[發明專利]一種新型高效冷卻機箱及其散熱方法

有效

• 申請號: 201310146636.2
• 申請日: 2013-04-25
• 公開（公告）號: CN103209553A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 李金旺;錢吉裕;平麗浩
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十四研究所
• 主分類號: H05K5/00
• 分類號: H05K5/00;H05K7/20
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

技術領域

本發明涉及一種新型高效冷卻機箱及其散熱的方法，尤其涉及一種機載電子設備機箱及其散熱方法，屬于電子器件冷卻技術領域。

背景技術

現代機載電子設備(簡稱ATR)一般進行模塊化設計，具備某一功能的模塊往往還設計成現場可更換模塊（LRM模塊），若干個這樣的模塊往往安裝在一個機箱內。標準的機箱一般是長方體的形式。隨著技術的發展，ATR機箱內的模塊的熱耗越來越大、熱流密度也越來越大，其冷卻的方式也由自然冷卻向強迫風冷和液體冷卻發展。

風冷的機箱結構及冷卻方法目前公開的已比較多，例如專利CN200710101444.4、CN200910004893.6、CN200910105296.2、CN200980155902.X和CN201020013244.0中提到的機箱結構及冷卻方法。風冷的機箱一般有兩種形式，一種是冷卻風直接與待冷卻的模塊的殼體接觸從而吸收模塊工作時產生的熱量；另一種形式是機箱內包含冷板（可以直接將機箱的面板，例如頂面板和底面板，做成冷板，或者在機箱內增加一塊專門的冷板；所謂冷板，就是一種特殊的熱熱器，其內部包含流道，工作時內部流道內的流體與冷板進行熱交換的設備），冷卻介質僅在冷板內流動，模塊工作時產生的熱量通過模塊的殼體先傳導給冷板的殼體，然后再冷板的殼體通過對流換熱的方式傳給冷卻介質。

液冷的機箱可以部分參考風冷的機箱，但由于液體介質與氣體介質存在較大的差異，液冷機箱與風冷機箱也存在著一些差別。目前公開的液冷機箱還不是很多，例如專利CN201020103424.8、CN201120020096.X中的機箱，這些為數不多的液冷機箱大致可分為兩種，一種是模塊內不通液，模塊內的熱量通過傳導到機箱冷板上，然后再由機箱冷板內的冷卻液吸收和帶走；另一種是直接將冷卻液通入到模塊內，相當于模塊內也有液冷冷板，模塊的熱量由模塊冷板內的冷卻液直接吸收和帶走。前一種機箱內的模塊往往通過鎖緊機構與機箱的模塊導槽壓緊，鎖緊機構的鎖緊力的方向與冷板呈平行的關系，如圖1以及專利CN200920226048.9中的結構所示，機箱的模塊導槽與模塊間的接觸面積較小，接觸處存在著較大的界面溫升，界面的溫升會隨著熱流密度的增大而增大，模塊熱耗越大時，散熱問題就難以解決；后一種機箱與模塊的連接十分關鍵，機箱結構十分復雜，加工難度大、成本高，模塊插拔維護時容易發生漏液，從而危害到機箱內的電子部件和電氣連接，因而使用也受到限制。

傳統的冷卻機箱如圖1所示，用以鎖緊LRM模塊的鎖緊機構安裝在模塊上而非冷板上，模塊安裝在冷板上時，模塊與冷板呈垂直的形式，鎖緊機構的鎖緊力的方向與冷板呈平行的關系，模塊與冷板的接觸面積較小，接觸界面溫升較大，并且接觸界面的溫升會隨著接觸界面的熱流密度的增大而增大。且傳統的冷卻機箱往往把頂面板和底面板均設置成冷板，頂面、底面和內部中間面的冷板一般不能用同一品種的冷板，冷板品種多，加工復雜，成本高；傳統的冷卻機箱中冷板間的流體連接通道往往在機箱側面板中直接加工出來，然后通過焊接的方式與冷板相結合，這樣的結構加工難度大，成本較高；傳統的把頂面板和底面板均設置成冷板的冷卻機箱，由于冷板一般較薄（為減小機箱的體積和重量，機箱冷板一般不能太厚），因此機箱的流體入口和出口處往往就沒有足夠的空間安裝帶法蘭的流體接頭，特別是比較大的流體接頭，而且機箱流體接頭太靠近機箱的頂面和底面，不但不美觀，而且不易于與外部流體進行連接。

發明內容

本發明目的在于針對現有冷卻機箱用于高熱流密度的現場可更換模塊冷卻時的不足以及加工較困難等不足之處，提供一種新型高效冷卻機箱及其散熱方法，減小高熱流密度的現場可更換模塊與機箱冷板間的接觸熱阻和傳導熱阻，改變多層機箱冷板間的流道連接結構以及冷板與機箱側面板和流體接頭之間的連接結構，提高冷卻機箱的冷卻效果，同時降低機箱加工的復雜程度，降低機箱的加工成本。

本發明具體采用以下技術方案解決上述技術問題：

一種新型高效冷卻機箱，包括設置在機箱內的冷板、待冷卻的LRM模塊、鎖緊機構，所述待冷卻的LRM模塊與冷板相平行設置，且待冷卻的LRM模塊的兩端通過固定連接在冷板上的鎖緊機構進行固定。

作為本發明的一種優選技術方案：所述待冷卻的LRM模塊將其散熱面積最大的面平行且貼合地設置于冷板吸熱面積最大的面上進行散熱。

作為本發明的一種優選技術方案：在所述機箱的流體總入口和總出口處分別設有機箱流體接頭。

作為本發明的一種優選技術方案：還包括機箱的側面板，所述側面板分別設置在冷板的兩端。