專利名稱：一種防塵、降低噪聲計(jì)算機(jī)立式機(jī)箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種防塵、降低噪聲計(jì)算機(jī)立式機(jī)箱。
背景技術(shù)：
對于傳統(tǒng)的立式機(jī)箱，采用的散熱方式是風(fēng)扇散熱。這就要求機(jī)箱必須是 與外界連通的，通過空氣的流動(dòng)將熱量從機(jī)箱內(nèi)散發(fā)到機(jī)箱外。這除了機(jī)箱會(huì) 存在嚴(yán)重的噪聲外，還會(huì)導(dǎo)致大氣中的灰塵可以輕易地進(jìn)入機(jī)箱內(nèi)部，并干攏 機(jī)箱內(nèi)對灰塵敏感器件的正常工作。如此，在某些灰塵較多的特殊場合，將會(huì) 嚴(yán)重影響計(jì)算機(jī)的正常工作。同時(shí)，由于空氣對流散熱的局限性，當(dāng)空氣溫度 較高時(shí)，機(jī)箱內(nèi)部的熱量便不能有效散發(fā)到空氣中，使得熱在高溫器件附近持 續(xù)增加，進(jìn)而影響計(jì)算機(jī)的正常工作。
自熱電現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)以來，到今天為止，半導(dǎo)體熱電材料已經(jīng)在許多方面獲得 了應(yīng)用。熱電現(xiàn)象是指對于一些半導(dǎo)體材料，當(dāng)在其兩端加一個(gè)電勢差時(shí)，在 半導(dǎo)體材料兩端會(huì)差生溫差；或者將熱電材料兩端置于溫度不同的環(huán)境中，則
此兩端會(huì)產(chǎn)生電勢差。
熱電材料散熱的最大優(yōu)點(diǎn)就在于噪聲小和可控性?？煽匦允侵竿ㄟ^熱電材 料的電流、溫差、所能傳導(dǎo)的熱量之間有一個(gè)函數(shù)關(guān)系。通過此函數(shù)關(guān)系可對 散熱過程進(jìn)行控制，因此熱電材料可用作機(jī)箱的制冷器件。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種防塵、降低噪聲計(jì)算機(jī)立式機(jī)箱。 防塵、降低噪聲計(jì)算機(jī)立式機(jī)箱該機(jī)箱為完全封閉式，機(jī)箱內(nèi)安裝有主 板、CPU、擴(kuò)展卡、內(nèi)存、半導(dǎo)體制冷器，CPU、擴(kuò)展卡發(fā)熱端與半導(dǎo)體制冷 器的冷端相接，半導(dǎo)體制冷器的熱端與機(jī)箱殼體相接。
所述的CPU、顯卡、聲卡發(fā)熱端與半導(dǎo)體制冷器的冷端一一對應(yīng)相接。
本實(shí)用新型具有的有益效果-
1) 本實(shí)用新型中的機(jī)箱箱體是完全封閉的，因此可以防止機(jī)箱內(nèi)部的灰塵敏
感器件(CPU、顯卡)遭到灰塵的侵蝕，從而提高了這些核心器件的使用壽命;
2) 本實(shí)用新型使用半導(dǎo)體制冷器代替了傳統(tǒng)的風(fēng)扇進(jìn)行散熱，所以運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)幾 乎無噪音，并且使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)長于普通風(fēng)扇，真正達(dá)到了環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)；
3) 本實(shí)用新型設(shè)計(jì)主板上每一個(gè)插槽對應(yīng)一個(gè)散熱片系統(tǒng)，以便使用者隨時(shí)升級。


圖l(a)是防塵、降低噪聲計(jì)算機(jī)立式機(jī)箱結(jié)構(gòu)主視圖； 圖l(b)是防塵、降低噪聲計(jì)算機(jī)立式機(jī)箱結(jié)構(gòu)側(cè)視圖； 圖2是本實(shí)用新型的CPU制冷部件結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是擴(kuò)展卡的制冷部件結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是內(nèi)存的制冷部件結(jié)構(gòu)示意圖中CPU單元1、擴(kuò)展卡2、內(nèi)存3、 CPU制冷片4、導(dǎo)熱材料5、絕熱 材料包裹層6。
具體實(shí)施方式

如圖1所示，防塵、降低噪聲計(jì)算機(jī)立式機(jī)箱為完全封閉式，機(jī)箱內(nèi)安裝 有主板、CPU單元1、擴(kuò)展卡2、內(nèi)存3、半導(dǎo)體制冷器4， CPU、擴(kuò)展卡發(fā)熱 端與半導(dǎo)體制冷器的冷端相接，半導(dǎo)體制冷器的熱端與導(dǎo)熱材料5相接，導(dǎo)熱 材料外面包裹有絕熱材料6，導(dǎo)熱材料5與機(jī)箱殼體相接。
CPU、擴(kuò)展卡發(fā)熱端與半導(dǎo)體制冷器的冷端一一對應(yīng)相接，如圖2，圖3和 圖4所示。
本實(shí)用新型的原理具體闡述如下 一、全封閉下的散熱方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型摒棄傳統(tǒng)的風(fēng)扇散熱法，利用熱電材料帕爾帖效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對機(jī)
箱的散熱。
本實(shí)用新型中機(jī)箱為全封閉系統(tǒng)。內(nèi)置主板及安裝在其上的CPU、內(nèi)存、 顯卡等擴(kuò)展卡，所有外部設(shè)備通過USB接口與此空間內(nèi)部相連，如圖1所示。 這樣處理是因?yàn)檫@些部件對灰塵較為敏感。
對于封閉式機(jī)箱內(nèi)部，我們又分為兩種子系統(tǒng)。對于CPU、內(nèi)存、擴(kuò)展卡 采用組裝好的散熱片分別散熱，并且各自形成一個(gè)孤立系統(tǒng)，即他們的熱量獨(dú) 立傳送至機(jī)箱一側(cè)，這一側(cè)機(jī)箱內(nèi)部(貼有導(dǎo)熱導(dǎo)柱部位除外)涂上絕熱層， 防止外部熱量返回至機(jī)箱內(nèi)部。這些孤立系統(tǒng)組成第一個(gè)子系統(tǒng)。主板等另外 部件產(chǎn)生的熱量，通過空氣自然對流，傳至機(jī)箱另一側(cè)(這一側(cè)內(nèi)部不涂絕熱 層，并且外部安裝一些散熱片)，從而散發(fā)到外部。這就是第二個(gè)子系統(tǒng)。
下面具體說明一下封閉空間內(nèi)第一個(gè)子系統(tǒng)各孤立系統(tǒng)的的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。
1、 CPU散熱系統(tǒng)，如圖2所示CPU單元1的發(fā)熱端緊貼半導(dǎo)體制冷器4 的冷端，半導(dǎo)體制冷器4的熱端與機(jī)箱壁之間用導(dǎo)熱材料相連接，使制冷器熱 端產(chǎn)生的熱量能夠及時(shí)導(dǎo)出，導(dǎo)熱材料5外部包裹有絕熱材料6，以阻止熱量散
發(fā)到機(jī)箱內(nèi)空間；
2、 擴(kuò)展卡散熱系統(tǒng)，如圖3所示，其原理與CPU散熱系統(tǒng)相同。
3、 內(nèi)存散熱系統(tǒng)，如圖4所示，在內(nèi)存的芯片上緊貼制冷片，兩條內(nèi)存的 制冷片4之間共用一段導(dǎo)熱材料5，這樣可以更好地利用空間和材料。
二、 自動(dòng)溫控
上述是實(shí)現(xiàn)散熱的原理，這里講一下如何實(shí)現(xiàn)溫控。本實(shí)用新型運(yùn)用自動(dòng) 控制原理，實(shí)現(xiàn)對各器件智能化溫度控制。在各器件安裝熱電偶，采集數(shù)據(jù)送 至PID控制器中，通過控制器的運(yùn)算，來控制制冷片電流的大小，從而使芯片 溫度不超過正常工作所允許的最高溫度。(不是恒溫而是可變溫度)這樣一來， 既可以使各器件安全工作，又可以有效降低能耗。
三、 防塵
由于機(jī)箱完全封閉，電源、數(shù)據(jù)傳輸都用USB接口，這兩大全封閉手段， 可以為CPU、內(nèi)存、擴(kuò)展卡這些需要高清潔度的電子器件提供一個(gè)潔凈的空間。 對于非封閉系統(tǒng)，這些部件都有外殼封裝，因此可以在大多數(shù)環(huán)境下安全工作。
四、 無噪音
本實(shí)用新型徹底摒棄了傳統(tǒng)的風(fēng)扇制冷，采用無電機(jī)驅(qū)動(dòng)的制冷片，因此 運(yùn)行起來幾乎沒有噪音。
五、 結(jié)霜問題的解決
設(shè)計(jì)算機(jī)外部環(huán)境溫度為35度，則制冷片冷端溫度可達(dá)-10度甚至更低。 在如此低的溫度下，若冷端與空氣直接接觸，則少量水蒸汽無疑會(huì)在冷端凝結(jié)， 產(chǎn)生不同程度的結(jié)露現(xiàn)象，這會(huì)對電子器件產(chǎn)生致命的影響。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的 根本運(yùn)原因是因?yàn)槠渲車嬖诳諝?。本?shí)用新型中制冷片與制冷部位緊密接觸， 因此不再與空氣直接接觸，這樣器件芯片表面就不會(huì)結(jié)霜。并且導(dǎo)熱柱表面涂 有絕熱層，靠近冷端的導(dǎo)熱柱一側(cè)也不會(huì)出現(xiàn)低溫，照樣解決了結(jié)霜問題。
本實(shí)用新型的實(shí)施例中由制冷片、導(dǎo)熱片、絕熱材料和機(jī)箱四大部分組成。 其中制冷片的大小和尺寸依據(jù)機(jī)箱的體積而定，如果需求不夠，可采用串聯(lián)方 式將其連接。
制冷片的工作原理根據(jù)帕爾占效應(yīng)，在熱電材料的兩端施加一個(gè)電動(dòng)勢， 在由其構(gòu)成的回路中將有電流流過，同時(shí)還將伴隨著以下現(xiàn)象，即熱電材料的 兩端出現(xiàn)溫差， 一端制冷、 一端制熱。根據(jù)外部室溫和機(jī)箱面積的大小，控制 電流，使冷端溫度控制在電腦芯片的工作溫度范圍內(nèi)。
導(dǎo)熱片的目的是將制冷片吸收的熱量傳送到機(jī)箱，通過機(jī)箱表面使熱量傳出機(jī)箱。
本實(shí)用新型的最終目的是通過控制電腦的芯片、顯卡等功率較大的元件的 溫度，使其在更好的環(huán)境下運(yùn)轉(zhuǎn)。為了避免熱量回流，制冷片需用絕熱材料包 裹，防止熱量流進(jìn)機(jī)箱內(nèi)，機(jī)箱靠內(nèi)的部分也需用絕熱材料覆蓋，使機(jī)箱僅朝
向外的方向散熱。
實(shí)施例中最重要的部分是機(jī)箱能否將制冷片吸收的熱量與外界環(huán)境進(jìn)行交 換。這是機(jī)箱時(shí)考慮的關(guān)鍵因素，否則將無法實(shí)現(xiàn)封閉。 實(shí)施例1
本實(shí)施例的圖示可參考圖1至圖4;其中圖l是機(jī)箱整體示意圖，圖2， 3， 4是電腦主要的芯片安置示意圖。
本例的機(jī)箱是富士康家用型標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱，適用范圍為家庭和辦公。本例的主 要特點(diǎn)是將主板與其他硬件隔開，并將其獨(dú)立放在一個(gè)封閉腔中，機(jī)箱的一個(gè) 側(cè)面為主要散熱面，其對側(cè)表面輔助散熱。電源，硬盤，光驅(qū)或軟驅(qū)可以外接。 由于沒有風(fēng)扇，噪音很低。不過由于這種設(shè)計(jì)，會(huì)使機(jī)箱散熱表面溫度比較高， 因此需采用附加散熱片等輔助散熱手段。
實(shí)現(xiàn)對制冷片電流的控制即可實(shí)現(xiàn)對溫度的控制，采用熱電偶或繼電器實(shí)現(xiàn)。
實(shí)施例2
本例重點(diǎn)溫控對象為單片機(jī)的芯片，由于單片機(jī)的應(yīng)用很廣，如取款機(jī)，游 戲機(jī)等，其工作環(huán)境很廣，但芯片的溫度范圍也是有限制的，全封閉也能滿足 各種場合不同的需要，且使用壽命要明顯增長。
基本原理和組織方式如上，由于其外部環(huán)境比較固定，且不同單片機(jī)的大小 市場都有規(guī)定，依據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行的計(jì)算表明我們的設(shè)計(jì)方法是可行的。建議 單片機(jī)散熱板的方向不要朝向使用者。
權(quán)利要求1.一種防塵、降低噪聲計(jì)算機(jī)立式機(jī)箱，其特征在于，該機(jī)箱為完全封閉式，機(jī)箱內(nèi)安裝有主板、CPU(1)、擴(kuò)展卡(2)、內(nèi)存(3)、半導(dǎo)體制冷器(4)，CPU、擴(kuò)展卡發(fā)熱端與半導(dǎo)體制冷器的冷端相接，半導(dǎo)體制冷器的熱端與導(dǎo)熱材料(5)相接，導(dǎo)熱材料外面包裹有絕熱材料(6)，導(dǎo)熱材料(5)與機(jī)箱殼體相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防塵、降低噪聲計(jì)算機(jī)立式機(jī)箱，其特征在于， 所述的CPU、擴(kuò)展卡發(fā)熱端與半導(dǎo)體制冷器的冷端一一對應(yīng)相接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種防塵、降低噪聲計(jì)算機(jī)立式機(jī)箱。該機(jī)箱完全封閉式，機(jī)箱內(nèi)安裝有主板、CPU、擴(kuò)展卡、內(nèi)存、半導(dǎo)體制冷器。所述的CPU、顯卡、聲卡發(fā)熱端與半導(dǎo)體制冷器的冷端一一對應(yīng)相接，半導(dǎo)體制冷器的熱端與機(jī)箱殼體相接。本實(shí)用新型中的機(jī)箱箱體是完全封閉的，因此可以防止機(jī)箱內(nèi)部的灰塵敏感器件(CPU、顯卡)遭到灰塵的侵蝕，從而提高了這些核心器件的使用壽命；使用半導(dǎo)體制冷器代替了傳統(tǒng)的風(fēng)扇進(jìn)行散熱，所以運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)幾乎無噪音，并且使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)長于普通風(fēng)扇，真正達(dá)到了環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。主板上每一個(gè)插槽對應(yīng)一個(gè)散熱片系統(tǒng)，以便使用者隨時(shí)升級。
文檔編號G06F1/20GK201060455SQ20072010741
公開日2008年5月14日 申請日期2007年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月22日
發(fā)明者李登虎, 俊 蔡, 趙凌燕, 瑩 陳 申請人:浙江大學(xué)