机箱散热结构的制作方法

1.本发明属于电子元器件散热领域，具体涉及一种却机箱散热结构。


背景技术：

2.传统冷却机箱，主要结构包含机箱壳体、板卡、锁紧条、助拔器、面板等部件，如图1所示。板卡正常工作时产生热耗，通过热传导将热量传递到机箱壳体表面依靠辐射和自然对流散热，散热能力和机箱壳体表面积有关。随着板卡集成度提高，热耗也越来越高，受制于机箱安装尺寸，机箱壳体散热面积变化不大，板卡器件的温升随之提高，器件的可靠性降低。


技术实现要素：

3.为解决上述问题，本发明提供一种新型结构的机箱散热结构，使其通过在壳体内设置热电制冷器来维持机箱内的低温。
4.本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种机箱散热结构，包括机箱壳体和装配在机箱壳体内的若干板卡，所述机箱壳体至少围绕板卡分布的四个面中设有用于防止机箱内外进行热交换的隔热板，且该机箱壳体围绕板卡分布的四个面中至少与板卡接触的其中一个面还设有热电制冷器，该热电制冷器的冷端朝向机箱壳体内，热端朝向机箱壳体外，且该热电制冷器穿过所述隔热板。
5.本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
6.前述的机箱散热结构，其中所述的机箱壳体为由外部壳体、内部壳体以及位于外部壳体和内部壳体之间的隔热板组成的夹层结构。
7.前述的机箱散热结构，其中所述的热电制冷器冷端贴在内部壳体上，热端贴在外部壳体上。
8.前述的机箱散热结构，其中所述的机箱壳体围绕板卡分布的四个面在对接处采用三层阶梯面配合，使得相邻外部壳体之间、相邻隔热板之间以及相邻内部壳体之间的对接面依次错开。
9.前述的机箱散热结构，其中所述的三层阶梯面为由内向外逐级升高的阶梯面。
10.前述的机箱散热结构，其中所述的板卡包括外层冷板和由下到上叠放在该外层冷板一侧的容纳槽内的散热片、内层冷板、pcb板以及后盖，所述散热片包括隔热板和固定在隔热板定位槽内的热电制冷器，该热电制冷器热端贴在外层冷板上，冷端贴在内层冷板上。
11.前述的机箱散热结构，其中所述的机箱壳体围绕板卡分布的四个面外周均设有沿板卡插入方向延伸的散热肋片，且该机箱壳体尾部还设有用于使上述散热肋片间有新鲜空气流过以实现机箱壳体散热的风扇。
12.前述的机箱散热结构，其中所述机箱壳体围绕板卡分布的四个面外周还固定有盖板，该机箱壳体前端固定有面板，该面板与散热肋片对应的位置开设有风口。
13.前述的机箱散热结构，其中所述的风扇还能够使机箱壳体内相邻板卡之间有新鲜
空气流过，此时，面板上设有对应的风口。
14.前述的机箱散热结构，其中所述的机箱壳体一侧还设有散热风扇，机箱壳体另一侧还设有风口，所述散热风扇向机箱壳体内输送的冷空气沿板卡之间间隙流动后由风口排出，或由风口进入机箱壳体内的新鲜空气被散热风扇的沿板卡间隙抽出。
15.本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：
16.本发明将传统机箱结构和热电制冷的原理结合，设计一种新型机箱散热结构，以实现更好的温升控制效果。热电制冷散热具有体积小、重量轻；无噪声、运行可靠；冷却速度快、通过调节电流改变散热功耗，操作简便等优点。
17.本发明利用热电制冷器将板卡热量传递到机箱外壳，并通过合理的隔热结构设计，将机箱内外层分开，可以有效控制板卡的温升，有效提高电子设备散热的可靠性。
附图说明
18.图1为现有机箱散热结构示意图；
19.图2为本发明实施例1机箱散热结构取下面板后的主视图；
20.图3为本发明实施例1机箱散热结构壳体散热部分组成示意图；
21.图4为本发明实施例1机箱散热结构壳体散热部分剖视图；
22.图5为本发明实施例1机箱散热结构壳体隔热部分剖视图；
23.图6为本发明实施例1机箱散热结构壳体对接处的放大图；
24.图7为本发明实施例2机箱散热结构的板卡组成示意图；
25.图8为本发明实施例2机箱散热结构的冷板组成示意图；
26.图9为本发明实施例2机箱散热结构的冷板剖视图；
27.图10为本发明实施例2机箱散热结构的冷板主视图；
28.图11为本发明实施例2机箱散热结构的板卡分解图；
29.图12为本发明实施例3机箱散热结构的组成示意图；
30.图13为本发明实施例3机箱散热结构的壳体结构示意图；
31.图14为本发明实施例3机箱散热结构的壳体部分组成示意图；
32.图15为本发明实施例3机箱散热结构的壳体部分剖视图；
33.图16为本发明实施例3机箱散热结构的壳体另一部分剖视图；
34.图17为本发明实施例3的机箱散热结构的剖视图；
35.图18为本发明实施例4的机箱散热结构示意图；
36.图19为本发明实施例4的板卡组成示意图。
37.【主要元件符号说明】
38.1:机箱壳体
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11：上壳体
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12：下壳体
39.13：左壳体
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14：右壳体
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2：板卡
40.21：后盖
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22：pcb板
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23：冷板
41.231：外层冷板
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232：内层冷板
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2321：导热凸台
42.233：散热片
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3：锁紧条
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4：助拔器
43.5：面板
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6：隔热板
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7：内部壳体
44.8：热电制冷器
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81：冷端
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82：热端
45.9：外部壳体
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100：上盖板
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101：下盖板
46.102：左盖板
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103：右盖板
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104：风扇
47.105：风扇安装板
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106：进风口
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107：散热肋片
具体实施方式
48.为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的机箱散热结构其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
49.为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的机箱散热结构其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
50.请参阅图2-6，其为本发明实施例1机箱散热结构的各部分结构示意图，该机箱散热结构包括机箱壳体1和装配在该机箱壳体1内的板卡2，其中所述机箱壳体1包括上壳体11、下壳体12、左壳体13和右壳体14，所述板卡2有多个且在机箱壳体1内沿左右方向排布，每个板卡2均与上壳体11和下壳体12接触，所述上壳体11和下壳体12中的至少一个中还设有若干用于热电制冷器8，该热电制冷器8的热端81朝向机箱壳体1内，冷端朝向机箱壳体外，从而实现对机箱壳体1内板卡2的降温。
51.在半导体中，当任何两种不同的导体组成一电偶对并通以直流电时，在电偶的相应接头处就会发生明显的吸热或放热现象。本发明热电制冷器8就应用了电偶的这一特点，通过机箱壳体1上的电源，该热电制冷器8的冷端81产生吸热现象，热端82产生放热现象。
52.在该实施例中，所述机箱壳体1中仅上壳体11中设有热电制冷器8，在其他实施例中，不仅上壳体11和下壳体12中的其中一个设有热电制冷器8，左壳体13和右壳体14中的至少一个也设有热电制冷器8。
53.为防止热电制冷器8热端82放出的热量再次回到机箱壳体内，本发明机箱壳体1还包括隔热板6。具体的，所述机箱壳体1是由外部壳体9、内部壳体7以及隔热板6组成的夹层结构，其中，所述隔热板6位于内部壳体7和外部壳体9之间，所述热电制冷器8位于隔热板6上开设的定位槽61内，且其热端81与外部壳体9贴合，冷端与内部壳体7贴合，使内部壳体7维持恒定的低温，将板卡2的热量转移至外部壳体9上进行散热。所述隔热板6能够防止内外壳体之间进行热量交换。
54.在该实施例中，仅上壳体11中设有热电制冷器8，即该上壳体11包括外部壳体9、内部壳体7和隔热板6，且该上壳体11的隔热板6上设有定位槽61，热电制冷器8位于该定位槽内。下壳体12、左壳体13以及右壳体14上均包括外部壳体9、内部壳体7和隔热板6，且隔热板6中不设定位槽61，无热电制冷器8。但在其他实施例中，根据需要，下壳体12、左壳体13以及右壳体14的隔热板6中也可设置热电制冷器8。
55.在该实施例中，为增强机箱壳体1的隔热能力，避免内外壳体的热量交换，本发明组成机箱壳体1的上壳体11、下壳体12、左壳体13以及右壳体14中，在对接的位置采用三层台阶的阶梯面配合方式，使得外部壳体9部分、隔热板6部分以及内部壳体7部分的对接面依次错开，形成三层台阶，使得机箱壳体1不同部分的对接更加紧密可靠。具体的，请参阅图6，
所述上壳体11两端均设有阶梯结构101，该阶梯结构101是由外部壳体9底部的凹槽1011、外部壳体9底面与隔热板6边缘之间的错开的部分1012以及隔热板6与内部壳体边缘之间错开的部分1013形成的，且该上壳体11中，由外部壳体9、隔热板6到内部壳体7在左右方向的延伸长度逐渐减小，使得该上壳体11左右两端分别形成有用于与左壳体13和右壳体14配合实现逐级对接的阶梯结构101。相对应的，所述左壳体13和右壳体14上端则具有由内部壳体7、隔热板6到外部壳体9上端面形成的逐渐上升的三级台阶102，该三级台阶102与所述阶梯结构101适配对接，实现不同壳体部分的紧密对接。
56.较佳的，所述机箱壳体1四周设有散热肋片107，该散热肋片分别分布在上壳体11、下壳体12、左壳体13以及右壳体14外表面上，且沿机箱壳体1前后方向(即板卡插入方向)延伸。该机箱壳体1各个面的散热肋片107处还设有压电陶瓷散热结构，其通过压电陶瓷散热结构提高散热肋片107的散热效果。较佳的，所述压电陶瓷散热结构位于散热肋片的其中一端，散热肋片在该处中断，该压电陶瓷散热结构包括压电陶瓷片和压电陶瓷座，其中所述压电陶瓷片通过压电陶瓷座固定在机箱外壳1上，且所述压电陶瓷片有多个且沿散热肋片的排布方向分布，并能够在通断电时沿散热肋片的排布方向摆动，从而增强散热肋片的散热。
57.本发明机箱壳体可通过与恒温面板的接触实现导热散热。如将机箱壳体放置在恒温结构内，通过接触，机箱壳体将高温传递至恒温结构，实现散热。
58.请参阅图7-11，其为本发明实施例2机箱散热结构的板卡各部分结构示意图，该板卡2包括冷板23和通过后盖21固定在该冷板23一侧的容纳槽234内的pcb板22，所述冷板23包括外层冷板231、内层冷板232和散热片组成的夹层结构，其中所述外层冷板231一侧设有容纳槽2311，所述散热片233和内层冷板232顺次叠放在该容纳槽2311内，且散热片233被内层冷板232压紧定位在外层冷板231的容纳槽2311内。所述散热片233包括隔热板6和位于该隔热板6上的定位槽61内的热电制冷器8，该热电制冷器8有多个，其均匀分布在隔热板6上或根据pcb板上发热元器件的布置分布在隔热板6上，且该热电制冷器8的热端81与外层冷板231接触，冷端82与内层冷板232接触，以降低与内层冷板232接触的pcb板的温度。
59.在该实施例中，为防止内层冷板和外层冷板之间出现热传导，所述隔热板6的外边缘突出于内层冷板232的外边缘。较佳的，所述隔热板6和内层冷板232的外边缘与容纳槽2311的壁体间均为间隙配合，且内层冷板232外边缘与容纳槽壁体之间的间隙大于隔热板6外边缘与容纳槽壁体之间的间隙。即本发明内层冷板、隔热板、外层冷板横之间由于截面积的不同，可避免内层冷板和外层冷板接触，内层冷板和外层冷板依靠不同面积和隔热板实现热量隔绝。
60.在该实施例中，所述内层冷板232朝向pcb板的面上还设有若干用于与pcb板上的发热元器件接触的导热凸台2321，该导热凸台2321的设置能够增强发热元器件的散热，加快散热速率。
61.在该实施例中，所述外层冷板231与后盖21通过螺钉固定，且所述外层冷板231的容纳槽2311槽壁向内凸出形成有定位凸起2312，该定位凸起2312上设有螺钉孔，外层冷板231和后盖21通过穿设在该螺钉孔内的螺钉实现固定。较佳的，所述定位凸起2312位于容纳槽2311内的侧壁为圆弧型结构，位于容纳槽2311内的内层冷板232和隔热板6上均设有用于避让所述定位凸起2312的避让槽2313，且该避让槽2313与定位凸起2312配合能够实现内层冷板232和隔热板6在外层冷板231内放置位置和放置方向的定位。所述内层冷板232边缘与
所述定位凸起2312之间存在间隙。较佳的，所述定位凸起2312共有6个，其包括分布在容纳槽2311四个角处的4个和位于容纳槽2311两长边中间的两个，但并不限定于此。
62.在本发明其他实施例中，为保持板卡2内的低温，防止外部高温由后盖传递至板卡2内，所述后盖21还具有隔热功能，如后盖21由隔热材料制备或该后盖21内内还设有隔热板6。较佳的，所述后盖21为夹层结构，其包括外层后盖、内层后盖和夹在内外层后盖之间的隔热板21。
63.本实施例利用新型冷板结构并通过合理的隔热结构设计，可以有效控制板卡的温升，有效提高电子设备散热的可靠性。在使用时，热电制冷器的冷端贴合在内层冷板上，维持低温，热电制冷器的热端贴合在外层冷板上，根据热电制冷的原理，内层冷板维持恒定的低温，将板卡热量转移至外层冷板上最终传导至机箱壳体上。
64.且该实施例可单独使用，也可配合实施例1的壳体结构使用，以达到更好的散热效果。
65.本发明实施例1和实施例2以及实施例1和实施例2的结合均可与其他散热结构配合，以实现更好的温升控制效果。
66.请参阅图11-17，其为本发明实施例3机箱散热结构的示意图，该实施例中，所述机箱为全密闭强迫风冷机箱，在该实施例中，所述机箱壳体1前端设有面板5，后端安装后风扇104，且该机箱壳体1的上下左右四个面外侧均设有散热肋片107，该散热肋片107均沿机箱壳体1前后方向延伸，上述4个面外侧还固定有盖板，该盖板与散热肋片107配合形成供气体通过的封闭的散热腔体，上述风扇104能够将该散热腔体内的热空气排出或向散热腔体内输送冷空气，以增强机箱壳体1外周的散热。在本发明其他实施例中，所述风扇104还同时与机箱壳体内部连通，所述面板上设有对应的风口。
67.在该实施例中，所述盖板包括固定在上壳体11外侧的上盖板100、固定在下壳体12外侧的下盖板101、固定在左壳体13外侧的左盖板103以及固定在右壳体14外侧的右盖板104。
68.所述面板5上开设有供外部气体进入所述散热腔体内的进风口106，即外部冷空气由进风口106进入散热腔体内，在风扇104的抽动下，散热腔内气体沿散热肋片由散热壳体前端向后端移动最终经风扇104排出，完成散热工作。
69.较佳的，所述进风口106有多个，且上壳体11、下壳体12、左壳体13以及右壳体14外侧的散热肋片前端均有对应导通的进风口106。
70.在该实施例中，所述上壳体11、下壳体12、左壳体13以及右壳体14外侧均为u型结构，所述散热肋片107分布在该u型结构的凹槽内，该u型槽前后两端分别与进风口106和风扇104连通，以实现进风和排风，且该凹槽前后端部还设有用于实现面板5或风扇104固定的定位凸起124。所述上壳体11和下壳体12的u型结构两侧还向外翻折形成有用于实现与盖板固定的翻沿125。
71.在该实施例中，所述风扇104通过风扇安装板105与机箱壳体1后端的配合实现固定。
72.在该实施例中，所述机箱壳体1为实施例1中的具有热电散热器的机箱壳体或板卡为实施例2中具有热电散热器的板卡，或机箱壳体1为实施例1中具有热电散热器的机箱壳体，且板卡为实施例2中具有热电散热器的板卡，即该实施例中的机箱壳体1和板卡2为实施
例1或实施例2中的结构，也可为实施例1和实施例2的结合。
73.请参阅图18和图19，其为本发明实施例4机箱散热结构的示意图，在该实施例中，所述机箱为强迫风冷机箱，在该实施例中，所述机箱壳体1底部安装有散热风扇126，该散热风扇126的出风口/进风口与机箱壳体1的下壳体12连通，将外部空气由下壳体12处的开孔送入机箱壳体1内或将机箱壳体内空气由下壳体12处的开孔排出，且该机箱壳体1的上壳体11上均布有若干出风孔/进风孔127，机箱壳体1内的空气由该上壳体11上的出风孔127排出或外部冷空气由进风孔进入机箱壳体内。
74.在该实施例中，所述板卡2在机箱壳体1内沿左右方向排布，由此使得风由相邻板卡2之间通过，将板卡2散发的热量带走。
75.在该实施例中，所述板卡2为实施例2中所述的板卡结构，即该板卡2包括冷板23和通过后盖21固定在该冷板23一侧的容纳槽234内的pcb板22，所述冷板23包括外层冷板231、内层冷板232和散热片组成的夹层结构，其中所述外层冷板231一侧设有容纳槽2311，所述散热片233和内层冷板232顺次叠放在该容纳槽2311内，且散热片233被内层冷板232压紧定位在外层冷板231的容纳槽2311内。所述散热片233包括隔热板6和位于该隔热板6上的定位槽61内的热电制冷器8，该热电制冷器8有多个，其均匀分布在隔热板6上或根据pcb板上发热元器件的布置分布在隔热板6上，且该热电制冷器8的热端81与外层冷板231接触，冷端82与内层冷板232接触，以降低与内层冷板232接触的pcb板的温度。
76.在该实施例中，所述外层冷板231另一侧还设有沿上下方向延伸的散热肋片107，由散热风扇126送入机箱壳体1内的风沿外层冷板231外侧的散热肋片向上流动，最终由上壳体11上的出风孔127排出，实现散热目的。
77.该实施例中机箱壳体1也可为实施例1中的结构，即当定义板卡插入方向为轴向时，机箱壳体1轴向的四个面中至少有一个面设有热电制冷结构。
78.该实施例中围绕板卡分布的机箱壳体外周即(前后左右四个壳体)外侧还设有散热肋片，所述散热风扇126同时能够为该散热肋片之间的空气提供动力，以增强机箱壳体处的散热。
79.该实施例也可与实施例3中的机箱散热结构结合，此时散热风扇能够同时对机箱壳体内的板卡和机箱壳体本身进行散热。即该散热风扇能够向机箱壳体上由盖板和散热肋片组成的散热腔体内送风或抽风，通过也能够向机箱内送风或抽风，所述面板上设有与散热腔体和机箱壳体内部连通的风口。
80.本发明各实施例中的散热肋片均可以通过机械加工、焊接或型材补加工等方法加工成型。所述散热肋片可以呈矩形、圆柱形、打断的不连续矩形或抛物线型等。
81.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。