CN209103198U - 高效散热的无风扇工业平板电脑 - Google Patents

Abstract

本实用新型高效散热的无风扇工业平板电脑，包括外壳、主板和显示屏，外壳包括壳身和与壳身可拆卸连接的壳盖，壳盖上设有开口用于安装显示屏，主板安装在壳身内，主板与显示屏电连接；外壳内还设有液冷系统与主板热交换的液冷系统，液冷系统包括导热板、液冷管、循环泵；导热板正面与主板背面紧贴，导热板背面设有以大面积接触原则盘踞在导热板背面的液冷管的冷却段，壳身内部设有以大面积接触原则盘踞在壳身内的液冷管的散热段，液冷管上设有循环泵。

Description

高效散热的无风扇工业平板电脑

技术领域

本实用新型涉及工业平板电脑，具体涉及一种高效散热的平板电脑。

背景技术

工业平板电脑和商用平板电脑的液晶屏不同。工业平板电脑所使用的液晶屏为工业级，适合长时间不断电运作。屏框采用全金属封装，抗电磁干扰性强，可抗高湿环境。工业平板电脑功耗低，元器件老化速度较慢。商用平板电脑所使用的液晶屏多为商业级，不适用于长时间不断电工作，而且抗干扰性较差，功耗大散热较大，元器件老化较快。

而工业平板电脑又分为无风扇工业平板电脑和有风扇工业平板电脑，无风扇工业平板电脑相对于有风扇的平板电脑来说，优势主要体现在：

（1）便携性，有风扇工业平板电脑功耗相对较高，而风扇本身也较厚，所以机身普遍比无风扇产品更厚一些，因此在便携性方面有较为明显的差异。

（2）噪音，无风扇设计带来的最大好处无疑是静音。工业平板电脑随着使用时间的增加，内部会积累很多灰尘，同时风扇轴承长时间运作会产生偏移、损伤、润滑油耗尽等问题，因此一般用的时间较长又不注意经常保养的工业平板电脑，就会产生非常大的噪音。

而现有的无风扇工业平板电脑采用的散热结构是在处理器与显卡这两个发热大户上方，并没有采用传统的铜管加风扇散热设计，而是覆盖了一层散热片，这层散热片是常见的黄铜散热片，此外，除了紧贴在发热元件上的硅脂与散热片之外，无风扇工业平板电脑大都采用了铝镁合金金属外壳，而铝的导热性能要强于黄铜，但铝材质本身比较软，因此铝镁合金在解决坚固性问题的同时，也充当了无风扇散热系统的一个部分。

在我们的使用中，发现采用散热鳍片进行散热，要让散热鳍片的散热效果更好，就需要让散热鳍片与空气的接触面积更大。因此，现在的无风扇工业平板电脑的外壳上一般设有格栅，用于往平板电脑内部通风，而采用这种方式就降低了工业平板的防尘防水效果。

因此，采用液冷的方式替代风扇来对主板进行冷却是无风扇工业平板散热体系的另一个研究方向。

经查询，有申请号为2017214263571的中国专利文件公开了一种无风扇工业平板电脑，且利用水冷机构对主板进行液冷。而此技术存在的缺陷是：液冷系统设计得不合理，第一，其主板上设有若干供导热针穿过的孔，让导热针将热量引出，但是众所周知的，一般是在主板边缘开孔用于与安装固定，主板是用于装载cpu等功能模块的，很难在其上多处开孔用来插入导热针，这种在主板上各处多开孔的方式会导致主板利用率降低，使得主板上安装的模块少（开孔附近不能安装），若要保证功能模块安装数量，就要扩大主板面积，导致产品尺寸较大，因此实用性较差；第二，导热针与主板接触面积不够，导热效果不好。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供高效散热的无风扇工业平板电脑，设计了液冷系统对工业平板电脑进行散热，最大化保证主板与散热系统的接触面积，从而实现高效散热。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

高效散热的无风扇工业平板电脑，包括外壳、主板和显示屏，外壳包括壳身和与壳身可拆卸连接的壳盖，壳盖上设有开口用于安装显示屏，主板安装在壳身内，主板与显示屏电连接；外壳内还设有液冷系统与主板热交换的液冷系统，液冷系统包括导热板、液冷管、循环泵；导热板正面与主板背面紧贴，导热板背面设有以大面积接触原则盘踞在导热板背面的液冷管的冷却段，壳身内部设有以大面积接触原则盘踞在壳身内的液冷管的散热段，液冷管上设有循环泵。

作为一种优选技术方案，液冷管有两条，两个液冷管的冷却段的进液和出液方向不同，一个液冷管的冷却段的进液方向在导热板的一侧，出液方向在导热板另一侧；另一个液冷管的冷却段的进液方向在导热板的另一侧，出液方向在导热板的一侧。

作为一种优选技术方案，在壳身内部底面与导热板背面之间设有压缩弹簧，且在工业平板电脑安装完毕情况下一直处于压缩状态，在压缩弹簧的作用下，使得导热板与主板紧贴。

作为一种优选技术方案，壳身内部底面设有限制压缩弹簧位置的凸起的定位环槽。

作为一种优选技术方案，液冷管上设有注液口。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

（1）通过对工业平板电脑液冷系统的合理设计，使得工业平板电脑的散热效果更好。

（2）通过对散热系统与主板之间的连接方式的改变，来减少主板上的开孔，从而提高主板的利用率，主板利用率的升高一来有利于主板尺寸缩小，二来有利于扩展模块的增加。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为液冷管的盘绕示意图。

其中，附图标记如下：10-主板，20-导热板，30-壳身，40-定位环槽，50-压缩弹簧，60-液冷管。

具体实施方式

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供高效散热的无风扇工业平板电脑，下面结合实施例对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1

如图1所示，高效散热的无风扇工业平板电脑，包括外壳、主板和显示屏，由于此部分为现有技术，简略说明。外壳包括壳身30和与壳身可拆卸连接的壳盖，壳盖上设有开口用于安装显示屏，主板安装在壳身30内，主板与显示屏电连接。

外壳内还设有液冷系统，液冷系统，包括导热板、液冷管60、微型循环泵。导热板设置在主板10背面，本实施例中，导热板20与主板通过螺栓等连接件连接，使得导热板与主板背面紧贴，将主板10的热量导出。

值得说明的是，为了便于描述和理解，在本实施例中对导热板进行定义，导热板上与主板紧贴的面为正面，对应的另一面为背面。

导热板的背面设置有盘绕的液冷管60，液冷管60盘绕的目的是尽量扩大液冷管在导热板上的所在面积，从而保证更好的散热效果。

进一步的，为了保证散热效果，还有以下设计，为了便于对液冷管布局进行描述，把液冷管定义为为三个部分，分别为液冷管A、液冷管B、液冷管C，液冷管A盘踞在导热板背面，液冷管C盘踞在壳身内部底面，液冷管A与液冷管C的盘踞方式可以不作限制，但是要秉持接触面积尽量最大化的原则。液冷管B为导通液冷管A和液冷管C的部分。

为了保证热交换效果，因此，液冷管B依附壳身内部螺旋缠绕。也液冷管A作为冷却段，用于对主板冷却，主板的热量交换给了液冷管A内流通的介质。液冷管B和液冷管C为散热段，经过液冷管A被加热的介质通过液冷管B、液冷管C时，由于液冷管B和液冷管C与壳身相贴，从而再将热量导出给外界进行散热，散掉热量的介质再次通过液冷管B回到液冷管A中进行冷却循环，当然，要保证循环，液冷管上设有微型泵。

本实施例的设计原理在于，在采用液冷这种高效散热方式的基础上，通过最大面积与导热板接触并尽量保证热交换面积，整板式的导热板与主板紧贴且两者尺寸相近，使得导热板几乎最大面积的与主板接触，提高热交换效率。而液冷管的各个部分又与导热板和壳身内壁尽量保证了最大的接触面积，这就使得散热高效。

由于介质在不停冷热转换的过程中会有损耗，因此，液冷管上设有带盖的注液口，用于补充介质。当然，不设有注液口也可以实现添加介质的效果，由于设有微型循环泵，因此，只要将循环泵与液冷管进行拆除便可以添加介质，但是比较麻烦，因此，设有注液口用于添加介质，注液口应当理解为液冷管上连通的微凸支管。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，液冷管有两条，即液冷管A也有两条，液冷管A的进液和出液方向不同，优选的，一个液冷管A的进液方向在导热板的一侧，出液方向在导热板另一侧；另一个液冷管A的进液方向在导热板的另一侧，出液方向在导热板的一侧。

此结构设计的目的是为了保证冷却效果的均匀，因为介质在液冷管流通时，必然先接触的一部分冷却效果最好，由于热交换，介质也在持续升温，因此，对后接触的冷却效果要差一些。因此，液冷管设计两条，以此保证位于导热板下的液冷管从不同方向进出液尽量保证均匀冷却。

本实施例中，对液冷管的盘绕结构给出一个优选实施方式，这也是申请人实际应用到的方式，此方式只是基于尽量保证液冷管与热交换客体的接触面积最大化的原则，不作为对液冷管盘踞方式的限制。

如图所示，位于导热板背面的液冷管A有两个，本处定义为液冷管AI和液冷管AII;液冷管AI和液冷管AII两者上下相贴，以波浪型形式盘踞在导热板背面，液冷管C的盘踞形式与液冷管A相同。

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于，导热板与主板并非螺栓连接，而是在压缩弹簧50的作用下紧贴。不通过螺栓连接，就可以在主板上少开孔，少开孔就可以提高主板的利用率。

压缩弹簧位于壳身内部底面与导热板背面之间，且在工业平板电脑安装完毕情况下一直处于压缩状态，为了稳定压缩弹簧的位置，壳身内部底面设有凸起的定位环槽40用于限制压缩弹簧，定位环槽主要是槽和其内设有同轴线的圆台构成的，这样使得压缩弹簧位于槽中，使得位置相对稳固，且由于压缩弹簧保持压缩状态，其本身受到的压力，也保证其位置稳固。

在压缩弹簧的作用下，使得导热板与主板紧贴，从而不需要螺栓将导热板与主板固定。当然压缩弹簧为黄铜压缩弹簧或其他导热材质制备而成的压缩弹簧，这样，在压缩弹簧起到固定效果的同时，还将导热板的热量传导给壳身，也能够起到一定的散热效果。

本实施例中，由于导热板和壳身底部还设有压缩弹簧，因此液冷管在盘踞的时候避开压缩弹簧的设置位置。液冷管为软管，因此，避开位置可有轻松做到，绕开即可。

进一步的说明，上述各实施例中的液冷管可以通过导热胶黏在导热板、壳身内。也可以通过在导热板、壳身内部设有若干用于限制液冷管的导向弹性卡子，导向弹性卡子的结构为现有技术，日常生活中常见的那种安装在墙壁上的两个弧形卡构成，两个弧形卡之间有开口可以将管道按入和拉出。

按照上述实施例，便可很好地实现本实用新型。值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本实用新型上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本实用新型一样，故其也应当在本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.高效散热的无风扇工业平板电脑，包括外壳、主板和显示屏，外壳包括壳身和与壳身可拆卸连接的壳盖，壳盖上设有开口用于安装显示屏，主板安装在壳身内，主板与显示屏电连接；外壳内还设有液冷系统与主板热交换的液冷系统，其特征在于，液冷系统包括导热板、液冷管、循环泵；导热板正面与主板背面紧贴，导热板背面设有以大面积接触原则盘踞在导热板背面的液冷管的冷却段，壳身内部设有以大面积接触原则盘踞在壳身内的液冷管的散热段，液冷管上设有循环泵。

2.根据权利要求1所述的高效散热的无风扇工业平板电脑，其特征在于，液冷管有两条，两个液冷管的冷却段的进液和出液方向不同，一个液冷管的冷却段的进液方向在导热板的一侧，出液方向在导热板另一侧；另一个液冷管的冷却段的进液方向在导热板的另一侧，出液方向在导热板的一侧。

3.根据权利要求1所述的高效散热的无风扇工业平板电脑，其特征在于，在壳身内部底面与导热板背面之间设有压缩弹簧，且在工业平板电脑安装完毕情况下一直处于压缩状态，在压缩弹簧的作用下，使得导热板与主板紧贴。

4.根据权利要求3所述的高效散热的无风扇工业平板电脑，其特征在于，壳身内部底面设有限制压缩弹簧位置的凸起的定位环槽。

5.根据权利要求1所述的高效散热的无风扇工业平板电脑，其特征在于，液冷管上设有注液口。