CN205378464U - 插箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种插箱，包括壳体和设置在所述壳体内的背板，所述壳体上设置有进风口和出风口，还包括：由所述背板与所述插箱之间的高度差所形成的风道，以及用于驱动所述插箱内空气流动的风扇。本实用新型的插箱结构，减少了在散热上低利用价值或无利用价值的区域空间，降低了插箱的高度和体积，而且与传统的插箱相比，进出风口的大小基本可以保持不变，系统的阻力几乎没有增加，在保证散热性能的基础上，增加了机柜中可配置的插箱数量，极大地提高了设备的紧凑性，有效解决了现有技术中缩减产品体积与保证散热性能之间的矛盾。

Description

插箱

技术领域

本实用新型涉及电子电气设备集成技术领域，尤其涉及一种具有改进的散热结构的插箱。

背景技术

当前，为了适应用户的需求，提高产品竞争优势，电子电气产品不断向小型化、紧凑型方向发展，产品的功率密度也不断增大。与此同时，产品的功率部件释放的热量也随之增加，热量过高会削弱高性能电子原器件的功能特性，或缩短其使用寿命，甚至可能导致设备因发热而出现故障，最终停止运行。因此需要控制产品内部电子原器件的温度，使其在所处的工作环境条件下不超过所规定的最高温度。良好的散热是提高产品使用寿命、提高工作安全可靠性的关键所在。

电子产品散热手段通常可分风冷与水冷。水冷法冷却效果显著，但成本较高；风冷可以实现低成本高效益。目前风冷的主要方式是通过风扇驱动气流在设备内部的风道中循环流动，将设备内部的热量带走。

目前常用的通信机柜中，尤其是对于标准的19”机柜，其内部的插箱基本上采用通风的散热方式。图1为现有技术中插箱的结构示意图，参考图1所示，插箱通常包括外壳1、安装在外壳内的背板2、与背板2相连接的若干电子部件3，该电子部件3竖直安装在插箱背板2一侧，两者通过连接器相互连接。插箱中还设置进风口4、出风口5和风扇6，风扇6驱动插箱外部的空气从插箱的进风口4进入插箱，用于冷却电子部件3，电子部件上的电子元器件产生的热量在风扇的驱动下随着气流从出风口5流出。在这种垂直通风的散热结构中，由于风扇、出风口、进风口均布置在插箱的竖直方向，且为了实现理想的散热通风的效果，必须要保证出风口、进风口与电子设备之间的距离，这就导致了插箱竖直方向尺寸并不能完全被用于安装电子部件，降低了产品功率密度。从另一方面来说，单个插箱的竖直方向的尺寸过大，导致机柜高度过高，甚至无法将多个插箱设置在同一个机柜中，降低了产品的集成度。如何在满足产品小型化、紧凑话的同时兼顾电子元件的散热需求是电子产品设计的难题之一。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种插箱，解决现有技术中插箱体积过大，集成度不高的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种插箱，包括壳体和设置在所述壳体内的背板，所述壳体上设置有进风口和出风口，其特征在于，还包括：由所述背板与所述插箱之间的高度差所形成的风道，以及用于驱动所述插箱内空气流动的风扇。

可选的，所述背板在靠近插箱顶板一侧与所述插箱固定连接，，以在所述背板和插箱底板之间形成所述风道，所述底板与所述顶板沿所述插箱的高度方向相对设置。

可选的，所述背板在靠近插箱底板一侧与所述插箱固定连接，以在所述背板和插箱顶板之间形成所述风道，所述顶板与所述底板沿所述插箱的高度方向相对设置。

可选的，所述背板的高度h与所述插箱的高度H之间的关系为：0＜h≤0.7H。

可选的，所述风扇设置在所述壳体的内壁和/或外壁上与所述进风口相对应的位置。

可选的，所述风扇设置在所述壳体的外壁上与所述出风口相对应的位置。

可选的，所述风扇设置在所述壳体的内壁上与所述出风口相对应的位置。

可选的，所述风扇与所述背板所在平面的距离为L，所述风扇的外径与风扇扇叶中心径之间的差值△d与L之间的关系为：0.5＜L/△d＜2。

可选的，所述风扇为轴流风扇或离心风扇。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的插箱，通过在背板和插箱的底板之间形成风道，将风扇安装在插箱的后面板上，从而减小了插箱的高度的体积，减少了在散热上低利用价值或无利用价值的区域空间，而且与传统的插箱相比，进出风口的大小基本可以保持不变，系统的阻力几乎没有增加，在保证散热性能的基础上，增加了机柜中可配置的插箱数量，极大地提高了设备的紧凑性，有效解决了现有技术中缩减产品体积与保证散热之间的矛盾。

附图说明

图1为现有技术中插箱的剖面图；

图2为本实用新型一实施例中插箱的立体图；

图3为本实用新型一实施例中插箱的剖面图；

图4为本实用新型另一实施例中插箱的剖面图；

图5为本实用新型另一实施例中插箱的剖面图；

图6为本实用新型另一实施例中插箱的剖面图。

具体实施方式

下文结合附图对本实用新型插箱机构进行具体说明。应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本实用新型，而仍然实现本实用新型的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本实用新型的限制。

在通信机柜中，通常设置有若干个插箱，通过插箱上的通信接口来实现不同的功能部件与控制系统的通信，每个插箱的尺寸决定了一个机柜中可以放置的插箱的个数，本实施例提供一种插箱，能够在保证散热效果的基础上，最大化利用插箱高度尺寸，有效减小插箱的高度或体积，缩减插箱在机柜中多占的空间比。

图2为本实用新型一实施例中插箱的立体图，参考图2所示，插箱包括壳体10和设置在所述壳体内的背板20，所述壳体10为箱式结构，包括前面板11、与前面板11相对设置的后面板12、顶板13、与顶板13对应设置的底板(图中未示出)，以及左侧板15和右侧板16。本实施例中，电子部件30与前面板11固定连接，并通过设置在插箱底板或顶板上的横梁、导轨等结构插入箱体内部，插箱中设置的电子部件30的个数，可根据插箱的体积以及系统需求进行选择，每个电子部件30均可包括PCBA电路板、大功率电子器件等构成部分；背板20通过横梁结构设置在插箱内，且背板20所在平面与电子部件30所在平面近似垂直。在背板20上设置有连接器21，电子部件30上设置有与连接器21相配合的通信接口，且连接器21通过线缆与系统相连，从而实现电子部件30与系统之间的通信。

图3为本实用新型一实施例中插箱的剖面图，图4为本实用新型另一实施例中插箱的剖面图。参考图3所示，在壳体10上还设置有进风口40和出风口50，以及风扇60。进风口40可以设置在插箱前面板11和\或插箱顶板13上靠近所述前面板11的位置，出风口50设置在插箱后面板12上，进风口40和出风口50可以采用孔状或条纹状。风扇60设置在插箱后面板12上与所述出风口50对应的位置，用于驱动插箱内的空气流动。插箱内的空气流动方向可参考图中箭头方向所示，外部空气从进风口40进入，流经电子部件30，并对电子部件30进行风冷，在风扇60的驱动下，电子部件30散发的热量从出风口50排出，从而实现对插箱内电子部件30的冷却。

继续参考图3所示，背板20通过横梁1301与插箱的顶板13固定连接，且背板20与插箱有一高度差，使得背板20与底板14之间形成一个风道口，上述高度差可以根据插箱散热的需求以及背板20上的连接器21尺寸，进行人为设定，理论上，背板20的高度只要大于连接器21的尺寸即可。假设插箱的高度为H，背板20的高度为h，背板20的高度h与插箱高度H之间的关系为：0＜h≤0.7H时，特别的，当h＝0.5H时，既能保证插箱的散热性能，也能满足连接器21对背板尺寸的要求。本实施例中，通过将出风口和风扇设置在插箱的后面板上，在电子部件30高度一定的情况下，电子部件30的上方或下方除了安装固定所需占用的空间外，无需额外增加竖直方向的高度用于散热(如风扇的安装空间等)，有效减小了插箱的高度。

本实施例中，背板20通过横梁结构在靠近所述插箱的顶板13一侧与所述插箱固定连接，从而在背板20和底板14之间形成一个风道口。横梁结构沿长度方向上的两端分别固定在左侧板和右侧板上靠近所述顶板13的位置，也可以将横梁结构直接固定在顶板13上。可以理解的，参考图4所示，在其他实施例中，背板20也可以通过横梁结构在靠近所述插箱的底板14一侧与所述插箱固定连接，背板20与插箱具有一高度差，使得在背板20和插箱顶板13之间形成一个风道口，此时，横梁结构沿长度方向上的两端分别固定在左侧板和右侧板上靠近所述底板14的位置，也可以将横梁结构直接固定在底板14上。此处不再赘述。另外，进风口40还可以同时设置在插箱底板14上，以增大插箱内的气流。

图5为本实用新型另一实施例中插箱的剖面图，参考图3、图5所示，出风口设置在插箱的后面板上，风扇60设置在插箱壳体内壁上与出风口50相对应的位置，所述风扇60采用抽风形式散热。背板20通过横梁结构与插箱的顶板13相连接，如果安装在背板20上的连接器尺寸较大，背板20的高度较高，使得风扇60和背板20在插箱后面板12上的投影部分重合，即风扇60的吸入侧(沿插箱的深度方向上远离插箱后面板12的一侧)存在障碍物，使得系统风道阻力增大，风量-静压特性明显减低。此时为了保证插箱内足够的风量，必须通过调整风扇60与背板20沿插箱深度方向上的距离来克服上述障碍物对风量的影响。假设风扇60与背板20沿插箱深度方向上的距离为L(即风扇60与背板20所在平面的距离为L)，风扇60的外径为D，风扇60的扇片中心径为d，那么L、D、d须满足下列条件：L/(D-d)大于0.5。通过实验验证，当L/(D-d)取值为0.8时，既能保证插箱内足够的通风量、也能避免插箱在深度方向上的尺寸过大。参考图3、图4所示，如果风扇60和背板20在插箱后面板上的投影不相重合，则对风扇60与背板20沿插箱深度方向上的距离，没有特定的要求，只要两者不存在安装干涉即可，可以有效缩小插箱沿深度方向的尺寸。将风扇设置在插箱壳体上与出风口对应的位置，其风扇采用抽风形式散热，适合应用在电子设备热源分散，需要对电子设备进行整体均衡冷却的场合。

可以理解的，也可以将风扇60设置在插箱壳体外壁上与所述出风口50相对应的位置。风扇60与插箱壳体外壁采用永久性连接的方式。为了便于风扇的清洗和维护，也可将风扇可拆卸的连接于所述壳体外壁上。此种结构，插箱壳体的尺寸相对较小。

图6为本实用新型另一实施例中插箱的剖面图，参考图6所示，风扇60也可以设置在插箱壳体内壁上与进风口40对应的位置，所述风扇60采用鼓风形式散热。由于排风侧的障碍物对风扇的风量-静压特性没有影响，因此对于背板20和风扇60在插箱深度方向上的距离，没有特别的限定，只要确保背板20和风扇60之间不存在安装干涉即可。为了有效缩减插箱在深度方向上的尺寸，可以设置背板20和风扇60在插箱的高度方向上的尺寸和位置，使得背板20和风扇60在插箱后面板上的投影不重合。将风扇设置在插箱的进风口，并采用鼓风形式进行散热，此种结构适合应用在插箱内热源比较集中的场合。采用鼓风形式散热，空气从进风口进入，在风扇的驱动下，流经电子设备，对电子设备进行冷却，并将电子设备散发的热量从出风口排出。

可以理解的，也可以将风扇60设置在插箱壳体外壁上与所述进风口40相对应的位置。风扇与插箱壳体外壁采用永久性连接的方式。为了便于风扇的清洗和维护，也可将风扇可拆卸的连接于所述壳体外壁上。

本实用新型实施例中的风扇可以采用轴流风扇或离心风扇。该两种风扇的工作特性为本领域公知常识，不再赘述。在实际使用时，可以根据所要达到的效果来选取风扇的类型。

本实施例中根据插箱的尺寸以及其对散热性能的需求，可以设置若干个风扇，风扇的排列方式可选用串联或并联，并不做特殊的限定。综上所述，本实用新型提供的插箱，与传统的散热结构相比，减少了在散热上低利用价值或无利用价值的区域空间，降低了插箱的高度或体积，而且进出风口的大小基本可以保持不变，系统的阻力几乎没有增加，在保证散热性能的基础上，增加了机柜中可配置的插箱数量，极大地提高了设备的紧凑性，有效解决了现有技术中缩减产品体积与保证散热之间的矛盾。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.插箱，包括壳体和设置在所述壳体内的背板，所述壳体上设置有进风口和出风口，其特征在于，还包括：由所述背板与所述插箱之间的高度差所形成的风道，以及用于驱动所述插箱内空气流动的风扇。

2.根据权利要求1所述的插箱，其特征在于，所述背板在靠近插箱顶板一侧与所述插箱固定连接，以在所述背板和插箱底板之间形成所述风道，所述底板与所述顶板沿所述插箱的高度方向相对设置。

3.根据权利要求1所述的插箱，其特征在于，所述背板在靠近插箱底板一侧与所述插箱固定连接，以在所述背板和插箱顶板之间形成所述风道，所述顶板与所述底板沿所述插箱的高度方向相对设置。

4.根据权利要求2或3所述的插箱，其特征在于，所述背板的高度h与所述插箱的高度H之间的关系为：0＜h≤0.7H。

5.根据权利要求1所述的插箱，其特征在于，所述风扇设置在所述壳体的内壁和/或外壁上与所述进风口相对应的位置。

6.根据权利要求1所述的插箱，其特征在于，所述风扇设置在所述壳体的外壁上与所述出风口相对应的位置。

7.根据权利要求1所述的插箱，其特征在于，所述风扇设置在所述壳体的内壁上与所述出风口相对应的位置。

8.根据权利要求7所述的插箱，其特征在于，所述风扇与所述背板所在平面的距离为L，所述风扇的外径与风扇扇叶中心径之间的差值△d与L之间的关系为：0.5＜L/△d＜2。

9.根据权利要求5-8任一项所述的插箱，其特征在于，所述风扇为轴流风扇或离心风扇。