CN114449841A - 散热器机柜 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种散热器机柜，包括：机壳，所述机壳内形成有安装腔；发热源，位于所述安装腔内、且设于所述机壳的内壁面；以及，散热装置，包括热管、散热片以及风扇，所述热管设于所述机壳内，所述散热片与所述风扇对应设于所述机壳的外壁面，所述热管用于将所述发热源散发的热量传导均匀传导至所述机壳的各处，所述散热片用于辅助所述机壳散热，所述风扇用于冷却所述散热片。本发明提供的散热器机柜，旨在解决传统技术中机柜散热效率低、且机柜与散热装置集成度较低、重量较大的问题。

Description

散热器机柜

技术领域

本发明涉及集成化电子器件高效散热领域，尤其涉及一种散热器机柜。

背景技术

随着微机电系统技术的发展，电子器件集成化和高频化程度不断提高，特征尺寸不断减小，单位容积的发热量不断增大，机柜紧凑化的设计又使得机柜内热源数量变多，且热源可能分布在不同位置，导致散热更加困难，因此迫切需要解决高效散热技术难题。传统的电子设备机柜采用内置的风冷散热技术，很难将大量热量及时带走，造成电子器件温度升高，大大降低其实用性和可靠性；同时，传统的散热器与机柜是相对独立可拆卸的，使得机柜内的壳体结构过多，导致机柜重量增加。因此，散热器和机柜一体化集成设计就成为了机柜紧凑集成设计的关键。

发明内容

本发明提供一种散热器机柜，旨在解决传统技术中机柜散热效率低、且机柜与散热装置集成度较低、重量较大的问题。

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种散热器机柜，包括：

机壳，所述机壳内形成有安装腔；

发热源，位于所述安装腔内、且设于所述机壳的内壁面；以及，

散热装置，包括热管、散热片以及风扇，所述热管设于所述机壳内，所述散热片与所述风扇对应设于所述机壳的外壁面，所述热管用于将所述发热源散发的热量传导均匀传导至所述机壳的各处，所述散热片用于辅助所述机壳散热，所述风扇用于冷却所述散热片。

根据本发明提供的一种散热器机柜，所述机壳内开设有多个安装槽，所述热管包括多个，各所述热管一一对应设于各所述安装槽，以嵌设于所述机壳内。

根据本发明提供的一种散热器机柜，所述机壳具有底座、两个第一侧板以及两个第二侧板，所述第一侧板沿所述底座的长度方向延伸，所述第二侧板沿所述底座的宽度方向延伸，所述底座、所述第一侧板以及所述第二侧板围合形成所述安装腔；所述热管设于所述底座、所述第一侧板或者所述第二侧板中的至少一个。

根据本发明提供的一种散热器机柜，一个所述热管具有多段，各段所述热管分别设于所述底座以及两个所述第一侧板内；和/或，一个所述热管具有多段，各段所述热管分别设于所述底座以及两个所述第二侧板内。

根据本发明提供的一种散热器机柜，所述散热片包括多个，各所述散热片分设于所述第一侧板以及所述第二侧板的外壁，各所述散热片均相互平行设置、且沿所述机壳的高度方向延伸。

根据本发明提供的一种散热器机柜，所述风扇包括压电陶瓷平面风扇，所述压电陶瓷平面风扇包括电信号输出器、压电陶瓷件以及设于所述压电陶瓷件上的叶片；

所述电信号输出器与所述压电陶瓷件电连接，以使所述压电陶瓷件产生压电效应，所述压电陶瓷件用于驱动所述叶片摆动产生风力。

根据本发明提供的一种散热器机柜，所述压电陶瓷平面风扇设有多个，各所述叶片沿均所述机壳的高度方向延伸，各所述叶片伸入两个所述散热片之间，用于冷却各所述散热片。

根据本发明提供的一种散热器机柜，所述散热器机柜还包括外壳，所述外壳罩设于所述机壳，所述外壳的周侧开设有多个通风口。

根据本发明提供的一种散热器机柜，所述散热装置还包括设于所述机壳的液冷循环结构，所述液冷循环结构内流动有冷却液，用于辅助所述机壳进行散热。

根据本发明提供的一种散热器机柜，所述液冷循环结构包括设于所述底座内的液冷循环通道，所述液冷循环通道内流动有冷却液，所述底座上还开设有与所述液冷循环通道连通的冷却液进口以及冷却液出口。

根据本发明提供的一种散热器机柜，所述热管、所述散热片、所述液冷循环结构均与所述机壳为一体成型设置。

本发明提供的散热器机柜，将机壳和嵌入式热管结构进行融合设计，利用热管高效导热和均温性等特性，实现机柜内部多个不同位置的热源的同时高效散热；机壳上设置的散热片能将壳体上的热量传导至外界环境，从而实现机柜内部热量的快速导出，保证机柜内部热源表面温度处于正常运行范围；此外，风扇能够散发冷却风对热管以及散热片进行有效散热。本发明提供的散热器机柜有效解决了集成度和功率密度越来越高，布置空间更加有限的机柜内部电子设备的高效散热问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的散热器机柜的正视图结构示意图；

图2是图1沿A-A向的的剖视图结构示意图。

附图标记：

1：散热器机柜； 2：机壳； 3：发热源；

4：散热装置； 5：外壳； 6：安装腔；

7：底座； 8：第一侧板； 9：第二侧板；

10：热管； 11：散热片； 12：压电陶瓷平面风

扇；

13：叶片； 14：液冷循环结构； 15：液冷循环通道；

16：冷却液进口； 17：冷却液出口； 18：通风口。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实施例和简化描述，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实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。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实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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实施例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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

下面结合图1-图2描述本发明提供的散热器机柜1。

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种散热器机柜1，包括：机壳2，机壳2内形成有安装腔6；发热源3，位于安装腔6内、且设于机壳2的内壁面，发热源3一般为电子设备，在持续工作的过程中发热源3会源源不断地散发热量，因此散热器机柜1还包括散热装置4，散热装置4包括热管10、散热片11以及风扇。热管10是一种具有快速均温特性的特殊材料，其中空的金属管体，使其具有质轻的特点，而其快速均温的特性，则使其具有优异的热超导性能，通过将热管10嵌入机壳2内，热管10能将发热源3散发的热量均匀地向机壳2的表面扩散，使得整体散热面积增加，提高散热能力；散热片11设于机壳2的外壁面，通过散热片11能够将机壳2上以及机壳2内的热量快速导出，使得机柜内部发热源3表面温度处于正常运行范围；风扇设于机壳2的外壁面且与散热片11对应设置，风扇能够提供冷却风量，一方面对散热片11进行快速冷却，另一方面也对热管10有间接冷却作用，保证机柜的散热性能一直处于良好状态。本发明提供的散热器机柜1有效解决了集成度和功率密度越来越高，布置空间更加有限的机柜内部电子设备的高效散热问题。

由于热管10设于机壳2内，为嵌入式设计，在本发明提供的技术方案中，机壳2内开设有安装槽，热管10设于安装槽中，需要说明的是，安装槽与热管10的形状相适配，热管10置于安装槽中时表面并不显露于外，而是隐藏于机壳2中。此外，安装槽与热管10对应都设有多个，多个热管10能够更加均匀地传导热量，提高散热效率，技术人员可根据机柜的实际大小形状设计热管10的数量，本发明对此并不加以限定。

具体地，本发明提供的机壳2为长方体，机壳2具有底座7、两个第一侧板8以及两个第二侧板9，第一侧板8沿底座7的长度方向延伸，第二侧板9沿底座7的宽度方向延伸，底座7、第一侧板8以及第二侧板9围合形成安装腔6；热管10设于底座7、第一侧板8或者第二侧板9中的至少一个。需要说明的是，热管10可以选择设于底座7、第一侧板8或者第二侧板9中，可以选择其中一个设置热管10，也可以选择其中任意两个设置热管10，也可以都设置热管10，具体可以根据发热源3的设置位置确定热管10的设置位置。当发热源3设置于底座7和第一侧板8时，可以选择将热管10设置于其相对应的底座7和第一侧板8，当然也可以选择将机壳2所有区域都设置上热管10，能够最大化热管10的散热性能。需要注意的是，现实中的机壳2可能有多种形状，机壳2并不限定于本实施例所限定的形状，其它形状的机壳2也可以如本实施例一般选择其中一个区域或者多个区域设置热管10，本发明对此并不加以限定。

具体地，热管10具有多段，各段热管10分别设于底座7以及两个第一侧板8内，或者，各段热管10分别设于底座7以及两个第二侧板9内。请参阅图2，在本实施例中，发热源3设于底座7以及第一侧板8上，因此对应的热管10设置于底座7以及第一侧板8上，该热管10具有三段，呈U型，一段位于一个第一侧板8内，一段位于底座7内，一段位于另一个第一侧板8内。需要说明的是，当发热源3设置于底座7与第二侧板9时，热管10呈U型，当发热源3设置于第一侧板8和第二侧板9时，热管10可呈长方形，因此本发明对热管10的形状并不加以限定，具体可以根据发热源3的设置位置加以设置。

具体地，散热片11分设于第一侧板8以及第二侧板9的外壁，各散热片11均相互平行设置、且沿机壳2的高度方向延伸。在本发明提供的技术方案中，风扇包括压电陶瓷平面风扇12，压电陶瓷平面风扇12包括电信号输出器、压电陶瓷件以及设于压电陶瓷件上的叶片13；电信号输出器与压电陶瓷件电连接，以使压电陶瓷件产生压电效应，压电陶瓷件用于驱动叶片13摆动产生风力。

需要说明的是，压电材料具有压电效应，如果对压电材料施加压力，它便会产生电位差(称之为正压电效应)，反之施加电压，则产生机械应力(称为逆压电效应)。如果压力是一种高频震动，则产生的就是高频电流。而高频电信号加在压电材料上时，则产生高频声信号(机械震动)，也就是说，压电材料具有机械能与电能之间的转换和逆转换的功能。因此在本发明提供的技术方案中，电信号输出器向压电陶瓷件提供高频电源输入信号，压电陶瓷件接受到高频信号后，会发生高频振动从而带动叶片13摆动，以形成风力。压电陶瓷平面风扇12噪声很低，可以有效降低散热系统的空气噪声，且能向散热片11提供充足的冷却风量，此外压电陶瓷平面风扇12为扁平结构，因此能有效减少散热风扇带来的散热器体积增大的问题。此外，在本发明提供的技术方案中，压电陶瓷平面风扇12设有多个，各叶片13沿均机壳2的高度方向延伸，各叶片13伸入两个所述散热片11之间，用于冷却各散热片11，多个压电陶瓷平面风扇12能够提供充足的冷却风量，更进一步提高散热装置4的散热性能。

更进一步地，散热器机柜1还包括外壳5，外壳5罩设于机壳2，外壳5的周侧开设有多个通风口18。外壳5优选地采用散热性能好的材料制成，外壳5对散热片11以及风扇起到了一定的保护作用，外壳5上开设的通风口18能够辅助进行通风散热，更进一步提高了机柜的散热性能。

当机柜的发热源3处于高功率运动工况时，发热量将急剧增加，热管10散热可能会跟不上。因此，在本发明提供的技术方案中，散热装置4还包括设于机壳2的液冷循环结构14，液冷循环结构14内流动有冷却液，用于辅助机壳2进行散热。在发热源3高功率工作的情况下，当机柜内部的热量通过热管10传递到整个机柜外壳5体后，还能利用液冷循环结构14，将热量传递给流动的冷却液，利用冷却液将热量高效导出，保证高功率运行工况下机柜内部发热设备的正常运行。具体地，在本实施例中，液冷循环结构14包括设于底座7内的液冷循环通道15，液冷循环通道15内流动有冷却液，底座7上还开设有与液冷循环通道15连通的冷却液进口16以及冷却液出口17。

需要说明的是，在进行机壳2制作的过程中，热管10、散热片11以及液冷循环结构14均与机壳2为一体成型设置，这样可有效降低两者的接触热阻，提高导热速率。

本发明提供的散热器机柜1，当机柜内部设备处于低功率运行时，发热量较小，发热源3作为热源，将热量直接传导给机壳2，随后传递给嵌入机壳2的若干根嵌入式热管10中，通过嵌入式热管10将热量快速均匀地向整个机壳2表面扩散，使得整体的散热面积得到了极大的增加，最后通过机壳2两侧的散热片11传导至外界环境，实现机柜内部热量的快速导出，保证机柜内部热源表面温度处于正常运行范围，此时液冷循环结构14内部冷却液可以不运行。当机柜内部热源处于高功率运行工况时，发热量将急剧增加，热管10散热可能会跟不上，因此当机柜内部的热量通过热管10传递到整个机壳2后，利用液冷循环结构14，将热量传递给液冷循环结构14内流动的冷却液中，通过外界循环水泵，实现液冷循环结构14内部冷却液的循环流动，利用冷却液将热量高效导出，保证高功率运行工况下机柜内部发热设备的正常运行。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种散热器机柜，其特征在于，包括：

机壳，所述机壳内形成有安装腔；

发热源，位于所述安装腔内、且设于所述机壳的内壁面；以及，

散热装置，包括热管、散热片以及风扇，所述热管设于所述机壳内，所述散热片与所述风扇对应设于所述机壳的外壁面，所述热管用于将所述发热源散发的热量传导均匀传导至所述机壳的各处，所述散热片用于辅助所述机壳散热，所述风扇用于冷却所述散热片。

2.根据权利要求1所述的散热器机柜，其特征在于，所述机壳内开设有多个安装槽，所述热管包括多个，各所述热管一一对应设于各所述安装槽，以嵌设于所述机壳内。

3.根据权利要求2所述的散热器机柜，其特征在于，所述机壳具有底座、两个第一侧板以及两个第二侧板，所述第一侧板沿所述底座的长度方向延伸，所述第二侧板沿所述底座的宽度方向延伸，所述底座、所述第一侧板以及所述第二侧板围合形成所述安装腔；所述热管设于所述底座、所述第一侧板或者所述第二侧板中的至少一个。

4.根据权利要求3所述的散热器机柜，其特征在于，一个所述热管具有多段，各段所述热管分别设于所述底座以及两个所述第一侧板内；和/或，一个所述热管具有多段，各段所述热管分别设于所述底座以及两个所述第二侧板内。

5.根据权利要求3所述的散热器机柜，其特征在于，所述散热片包括多个，各所述散热片分设于所述第一侧板以及所述第二侧板的外壁，各所述散热片均相互平行设置、且沿所述机壳的高度方向延伸。

6.根据权利要求5所述的散热器机柜，其特征在于，所述风扇包括压电陶瓷平面风扇，所述压电陶瓷平面风扇包括电信号输出器、压电陶瓷件以及设于所述压电陶瓷件上的叶片；

所述电信号输出器与所述压电陶瓷件电连接，以使所述压电陶瓷件产生压电效应，所述压电陶瓷件用于驱动所述叶片摆动产生风力。

7.根据权利要求6所述的散热器机柜，其特征在于，所述压电陶瓷平面风扇设有多个，各所述叶片沿均所述机壳的高度方向延伸，各所述叶片伸入两个所述散热片之间，用于冷却各所述散热片。

8.根据权利要求7所述的散热器机柜，其特征在于，所述散热器机柜还包括外壳，所述外壳罩设于所述机壳，所述外壳的周侧开设有多个通风口。

9.根据权利要求3所述的散热器机柜，其特征在于，所述散热装置还包括设于所述机壳的液冷循环结构，所述液冷循环结构内流动有冷却液，用于辅助所述机壳进行散热。

10.根据权利要求9所述的散热器机柜，其特征在于，所述液冷循环结构包括设于所述底座内的液冷循环通道，所述液冷循环通道内流动有冷却液，所述底座上还开设有与所述液冷循环通道连通的冷却液进口以及冷却液出口。

11.根据权利要求9所述的散热器机柜，其特征在于，所述热管、所述散热片、所述液冷循环结构均与所述机壳为一体成型设置。

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