热，依靠散热齿、散热直翅片及气流通道，起到散热、风流并使空气转向的作用，内部台阶处设有斜面进行过渡，降低气流阻力，大幅度提高该机箱的散热效率及散热效果，从而增强了该机箱的耐用性能，有利于该风冷式散热机箱的长时间使用。
附图说明
图1为本发明箱体的结构立体图；
图2为本发明功率模块安装状态的结构示意图；
图3为本发明散热器安装于箱体内的结构立体图；
图4为本发明散热器的结构立体图；
图5为本发明盖板的结构立体图；
图6为本发明底板的结构立体图。
图中：1箱体、11后面板、12右侧板、13左侧板、14前面板、15底板、1501下导电密封条、16盖板、1601上导电密封条、2功率模块、3变压器、4散热器、401导热板、402散热齿、403气流通道、404散热直翅片、405台阶、5风机、101气流出口、102气流入口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种强制风冷式散热机箱，包括箱体1、以及安装在箱体1内的散热器4；箱体1由底板15、左侧板13、右侧板12、前面板14、后面板11和盖板16拼装而成，左侧板13、右侧板12、前面板14和后面板11为一体化成型结构以形成箱体1的框架结构，其底板15与盖板16皆可拆卸连接在框架结构上，底板15与盖板16设计成可拆卸结构件，便于内部风机5和功率模块2的安装；其中，风冷式散热机箱主要采用集中散热方式，通过自带风机5，利用散热器4强迫风冷和箱体1外表面的自然散热对功率模块2进行散热，依靠散热器4起到散热、风流并使空气转向的作用，内部台阶405处设有斜面进行过渡，降低气流阻力，大幅度提高该机箱的散热效率及散热效果，从而增强了该机箱的耐用性能。
请参阅图2、图4、图5和图6所示，箱体1与散热器4皆采用防锈铝合金制作而成，该箱体1与散热器4的外表面皆涂有喷塑保护层，且箱体1的外侧壁上间隔分布有加强筋；其中，在保留足够的加强筋结构前提下，箱体1与结构件可以在表面进行打孔开槽以进行减重设计，确保风冷散热箱体1强度、高度足够同时满足减小重量的目的；左侧板13与右侧板12的板体表面皆设有气流出口101，且后面板11的板体表面设有气流入口102，其后面板11内侧壁贴合于气流入口102位置上安装有风机5；气流入口102进风方向与气流出口101出风方向的夹角为90度；底板15上安装有变压器3和功率模块2，变压器3的一侧壁固连在左侧板13内壁上。
其中，喷塑保护层是指利用静电发生器使塑料粉末带电，是将塑料粉末喷涂在零件上的一种表面处理而形成的保护层，对箱体1及散热器4进行有效保护，以此来延长该风冷式散热机箱的使用寿命。
请参阅图3所示，盖板16与底板15的整体外形皆呈矩形或圆角矩形结构，该盖板16的顶面边缘安装有上导电密封条1601，且底板15的顶面边缘安装有下导电密封条1501；通过上导电密封条1601与下导电密封条1501，能够将底板15、盖板16和框架结构的结合面密封，以此来增加该风冷式散热机箱的整体结构牢固性，延长该散热机箱的使用寿命。
请参阅图4、图5和图6所示，散热器4包括平铺安装在功率模块2上的导热板401、间隔安装在导热板401顶端的散热直翅片404、以及斜向安装在导热板401顶端靠近右侧板12内壁位置的散热齿402，其相邻散热直翅片404之间的间隙形成与气流出口101相贯通的气流通道403；导热板401的顶端中段设置有台阶405，其台阶405的左右侧面为斜面结构；其中，导热板401上的台阶405采用斜面过渡以减低气流的阻力，从而让散热器4将箱体1内的热量与外界空气进行置换，以此达到降温散热的作用；其中，采用散热直翅片404，能够增加冷却空气的流通性，减小热空气在散热器4的聚集，保证变压器3实现应有的散热效果。
需要说明的是，功率模块2的顶面安装有与导热板401装配的铝基板，通过铝基板的热传导作用将功率模块2上的热量导通至散热器4上，大部分通过风机5驱动环境空气形成对流带出，即外界空气通过气流入口102与风机5的作用进入到箱体1内并顺着气流通道403至气流出口101排出以实现空气对流，部分热量由散热器4再导通至箱体1上进行散热，变压器3由于耐温等级较高，直接将热量导通至箱体1上进行散热；其中，箱体1与散热器4一体化设计，气流通道403与功率模块2实现物理隔离，功率模块2与外部环境实现物理隔离。
本发明散热器4与箱体1的前面板14、后面板11、左侧板13和右侧板12设计成一体形成框架结构，箱体1和散热器4采用防锈铝合金，该材料密度较小，导热性能好、耐腐蚀性能优良，通过导电氧化外露的表面进行喷塑后能够具有良好的耐盐雾、耐酸性大气和耐湿热环境性能；盖板16和底板15可拆卸，便于风机5和功率模块2的安装，为了密封在盖板16和底板15设有导电密封条，与上述的框架结构进行屏蔽密封。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接；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或两个元件的相互作用关系。其中，可拆卸安装的方式有多种，例如，可以通过插接与卡扣相配合的方式，又例如，通过螺栓连接的方式等。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种强制风冷式散热机箱，包括箱体、以及安装在箱体内的散热器；其特征在于：所述箱体由底板、左侧板、右侧板、前面板、后面板和盖板拼装而成，左侧板、右侧板、前面板和后面板为一体化成型结构以形成箱体的框架结构，其底板与盖板皆可拆卸连接在框架结构上；所述左侧板与右侧板的板体表面皆设有气流出口，该后面板的板体表面设有气流入口，其后面板内侧壁贴合于气流入口位置上安装有风机，其底板上安装有变压器和功率模块；
所述散热器包括平铺安装在功率模块上的导热板、间隔安装在导热板顶端的散热直翅片、以及斜向安装在导热板顶端靠近右侧板内壁位置的散热齿，其相邻散热直翅片之间的间隙形成与气流出口相贯通的气流通道。
2.根据权利要求1所述的一种强制风冷式散热机箱，其特征在于：所述导热板的顶端中段设置有至少一级台阶，其台阶的左右侧面皆为斜面结构。
3.根据权利要求1所述的一种强制风冷式散热机箱，其特征在于：所述箱体与散热器皆采用防锈铝合金制作而成，该箱体与散热器的外表面皆涂有喷塑保护层，且箱体的外侧壁上间隔分布有加强筋。
4.根据权利要求1所述的一种强制风冷式散热机箱，其特征在于：所述盖板与底板的整体外形皆呈矩形或圆角矩形结构，该盖板的顶面边缘安装有上导电密封条，且底板的顶面边缘安装有下导电密封条。
5.根据权利要求1所述的一种强制风冷式散热机箱，其特征在于：所述气流入口进风方向与气流出口出风方向的夹角为90度。
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