一种计算机散热系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种计算机散热系统，该系统包括发热元件导热装置、热传导装置、机箱散热装置及紧固配合组件，其中发热元件通过芯片导热装置与热管传导装置的一端连接，热管导热装置的另一端与机箱散热装置连接。本系统采用了无风扇散热模组设计，替代了传统的风扇设计，大大减少了内部因为风扇带来内外空气的流动导致灰尘带来的不稳定性，从根本上解决了由于工业现场环境的恶劣导致的工业计算机不稳定，提高了平均无故障时间。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及计算机散热
，尤其涉及一种用于工业现场环境的无风扇 计算机被动散热系统。
技术介绍
工业计算机在二十世纪八十年代进入国内，目前已全面应用在工控控制、自动化、 能源、交通、医疗、国防、通讯等多个领域，通过其高可靠性、实时性、扩充性、兼容性等特点， 被应用在各种重要场合，大幅度提高了各行业的自动化水平，产生了重要的经济与社会效frff. o经过将近三十年的发展，传统的工业控制计算机散热装置也逐步暴露出了一些固 有的缺陷，比如风扇的故障率高、灰尘的影响、存储器故障、成本较高等，在一定程度上影响 了使用的效果。其中广大用户反映最大的故障是风扇所导致的故障。众所周知，工业控制计算机本质上仍然是一台计算机，具有标准的CPU、电源、内 存、存储器等部件，由于CPU、电源等器件在工作时会产生大量的热量，为了保证系统的正常 工作，这些发热器件需要通过风扇将热量传导到计算机外部，风扇就成为了保障系统长期 稳定运行的关键部件。风扇会导致下列不利影响1、机箱内设置多个散热风扇，成本较高，故障率也很高；2、风扇散热方式噪音污染大；3、风扇散热会导致气流紊乱，对主机工作造成影响；4、风扇的理想寿命是2-4年，其维护需求较大，而且由于安装位置受限制，部分风 扇可能无法维护，严重影响机器的整体散热效果。同时，由于风扇的存在，导致机箱为非密闭结构，工业现场的灰尘会侵入到机箱内部，导致了大量的维护需求，工业现场需要定期对计算机做清洁工作。灰尘所带来如下隐 1、灰尘会妨碍芯片表面散热效果，同时其产生的静电积累会使电子产品产生故 障；2、灰尘可能导致电路短路、元件烧毁或接插件的接触不良；3、灰尘还可能使通风效率下降，使风扇转速降低、扭矩增大，还可能导致风扇停 转；4、由于灰尘的影响，机器有定期维护的需求，维护不好严重的可能导致系统崩溃。基于风扇所导致的不良影响，近10年来，随着嵌入式CPU技术的发展，部分国际、 国内工业计算机生产厂家推出了一系列无风扇计算机，解决了风扇所导致的隐患，这些无 风扇工业计算机已应用在工业控制、医疗等领域，但仍然有下列不足1、这类计算机的CPU主频较低，无法胜任高计算量的应用场合；2、这类计算机大部分为小体积的外形尺寸，在一些狭小空间内有很好的应用案例，但无法安装到最常见的19英寸控制柜中；3、部分国际厂家推出了上架式工业计算机，但成本很高，且计算性能偏低，CPU主 频在1.4GHz以下，无法适应国内的需求。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种结构简单，使 用方便的，能满足工业现场恶劣环境和性能的无风扇计算机散热系统。实现本技术的技术方案本技术提供了一种计算机散热系统，所述散热系统包括发热元件导热装置、 热传导装置、机箱散热装置及紧固配合组件，其中发热元件通过芯片导热装置与热管传导 装置的一端连接，热管导热装置的另一端与机箱散热装置连接。所述发热元件导热装置由采用塞铜工艺的铝散热片组成。所述热传导装置由经计算、仿真实验设计的热管及相应的紧固配合组件构成。所述热管与芯片导热装置间采用半圆形槽紧配合方式连接。所述机箱散热装置包括设置散热锯齿的机箱侧壁及机箱上盖，机箱侧壁为铝合金 材质，机箱侧壁粘接一根以上用于均勻散热的热管。采用本技术的散热系统，具有以下有益效果1、本系统采用了无风扇散热模组的设计替代了传统的风扇设计，大大减少了内部 因为风扇带来内外空气的流动导致灰尘带来的不稳定性。2、避免了定期断电维护、产生静电积累、妨碍芯片表面散热、电路短路甚至元器件 烧毁、系统崩溃等诸多问题。3、从根本上解决了由于工业现场环境的恶劣导致的工业计算机不稳定，大大提高 了平均无故障时间。4、系统结构设计中包括了针对工业特殊环境的设计，比如整机的密闭，IP等级的 设计等。5、该散热系统设计了简便的组装方式和易于升级更新的结构，并结合国内机加工 和钣金生产厂家的能力，进行结构和工艺的优化；在大幅减低成本同时也满足工业要求和 芯片正常工作的基础上，进行技术创新，并形成工业化批量生产的能力。6、采用工业级嵌入式X86架构的硬件系统，其寿命比一般商业或民用级成倍提 高；而功耗却只有其一半甚至更低，这样有效的降低了能耗，起到了优良的节能减排的绿色 效果。附图说明图1为本技术的结构原理框图；图2为本技术一个实施例的结构原理图。具体实施方式本技术结构包括发热元件导热装置、热管传导装置、机箱散热装置及相关紧 固配合器件组成。发热元件主要是指CPU、北桥芯片、南桥芯片、用户扩展板卡主芯片等。这4些芯片的热量传导采用塞铜工艺的铝散热片，这些散热片构成了上面所述发热元件导热装 置。散热片通过经过计算和仿真实验后设计的热管传导出热量，这些热管就是热管传导装 置。由于热管本身的特性，所有热管需要有相应的紧固配合结构器件，便于组装和固定。从 热管出来的热量传导到机箱侧壁；而机箱侧壁根据整机的功耗，散热效率等因素合理设置 散热锯齿，表面的散热锯齿通过室温空气的自然对流将热管传导的热量散出。具体的散热方式如图1所示，CPU等发热元件上产生的热量通过芯片上导热机构 传输到热管。为了极大的降低接触面之间的热阻，增加导热效率，本实施例中热管与芯片间 采用了优良的导热硅脂黄金膏，即图中导热填充介质。芯片导热机构是类似于散热片的结 构，其固定于热导管的一端，热导管的另一端通过固定和配合的辅助结构与机箱侧壁或上 盖连接固定。该热管具有快速的热传导性能，其可以使冷凝端与蒸发端的温度迅速达到一 致，所以热管一端由芯片产生的热量可以快速传导到机箱侧壁或上盖相接触的另一端。机 箱侧壁为铝合金材质，相当于把侧壁和上盖当成了大的散热锯齿，这样通过表面的空气对 流将热量主动散发到环境中，起到了散热的作用。如图2所示，本技术的实施例中“发热元器件”主要由CPU (T2400)、北桥 (945Express Chipset)、南桥(ICH7)组成，其总TDP(散热设计功耗)为41. 3W ；热管传导 部分由三根。6mm热管组成，其中一根用于将南北桥芯片热量传导到CPU散热组件，另两根 热管用于将所有的热量传导到机箱侧壁；。6mm热管单根理论的解热功率为40w，考虑到折 弯和工艺上的损失，远大于整板的总散热功耗41. 3W，可以完全传导整板全部的热量。本实 施例三根热管为减少不同介质之间的损耗；在散热片和芯片间涂抹了导热硅脂；同时为尽可能 增大热管与芯片导热部分之间的接触面积，结构上采用半圆形槽紧配合方式，避免了热管 通常需要焊接或打扁后再使用的工艺。机箱侧壁为铝合金材质，表面发黑处理，可以在空气 自然对流的基础上，尽可能的增加了对外热辐射的能力；锯齿状的侧壁大幅增加了与空气 的接触面积；同时侧壁内考虑到热量的均布性，增加了两根粘接的热管，极大的减少了短时 间内因为铝材质固有的水平向传导能力弱导致的局部过热现象，可确保短时间和长期的整 机系统稳定性。最后所应说明的是以上实施例仅用以说明而非限制本专利技术的技术方案，尽管参 照上述实施例对本专利技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本 专利技术进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术的精神和范围的任何修改或局部替换，其均 应涵盖在本专利技术的权利要求范本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计算机散热系统，其特征在于：所述散热系统包括发热元件导热装置、热传导装置、机箱散热装置及紧固配合组件，其中发热元件通过芯片导热装置与热管传导装置的一端连接，热管导热装置的另一端与机箱散热装置连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘佳，
申请(专利权)人：北京中科腾越科技发展有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11