專利名稱：一種計算機散熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及計算機散熱技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境的無風(fēng)扇 計算機被動散熱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
工業(yè)計算機在二十世紀(jì)八十年代進入國內(nèi)，目前已全面應(yīng)用在工控控制、自動化、 能源、交通、醫(yī)療、國防、通訊等多個領(lǐng)域，通過其高可靠性、實時性、擴充性、兼容性等特點， 被應(yīng)用在各種重要場合，大幅度提高了各行業(yè)的自動化水平，產(chǎn)生了重要的經(jīng)濟與社會效
frff. o經(jīng)過將近三十年的發(fā)展，傳統(tǒng)的工業(yè)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(fēng)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(fēng)扇所導(dǎo)致的故障。眾所周知，工業(yè)控制計算機本質(zhì)上仍然是一臺計算機，具有標(biāo)準(zhǔn)的CPU、電源、內(nèi) 存、存儲器等部件，由于CPU、電源等器件在工作時會產(chǎn)生大量的熱量，為了保證系統(tǒng)的正常 工作，這些發(fā)熱器件需要通過風(fēng)扇將熱量傳導(dǎo)到計算機外部，風(fēng)扇就成為了保障系統(tǒng)長期 穩(wěn)定運行的關(guān)鍵部件。風(fēng)扇會導(dǎo)致下列不利影響1、機箱內(nèi)設(shè)置多個散熱風(fēng)扇，成本較高，故障率也很高；2、風(fēng)扇散熱方式噪音污染大；3、風(fēng)扇散熱會導(dǎo)致氣流紊亂，對主機工作造成影響；4、風(fēng)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(fēng) 扇可能無法維護，嚴(yán)重影響機器的整體散熱效果。同時，由于風(fēng)扇的存在，導(dǎo)致機箱為非密閉結(jié)構(gòu)，工業(yè)現(xiàn)場的灰塵會侵入到機箱內(nèi)
部，導(dǎo)致了大量的維護需求，工業(yè)現(xiàn)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(chǎn)生的靜電積累會使電子產(chǎn)品產(chǎn)生故 障；2、灰塵可能導(dǎo)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(fēng)效率下降，使風(fēng)扇轉(zhuǎn)速降低、扭矩增大，還可能導(dǎo)致風(fēng)扇停 轉(zhuǎn)；4、由于灰塵的影響，機器有定期維護的需求，維護不好嚴(yán)重的可能導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。基于風(fēng)扇所導(dǎo)致的不良影響，近10年來，隨著嵌入式CPU技術(shù)的發(fā)展，部分國際、 國內(nèi)工業(yè)計算機生產(chǎn)廠家推出了一系列無風(fēng)扇計算機，解決了風(fēng)扇所導(dǎo)致的隱患，這些無 風(fēng)扇工業(yè)計算機已應(yīng)用在工業(yè)控制、醫(yī)療等領(lǐng)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(yīng)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(nèi)有很好的應(yīng)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(yè)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(yīng)國內(nèi)的需求。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，使 用方便的，能滿足工業(yè)現(xiàn)場惡劣環(huán)境和性能的無風(fēng)扇計算機散熱系統(tǒng)。實現(xiàn)本實用新型的技術(shù)方案本實用新型提供了一種計算機散熱系統(tǒng)，所述散熱系統(tǒng)包括發(fā)熱元件導(dǎo)熱裝置、 熱傳導(dǎo)裝置、機箱散熱裝置及緊固配合組件，其中發(fā)熱元件通過芯片導(dǎo)熱裝置與熱管傳導(dǎo) 裝置的一端連接，熱管導(dǎo)熱裝置的另一端與機箱散熱裝置連接。所述發(fā)熱元件導(dǎo)熱裝置由采用塞銅工藝的鋁散熱片組成。所述熱傳導(dǎo)裝置由經(jīng)計算、仿真實驗設(shè)計的熱管及相應(yīng)的緊固配合組件構(gòu)成。所述熱管與芯片導(dǎo)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(shè)置散熱鋸齒的機箱側(cè)壁及機箱上蓋，機箱側(cè)壁為鋁合金 材質(zhì)，機箱側(cè)壁粘接一根以上用于均勻散熱的熱管。采用本實用新型的散熱系統(tǒng)，具有以下有益效果1、本系統(tǒng)采用了無風(fēng)扇散熱模組的設(shè)計替代了傳統(tǒng)的風(fēng)扇設(shè)計，大大減少了內(nèi)部 因為風(fēng)扇帶來內(nèi)外空氣的流動導(dǎo)致灰塵帶來的不穩(wěn)定性。2、避免了定期斷電維護、產(chǎn)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(tǒng)崩潰等諸多問題。3、從根本上解決了由于工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境的惡劣導(dǎo)致的工業(yè)計算機不穩(wěn)定，大大提高 了平均無故障時間。4、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計中包括了針對工業(yè)特殊環(huán)境的設(shè)計，比如整機的密閉，IP等級的 設(shè)計等。5、該散熱系統(tǒng)設(shè)計了簡便的組裝方式和易于升級更新的結(jié)構(gòu)，并結(jié)合國內(nèi)機加工 和鈑金生產(chǎn)廠家的能力，進行結(jié)構(gòu)和工藝的優(yōu)化；在大幅減低成本同時也滿足工業(yè)要求和 芯片正常工作的基礎(chǔ)上，進行技術(shù)創(chuàng)新，并形成工業(yè)化批量生產(chǎn)的能力。6、采用工業(yè)級嵌入式X86架構(gòu)的硬件系統(tǒng)，其壽命比一般商業(yè)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(yōu)良的節(jié)能減排的綠色 效果。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)原理框圖；圖2為本實用新型一個實施例的結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實施方式
本實用新型結(jié)構(gòu)包括發(fā)熱元件導(dǎo)熱裝置、熱管傳導(dǎo)裝置、機箱散熱裝置及相關(guān)緊 固配合器件組成。發(fā)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(dǎo)采用塞銅工藝的鋁散熱片，這些散熱片構(gòu)成了上面所述發(fā)熱元件導(dǎo)熱裝 置。散熱片通過經(jīng)過計算和仿真實驗后設(shè)計的熱管傳導(dǎo)出熱量，這些熱管就是熱管傳導(dǎo)裝 置。由于熱管本身的特性，所有熱管需要有相應(yīng)的緊固配合結(jié)構(gòu)器件，便于組裝和固定。從 熱管出來的熱量傳導(dǎo)到機箱側(cè)壁；而機箱側(cè)壁根據(jù)整機的功耗，散熱效率等因素合理設(shè)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(dǎo)的熱量散出。具體的散熱方式如圖1所示，CPU等發(fā)熱元件上產(chǎn)生的熱量通過芯片上導(dǎo)熱機構(gòu) 傳輸?shù)綗峁?。為了極大的降低接觸面之間的熱阻，增加導(dǎo)熱效率，本實施例中熱管與芯片間 采用了優(yōu)良的導(dǎo)熱硅脂黃金膏，即圖中導(dǎo)熱填充介質(zhì)。芯片導(dǎo)熱機構(gòu)是類似于散熱片的結(jié) 構(gòu)，其固定于熱導(dǎo)管的一端，熱導(dǎo)管的另一端通過固定和配合的輔助結(jié)構(gòu)與機箱側(cè)壁或上 蓋連接固定。該熱管具有快速的熱傳導(dǎo)性能，其可以使冷凝端與蒸發(fā)端的溫度迅速達到一 致，所以熱管一端由芯片產(chǎn)生的熱量可以快速傳導(dǎo)到機箱側(cè)壁或上蓋相接觸的另一端。機 箱側(cè)壁為鋁合金材質(zhì)，相當(dāng)于把側(cè)壁和上蓋當(dāng)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(fā)到環(huán)境中，起到了散熱的作用。如圖2所示，本實用新型的實施例中“發(fā)熱元器件”主要由CPU (T2400)、北橋 (945Express Chipset)、南橋(ICH7)組成，其總TDP(散熱設(shè)計功耗)為41. 3W ；熱管傳導(dǎo) 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(dǎo)到CPU散熱組件，另兩根 熱管用于將所有的熱量傳導(dǎo)到機箱側(cè)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(dǎo)整板全部的熱量。本實 施例三根熱管為減少不同介質(zhì)之間的損耗；在散熱片和芯片間涂抹了導(dǎo)熱硅脂；同時為盡可能 增大熱管與芯片導(dǎo)熱部分之間的接觸面積，結(jié)構(gòu)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(cè)壁為鋁合金材質(zhì)，表面發(fā)黑處理，可以在空氣 自然對流的基礎(chǔ)上，盡可能的增加了對外熱輻射的能力；鋸齒狀的側(cè)壁大幅增加了與空氣 的接觸面積；同時側(cè)壁內(nèi)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(nèi)因為鋁材質(zhì)固有的水平向傳導(dǎo)能力弱導(dǎo)致的局部過熱現(xiàn)象，可確保短時間和長期的整 機系統(tǒng)穩(wěn)定性。最后所應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參 照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對本 發(fā)明進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均 應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求一種計算機散熱系統(tǒng)，其特征在于所述散熱系統(tǒng)包括發(fā)熱元件導(dǎo)熱裝置、熱傳導(dǎo)裝置、機箱散熱裝置及緊固配合組件，其中發(fā)熱元件通過芯片導(dǎo)熱裝置與熱管傳導(dǎo)裝置的一端連接，熱管導(dǎo)熱裝置的另一端與機箱散熱裝置連接。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述發(fā)熱元件導(dǎo)熱裝置由采用塞銅工藝的 鋁散熱片組成。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述熱傳導(dǎo)裝置由經(jīng)計算、仿真實驗設(shè)計的 熱管及相應(yīng)的緊固配合組件構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于所述熱管與芯片導(dǎo)熱裝置間采用半圓形槽 緊配合方式連接。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述機箱散熱裝置包括設(shè)置散熱鋸齒的機 箱側(cè)壁及機箱上蓋。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于所述機箱側(cè)壁為鋁合金材質(zhì)。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于所述機箱側(cè)壁粘接一根以上用于均勻散熱 的熱管。
專利摘要本實用新型公開了一種計算機散熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括發(fā)熱元件導(dǎo)熱裝置、熱傳導(dǎo)裝置、機箱散熱裝置及緊固配合組件，其中發(fā)熱元件通過芯片導(dǎo)熱裝置與熱管傳導(dǎo)裝置的一端連接，熱管導(dǎo)熱裝置的另一端與機箱散熱裝置連接。本系統(tǒng)采用了無風(fēng)扇散熱模組設(shè)計，替代了傳統(tǒng)的風(fēng)扇設(shè)計，大大減少了內(nèi)部因為風(fēng)扇帶來內(nèi)外空氣的流動導(dǎo)致灰塵帶來的不穩(wěn)定性，從根本上解決了由于工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境的惡劣導(dǎo)致的工業(yè)計算機不穩(wěn)定，提高了平均無故障時間。
文檔編號G06F1/20GK201583886SQ20102004682
公開日2010年9月15日 申請日期2010年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月12日
發(fā)明者劉佳 申請人:北京中科騰越科技發(fā)展有限公司