CN201060455Y - 一种防尘、降低噪声计算机立式机箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防尘、降低噪声计算机立式机箱。该机箱完全封闭式，机箱内安装有主板、CPU、扩展卡、内存、半导体制冷器。所述的CPU、显卡、声卡发热端与半导体制冷器的冷端一一对应相接，半导体制冷器的热端与机箱壳体相接。本实用新型中的机箱箱体是完全封闭的，因此可以防止机箱内部的灰尘敏感器件(CPU、显卡)遭到灰尘的侵蚀，从而提高了这些核心器件的使用寿命；使用半导体制冷器代替了传统的风扇进行散热，所以运转时几乎无噪音，并且使用寿命远远长于普通风扇，真正达到了环保标准。主板上每一个插槽对应一个散热片系统，以便使用者随时升级。

Description

一种防尘、降低噪声计算机立式机箱

技术领域

本实用新型涉及一种防尘、降低噪声计算机立式机箱。

背景技术

对于传统的立式机箱，采用的散热方式是风扇散热。这就要求机箱必须是与外界连通的，通过空气的流动将热量从机箱内散发到机箱外。这除了机箱会存在严重的噪声外，还会导致大气中的灰尘可以轻易地进入机箱内部，并干拢机箱内对灰尘敏感器件的正常工作。如此，在某些灰尘较多的特殊场合，将会严重影响计算机的正常工作。同时，由于空气对流散热的局限性，当空气温度较高时，机箱内部的热量便不能有效散发到空气中，使得热在高温器件附近持续增加，进而影响计算机的正常工作。

自热电现象发现以来，到今天为止，半导体热电材料已经在许多方面获得了应用。热电现象是指对于一些半导体材料，当在其两端加一个电势差时，在半导体材料两端会差生温差；或者将热电材料两端置于温度不同的环境中，则此两端会产生电势差。

热电材料散热的最大优点就在于噪声小和可控性。可控性是指通过热电材料的电流、温差、所能传导的热量之间有一个函数关系。通过此函数关系可对散热过程进行控制，因此热电材料可用作机箱的制冷器件。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种防尘、降低噪声计算机立式机箱。

防尘、降低噪声计算机立式机箱：该机箱为完全封闭式，机箱内安装有主板、CPU、扩展卡、内存、半导体制冷器，CPU、扩展卡发热端与半导体制冷器的冷端相接，半导体制冷器的热端与机箱壳体相接。

所述的CPU、显卡、声卡发热端与半导体制冷器的冷端一一对应相接。本实用新型具有的有益效果：

1)本实用新型中的机箱箱体是完全封闭的，因此可以防止机箱内部的灰尘敏感器件(CPU、显卡)遭到灰尘的侵蚀，从而提高了这些核心器件的使用寿命；

2)本实用新型使用半导体制冷器代替了传统的风扇进行散热，所以运转时几乎无噪音，并且使用寿命远远长于普通风扇，真正达到了环保标准；

3)本实用新型设计主板上每一个插槽对应一个散热片系统，以便使用者随时升级。

附图说明

图1(a)是防尘、降低噪声计算机立式机箱结构主视图；

图1(b)是防尘、降低噪声计算机立式机箱结构侧视图；

图2是本实用新型的CPU制冷部件结构示意图；

图3是扩展卡的制冷部件结构示意图；

图4是内存的制冷部件结构示意图；

图中：CPU单元1、扩展卡2、内存3、CPU制冷片4、导热材料5、绝热材料包裹层6。

具体实施方式

如图1所示，防尘、降低噪声计算机立式机箱为完全封闭式，机箱内安装有主板、CPU单元1、扩展卡2、内存3、半导体制冷器4，CPU、扩展卡发热端与半导体制冷器的冷端相接，半导体制冷器的热端与导热材料5相接，导热材料外面包裹有绝热材料6，导热材料5与机箱壳体相接。

CPU、扩展卡发热端与半导体制冷器的冷端一一对应相接，如图2，图3和图4所示。

本实用新型的原理具体阐述如下：

一、全封闭下的散热方法

本实用新型摒弃传统的风扇散热法，利用热电材料帕尔帖效应，实现对机箱的散热。

本实用新型中机箱为全封闭系统。内置主板及安装在其上的CPU、内存、显卡等扩展卡，所有外部设备通过USB接口与此空间内部相连，如图1所示。这样处理是因为这些部件对灰尘较为敏感。

对于封闭式机箱内部，我们又分为两种子系统。对于CPU、内存、扩展卡采用组装好的散热片分别散热，并且各自形成一个孤立系统，即他们的热量独立传送至机箱一侧，这一侧机箱内部(贴有导热导柱部位除外)涂上绝热层，防止外部热量返回至机箱内部。这些孤立系统组成第一个子系统。主板等另外部件产生的热量，通过空气自然对流，传至机箱另一侧(这一侧内部不涂绝热层，并且外部安装一些散热片)，从而散发到外部。这就是第二个子系统。

下面具体说明一下封闭空间内第一个子系统各孤立系统的的设计细节。

1、CPU散热系统，如图2所示：CPU单元1的发热端紧贴半导体制冷器4的冷端，半导体制冷器4的热端与机箱壁之间用导热材料相连接，使制冷器热端产生的热量能够及时导出，导热材料5外部包裹有绝热材料6，以阻止热量散发到机箱内空间；

2、扩展卡散热系统，如图3所示，其原理与CPU散热系统相同。

3、内存散热系统，如图4所示，在内存的芯片上紧贴制冷片，两条内存的制冷片4之间共用一段导热材料5，这样可以更好地利用空间和材料。

二、自动温控

上述是实现散热的原理，这里讲一下如何实现温控。本实用新型运用自动控制原理，实现对各器件智能化温度控制。在各器件安装热电偶，采集数据送至PID控制器中，通过控制器的运算，来控制制冷片电流的大小，从而使芯片温度不超过正常工作所允许的最高温度。(不是恒温而是可变温度)这样一来，既可以使各器件安全工作，又可以有效降低能耗。

三、防尘

由于机箱完全封闭，电源、数据传输都用USB接口，这两大全封闭手段，可以为CPU、内存、扩展卡这些需要高清洁度的电子器件提供一个洁净的空间。对于非封闭系统，这些部件都有外壳封装，因此可以在大多数环境下安全工作。

四、无噪音

本实用新型彻底摒弃了传统的风扇制冷，采用无电机驱动的制冷片，因此运行起来几乎没有噪音。

五、结霜问题的解决

设计算机外部环境温度为35度，则制冷片冷端温度可达-10度甚至更低。在如此低的温度下，若冷端与空气直接接触，则少量水蒸汽无疑会在冷端凝结，产生不同程度的结露现象，这会对电子器件产生致命的影响。产生这种现象的根本运原因是因为其周围存在空气。本实用新型中制冷片与制冷部位紧密接触，因此不再与空气直接接触，这样器件芯片表面就不会结霜。并且导热柱表面涂有绝热层，靠近冷端的导热柱一侧也不会出现低温，照样解决了结霜问题。

本实用新型的实施例中由制冷片、导热片、绝热材料和机箱四大部分组成。其中制冷片的大小和尺寸依据机箱的体积而定，如果需求不够，可采用串联方式将其连接。

制冷片的工作原理：根据帕尔占效应，在热电材料的两端施加一个电动势，在由其构成的回路中将有电流流过，同时还将伴随着以下现象，即热电材料的两端出现温差，一端制冷、一端制热。根据外部室温和机箱面积的大小，控制电流，使冷端温度控制在电脑芯片的工作温度范围内。

导热片的目的是将制冷片吸收的热量传送到机箱，通过机箱表面使热量传出机箱。

本实用新型的最终目的是通过控制电脑的芯片、显卡等功率较大的元件的温度，使其在更好的环境下运转。为了避免热量回流，制冷片需用绝热材料包裹，防止热量流进机箱内，机箱靠内的部分也需用绝热材料覆盖，使机箱仅朝向外的方向散热。

实施例中最重要的部分是机箱能否将制冷片吸收的热量与外界环境进行交换。这是机箱时考虑的关键因素，否则将无法实现封闭。

实施例1

本实施例的图示可参考图1至图4；其中图1是机箱整体示意图，图2，3，4是电脑主要的芯片安置示意图。

本例的机箱是富士康家用型标准机箱，适用范围为家庭和办公。本例的主要特点是将主板与其他硬件隔开，并将其独立放在一个封闭腔中，机箱的一个侧面为主要散热面，其对侧表面辅助散热。电源，硬盘，光驱或软驱可以外接。由于没有风扇，噪音很低。不过由于这种设计，会使机箱散热表面温度比较高，因此需采用附加散热片等辅助散热手段。

实现对制冷片电流的控制即可实现对温度的控制，采用热电偶或继电器实现。

实施例2

本例重点温控对象为单片机的芯片，由于单片机的应用很广，如取款机，游戏机等，其工作环境很广，但芯片的温度范围也是有限制的，全封闭也能满足各种场合不同的需要，且使用寿命要明显增长。

基本原理和组织方式如上，由于其外部环境比较固定，且不同单片机的大小市场都有规定，依据这些数据进行的计算表明我们的设计方法是可行的。建议单片机散热板的方向不要朝向使用者。

Claims (2)

1.一种防尘、降低噪声计算机立式机箱，其特征在于，该机箱为完全封闭式，机箱内安装有主板、CPU(1)、扩展卡(2)、内存(3)、半导体制冷器(4)，CPU、扩展卡发热端与半导体制冷器的冷端相接，半导体制冷器的热端与导热材料(5)相接，导热材料外面包裹有绝热材料(6)，导热材料(5)与机箱壳体相接。

2.根据权利要求1所述的一种防尘、降低噪声计算机立式机箱，其特征在于，所述的CPU、扩展卡发热端与半导体制冷器的冷端一一对应相接。

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