一種計算機散熱系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種計算機散熱系統，該系統包括發熱元件導熱裝置、熱傳導裝置、機箱散熱裝置及緊固配合組件，其中發熱元件通過芯片導熱裝置與熱管傳導裝置的一端連接，熱管導熱裝置的另一端與機箱散熱裝置連接。本系統采用了無風扇散熱模組設計，替代了傳統的風扇設計，大大減少了內部因為風扇帶來內外空氣的流動導致灰塵帶來的不穩定性，從根本上解決了由于工業現場環境的惡劣導致的工業計算機不穩定，提高了平均無故障時間。（*該技術在2020年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及計算機散熱
，尤其涉及一種用于工業現場環境的無風扇 計算機被動散熱系統。
技術介紹
工業計算機在二十世紀八十年代進入國內，目前已全面應用在工控控制、自動化、 能源、交通、醫療、國防、通訊等多個領域，通過其高可靠性、實時性、擴充性、兼容性等特點， 被應用在各種重要場合，大幅度提高了各行業的自動化水平，產生了重要的經濟與社會效frff. o經過將近三十年的發展，傳統的工業控制計算機散熱裝置也逐步暴露出了一些固 有的缺陷，比如風扇的故障率高、灰塵的影響、存儲器故障、成本較高等，在一定程度上影響 了使用的效果。其中廣大用戶反映最大的故障是風扇所導致的故障。眾所周知，工業控制計算機本質上仍然是一臺計算機，具有標準的CPU、電源、內 存、存儲器等部件，由于CPU、電源等器件在工作時會產生大量的熱量，為了保證系統的正常 工作，這些發熱器件需要通過風扇將熱量傳導到計算機外部，風扇就成為了保障系統長期 穩定運行的關鍵部件。風扇會導致下列不利影響1、機箱內設置多個散熱風扇，成本較高，故障率也很高；2、風扇散熱方式噪音污染大；3、風扇散熱會導致氣流紊亂，對主機工作造成影響；4、風扇的理想壽命是2-4年，其維護需求較大，而且由于安裝位置受限制，部分風 扇可能無法維護，嚴重影響機器的整體散熱效果。同時，由于風扇的存在，導致機箱為非密閉結構，工業現場的灰塵會侵入到機箱內部，導致了大量的維護需求，工業現場需要定期對計算機做清潔工作。灰塵所帶來如下隱 1、灰塵會妨礙芯片表面散熱效果，同時其產生的靜電積累會使電子產品產生故 障；2、灰塵可能導致電路短路、元件燒毀或接插件的接觸不良；3、灰塵還可能使通風效率下降，使風扇轉速降低、扭矩增大，還可能導致風扇停 轉；4、由于灰塵的影響，機器有定期維護的需求，維護不好嚴重的可能導致系統崩潰。基于風扇所導致的不良影響，近10年來，隨著嵌入式CPU技術的發展，部分國際、 國內工業計算機生產廠家推出了一系列無風扇計算機，解決了風扇所導致的隱患，這些無 風扇工業計算機已應用在工業控制、醫療等領域，但仍然有下列不足1、這類計算機的CPU主頻較低，無法勝任高計算量的應用場合；2、這類計算機大部分為小體積的外形尺寸，在一些狹小空間內有很好的應用案例，但無法安裝到最常見的19英寸控制柜中；3、部分國際廠家推出了上架式工業計算機，但成本很高，且計算性能偏低，CPU主 頻在1.4GHz以下，無法適應國內的需求。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種結構簡單，使 用方便的，能滿足工業現場惡劣環境和性能的無風扇計算機散熱系統。實現本技術的技術方案本技術提供了一種計算機散熱系統，所述散熱系統包括發熱元件導熱裝置、 熱傳導裝置、機箱散熱裝置及緊固配合組件，其中發熱元件通過芯片導熱裝置與熱管傳導 裝置的一端連接，熱管導熱裝置的另一端與機箱散熱裝置連接。所述發熱元件導熱裝置由采用塞銅工藝的鋁散熱片組成。所述熱傳導裝置由經計算、仿真實驗設計的熱管及相應的緊固配合組件構成。所述熱管與芯片導熱裝置間采用半圓形槽緊配合方式連接。所述機箱散熱裝置包括設置散熱鋸齒的機箱側壁及機箱上蓋，機箱側壁為鋁合金 材質，機箱側壁粘接一根以上用于均勻散熱的熱管。采用本技術的散熱系統，具有以下有益效果1、本系統采用了無風扇散熱模組的設計替代了傳統的風扇設計，大大減少了內部 因為風扇帶來內外空氣的流動導致灰塵帶來的不穩定性。2、避免了定期斷電維護、產生靜電積累、妨礙芯片表面散熱、電路短路甚至元器件 燒毀、系統崩潰等諸多問題。3、從根本上解決了由于工業現場環境的惡劣導致的工業計算機不穩定，大大提高 了平均無故障時間。4、系統結構設計中包括了針對工業特殊環境的設計，比如整機的密閉，IP等級的 設計等。5、該散熱系統設計了簡便的組裝方式和易于升級更新的結構，并結合國內機加工 和鈑金生產廠家的能力，進行結構和工藝的優化；在大幅減低成本同時也滿足工業要求和 芯片正常工作的基礎上，進行技術創新，并形成工業化批量生產的能力。6、采用工業級嵌入式X86架構的硬件系統，其壽命比一般商業或民用級成倍提 高；而功耗卻只有其一半甚至更低，這樣有效的降低了能耗，起到了優良的節能減排的綠色 效果。附圖說明圖1為本技術的結構原理框圖；圖2為本技術一個實施例的結構原理圖。具體實施方式本技術結構包括發熱元件導熱裝置、熱管傳導裝置、機箱散熱裝置及相關緊 固配合器件組成。發熱元件主要是指CPU、北橋芯片、南橋芯片、用戶擴展板卡主芯片等。這4些芯片的熱量傳導采用塞銅工藝的鋁散熱片，這些散熱片構成了上面所述發熱元件導熱裝 置。散熱片通過經過計算和仿真實驗后設計的熱管傳導出熱量，這些熱管就是熱管傳導裝 置。由于熱管本身的特性，所有熱管需要有相應的緊固配合結構器件，便于組裝和固定。從 熱管出來的熱量傳導到機箱側壁；而機箱側壁根據整機的功耗，散熱效率等因素合理設置 散熱鋸齒，表面的散熱鋸齒通過室溫空氣的自然對流將熱管傳導的熱量散出。具體的散熱方式如圖1所示，CPU等發熱元件上產生的熱量通過芯片上導熱機構 傳輸到熱管。為了極大的降低接觸面之間的熱阻，增加導熱效率，本實施例中熱管與芯片間 采用了優良的導熱硅脂黃金膏，即圖中導熱填充介質。芯片導熱機構是類似于散熱片的結 構，其固定于熱導管的一端，熱導管的另一端通過固定和配合的輔助結構與機箱側壁或上 蓋連接固定。該熱管具有快速的熱傳導性能，其可以使冷凝端與蒸發端的溫度迅速達到一 致，所以熱管一端由芯片產生的熱量可以快速傳導到機箱側壁或上蓋相接觸的另一端。機 箱側壁為鋁合金材質，相當于把側壁和上蓋當成了大的散熱鋸齒，這樣通過表面的空氣對 流將熱量主動散發到環境中，起到了散熱的作用。如圖2所示，本技術的實施例中“發熱元器件”主要由CPU (T2400)、北橋 (945Express Chipset)、南橋(ICH7)組成，其總TDP(散熱設計功耗)為41. 3W ；熱管傳導 部分由三根。6mm熱管組成，其中一根用于將南北橋芯片熱量傳導到CPU散熱組件，另兩根 熱管用于將所有的熱量傳導到機箱側壁；。6mm熱管單根理論的解熱功率為40w，考慮到折 彎和工藝上的損失，遠大于整板的總散熱功耗41. 3W，可以完全傳導整板全部的熱量。本實 施例三根熱管為減少不同介質之間的損耗；在散熱片和芯片間涂抹了導熱硅脂；同時為盡可能 增大熱管與芯片導熱部分之間的接觸面積，結構上采用半圓形槽緊配合方式，避免了熱管 通常需要焊接或打扁后再使用的工藝。機箱側壁為鋁合金材質，表面發黑處理，可以在空氣 自然對流的基礎上，盡可能的增加了對外熱輻射的能力；鋸齒狀的側壁大幅增加了與空氣 的接觸面積；同時側壁內考慮到熱量的均布性，增加了兩根粘接的熱管，極大的減少了短時 間內因為鋁材質固有的水平向傳導能力弱導致的局部過熱現象，可確保短時間和長期的整 機系統穩定性。最后所應說明的是以上實施例僅用以說明而非限制本專利技術的技術方案，盡管參 照上述實施例對本專利技術進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解依然可以對本 專利技術進行修改或者等同替換，而不脫離本專利技術的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均 應涵蓋在本專利技術的權利要求范本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種計算機散熱系統，其特征在于：所述散熱系統包括發熱元件導熱裝置、熱傳導裝置、機箱散熱裝置及緊固配合組件，其中發熱元件通過芯片導熱裝置與熱管傳導裝置的一端連接，熱管導熱裝置的另一端與機箱散熱裝置連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉佳，
申請(專利權)人：北京中科騰越科技發展有限公司，
類型：實用新型
國別省市：11