用於電子設備的機櫃的製作方法
2023-07-06 13:53:06 2
專利名稱：用於電子設備的機櫃的製作方法
技術領域：
本實用新型是關於一種機櫃，特別是關於一種用於伺服器等電子設備的機櫃。
背景技術：
常見諸如影音、視頻、監控儀器、交換機、伺服器、計算機、電信主機等工作站，主要是將電子設備以堆棧或並排方式設置在機櫃中，再將機櫃置於適當溫度、溼度等空調環境的機房中，使機櫃內的電子設備能穩定運行。在維持機櫃內電子設備穩定運行的條件中，電子設備產生的熱量能否有效擴散是格外重要，因為絕大部分導致電子設備當機的原因皆來自半導體、硬碟等核心元件的過熱。因此，在散熱效能不良的情況下，隨著電子設備的工作溫度提高，伴隨而來的必然是發生工作不穩定，會導致當機，降低電子設備的使用壽命。
目前廣泛通用的電子設備形式，是以美國國家標準協會(ANSI)所規範的，結構上大致由對應功能的若干主板組設在機櫃內所構成(如中國臺灣公告第534573號、第536142號及第536143號等實用新型專利中已揭示)，且在機櫃一側設置抽氣裝置，將工作過程中產生的熱量排出。抽氣裝置通常設置天機櫃後端，前端則設置有進氣口，抽氣裝置的風扇運轉時從前端吸入外界冷空氣，冷空氣流經工作熱源進行熱交換，然後由後端排出。依此結構可知，目前通用規範的電子設備具有內部主動散熱的設計，但必須由外界提供冷空氣進行熱交換，方可有效降低溫度，這些冷空氣的來源實質上是由機房空調環境所提供。
現有機房是採用半開放式設計，空調環境所需的冷空氣是持續由預先規劃設置的高架地板1中提供，如圖1所示，並依規劃置放機櫃2的地方預留開口11，冷空氣能夠通過各開口11被對應設置的機櫃2所取用。常用機櫃2大致是由一框架外圍組裝側封板、前後門及頂底板所構成，並在框架兩側依規範預設若干鎖孔，用於安裝相互間隔堆棧的若干電子設備3。機櫃2的底封板預留有對應於開口11的進氣口21，另在頂封板上安裝有若干風扇22從頂部向外抽風。現有機櫃有如下的缺失尚待改進。
首先，冷空氣由高架地板1的開口11導入機櫃2的進氣口21，再進入機櫃2內部，冷空氣的流動方向受到機櫃底部的電子設備3的阻擋，與進氣方向會形成呈90度的流動，嚴重影響冷空氣的進氣量，隨而相對地降低機櫃內冷熱空氣對流的散熱效率。且機櫃內的冷熱空氣直接接觸進行熱交換，導致冷空氣能源的浪費。
因機櫃2頂部風扇22的運行，冷空氣持續流入機櫃2中且經電子設備3排出後，會衝擊機櫃2後端面板，在機櫃內形成渦流現象影響熱空氣的排放。
最後，冷空氣並未充分且平均的與各個電子設備3進行熱交換，且絕大部分冷空氣會趨向直接從頂部風扇22排出，因此對於真正的發熱源(電子設備中的半導體元件或硬碟)並無法發揮預期的熱交換效果，極易導致位於機櫃2中央、底部地帶的電子設備3由於熱量無法傳遞出去，因熱量的累積發生設備工作不穩定、甚至當機的嚴重現象。
上述各項因素導致各電子設備3的散熱效果不良，現有做法是提供機房中更加低溫的空調環境，以期降低機櫃內的平均溫度，這種做法實際產生的散熱效果不佳，且顯然不符經濟效益，又更加耗費電力，不足以採用。
因此，如何提出一種機櫃能夠克服現有機櫃中散熱效果不理想的狀況，能夠有效將冷空氣輸送到機櫃內部，並提供順暢的對流路徑與足夠風量提高對流散熱效率，加速冷卻效果，為機櫃內的電子設備提供主動式冷卻效果，並能夠相應地降低電力消耗，實已成為目前業界亟待克服的難題。
實用新型內容為克服上述現有技術的缺點，本實用新型的主要目的在於提供一種用於電子設備的機櫃，能有效逸散機櫃內各電子設備產生的熱量，提高對流效果、有效改善散熱效率。
本實用新型的另一目的在於提供一種用於電子設備的機櫃，避免冷熱空氣直接接觸進行熱交換導致的散熱效果變差的缺失發生。
本實用新型的再一目的在於提供一種用於電子設備的機櫃，能提供順暢的對流路徑與足夠風量，有效逸散機櫃內的熱量。
為達上述及其它目的，本實用新型提供一種用於電子設備的機櫃，該機櫃包括一本體，在內部區隔的第一區域及與該第一區域連接的第二區域，至少一電子設備以一定傾斜角度放置在該本體內，且該電子設備同時跨置於該第一及第二區域；形成於該本體上的進氣口，將機櫃外部與該第一區域連接，外界的冷空氣經由該進氣口進入該第一區域；以及形成於該本體上的排氣口，將該第二區域與外界連接，導入該機櫃內的冷空氣與本體內的電子設備進行熱交換後，流入該第二區域的熱空氣通過該排氣口排出。
在本實用新型中，該本體通過一擋板將該本體分割成第一及第二區域，且該擋板具有至少一供該電子設備穿過的開口，使該電子設備能跨置於該第一及第二區域，同時，該擋板是一絕熱材料製成的絕熱板。因此，本實用新型可藉由該擋板將該機櫃本體內的冷熱空氣隔開，避免冷、熱空氣直接接觸進行熱交換所導致的冷空氣利用率低、散熱效果差的狀況發生，並能避免冷空氣直接上升到本體的頂部後，直接由頂部的排氣口排出造成的資源浪費。
此外，本實用新型中，該進氣口是開設在該本體底部，且位於該第一區域中。該排氣口是開設在該本體頂部，且位於該第二區域中。
再者，在本實用新型中，該電子設備的一部分是位於該第一區域，另一部分則位於該第二區域，且該電子設備位於第一區域的部分是低於其位於第二區域的部分，使該電子設備以一預定的傾斜角度放置在該本體內部。因此，由該進氣口進入的冷空氣在上升過程中會受到該電子設備位於第一區域的較低部分的阻擋，使冷空氣能沿著相鄰的上下間隔開的電子設備間形成的流道流動於兩個相鄰的電子設備間，故能有效地與電子設備所產生的熱量散除。
在本實用新型的另一實施例中，該用於電子設備的機櫃還包括一引導板，該引導板是設在該第一區域，且與該擋板組接並位於鄰近該進氣口處，將經由該進氣口進入該本體的冷空氣引導到該第一區域，增加進入本體內部進行散熱用的冷空氣量，因此無需在機房提供更加低的溫度，更符合經濟效益，並節省電力。
圖1是現有電子設備機櫃的剖面示意圖；圖2是本實用新型的用於電子設備的機櫃實施例1的剖面示意圖；圖3是圖2所示機櫃的使用狀態示意圖；以及圖4是本實用新型用於電子設備的機櫃實施例2的剖面示意圖。
具體實施方式
實施例如圖2所示，它是本實用新型用於電子設備的機櫃實施例1的剖面示意圖。如圖所示，本實用新型的機櫃包括一本體30以及開設在該本體上分別供冷空氣進入及熱空氣排出的進氣口31及排氣口32。以下對本實用新型進行詳細說明。
該本體30的內部具有第一區域300及與該第一區域連接的第二區域301，且該本體30內部可供多個電子設備5以一定傾斜角度放置，該電子設備5是同時跨置在該第一區域300及第二區域301。在本實用新型中，該本體30是藉由一設在其中的擋板302，將該本體30分割成該第一區域300及第二區域301，該電子設備5是以一定傾斜角度穿過擋板302。該擋板302可由絕熱材料製成，避免第二區域301中的熱空氣在此冷凝出水滴後流入電子設備5的內部，導致電子設備5的損壞。
上述本體30大致由一包括四個支柱的框架、組裝在該框架上的側封板、頂封板、底封板、前門及後門，以及在本體30的框架內設置與該頂、底封板垂直而與該前門及後門平行的擋板302所構成，且該擋板302是設有多個可供該電子設備5穿過的開口。在框架兩側依規範預設多條鎖孔。各電子設備5是一部分位於第一區域300中、另一部分位於第二區域301中，且各電子設備5位於該第一區域300中的部分是低於其位於該第二區域301中的部分。
該進氣口31是設在第一區域300的底部，冷空氣通過該進氣口31流入第一區域300。該排氣口32是設於第二區域301的頂部，該本體30內部電子設備5所排出到第二區域301的熱空氣，通過進氣口32排到外界。此外，在本實用新型中，該本體30的頂部對應該排氣口32的位置還可設有排氣風扇(未標出)，通過該排氣風扇經由該排氣口32將該第二區域301內的熱空氣抽出。
請參閱圖3，它是本實用新型機櫃的使用狀態示意圖。如圖所示，本實用新型的用於電子設備的機櫃是放置在機房的高架地板1上，其上的進氣口3 1對準於高架地板1的開口11。
在本實用新型中，機房的空調系統提供的冷空氣，依序通過開口11及進氣口31流入本體30的第一區域300中，由於電子設配5是以一傾斜角度放置在本體30內，所以經由本體30底部的進氣口31進入的冷空氣在上升過程中，部分冷空氣受到位於該第一區域300中該電子設備5部分的阻擋，使冷空氣能導入相鄰的兩個上下相對的電子設備5間形成的通道中，冷空氣流將該電子設備5產生的熱量帶走，並在該吸收熱量後空氣進入第二區域301後，能經由該排氣口32排出。本實用新型的機櫃結構可使流經電子設備內部的冷空氣量增加，且因此提升對流效果，能增加散熱效率。此外，冷空氣在電子設備5內經對流熱交換後變成熱空氣，熱空氣進入到第二區域301後，在第二區域301中形成上升熱空氣流並從排氣口32排出，因而，即便電子設備5排出的熱空氣衝擊到機櫃後端，由於電子設備5是以一定角度傾斜放置在本體30內，故其排出的熱空氣是傾斜向上排出，經該機櫃反彈的熱空氣也呈向上的運動趨勢，因而有利用熱空氣的排出，不易形成渦流現象，因此不會阻礙熱空氣經排氣口32排出到本體之外。
此外，在本實用新型中，該擋板302將流經電子設備5進行熱交換的冷空氣與電子設備5經熱交換形成的熱空氣隔開，避免冷熱空氣直接接觸進行熱交換，同時也避免冷空氣未流經電子設備5直接排出到外界，進而提升冷空氣的利用率，避免能源浪費。
鑑於上述，本實用新型中，冷、熱空氣均沿著單一、順暢的路徑流通(高架地板1→進氣口31→第一區域300→電子設備5→第二區域301→排氣口32→外界)，不會產生渦流的阻礙現象，因而可形成順暢的對流與高效的散熱，確保電子設備5保持在高效且穩定的工作環境中。
實施例2圖4所示是本實用新型用於電子設備的機櫃實施例2的剖面示意圖。本實施例2的機櫃與上述實施例1大致相同，其不同之處在於本實施例的機櫃還包括一引導板23。
如圖4所示，引導板23是設在本體30的第一區域300內，且該引導板23與擋板302連接。在本實用新型中，引導板23設在本體30底部鄰近進氣口31處，將經由進氣口31流入該本體30內的冷空氣引導到第一區域300中，進而避免冷空氣由於受到放置在該本體底部的電子設備5阻擋產生進氣困難的情形，因此，通過本實用新型可提供足夠的冷空氣到本體30內部，用於電子設備5的散熱，無需如現有技術提供機房中更加低溫的空調環境，更符合經濟效益，且節省電力。
本實用新型的機櫃能使冷、熱空氣隔離，提高冷空氣的利用率、提升了散熱效果。冷、熱空氣均沿著單一且順暢的路經流通，不會產生例如渦流的阻礙現象，因此能產生快速且順暢的對流與高效率的散熱效果。因各電子設備的傾斜角度，使冷空氣能較無阻礙地流動於電子設備內部，可增強散熱效果，並確保各電子設備保持在高效且穩定的工作環境中。此外，本實用新型可在本體內鄰近進風口位置設置引導板，增加從外界進入機櫃本體的冷空氣量，進而可有效提升散熱效果及散熱速度。最後，本實用新型無需在機房中提供更低溫度的空調環境，更符合經濟效益，並進而節省電力。
權利要求1.一種用於電子設備的機櫃，其特徵在於，該機櫃包括一本體，在內部區隔的第一區域及與該第一區域連接的第二區域，至少一電子設備以一定傾斜角度放置在該本體內，且該電子設備同時跨置於該第一及第二區域；形成於該本體上的進氣口，將機櫃外部與該第一區域連接，外界的冷空氣經由該進氣口進入該第一區域；以及形成於該本體上的排氣口，將該第二區域與外界連接，導入該機櫃內的冷空氣與本體內的電子設備進行熱交換後，流入該第二區域的熱空氣通過該排氣口排出。
2.如權利要求1所述的用於電子設備的機櫃，其特徵在於，該本體是通過一擋板，將該本體的內部分割成該第一及第二區域，且該電子設備可以一定傾斜角度穿過該擋板而放置在該本體內，且同時跨置於該第一及第二區域。
3.如權利要求2所述的用於電子設備的機櫃，其特徵在於，該擋板是一絕熱材料製成的絕熱板。
4.如權利要求1所述的用於電子設備的機櫃，其特徵在於，該用於電子設備的機櫃還包括一引導板，設在該第一區域，且鄰近該進氣口處，將該進氣單元提供的空氣引導到該第一區域中。
5.如權利要求1所述的用於電子設備的機櫃，其特徵在於，該進氣口是設在該本體底部、且位於該第一區域中。
6.如權利要求1所述的用於電子設備的機櫃，其特徵在於，該出氣口是開設在該本體的頂部、且位於該第二區域中。
7.如權利要求6所述的用於電子設備的機櫃，其特徵在於，該本體的頂部對應該排氣口的位置還設有排氣風扇，該排氣風扇的運轉將該第二區域內的熱空氣經該排氣口排出。
8.如權利要求1所述的用於電子設備的機櫃，其特徵在於，放置在該本體中的電子設備一部分是位於該第一區域，另一部分位於該第二區域。
9.如權利要求8所述的用於電子設備的機櫃，其特徵在於，該電子設備放置在該本體中後，位於第一區域的一端是低於其位於第二區域的另一端。
專利摘要本實用新型公開一種用於電子設備的機櫃，該機櫃包括一本體，在內部區隔的第一區域及與該第一區域連接的第二區域；形成於該本體上的進氣口，將機櫃外部與該第一區域連接以及形成於該本體上的排氣口，將該第二區域與外界連接。本實用新型的機櫃能使冷、熱空氣隔離，提高冷空氣的利用率、提升了散熱效果。冷、熱空氣均沿著單一且順暢的路經流通，不會產生例如渦流的阻礙現象，因此能產生快速且順暢的對流與高效率的散熱效果，此外，本實用新型可在本體內鄰近進風口位置設置引導板，增加從外界進入機櫃本體的冷空氣量，進而可有效提升散熱效果及散熱速度，本實用新型無需在機房中提供更低溫度的空調環境，更符合經濟效益，並進而節省電力。
文檔編號H05K7/20GK2922386SQ20052003776
公開日2007年7月11日 申請日期2005年12月30日 優先權日2005年12月30日
發明者羅巍, 史善法 申請人:英業達股份有限公司