[发明专利]基于流动控制原理的可调节自然对流强化方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及解决独立封装的电子装置及自控装置的散热和防雨的方法和装置，尤其涉及基于流动控制原理的可调节自然对流强化方法及装置。 

利用自然对流原理解决强化独立封装的电子装置及自控装置的散热和防雨问题，可直接应用于电子、建筑以及机械等诸多领域，装置材料不限，可用塑料或合金等。 

背景技术

现代电子装置和自动控制装置芯片集成度快速增加，同时随着用户需求的多样化，这些具有集成芯片或者多个功能模块(控制和执行机构)功率也有不断增加的趋势。在装置模块化、功能细化和功率增加的条件下，芯片乃至装置对散热的要求越来越高，如何在尽量小的能耗(甚至零能耗)的条件下，高效散热是亟需解决的重要问题。 

传统解决散热问题的方法主要分为三种：1)芯片及装置材料的改变，主要是耐热材料的应用，强化芯片和装置本身的耐热性能；2)加装散热机构，如散热器等，同时对散热介质对散热效率影响的研究也较多；3)架设风扇。在空间允许的条件下，架设风扇是一种常见的强化散热方式。现实中，在资金允许的条件下，往往采用上述两种或三种方法相组合。 

加装散热机构和架设风扇，要求周围空间具有相当的开放性。但如果装置必须露天放置，且芯片或精密装置对防雨具有较高的要求，或者说承放芯片或装置的机箱要求有较高的密封性。显然，这两种要求是相互矛盾的。加装散热机构和架设风扇，还需要消耗相当的外部能量(电能)。此外，随着芯片或装 置功率的增加，加装散热机构和架设风扇的方式将使独立封装模块的体积和重量增加，从而造成安装难度以及初始和运行投资的双重增加，也不利于节能降耗。那么低能耗、全新强化散热且具有防雨功能的方式独立或者作为辅助方法，对于解决该问题具有相当的重要性和较高的使用价值。 

发明内容

本发明针对现有技术中存在的无法同时满足机箱强化散热和防雨的要求，需额外增加能耗，未对箱体内热流体和冷空气的流动进行组织，机箱不能通用于封装各种布局的发热模块的不足，提供了一种可同时满足机箱强化散热和防雨的要求，无需额外增加能耗，对箱体内热流体和冷空气的流动进行组织，机箱能通用于封装各种布局的发热模块的基于流动控制原理的可调节自然对流强化方法及装置。 

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决： 

基于流动控制原理的可调节自然对流强化方法，包括以下步骤： 

A.机箱内的流动组织： 

在机箱内的发热模块附近设置进风口，上顶板前端与前面板相连，下顶板后端与后面板相连，上顶板后端在下顶板前端的上方，上顶板与下顶板之间形成散热通道，发热模块产生的热流体自动向散热通道方向流动，冷空气从进风口不断被吸入，被吸入的冷空气流经发热模块使其直接降温，并加速热流体向上的自然流动； 

B.散热通道的防雨处理： 

将散热通道出口朝向机箱后方，散热通道上部的上顶板后端和下部的下顶板前端均向上倾斜，形成中间高两边低的斜顶，上顶板前端与前面板相连，下顶板后端与后面板相连，雨水沿斜面自然流向前面板和后面板； 

C.进风口的防雨处理： 

导流板连接于进风口内侧，防雨进气导板连接于进风口外侧，两块导流板与两块防雨进气导板形成气水分离通道，冷空气流经气水分离通道改变流动方向，冷空气中的细小雨滴被惯性分离； 

D.进风口的流动组织： 

将进风口内侧的气水分离通道设置为可调节角度的，调节角度使冷空气的流动方向正对发热模块加速散热； 

E.满足不同位置发热模块加速散热的通用需求： 

在机箱底部和侧部均设置进风口，并在进风口处装上可拆卸的密封条，使机箱可通用于封装不同位置布置的发热模块。 

针对强化散热和防雨对机箱提出的矛盾性要求，并以低能耗为前提，进一步延长封装模块的使用寿命是本发明的最终目的。本发明研究的出发点在于利用芯片等发热模块可形成空气自然对流的特征，在芯片等发热模块的周围形成持续对流的流场，不断自发的从周围环境中引入冷空气，并及时将散发的热量带出机箱空间，从而为封装模块提供良好的工作环境。同时，充分利用流体流动的最小阻力原则，完成机箱的防雨功能。