CN207992899U - 工控机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种工控机，包括：机箱，包括第一面板、第二面板、第三面板和第四面板，四块面板依次衔接，围成容纳腔，第一面板与第三面板相对，第二面板与第四面板相对，第一面板靠近第二面板处设有第一进风区域，第三面板靠近第二面板处设有第二进风区域，第四面板设有排风区域。电源，设置于机箱的第一面板，电源包括电源风扇，电源风扇靠近第一进风区域；主板，设置在机箱的容纳腔内，主板上设有CPU；扩展卡，平行于主板插设，在CPU与扩展卡之间设有离心散热器；系统风扇，设置在第二进风区域。本申请中CPU、离心散热器和扩展卡的堆叠式放置，节省了大量空间，左右两侧进风后侧排风的散热模式，使得整机结构更加紧凑，尺寸和体积更小。

Description

工控机

技术领域

本实用新型涉及工业控制领域，特别是涉及一种工控机。

背景技术

工控机具有计算机的重要属性和特征，对生产过程、机电设备以及工艺装备进行检测与控制，随着工业化进程的加速，工控机在工业生产中扮演着越来越重要的角色。

传统的工控机一般为4U上架式。散热方式采用前后通风的方式，前面板设有一个较大尺寸风扇(120*120*25mm)向机箱内部吹风，从机箱后侧出风，内部主板上再配有较高尺寸的正吹式散热器，进行散热操作。

但是，这种散热方式中风扇和正吹式散热器尺寸较大，造成整机尺寸较大。

实用新型内容

基于此，有必要针对工控机整机尺寸较大的问题，提供一种工控机。

一种工控机，包括：

机箱，包括第一面板、第二面板、第三面板和第四面板，四块面板依次衔接，围成容纳腔，其中，所述第一面板与第三面板相对，所述第二面板与第四面板相对，所述第一面板靠近所述第二面板处设有第一进风区域，所述第三面板靠近所述第二面板处设有第二进风区域，所述第四面板设有排风区域；

电源，设置于所述机箱的第一面板，其中，所述电源包括电源风扇，所述电源风扇靠近所述第一进风区域；

主板，设置在所述机箱的容纳腔内，其中，所述主板上设有CPU；

扩展卡，平行于所述主板插设，其中，在所述CPU与扩展卡之间设有离心散热器；

系统风扇，设置在所述第二进风区域。

上述工控机中CPU、离心散热器和扩展卡的堆叠式放置，节省了大量空间；离心散热器尺寸较小，也节省了大量空间；电源风扇和系统风扇分别设置在第一面板和第三面板，且第一面板和第三面板分别设有第一进风区域和第二进风区域，排风区域设在机箱的第四面板处，形成了左右两侧进风后侧排风的散热模式，这种散热设计整合了传统工控机内部的器件布局，使得整机结构更加紧凑，尺寸和体积更小，降低了运输和包装成本。

在其中一个实施例中，所述排风区域包括第一排风区域、第二排风区域、第三排风区域和第四排风区域，分别对应不同的风道，其中，所述电源产生的热量经由所述第一排风区域排出，所述扩展卡产生的热量经由所述第三排风区域排出，所述CPU产生的热量经由所述第四排风区域排出。

在其中一个实施例中，所述工控机还包括供电模块，设置在靠近所述第四面板处，所述供电模块产生的热量经由所述第二排风区域排出。

上述供电模块设置在靠近第四面板处，靠近排风区域，能够达到更好的散热效果。

在其中一个实施例中，所述工控机还包括硬盘，安装在所述第二面板靠近所述第一进风区域处，所述硬盘所产生的热量经由所述第二排风区域排出，所述硬盘的厚度方向与所述主板的厚度方向垂直。

上述硬盘安装在第二面板靠近第一进风区域处，能够使来自外界的冷风带走自身产生的热量，且硬盘的厚度方向与主板的厚度方向垂直，减少了机箱在宽度上的尺寸，体积更小。

在其中一个实施例中，所述离心散热器包括离心风扇，以及位于所述离心风扇和CPU之间的散热片。

在其中一个实施例中，所述离心风扇设有进风口，以及与所述进风口垂直的出风口。

上述离心风扇的进风口与出风口垂直，使得离心风扇垂直地从CPU吸收热量，再平行于CPU将热量传导到外界。

在其中一个实施例中，所述散热片设有等距排列的多个翅片，所述翅片的下端部靠近所述CPU，所述翅片的上端部与所述进风口抵接。

上述翅片的上端部与进风口抵接，使得离心风扇的进风口从翅片的间隙吸入冷风。

在其中一个实施例中，所述散热片的四个顶角处分别设有一根螺杆。

上述螺杆用于将散热片固定到主板上。

在其中一个实施例中，所述散热片设有凸台，与所述CPU抵接。

在其中一个实施例中，所述第一面板和第三面板均设有安装架。

上述安装架用于完成机箱的装配。

附图说明

图1为本实用新型实施例工控机拆去盖板时的左前视角结构示意图；

图2为本实用新型实施例工控机拆去盖板时的右前视角结构示意图；

图3为本实用新型实施例工控机拆去盖板时的后侧视角结构示意图；

图4为本实用新型实施例工控机的左前视角结构示意图；

图5为本实用新型实施例工控机的右前视角结构示意图；

图6为本实用新型实施例工控机的后侧视角结构示意图；

图7为本实用新型实施例工控机拆去盖板时的风道俯视图；

图8为本实用新型实施例工控机拆去盖板和扩展卡时的结构示意图；

图9为本实用新型实施例工控机拆去盖板、扩展卡和离心散热器时的结构示意图；

图10为本实用新型实施例工控机拆去机箱时的结构示意图；

图11为本实用新型实施例工控机中离心散热器的进出风结构示意图；

图12为本实用新型实施例工控机中散热片的上方视角结构示意图；

图13为本实用新型实施例工控机中散热片的下方视角结构示意图；

图14为本实用新型实施例工控机中离心风扇的结构示意图；

图15为本实用新型实施例工控机中电源的前侧视角结构示意图；

图16为本实用新型实施例工控机中电源的后侧视角结构示意图；

图17为本实用新型实施例工控机中扩展组件的结构示意图；

图18为本实用新型实施例工控机中POE供电模块的结构示意图。

其中：工控机100 机箱110

第一面板1101 第一进风区域11011

第二面板1102 第三面板1103

第二进风区域11031 第四面板1104

第一排风区域11041 第二排风区域11042

第三排风区域11043 第四排风区域11044

电源120 电源风扇1201

主板130 CPU 131

离心散热器132 离心风扇1321

进风口13211 出风口13212

散热片1322 翅片13221

螺杆13222 凸台13223

扩展卡133 系统风扇140

POE供电模块150 POE板1501

POE支架1502 硬盘160

安装架170 盖板180

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参考图1至图4、图8和图9，本实用新型公开了一种工控机100，包括：机箱110，包括第一面板1101、第二面板1102、第三面板1103和第四面板1104，四块面板依次衔接，围成容纳腔，其中，第一面板1101与第三面板1103相对，第二面板1102与第四面板1104相对，第一面板1101靠近第二面板1102处设有第一进风区域11011，第三面板1103靠近第二面板1102处设有第二进风区域11031，第四面板1104设有排风区域；电源120，设置于机箱110的第一面板1101，其中，电源120包括电源风扇1201，电源风扇靠近第一进风区域11011；主板130，设置在机箱110的容纳腔内，其中，主板130上设有CPU131；扩展卡133，平行于主板130插设，其中，在CPU131与扩展卡133之间设有离心散热器132；系统风扇140，设置在第二进风区域11031。

上述工控机100的形状为长方体，下面以工控机100平放在水平面上时的姿态为例，进行说明。如图2所示，X代表长度、Y代表宽度、Z代表高度、a代表前、b代表后、c代表左、d代表右，以图2所示的方位定义前后左右及长宽高的方向。

具体地，机箱110包括第一面板1101、第二面板1102、第三面板1103和第四面板1104，其中，第一面板1101代表机箱110的右侧，第二面板1102代表机箱110的前侧，第三面板1103代表机箱110的左侧，第四面板1104代表机箱110的后侧。四块面板拼合在一起围成机箱110的四个侧壁，四个侧壁通过底部连接在一起，四个侧壁围成容纳空腔。电源120一般为长方体，电源120面积最大的一端面设置在第一面板1101处，紧挨第一面板1101固定，另一面积最大的端面平行于第一面板1101，电源120靠近第四面板1104的端面与第四面板1104紧挨固定，电源120可选为mini1U电源。参考图15和图16，电源120前侧，即靠近第二面板1102的一侧设有电源风扇1201，电源120后侧，即靠近第四面板1104的一侧设有散热孔。参考图8至图10，主板130平铺在机箱110的底部，在主板130的上方设有CPU131，在CPU131的上方设有离心散热器132，离心散热器132的上方还设有扩展卡133，即扩展卡133平行于主板130插设。系统风扇140设置在第三面板1103靠近第二面板1102处，即第二进风区域11031。

在一个实施例中，上述排风区域包括第一排风区域11041、第二排风区域11042、第三排风区域11043和第四排风区域11044，分别对应不同的风道，其中，电源120产生的热量经由第一排风区域11041排出，扩展卡133产生的热量经由第三排风区域11043排出，CPU131产生的热量经由第四排风区域11044排出。

上述工控机100还包括供电模块，设置在靠近第四面板1104处，供电模块产生的热量经由第二排风区域11042排出。具体地，本实施例中，供电模块采用POE供电模块150，POE是Power Over Ethernet的缩写，即以太网供电，在保证网络正常运行的基础上，同时增加通过网线直接供电的功能。当然，其他能够实现供电模块供电作用的模块也属于本申请的保护范围。参考图18，POE供电模块150由POE板151，以及与POE板151固定连接的POE支架1502组成，POE供电模块150覆盖在电源120的上方和侧方。其中，POE支架1502呈类似于Z字形弯折，且为镂空状以便于散热，POE支架1502覆盖电源120的上方通过螺钉固定到第一面板1101，POE支架1502覆盖电源120的侧方紧挨机箱110底部设有折边，通过螺钉固定到机箱110的底部。POE板1501固定在POE支架1502的侧面。该POE供电模块150，在保证网络正常运行的基础上，同时通过网线为网络接口直接供电。上述POE供电模块150设置在靠近第四面板1104处，靠近排风区域，能够达到更好的散热效果。

上述工控机100还包括硬盘160，安装在第二面板1102靠近第一进风区域11011处，硬盘产生的热量经由第二排风区域11042排出，硬盘160的厚度方向与主板130的厚度方向垂直。硬盘160的外壳形状为长方体状，设硬盘160的最短边代表硬盘160的厚度，主板130的厚度方向代表机箱110的高度Z方向。设硬盘160竖立可拆卸安装在第二面板1102内侧，相较于平铺在机箱110底部的做法，在宽度Y上机箱110所需要的尺寸是从硬盘160长或宽尺寸变成了厚度尺寸，根据常识可知硬盘160的厚度一般小于长或宽尺寸。显然，整机的尺寸在宽度上减少了，进一步地缩小了机箱110空间。上述硬盘160安装在第二面板1102靠近第一进风区域11011处，能够使来自外界的冷风带走自身产生的热量，且硬盘160的厚度方向与主板130的厚度方向垂直，减少了机箱110在宽度Y上的尺寸，体积更小。

第一面板1101靠近第二面板1102处设有第一进风区域11011，电源风扇1201垂直于第一进风区域11011，且靠近第一进风区域11011，电源风扇1201从第一进风区域11011吸取外界的冷风，向机箱110内吹风。第三面板1103靠近第二面板1102处设有第二进风区域11031，系统风扇140设置在第二面板1102的第二进风区域11031，系统风扇140从第二进风区域11031吸取外界的冷风，向机箱110内吹风。同时，从第一进风区域11011和第二进风区域11031吸入的冷风也流经硬盘160。机箱110的散热区域均设置在机箱110的后侧，即第四面板1104，分别设有第一排风区域11041、第二排风区域11042、第三排风区域11043和第四排风区域11044。整个机箱110的散热设计形成左右两侧进风后侧排风的模式。

具体地，机箱110内的发热器件主要是电源120、POE供电模块150、硬盘160、CPU131以及扩展卡133，位于不同的风道上，多条风道形成组合共同散热，效果更好。

参考图7，机箱110内主要形成四条风道，分别对应四处排风区域。第一条风道，电源风扇1201吸入来自第一进风区域11011的冷风，垂直于第四面板1104向后侧吹风，通过第一排风区域11041排出热风，因此第一排风区域11041对应的是电源的散热风道。第二条风道，从第一进风区域11011和第二进风区域11031吸入的冷风流经硬盘160，为其散热；同时，POE供电模块150设置在电源120上靠近后侧排风区域，箱体内流动的风必然要流经这里再排出机箱110，通过第二排风区域11042排出热风，因此第二排风区域11042对应的是硬盘160和POE供电模块150的散热风道。第三条风道，来自第二进风区域11031的冷风，经由系统风扇140吹向扩展卡133，扩展卡133的功能接口位于机箱110后侧的第三排风区域11043，因此第三排风区域11043对应的是扩展卡133的散热风道。第四条风道，CPU131的发热功率最大，采用离心散热器132，从翅片13221间隙中吸入冷风，将CPU131传给散热片1322的热量传导出来，朝向机箱110后侧的第四排风区域11044排出，因此第四排风区域11044对应的是CPU131的散热风道。

上述第一进风区域11011设在第一面板1101上、第二进风区域11031设在第三面板1103上、第二排风区域11042和第四排风区域11044设在第四面板1104上，为对齐排列或错位排列的通孔。第一排风区域11041为设在第四面板1104靠近第一面板1101的窗口，可容纳电源120后侧的散热孔。第四排风区域11044为设在第四面板1104靠近第三面板1103处的窗口，参考图17，扩展卡133与转接组件形成扩展组件，转接组件贴合第四面板1104处设有散热孔，被容纳于第四排风区域11044。上述进风和排风区域所占面积和形状根据实际生产器件尺寸要求确定。

上述工控机100中CPU131、离心散热器132和扩展卡133的堆叠式放置，节省了大量空间；离心散热器132尺寸较小，也节省了大量空间；电源风扇1201和系统风扇140分别设置在第一面板1101和第三面板1103，且第一面板1101和第三面板1103分别设有第一进风区域11011和第二进风区域11031，四处排风区域均设在机箱110的第四面板1104处，形成左右两侧进风后侧排风的散热模式，相对于传统的大尺寸系统风扇和常规散热器形成的前后通风散热模式，这种散热设计整合了传统工控机内部的器件布局，使得整机结构更加紧凑，尺寸和体积更小，降低了运输和包装成本。

传统的工控机，扩展卡垂直于主板插设，CPU的上方设有正吹式的常规散热器，垂直于CPU，向下吹风，从而带走CPU产生的热量。而在本申请中，CPU131、散热器、扩展卡133堆叠式放置，空间狭窄，不能再使用传统的尺寸较大的正吹式常规散热器，选择了尺寸体积较小的离心散热器132来实现散热的效果。另外，扩展卡133也是发热器件，如果直接从上往下吹风，会将扩展卡133产生的热风传给CPU131，不利于CPU131的散热。

参考图11，在一个实施例中，离心散热器132包括离心风扇1321，以及设置在离心风扇1321下方的散热片1322。该散热片1322尺寸较小，选用导热性能较高的铜材，或者其他导热性能好的材质。

进一步地，参考图14，离心风扇1321设有进风口13211，以及与进风口13211垂直的出风口13212。上述离心风扇1321的进风口13211与出风口13212垂直，使得离心风扇1321垂直地从CPU131吸收热量，再平行于CPU131将热量传到外界。

进一步地，参考图12，散热片1322设有等距排列的多个翅片13221，翅片13221的上端部与进风口13211抵接。翅片13221沿平行于第四面板1104的方向延伸，翅片13221的上端部与进风口13211抵接，使得离心风扇1321的进风口13211从翅片13221的间隙吸入冷风。

进一步地，散热片1322的四个顶角处分别设有一根螺杆13222。上述螺杆13222用于将散热片1322固定到主板130上。

进一步地，参考图13，散热片1322设有凸台13223，与CPU131抵接。

具体地，离心风扇1321放置在散热片1322上，散热片1322的俯视图为方形，散热片1322通过螺杆13222固定在主板130上，散热片1322通过自身底部下侧的凸台13223与CPU131抵接。进风口13211垂直于散热片1322，贴合在翅片13221的上端部，出风口13212垂直于进风口13211，且平行于第四面板1104，向机箱110的后侧排风。离心风扇1321从翅片13221的间隙内吸入冷风，将CPU131传给散热片1322的热量带走，再由出风口13212传到机箱110后侧的第四排风区域11044，排出机箱110。

参考图4至图6，在一个实施例中，第一面板1101和第三面板1103均设有安装架170。在实际工业现场安装时，需要将工控机100安装到其他支撑件上，因此在机箱110上设有安装架170，用于完成机箱110的装配。

上述工控机100还包括盖板180，可以通过螺钉固定在机箱110的上面，或者在机箱110和盖板190的连接处设为凹凸状，卡扣配合可直接插拔，形成完整的工控机100。当然，其他密封方式也符合要求，不受本实施例的限制。

本申请公开的工控机100不仅仅适用于标准的4U机柜安装，也适用于更多空间狭小的工业现场安装，比如数控机床、地铁闸机、ATM机等。

本申请中CPU131、离心散热器132和扩展卡133的堆叠式放置，节省了大量空间，左右两侧进风后侧排风的散热模式，这种散热设计整合了传统工控机内部的器件布局，使得整机结构更加紧凑，尺寸和体积更小，降低了运输和包装成本。上述POE供电模块150设置在靠近第四面板1104处，靠近排风区域，能够达到更好的散热效果。上述硬盘160安装在第二面板1102靠近第一进风区域11011处，能够使来自外界的冷风带走自身产生的热量，且硬盘160的厚度方向与主板130的厚度方向垂直，减少了机箱110在宽度上的尺寸，体积更小。上述离心风扇1321的进风口13211与出风口13212垂直，使得离心风扇1321垂直地从CPU131吸收热量，再平行于CPU131将热量传到外界。上述翅片13221的上端部与进风口13211抵接，使得离心风扇1321的进风口13211从翅片13221的间隙吸入冷风。上述螺杆13222用于固定散热片1322。上述安装架170用于完成机箱110的装配。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种工控机，其特征在于，包括：

机箱，包括第一面板、第二面板、第三面板和第四面板，四块面板依次衔接，围成容纳腔，其中，所述第一面板与第三面板相对，所述第二面板与第四面板相对，所述第一面板靠近所述第二面板处设有第一进风区域，所述第三面板靠近所述第二面板处设有第二进风区域，所述第四面板设有排风区域；

电源，设置于所述机箱的第一面板，其中，所述电源包括电源风扇，所述电源风扇靠近所述第一进风区域；

主板，设置在所述机箱的容纳腔内，其中，所述主板上设有CPU；

扩展卡，平行于所述主板插设，其中，在所述CPU与扩展卡之间设有离心散热器；

系统风扇，设置在所述第二进风区域。

2.根据权利要求1所述的工控机，其特征在于，所述排风区域包括第一排风区域、第二排风区域、第三排风区域和第四排风区域，分别对应不同的风道，其中，所述电源产生的热量经由所述第一排风区域排出，所述扩展卡产生的热量经由所述第三排风区域排出，所述CPU产生的热量经由所述第四排风区域排出。

3.根据权利要求2所述的工控机，其特征在于，还包括供电模块，设置在靠近所述第四面板处，所述供电模块产生的热量经由所述第二排风区域排出。

4.根据权利要求2所述的工控机，其特征在于，还包括硬盘，安装在所述第二面板靠近所述第一进风区域处，所述硬盘产生的热量经由所述第二排风区域排出，所述硬盘的厚度方向与所述主板的厚度方向垂直。

5.根据权利要求1所述的工控机，其特征在于，所述离心散热器包括离心风扇，以及位于所述离心风扇和CPU之间的散热片。

6.根据权利要求5所述的工控机，其特征在于，所述离心风扇设有进风口，以及与所述进风口垂直的出风口。

7.根据权利要求6所述的工控机，其特征在于，所述散热片设有等距排列的多个翅片，所述翅片的下端部靠近所述CPU，所述翅片的上端部与所述进风口抵接。

8.根据权利要求7所述的工控机，其特征在于，所述散热片的四个顶角处分别设有一根螺杆。

9.根据权利要求8所述的工控机，其特征在于，所述散热片设有凸台，与所述CPU抵接。

10.根据权利要求1所述的工控机，其特征在于，所述第一面板和第三面板均设有安装架。