专利名称：液冷式全密闭高效散热电子机箱的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种需要全封闭的电子设备所用机箱的散热技术和散热装置，特别是一种用 于室外或其他恶劣环境中的大功率的电子设备的防水、防潮、防尘、电磁屏蔽机箱的散热方 法和使用该方法的散热装置。
背景技术：
随着数字电视、移动通讯等市场和技术的飞速发展，工作在户外或其他恶劣环境中的电 子设备越来越被用户关注，如中、小功率的发射机、转发器、基站、直放站等。工作在户外 就可以更靠近所需覆盖区域，降低了设备的功率需求，不需要建机房，大大降低组网成本， 减少电磁污染，节约了能源，有利于环境保护。工作在户外和其他恶劣环境中的这些电子设备对防水、防潮、防尘、电磁屏蔽有着更高 的需求，要求工作在一个密闭的机箱环境中。密闭机箱内工作的电子设备，由于大量的发热 电子元件产生很高的热量， 一般功率越大，产生的耗散能量就越大，机箱内的温度就越高， 而温度越高，电子元件的使用寿命就越短、工作点参数也会随温度的升高而漂移，性能和可 靠性就会急剧下降。因此，密闭机箱内工作的电子设备的散热就成为一个非常关键的技术。传统的这些电子设备一般是用一个铸铝外壳作为机箱，铸铝外壳作铸有翅片装散热齿， 或用一个很大的散热器做背板，用金属板围成一个密闭机箱，发热电子元件固定在散热器上， 靠自然风冷进行散热。这种散热方法有很大的局限性， 一是体积庞大，很笨重；二是功率小，如数字电视转发器采用外型尺寸为600mmM20mm*210mm， 22Kg的铸铝机箱，输出功率 20W、环境温度在25X:时，外壳翅片处的最高温度已经达到了45。C。鉴于上述公知技术中存在的缺陷，本发明人依据多年的从业经验，经过大量的计算机仿 真和实验，提出了本发明。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对工作在户外和其他恶劣环境中的大功率电子设备要 求防水、防潮、防尘、电磁屏蔽机箱存在的不足，提供一种改善散热效果，提高电子设备运行的可靠性和提高电子设备的使用寿命，减小电子设备体积，使之小型化、微型化、便于加 工，成本低的大功率电子设备的散热方法和使用该方法的散热装置。本发明的上述技术问题是由如下技术方案来实现的。一种应用于全密闭电子机箱的散热技术，特别是应用于室外恶劣环境的需全密闭的大功 率电子设备的散热方法及散热装置。采用冷却液循环冷却装置，冷却液通过设置于全密闭电 子主机机箱内部的液冷内散热器吸收功率元件工作是产生的热量，并通过循环液泵将吸收了 热量的冷却液输送到主机外部的外散热装置中，外散热装置的风机对其实施强迫风冷，以实 现高效散热的目的，其中，主机采用全封闭机箱结构，以实现防尘、防水的目的。所述的大功率电子器件散热方法，其特征在于所述的循环液冷却装置中的冷却液的液固相点不低于零下30'C，沸点不低于9(TC。所述的大功率电子器件散热方法，其特征在于所述的循环液冷却装置中的冷却液是30%~60%的乙烯乙二醇水溶液，并加入一定比例防腐剂和稳定剂，亦可采用水、或油。所述的大功率电子器件散热方法，其特征在于所述的循环液通过所述镶有翅片的散热管散热器，经散热风扇强迫风冷散热冷却。所述的外散热装置，包括冷却液、水泵、外散热器、散热风扇、膨胀水箱、水管等附 件组成，其特征在于所述的散热器内设有循环液通道；水泵对冷却液加压，保证其在冷却系中循环流动；冷却液通过外部接口、内部管道流经 内散热器；大功率电子元件固定在内散热器上，工作时产生的热量通过内散热器传递给其管路中的冷却液，吸收了热量的冷却液，经回流通道和接口进入外散热器进行冷却。所述外散热装置的膨胀水箱置于外散热器的最高端，包括膨胀水箱、注液口、膨胀管、 溢流管、排污管、液位标尺等组成。冷却液经注液口注入膨胀水箱并经膨胀管充满整个回路， 膨胀管与主通路相连，受热膨胀的冷却液经膨胀管回流到膨胀水箱；溢流管用于排出膨胀水 箱内超过规定水位的多余的冷却液；排污管用于维护时排除冷却液；液位标尺可以目测'液位。根据权利要求5所述的大功率电子器件内散热装置，其特征在于所述的散热器为矩形 散热管或外方内圆散热管，所述大功率电子器件固设于所述的散热管的外表面；所述构成散 热器的散热管为多个，彼此间用U形管连接成为串联蛇形管散热器；或两端用多通管连接成 为多管并联散热器；所述的散热管的内孔设有轴向翅片。所述全密闭电子主机机箱采用全封闭结构设计，机箱门与机箱之间采用橡胶密封条外裹 金属导电网压合密封，以实现风水、防尘和电磁屏蔽的作用；冷却水管与机箱之间，以及输 出输入端口、监控端口、电源端口与机箱之间，采用法兰、橡胶密封条外裹金属导电网、螺 钉、螺母等密封固定，以实现风水、防尘和电磁屏蔽的作用。本发明的优点在于采用液冷对需要工作在密闭机箱内的大功率电子设备进行冷却，具有体积小、温度易控 制、噪音低、成本低，换热效率高、功率大等优点。为了更好地阐明本发明的方法、装置结构、功效，兹列举具体实施例并结合附图进行详 细描述。
图1液冷式全封闭高效散热机箱示意图。图2外散热器总体图。图3外散热器主体4膨胀水箱图5内散热器图6内散热板图7全封闭电子主机具体实施方式
本发明提供的是一种需要防水、防潮、防尘和电磁屏蔽的全封闭电子机箱和的散热方法 和散热装置，该方法和装置采用全封闭电子机箱主机与外部散热器机箱相互独立式设计方 法，以便实现电子机箱主机的全封闭；发热电子元件固定在主机内部的内散热器上，内散热 器是由高导热性的金属材料如铝、铜等制成，产生的热量由内散热器内部的循环液冷却导出 到外散热器中进行冷却，以实现高效散热的目的。所述的循环液冷却装置中的冷却液的液固相点不低于零下2CrC，沸点不低于90'C。从 而达到控制冷却液的工作温度范围，避免因温度过低或过高而造成元件失效。具体是采用 30%~60%的乙烯乙二醇水溶液，并加入一定比例防腐剂和稳定剂，采用30%~60%的乙烯 乙二醇水溶液，并加入一定比例防腐剂和稳定剂做冷却液，可以降低冷却液对金属表面的腐 蚀，延长散热系统的使用寿命。所述的循环冷却液通过所述外散热器的强制风冷进行冷却。本发明还提供一种采用上述散热方法的全封闭电子机箱和为这种机箱散热的装置。图1 是本发明全封闭电子机箱和散热装置的结构示意图。如图所示，本发明的全封闭电子机箱和 散热装置，包括；全封闭电子机箱主机1.1和外散热器1.2。所述全封闭电子机箱主机如图7所示，包括箱体7.1、内散热器7.2、屏蔽密封条7.3、 门7.4组成。所述内散热器如图5所示，包括循环冷却液出口 5.1、密封垫圈5.2、循环冷却液管路 5.3、内散热板5.4、发热电子元件5.5、法兰5.6、循环冷却液入口 5.7，以及其他装在电路 板上的电子元件组成，循环冷却液管路5.3焊接在内散热板5.4上，形成、循环冷却液管路， 并能承受一定的压力，法兰5.6与循环冷却液管路5.3焊接成一体。所述内散热板如图6所示，内散热板6.1由高导热率的金属合金材料如铜、铝等制成， 并在内散热板开有若干通孔6.2，通孔壁上沿轴向方向开有三角形或其他形状的翅片，以增 大散热面积。所述外散热器如图2所示，由进风口2.1、外散热体2.2、电机2.3、风扇2.4、外壳2.5组成。所述外散热体如图3所示，由翅片状散热片3.1、金属管3.2、循环冷却液入口3.3、膨 胀水箱3.4、循环液泵3.5、循环冷却液出口 3.6组成。所述膨胀水箱如图4所示，由循环冷却液注液口4.1、膨胀水箱4.2、液位标尺4.3、膨胀管4.4、溢流管4.5、排污管4.6组成。 工作原理发热电子元件5.5在工作时产生大量的热量，热量通过高导热(如铜、铝合金)制成的 内散热板5.4上，内散热板再将热量传导给在体内循环流动的冷却液，吸收了热量的冷却液 有循环掖泵施压流经外散热器中的金属管3.2，金属管将热量传导到与之紧密接触的由翅片 状散热片3.1上，电机2.3带动风扇2.4转动，对金属管3.2和翅片状散热片3.1进行强迫 风冷，以实现散热的目的。所述膨胀水箱3.4用于存储和补偿循环冷却液。当循环冷却液在受热膨胀时，管道中膨 胀了的多余冷却液经膨胀管4.4回流到膨胀水箱4.2中；当膨胀水箱4.2中的冷却液高出所 设液位时，循环冷却液经溢流管4.5排处；当对设备进行维护或更换冷却液时，打开排污管 4.6封口将旧循环冷却液排出。电子主机机箱1.1由金属板材弯制而成，接缝处焊接，不得有缝隙；门和箱体之间用密 封橡胶条和金属网进行屏蔽和密封；内散热器管与机箱之间通过法兰、橡胶密封垫进行密封 连接，为了实现电子机箱主机的防水、防潮、防尘和电磁屏蔽目的。
权利要求
1、一种应用于全密闭电子机箱的散热技术，特别是应用于室外恶劣环境的需全密闭的大功率电子设备的散热方法及散热装置；采用冷却液循环冷却装置，冷却液通过设置于全密闭电子主机机箱内部的液冷内散热器吸收功率元件工作是产生的热量，并通过循环液泵将吸收了热量的冷却液输送到主机外部的外散热装置中，外散热装置的风机对其实施强迫风冷，以实现高效散热的目的，其中，主机采用全封闭机箱结构，以实现防水、防潮、防尘和电磁屏蔽的目的。
2、 根据权利要求1所述的全密闭电子机箱的散热方法，其特征在于所述的循环液冷却装置中的冷却液的液固相点不低于零下3CTC，沸点不低于90'C。
3、 根据权利要求1所述的全密闭电子机箱的散热方法，其特征在于所述的循环液冷 却装置中的冷却液是30%~60%的乙烯乙二醇水溶液，并加入一定比例防腐剂和稳定剂，亦 可采用水、或油。
4、 根据权利要求1所述的全密闭电子机箱的散热方法，其特征在于所述的循环液通 过所述镶有翅片的散热管散热器，经散热风扇强迫风冷散热冷却。
5、 根据权利要求1所述的外散热装置，包括冷却液、水泵、外散热器、散热风扇、膨胀水箱、水管等附件组成，其特征在于-所述的散热器内设有循环液通道；水泵对冷却液加压，保证其在冷却系中循环流动；冷却液通过外部接口、内部管道流经 内散热器；大功率电子元件固定在内散热器上，工作时产生的热量通过内散热器传递给其管 路中的冷却液，吸收了热量的冷却液，经回流通道和接口进入外散热器进行冷却；所述外散热装置的膨胀水箱置于外散热器的最高端，包括膨胀水箱、注液口、膨胀管、 溢流管、排污管、液位标尺等组成。冷却液经注液口注入膨胀水箱并经膨胀管充满整个回路， 膨胀管与主通路相连，受热膨胀的冷却液经膨胀管回流到膨胀水箱；溢流管用于排出膨胀水 箱内超过规定水位的多余的冷却液；排污管用于维护时排除冷却液；液位标尺可以目测液位。
6、 根据权利要求5所述的全密闭电子机箱的散热装置，其特征在于所述的散热器为 矩形散热管或外方内圆散热管，所述大功率电子器件固设于所述的散热管的外表面；所述构 成散热器的散热管为多个，彼此间用U形管连接成为串联蛇形管散热器；或两端用多通管连接成为多管并联散热器；所述的散热管的内孔设有轴向翅片。
7、根据权利要求1所述全密闭电子主机机箱采用全封闭结构设计，机箱门与机箱之间 采用橡胶密封条外裹金属导电网压合密封，以实现风水、防潮、防尘和电磁屏蔽的作用；冷 却水管与机箱之间，以及输出输入端口、监控端口、电源端口与机箱之间，采用法兰、橡胶 密封条外裹金属导电网、螺钉、螺母等密封固定，以实现风水、防尘和电磁屏蔽的作用。
全文摘要
本发明涉及一种应用于全密闭电子机箱的散热技术，特别是应用于室外恶劣环境的需全密闭的大功率电子设备的散热方法及散热装置。本发明采用冷却液循环冷却装置，冷却液通过设置于主机内部的液冷散热器吸收功率元件工作时产生的热量，并通过循环液泵将吸收了热量的冷却液输送到主机外部高效散热器中，高效散热器的风机对其实施强迫风冷，以实现高效散热的目的。其中，主机采用全封闭机箱结构，以实现防水、防潮、防尘和电磁屏蔽的目的。采用该散热技术的装置，具有功率大、体积小、温度易控制、噪音低、成本低，换热效率高等优点。
文档编号H05K7/20GK101610661SQ20081009404
公开日2009年12月23日 申请日期2008年6月20日 优先权日2008年6月20日
发明者沈国忠 申请人:沈国忠