基于流动控制原理的可调节自然对流强化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及解决独立封装的电子装置及自控装置的散热和防雨的方法和装置，公开了基于流动控制原理的可调节自然对流强化方法及装置。该方法包括以下步骤：Ａ．机箱内的流动组织；Ｂ．散热通道的防雨处理；Ｃ．进风口的防雨处理；Ｄ．进风口的流动组织；Ｅ．满足不同位置发热模块加速散热的通用需求。该装置顶板包括上顶板和下顶板，下顶板与上顶板上下交错的部分形成散热通道，设有至少一个进风口，进风口处设有气水分离装置，形成气水分离通道，气水分离通道上装有可拆卸的密封条。本发明专利技术可同时满足机箱强化散热和防雨的要求，无需额外增加能耗，对箱体内热流体和冷空气的流动进行组织，机箱能通用于封装各种布局的发热模块。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及解决独立封装的电子装置及自控装置的散热和防雨的方法和装置，尤其涉及基于流动控制原理的可调节自然对流强化方法及装置。 利用自然对流原理解决强化独立封装的电子装置及自控装置的散热和防雨问题，可直接应用于电子、建筑以及机械等诸多领域，装置材料不限，可用塑料或合金等。
技术介绍
现代电子装置和自动控制装置芯片集成度快速增加，同时随着用户需求的多样化，这些具有集成芯片或者多个功能模块(控制和执行机构)功率也有不断增加的趋势。在装置模块化、功能细化和功率增加的条件下，芯片乃至装置对散热的要求越来越高，如何在尽量小的能耗(甚至零能耗)的条件下，高效散热是亟需解决的重要问题。 传统解决散热问题的方法主要分为三种1)芯片及装置材料的改变，主要是耐热材料的应用，强化芯片和装置本身的耐热性能；2)加装散热机构，如散热器等，同时对散热介质对散热效率影响的研究也较多；3)架设风扇。在空间允许的条件下，架设风扇是一种常见的强化散热方式。现实中，在资金允许的条件下，往往采用上述两种或三种方法相组合。 加装散热机构和架设风扇，要求周围空间具有相当的开放性。但如果装置必须露天放置，且芯片或精密装置对防雨具有较高的要求，或者说承放芯片或装置的机箱要求有较高的密封性。显然，这两种要求是相互矛盾的。加装散热机构和架设风扇，还需要消耗相当的外部能量(电能)。此外，随着芯片或装置功率的增加，加装散热机构和架设风扇的方式将使独立封装模块的体积和重量增加，从而造成安装难度以及初始和运行投资的双重增加，也不利于节能降耗。那么低能耗、全新强化散热且具有防雨功能的方式独立或者作为辅助方法，对于解决该问题具有相当的重要性和较高的使用价值。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的无法同时满足机箱强化散热和防雨的要求，需额外增加能耗，未对箱体内热流体和冷空气的流动进行组织，机箱不能通用于封装各种布局的发热模块的不足，提供了一种可同时满足机箱强化散热和防雨的要求，无需额外增加能耗，对箱体内热流体和冷空气的流动进行组织，机箱能通用于封装各种布局的发热模块的基于流动控制原理的可调节自然对流强化方法及装置。 为了解决上述技术问题，本专利技术通过下述技术方案得以解决 基于流动控制原理的可调节自然对流强化方法，包括以下步骤 A.机箱内的流动组织 在机箱内的发热模块附近设置进风口 ，在机箱顶部设置散热通道，发热模块产生的热流体自动向散热通道方向流动，冷空气从进风口不断被吸入，被吸入的冷空气流经发热模块使其直接降温，并加速热流体向上的自然流动； B.散热通道的防雨处理 将散热通道出口朝向机箱后方，散热通道上部的上顶板和下部的下顶板均向上倾 斜，形成中间高两边低的斜顶，雨水沿斜面自然流向前面板和后面板； C.进风口的防雨处理 在进风口处设置折弯的气水分离通道，冷空气流经气水分离通道改变流动方向， 冷空气中的细小雨滴被惯性分离； D.进风口的流动组织 将进风口内侧的气水分离通道设置为可调节角度的，调节角度使冷空气的流动方 向正对发热模块加速散热； E.满足不同位置发热模块加速散热的通用需求 在机箱底部和侧部均设置进风口 ，并在进风口处装上可拆卸的密封条，使机箱可 通用于封装不同位置布置的发热模块。 针对强化散热和防雨对机箱提出的矛盾性要求，并以低能耗为前提，进一步延长封装模块的使用寿命是本专利技术的最终目的。本专利技术研究的出发点在于利用芯片等发热模块可形成空气自然对流的特征，在芯片等发热模块的周围形成持续对流的流场，不断自发的从周围环境中引入冷空气，并及时将散发的热量带出机箱空间，从而为封装模块提供良好的工作环境。同时，充分利用流体流动的最小阻力原则，完成机箱的防雨功能。 自然对流的驱动力是由于温度梯度存在，造成流体介质的密度差异，从而产生流动，热流体存在自动向上流动的趋势。本专利技术的出发点之一就是充分利用这种热驱动，在机箱内按照指定的基本方向，将热流体从机箱上部的出口排出机箱，并将冷空气从机箱的底部(或两侧)引入。不同的封装模块中发热模块的具体位置在实际中，可能需要根据安装的条件做出调整，具体安装位置是在现场设定的，故将外机箱底部或两侧的气流入口设定为可调节的形式，以热源的位置为参照，选用相应的开口位置。同时为了防止雨滴被气流诱导流入机箱造成短流而烧毁芯片等封装模块，在设定的气流入口处设置适当的气水分离装置，对水滴进行分离。为防止雨水从上部开口处流入机箱，在机箱上部板面设计坡度和泄水槽，防止机箱上部板面积水。设定了斜度的上部板面同时可以起到导流作用，进一步有利于热流体的外排，从而将散热和防雨功能充分结合在一起。 基于流动控制原理的可调节自然对流强化装置，包括机箱，机箱包括前面板、后面 板、左侧板、右侧板、底板和顶板， 前面板上端高于后面板上端； 顶板包括上顶板和下顶板，上顶板前端与前面板相连，上顶板后端高于上顶板前 端，上顶板后端连接有防雨挡板，防雨挡板向下倾斜与上顶板形成夹角；下顶板后端与后面 板相连，下顶板前端高于下顶板后端，下顶板前端向上弯起，弯起部与下顶板的外表面形成 挡水槽，弯起部与下顶板的内表面圆弧连接，下顶板前端延伸至上顶板下方，下顶板与上顶 板上下交错的部分形成散热通道； 底板或者左侧板或者右侧板上设有至少一个进风口 ，或者底板、左侧板和右侧板 上均设有进风口 ，进风口处设有气水分离装置，气水分离装置包括导流板和防雨进气导板， 导流板连接于进风口内侧，防雨进气导板连接于进风口外侧，防雨进气导板向左或向右倾 斜与导流板形成夹角，两块导流板与两块防雨进气导板形成气水分离通道，气水分离通道上装有可拆卸的密封条。 上顶板和下顶板为倾斜的坡度设计，可根据各地区降雨的特征，适当调节倾斜的 角度，坡度设计的作用主要体现在两个方面，其一，气体可通过减縮将热气流快速导出机 箱；其二，雨水可沿斜坡排走。其中上顶板是在假设前面板即功能面板自身密闭性很好的前 提下设计的，现有设计的前面板应该具有良好的防雨功能。 整个机箱可以整体或分别制造，但如果分别制造则接缝处的防雨性能应该良好。 下顶板的前端设计有向上的弯起部，该弯起部的功能也分为两部分首先，其内部 圆弧过渡可起到局部整流的作用，降低局部阻力；其次，其抬高的设计形式可以防止雨水灌 入机箱。 可拆卸的密封条可选择性的开启，目的是确保冷空气进入部位与热源充分交换热 量，并不全部开启，保证一定的开口面积，以便在有限的驱动力条件下保持较高的气流速 度。密封条的形式和材料可以根据需要作出适当的调整，作用是通过其开启或封闭，达到冷 空气直接冲击发热模块，提高散热的效率。 防雨进气导板的设计出发点是由于进风口的吸入作用范围有限，增加防雨进气导 板对周围冷空气进行诱导作用，提高冷空气的吸入效率。同时，由于气流方向的改变，可以 将跟随气流的细小雨滴进行惯性分离，防止雨水随气流的导入。 作为优选，导流板铰接于进风口内侧。 将进风口内侧的气水分离通道设置为可调节角度的，调节角度使冷空气的流动方 向正对发热模块加速散热，冷空气可直接冲击发热模块，提高散热的效率。 作为优选，防雨进气导板铰接于进风口外侧。 将进风口外侧的气水分离通道设置为可调节角度的，根据冷空气中的水分的多少 调节气水分离通道的角度，使达到最佳的气水分离效果。 本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于流动控制原理的可调节自然对流强化方法，其特征在于：包括以下步骤：Ａ．机箱内的流动组织：在机箱内的发热模块（１６）附近设置进风口（１１），在机箱顶部设置散热通道（１０），发热模块（１６）产生的热流体自动向散热通道（１０）方向流动，冷空气从进风口（１１）不断被吸入，被吸入的冷空气流经发热模块（１６）使其直接降温，并加速热流体向上的自然流动；Ｂ．散热通道（１０）的防雨处理：将散热通道（１０）出口朝向机箱后方，散热通道（１０）上部的上顶板（６）和下部的下顶板（７）均向上倾斜，形成中间高两边低的斜顶，雨水沿斜面自然流向前面板（１）和后面板（２）；Ｃ．进风口（１１）的防雨处理：在进风口（１１）处设置折弯的气水分离通道（１５），冷空气流经气水分离通道（１５）改变流动方向，冷空气中的细小雨滴被惯性分离；Ｄ．进风口（１１）的流动组织：将进风口（１１）内侧的气水分离通道（１５）设置为可调节角度的，调节角度使冷空气的流动方向正对发热模块（１６）加速散热；Ｅ．满足不同位置发热模块（１６）加速散热的通用需求：在机箱底部和侧部均设置进风口（１１），并在进风口（１１）处装上可拆卸的密封条（１４），使机箱可通用于封装不同位置布置的发热模块（１６）。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王小华，
申请(专利权)人：王小华，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]