CN101795546B - 插箱以及插箱的散热方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种插箱以及插箱的散热方法，该插箱包括有插箱壳体和驱动空气流动的风扇，在该插箱壳体内安装有背板，在背板的两侧分别连接有电子设备，在背板及背板两侧的电子设备的一端形成有进风通道，在背板一侧，该插箱壳体设置有进风口，在背板及背板两侧电子设备的另一端形成有出风通道，在背板另一侧，该插箱壳体设置有出风口，其中背板一侧的电子设备与背板另一侧的电子设备沿背板的高度方向错位设置，且设置成沿气流流经电子设备的方向，所述背板一侧的电子设备突出于所述背板另一侧的电子设备。采用本发明实施例的插箱结构，能够在保证散热效果的基础上，有效减小插箱的高度或体积，从而提高电子产品的紧凑度。

Description

插箱以及插箱的散热方法

技术领域

本发明涉及一种通信领域，具体地，涉及一种插箱以及插箱的散热方法。

背景技术

随着电子产品的发展，电子产品中的电子元器件的热耗不断增大，电子元器件的散热问题显得越来越重要。电子散热技术需要保证电子产品的电子元器件工作在允许温度范围内，从而保证电子产品工作的可靠性。

散热手段可分为自然散热和强迫风冷。其中，强迫风冷是通过风扇驱动空气流经发热器件，从而将器件热量带出设备，强迫风冷多用于发热量大、环境温度严酷的场合。

在使用强迫风冷时，一般情况下，风速或风量越大，散热效果越好，但风扇驱动空气流动需要克服电子产品的系统阻力，系统阻力也随着风量或风速的增大而增大，因此，一个好的散热方案需要考虑尽量减少电子产品的通风阻力。

电子产品的另外一个发展趋势或者竞争力体现是高密度，同样的业务能力，电子产品越紧凑、越小型化越有竞争优势。而减小产品体积或高度往往导致电子产品的系统阻力增大，与更好地解决散热形成矛盾。

如图1所示，在现有的一种插箱10中，电子设备11、12如PCB，竖插安装在插箱10的背板16两侧，插箱10中设置有风扇13，用于驱动气流流动，从而给电子设备11、12(如PCB)散热。插箱10具有进风口14和出风口15，风扇13驱动温度相对较低的冷空气从插箱10的进风口14进入，然后经过电子设备11、12，电子设备11和12产生的热量被相对较低的冷空气冷却，然后电子设备11、12上的电子元器件的热量被散发到空气中，被加热的空气最终从插箱10的出风口15排出。

如图1所示，为了使电子设备达到散热要求，必须保证一定的进风口高度和出风口高度，从而控制插箱10的气流阻力，使得足够的风量能通过插箱10。这就导致了现有技术的插箱10的高度较高，导致插箱10在机柜中可配置的数量减少，集成度不高，降低了电子产品的竞争力。

发明内容

本发明实施例提供一种插箱以及插箱的散热方法，能够在保证散热效果的基础上，减小插箱的高度或体积。

本发明实施例提供了一种插箱，该插箱包括：

插箱壳体；

背板，安装在所述插箱壳体内，并在所述背板的两侧分别连接有电子设备；

风扇，用于驱动气流流动；

进风通道，形成在所述背板及所述背板两侧的电子设备的一端，并在背板一侧，插箱壳体开设有进风口；

出风通道，形成在所述背板及所述背板两侧的电子设备的另一端，并在背板另一侧，插箱壳体开设有出风口；

其中，所述背板一侧的电子设备与背板另一侧的电子设备沿背板高度方向错位设置，且设置成，沿气流流经电子设备的方向，所述背板一侧的电子设备突出于所述背板另一侧的电子设备。

本发明实施例还提供了一种插箱的散热方法，在风扇的作用下，插箱外的气流从背板一侧，插箱壳体开设的进风口流入，流经形成在背板及所述背板两侧的电子设备的一端的进风通道、形成在所述背板及所述背板两侧的电子设备的另一端的出风通道，经背板另一侧，插箱壳体开设的出风口流出，其中，所述背板一侧的电子设备与背板另一侧的电子设备沿背板高度方向错位设置，沿气流流经电子设备的方向，所述背板一侧的电子设备高于所述背板另一侧的电子设备。

由上技术方案可以看出，插箱的背板两侧的电子设备错位设置，并且该错位设置成，沿气流流经电子设备的方向，临近进风口的背板一侧的电子设备突出于临近出风口背板另一侧的电子设备，这使得进风通道和出风通道在空间上分配更为合理，可以缩减掉背板一侧的电子设备另一端和背板另一侧的电子设备一端在散热上低利用价值或无利用价值的区域空间，降低了插箱的高度或体积，并且进出风口的大小不受影响，也就是系统的阻力几乎没有增加，通风量和散热能力得到保证，从而在不影响散热效果的基础上提高了设备的紧凑性，有效解决了现有技术中减小体积或高度与保证散热效果的矛盾。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中一种插箱结构示意图；

图2为现有技术中图1插箱的散热布局分析示意图；

图3为本发明实施例一种插箱的结构示意图；

图4为本发明实施例中插箱的风扇、两个电子设备的相对位置示意图；

图5为本发明实施例图4的立体结构示意图；

图6为本发明另一种实施例的一种插箱结构示意图；

图7为本发明另一种实施例的另一种插箱结构示意图；

图8为本发明再一种实施例的一种插箱结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在描述中，在此所使用的某些术语仅用于参照，因此并不意味着进行限制。例如，诸如“上”、“下”、“上方”、“下方”等术语是指所参照的附图中的方向。除非文中明确指出，涉及结构的术语“第一”、“第二”及其它此类数词不暗示顺序或次序。

如图3所示，本发明实施例提供了一种插箱30，该插箱30包括插箱壳体31、背板32、电子设备33、34、风扇37、进风通道35、进风口351、出风通道36和出风口361。其中，背板32安装在该插箱壳体31内，电子设备33连接在背板32的一侧，电子设备34连接在背板32的另一侧，在背板32以及背板32两侧的电子设备33、34的一端形成该进风通道35，进风口351设置在背板32一侧的插箱壳体31上，在背板32以及背板32两侧的电子设备33、34的另一端形成该出风通道36，出风口361设置在背板另一侧的插箱壳体31上，该风扇37用于驱动气流流动，从而使插箱30外气流将电子设备33、34工作时产生的热量带出插箱壳体31外。如图5所示，在本发明的实施例中，背板32一侧的电子设备33与背板32另一侧的电子设备34沿背板32的高度方向(即流经电子设备33、34的气流方向)错位设置，且设置成，沿气流流经电子设备的方向，背板32一侧的电子设备33突出于背板另一侧的电子设备34。

续请参阅图3，背板32可以竖直安装在插箱壳体31内。在背板32以及背板32两侧的电子设备33、34的一端形成该进风通道35，可以为：在背板32以及背板32两侧的电子设备33、34的下方形成该进风通道35；在背板32以及背板32两侧的电子设备33、34的另一端形成该出风通道36，可以为：在背板32以及背板32两侧的电子设备33、34的上方形成该出风通道36。

其中，该进风风道35与该进风口351相对；出风通道36与该出风口361相对。

其中，进风口351设置在背板32一侧的插箱壳体31上，可以具体为，进风口351设置在背板32的一侧的插箱壳体31的侧壁311上；同理：出风口361设置在背板另一侧的插箱壳体31上，可以具体为：出风口361设置在背板另一侧的插箱壳体31的侧壁312上。

可以理解的是，对于图3中的插箱30，在背板32以及背板32两侧的电子设备33、34的下方可以形成该出风通道36，在背板32以及背板32两侧的电子设备33、34的上方形成该进风通道35。即进风通道35位于背板32及背板32两侧的电子设备33、34的上方；出风通道36位于背板32以及背板32两侧的电子设备33、34的下方。这样，图3中的进风口351就可以为出风口，图3中的出风口361可以为进风口。

下面以在背板32以及背板32两侧的电子设备33、34的下方形成该进风通道35，在背板32以及背板32两侧的电子设备33、34的上方形成该出风通道36，进风口为351，出风口为361为例进行阐述。其中，气流流经电子设备33、34的方向如图3中的电子设备33、34上的空心箭头所示，为自下向上的方向。

本发明实施例的插箱30在工作时，如图3所示，风扇37驱动插箱30外气流从进风口351进入进风通道35内，该气流流经电子设备33、34后，经电子设备33、34上方的出风通道36，最后由出风口361排出插箱30外，从而将电子设备33、34工作时产生的热带出插箱30外，实现该电子设备33、34的散热。

请参见图2所示的现有插箱10的散热布局分析示意图，在现有插箱10的散热结构中，在气流沿着电子设备11、12下方的进风空间17和电子设备11、12上方的出风空间18的整个流程中，流量是逐渐变化的，其中阴影部分的区域实际上对减少气流的阻力没有多少帮助，造成了空间的浪费。而如图3所示，在本发明实施例的插箱30中，利用该电子设备33、34的错位结构，在保证电子设备33下方的进风空间和电子设备34上方的出风空间不变的情况下，可以有效减小进风通道35中电子设备34下方的进风空间和出风通道36中电子设备33上方的空间，从而，使得进风通道35和出风通道36在空间上分配更为合理，这样，不但降低了插箱30的高度或体积，并且进风口351和出风口361的大小不受影响，也就是系统的阻力几乎没有增加，通风量和散热能力也同时得到了保证，从而在不影响散热效果的基础上提高了设备的紧凑性，有效解决了现有技术中减小体积或高度与保证散热效果的矛盾。

在本发明的一个优选实施方式中，背板32一侧的电子设备33与背板32另一侧的电子设备34在背板32高度上的错位尺寸h最好大于或等于5mm(即错位尺寸h为5mm以上)，且小于电子设备33、34高度的二分之一，以利于在保证散热效果的同时，更有效地降低插箱30高度。根据插箱30使用的场合以及插箱30的尺寸不同，该错位尺寸h会有所不同，该具体错位尺寸h可以根据插箱30的实际需要而确定，只要能够兼顾散热效果和减小插箱30的高度或体积即可，在此不做具体限定。

在本发明的实施例的一个具体例子中，如图5所示，背板32一侧的电子设备33和背板32另一侧的电子设备34可均为单板，例如可以是带有电子元器件的PCB板，请一并参阅图3、图4所示，背板32一侧的单板(电子设备33)沿插箱壳体31竖插入背板32，背板32另一侧的单板(电子设备34)沿插箱壳体31竖插入背板32。在该例子中，可于背板32和位于背板32两侧的单板下方与插箱壳体31的底壁313之间形成所述的进风风道35，并于所述插箱壳体31的前壁311开设有所述进风口351。并于背板32和位于背板32两侧的单板上方与插箱壳体31的顶壁314之间形成出风通道36，出风口361可开设在插箱壳体31的后壁312。

在本发明实施例中，该电子设备33、34虽然可为带有电子元器件的PCB，当然并不限于是PCB，本领域技术人员可以理解的是，根据需要，可以是设置在插箱内的任意一种需要进行散热的电子设备。

如图3-图5所示，在本发明的一种可选实施例中，风扇37可设置在出风口361位置。这样，如图3所示，在该风扇37的作用下，空气从进风口351进入，并经电子设备33、34下方的进风通道35后，流经电子设备33、34，将电子设备33、34产生的热量带走，最后经出风通道36、风扇37、出风口361被排出插箱30外。

在该可选实施例的一个变形例中，该风扇37也可以设置在进风口351的位置(图中未示出)，从而将进风口351外的空气吹进进风通道35内，并经电子设备33、34后，再通过出风通道36，最后经出风口361排出插箱30外，从而将电子设备33、34产生的热带出插箱30外，起到散热作用。当然，根据散热需要，也可以同时在进风口351和出风口352都设置有风扇37(图中未示出)。

在该可选实施例中，根据散热需要，该风扇37可以是一个，也可以是多个组成的一组风扇(如图5所示)。所述的风扇37可以为竖直放置的轴流风扇。

如图6所示，在本发明的另一可选实施例中，可分别在出风通道36的对应电子设备33的上方位置和电子设备34的上方位置设置风扇371、372，从而在该风扇371和风扇372的驱动下，使空气从进风口351进入，并经电子设备33和电子设备34下方的进风通道35后，流经电子设备33、34，将电子设备33、34产生的热量带走，最后经风扇371、372、出风通道36、出风口361被排出插箱30外。

在该可选实施例中，风扇371、372可如图6所示，均可为水平放置的轴流风扇。

如图7所示，在该可选实施例的一个变形例中，风扇371、372也可均为水平放置的离心风扇。由于离心风扇具有进风平行于转动轴而出风垂直于转动轴的特点，如图7所示，对于电子设备33上方的风扇371，流经电子设备33的气流经风扇371后，会沿风扇371的水平方向经出风通道36和出风口361排出，因而不需要在风扇371的上方留出气流通过的空间，与图6所示的采用水平放置的轴流风扇相比，采用水平放置的离心风扇能够进一步降低插箱30的高度或体积。

在该可选实施例中，当然也可以是风扇371与风扇372的其中之一为轴流风扇，而另一风扇为离心风扇(图中未示出)，与图6、图7所示的例子相类似，同样能够达到在保证散热能力的同时降低插箱30体积或高度的效果，在此不再详细描述。

如图8所示，在本本发明的再一种可选实施例中，可分别在进风通道35的对应于电子设备33和电子设备34的位置设置有风扇371、372，从而在该风扇371和风扇372的驱动下，使空气从进风口351进入，并经电子设备33、34下方的进风通道35、风扇371、风扇372后，流经电子设备33、34，将电子设备33、34产生的热带走，最后经出风通道36、出风口361被排出插箱30外。

在该可选实施例中，所述的风扇371、372可如图8所示，均为水平放置的轴流风扇。当然，该风扇371、372也可均为水平放置的离心风扇或者其中之一为水平放置的离心风扇，而另一风扇为水平放置的轴流风扇(图中未示出)，该些例子同样能够达到在保证散热能力的同时降低插箱30体积或高度的效果，在此不再详细描述。

上述实施例仅为本发明的几种具体实施方式，对于本领域技术人员来讲，在此基础上可以作出多种变形或组合，在此不再一一详述。例如，本发明上述实施例中的风扇371和风扇372可分别设置在电子设备33的下方和电子设备34的上方；或者风扇371和风扇372分别设置在电子设备33的上方和电子设备34的下方；或者根据需要也可以同时在电子设备33和电子设备34的上方、下方均设置有风扇；该些风扇可以是轴流风扇，也可以是离心风扇；另外还可以在上述例子的基础上，同时在进风口351和/或出风口361位置设置风扇等等。

本发明实施例还提供了一种插箱的散热方法，其中，在风扇的作用下，插箱外的气流从背板一侧，在插箱壳体开设的进风口流入，流经形成在背板及所述背板两侧的电子设备的一端的进风通道、形成在所述背板及所述背板两侧的电子设备的另一端的出风通道，经背板另一侧，在插箱壳体开设的出风口流出，其中，所述背板一侧的电子设备与背板另一侧的电子设备沿背板高度方向错位设置，沿气流流经电子设备的方向，所述背板一侧的电子设备突出于所述背板另一侧的电子设备。

其中，在背板及所述背板两侧的电子设备的一端的进风通道，可以为：在背板及所述背板两侧的电子设备的下方的进风通道；在所述背板及所述背板两侧的电子设备的另一端的出风通道，可以为：在所述背板及所述背板两侧的电子设备的上方的出风通道。

可以理解的是：在背板及所述背板两侧的电子设备的一端的进风通道，也可以为：在背板及所述背板两侧的电子设备的上方的进风通道；在所述背板及所述背板两侧的电子设备的另一端的出风通道，可以为：在所述背板及所述背板两侧的电子设备的下方的出风通道。

其中，所述背板一侧的电子设备与所述背板另一侧的电子设备的错位尺寸大于或等于5mm，且小于电子设备高度的二分之一。

其中，插箱的散热方法中插箱的结构与上述实施例中阐述的插箱的结构一致，在此，不再重述。

本发明实施例的插箱在工作时，请参阅图3所示，风扇驱动插箱外气流从进风口进入进风通道内，该气流流经背板两侧的电子设备后，经背板两侧的电子设备上方的出风通道，最后由出风口排出插箱外，从而将电子设备工作时产生的热带出插箱外，实现该电子设备的散热。由于此插箱内的背板两侧的电子设备上下错位设置，从而在保证散热的基础上提高了设备的紧凑性，有效解决了现有技术中减小体积或高度与保证散热效果的矛盾。

以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的可以对本发明进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (11)

1.一种插箱，包括：

插箱壳体；

背板，安装在所述插箱壳体内，并在所述背板的两侧分别连接有电子设备；

风扇，用于驱动气流流动；

进风通道，形成在所述背板及所述背板两侧的电子设备的一端，并在背板一侧，插箱壳体开设有进风口；

出风通道，形成在所述背板及所述背板两侧的电子设备的另一端，并在背板另一侧，插箱壳体开设有出风口；

其特征在于，所述背板一侧的电子设备与背板另一侧的电子设备沿背板高度方向错位设置，且设置成，沿气流流经电子设备的方向，所述背板一侧的电子设备突出于所述背板另一侧的电子设备。

2.如权利要求1所述的插箱，其特征在于，所述背板一侧的电子设备与所述背板另一侧的电子设备的错位尺寸大于或等于5mm，且小于电子设备高度的二分之一。

3.如权利要求1或2所述的插箱，其特征在于，所述背板一侧的电子设备和所述背板另一侧的电子设备均为单板。

4.如权利要求1所述的插箱，其特征在于，在所述进风口位置或所述出风口位置设置所述的风扇。

5.如权利要求1所述的插箱，其特征在于，形成在所述背板及所述背板两侧的电子设备的一端的进风通道，为：形成在所述背板及所述背板两侧的电子设备的下方的进风通道；

形成在所述背板及所述背板两侧的电子设备的另一端的出风通道，为：形成在所述背板及所述背板两侧的电子设备的上方的出风通道。

6.如权利要求5所述的插箱，其特征在于，在所述出风通道的对应背板一侧的电子设备的上方位置和对应背板另一侧的电子设备的上方位置分别设置有所述的风扇。

7.如权利要求5所述的插箱，其特征在于，分别在进风通道的对应背板一侧的电子设备的下方位置和背板另一侧的电子设备的下方设置有所述的风扇。

8.如权利要求5所述的插箱，其特征在于，分别在背板一侧的电子设备的下方和背板另一侧的电子设备的上方设置有所述的风扇。

9.如权利要求5所述的插箱，其特征在于，分别在背板一侧的电子设备的上方和背板另一侧的电子设备的下方设置有所述的风扇。

10.一种插箱的散热方法，其特征在于，在风扇的作用下，插箱外的气流从背板一侧，插箱壳体开设的进风口流入，流经形成在背板及所述背板两侧的电子设备的一端的进风通道、形成在所述背板及所述背板两侧的电子设备的另一端的出风通道，经背板另一侧，插箱壳体开设的出风口流出，其中，所述背板一侧的电子设备与所述背板另一侧的电子设备沿背板高度方向错位设置，沿气流流经电子设备的方向，所述背板一侧的电子设备突出于所述背板另一侧的电子设备。

11.如权利要求10所述的插箱的散热方法，其特征在于，所述背板一侧的电子设备与所述背板另一侧的电子设备的错位尺寸大于或等于5mm，且小于电子设备高度的二分之一。

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