專利名稱：防塵、降低噪聲計算機立式機箱的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種防塵、降低噪聲計算機立式機箱。
背景技術：
對于傳統(tǒng)的立式機箱，采用的散熱方式是風扇散熱。這就要求機箱必須是與外界連通的，通過空氣的流動將熱量從機箱內散發(fā)到機箱外。這除了機箱會存在嚴重的噪聲外，還會導致大氣中的灰塵可以輕易地進入機箱內部，并干攏機箱內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，將會嚴重影響計算機的正常工作。同時，由于空氣對流散熱的局限性，當空氣溫度較高時，機箱內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，進而影響計算機的正常工作。
自熱電現象發(fā)現以來，到今天為止，半導體熱電材料已經在許多方面獲得了應用。熱電現象是指對于一些半導體材料，當在其兩端加一個電勢差時，在半導體材料兩端會差生溫差；或者將熱電材料兩端置于溫度不同的環(huán)境中，則此兩端會產生電勢差。
熱電材料散熱的最大優(yōu)點就在于噪聲小和可控性。可控性是指通過熱電材料的電流、溫差、所能傳導的熱量之間有一個函數關系。通過此函數關系可對散熱過程進行控制，因此熱電材料可用作機箱的制冷器件。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種防塵、降低噪聲計算機立式機箱。
防塵、降低噪聲計算機立式機箱該機箱為完全封閉式，機箱內安裝有主板、CPU、擴展卡、內存、半導體制冷器，CPU、擴展卡發(fā)熱端與半導體制冷器的冷端相接，半導體制冷器的熱端與機箱殼體相接。
所述的CPU、顯卡、聲卡發(fā)熱端與半導體制冷器的冷端一一對應相接。本發(fā)明具有的有益效果1)本發(fā)明中的機箱箱體是完全封閉的，因此可以防止機箱內部的灰塵敏感器件(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)本發(fā)明使用半導體制冷器代替了傳統(tǒng)的風扇進行散熱，所以運轉時幾乎無噪音，并且使用壽命遠遠長于普通風扇，真正達到了環(huán)保標準；3)本發(fā)明設計主板上每一個插槽對應一個散熱片系統(tǒng)，以便使用者隨時升級。


圖1(a)是防塵、降低噪聲計算機立式機箱結構主視圖；圖1(b)是防塵、降低噪聲計算機立式機箱結構側視圖；圖2是本發(fā)明的CPU制冷部件結構示意圖；圖3是擴展卡的制冷部件結構示意圖；圖4是內存的制冷部件結構示意圖；圖中CPU單元1、擴展卡2、內存3、CPU制冷片4、導熱材料5、絕熱材料包裹層6。
具體實施例方式
如圖1所示，防塵、降低噪聲計算機立式機箱為完全封閉式，機箱內安裝有主板、CPU單元1、擴展卡2、內存3、半導體制冷器4，CPU、擴展卡發(fā)熱端與半導體制冷器的冷端相接，半導體制冷器的熱端與導熱材料5相接，導熱材料外面包裹有絕熱材料6，導熱材料5與機箱殼體相接。
CPU、擴展卡發(fā)熱端與半導體制冷器的冷端一一對應相接，如圖2，圖3和圖4所示。
本發(fā)明的原理具體闡述如下一、全封閉下的散熱方法本發(fā)明摒棄傳統(tǒng)的風扇散熱法，利用熱電材料帕爾帖效應，實現對機箱的散熱。
本發(fā)明中機箱為全封閉系統(tǒng)。內置主板及安裝在其上的CPU、內存、顯卡等擴展卡，所有外部設備通過USB接口與此空間內部相連，如圖1所示。這樣處理是因為這些部件對灰塵較為敏感。
對于封閉式機箱內部，我們又分為兩種子系統(tǒng)。對于CPU、內存、擴展卡采用組裝好的散熱片分別散熱，并且各自形成一個孤立系統(tǒng)，即他們的熱量獨立傳送至機箱一側，這一側機箱內部(貼有導熱導柱部位除外)涂上絕熱層，防止外部熱量返回至機箱內部。這些孤立系統(tǒng)組成第一個子系統(tǒng)。主板等另外部件產生的熱量，通過空氣自然對流，傳至機箱另一側(這一側內部不涂絕熱層，并且外部安裝一些散熱片)，從而散發(fā)到外部。這就是第二個子系統(tǒng)。
下面具體說明一下封閉空間內第一個子系統(tǒng)各孤立系統(tǒng)的的設計細節(jié)。
1、CPU散熱系統(tǒng)，如圖2所示CPU單元1的發(fā)熱端緊貼半導體制冷器4的冷端，半導體制冷器4的熱端與機箱壁之間用導熱材料相連接，使制冷器熱端產生的熱量能夠及時導出，導熱材料5外部包裹有絕熱材料6，以阻止熱量散發(fā)到機箱內空間；2、擴展卡散熱系統(tǒng)，如圖3所示，其原理與CPU散熱系統(tǒng)相同。
3、內存散熱系統(tǒng)，如圖4所示，在內存的芯片上緊貼制冷片，兩條內存的制冷片4之間共用一段導熱材料5，這樣可以更好地利用空間和材料。
二、自動溫控上述是實現散熱的原理，這里講一下如何實現溫控。本發(fā)明運用自動控制原理，實現對各器件智能化溫度控制。在各器件安裝熱電偶，采集數據送至PID控制器中，通過控制器的運算，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、防塵由于機箱完全封閉，電源、數據傳輸都用USB接口，這兩大全封閉手段，可以為CPU、內存、擴展卡這些需要高清潔度的電子器件提供一個潔凈的空間。對于非封閉系統(tǒng)，這些部件都有外殼封裝，因此可以在大多數環(huán)境下安全工作。
四、無噪音本發(fā)明徹底摒棄了傳統(tǒng)的風扇制冷，采用無電機驅動的制冷片，因此運行起來幾乎沒有噪音。
五、結霜問題的解決設計算機外部環(huán)境溫度為35度，則制冷片冷端溫度可達-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在冷端凝結，產生不同程度的結露現象，這會對電子器件產生致命的影響。產生這種現象的根本運原因是因為其周圍存在空氣。本發(fā)明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結霜。并且導熱柱表面涂有絕熱層，靠近冷端的導熱柱一側也不會出現低溫，照樣解決了結霜問題。
本發(fā)明的實施例中由制冷片、導熱片、絕熱材料和機箱四大部分組成。其中制冷片的大小和尺寸依據機箱的體積而定，如果需求不夠，可采用串聯方式將其連接。
制冷片的工作原理根據帕爾占效應，在熱電材料的兩端施加一個電動勢，在由其構成的回路中將有電流流過，同時還將伴隨著以下現象，即熱電材料的兩端出現溫差，一端制冷、一端制熱。根據外部室溫和機箱面積的大小，控制電流，使冷端溫度控制在電腦芯片的工作溫度范圍內。
導熱片的目的是將制冷片吸收的熱量傳送到機箱，通過機箱表面使熱量傳出機箱。
本發(fā)明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)境下運轉。為了避免熱量回流，制冷片需用絕熱材料包裹，防止熱量流進機箱內，機箱靠內的部分也需用絕熱材料覆蓋，使機箱僅朝向外的方向散熱。
實施例中最重要的部分是機箱能否將制冷片吸收的熱量與外界環(huán)境進行交換。這是機箱時考慮的關鍵因素，否則將無法實現封閉。
實施例1本實施例的圖示可參考圖1至圖4；其中圖1是機箱整體示意圖，圖2，3，4是電腦主要的芯片安置示意圖。
本例的機箱是富士康家用型標準機箱，適用范圍為家庭和辦公。本例的主要特點是將主板與其他硬件隔開，并將其獨立放在一個封閉腔中，機箱的一個側面為主要散熱面，其對側表面輔助散熱。電源，硬盤，光驅或軟驅可以外接。由于沒有風扇，噪音很低。不過由于這種設計，會使機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。
實現對制冷片電流的控制即可實現對溫度的控制，采用熱電偶或繼電器實現。
實施例2本例重點溫控對象為單片機的芯片，由于單片機的應用很廣，如取款機，游戲機等，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，且不同單片機的大小市場都有規(guī)定，依據這些數據進行的計算表明我們的設計方法是可行的。建議單片機散熱板的方向不要朝向使用者。
權利要求
1.一種防塵、降低噪聲計算機立式機箱，其特征在于，該機箱為完全封閉式，機箱內安裝有主板、CPU(1)、擴展卡(2)、內存(3)、半導體制冷器(4)。CPU、擴展卡發(fā)熱端與半導體制冷器的冷端相接，半導體制冷器的熱端與導熱材料(5)相接，導熱材料外面包裹有絕熱材料(6)，導熱材料(5)與機箱殼體相接。
2.根據權利要求1所述的一種防塵、降低噪聲計算機立式機箱，其特征在于，所述的CPU、擴展卡發(fā)熱端與半導體制冷器的冷端一一對應相接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種防塵、降低噪聲計算機立式機箱。該機箱完全封閉式，機箱內安裝有主板、CPU、擴展卡、內存、半導體制冷器。所述的CPU、顯卡、聲卡發(fā)熱端與半導體制冷器的冷端一一對應相接，半導體制冷器的熱端與機箱殼體相接。本發(fā)明中的機箱箱體是完全封閉的，因此可以防止機箱內部的灰塵敏感器件(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；使用半導體制冷器代替了傳統(tǒng)的風扇進行散熱，所以運轉時幾乎無噪音，并且使用壽命遠遠長于普通風扇，真正達到了環(huán)保標準。主板上每一個插槽對應一個散熱片系統(tǒng)，以便使用者隨時升級。
文檔編號G06F1/20GK101017386SQ200710067420
公開日2007年8月15日 申請日期2007年3月2日 優(yōu)先權日2007年3月2日
發(fā)明者蔡俊, 趙凌燕, 陳瑩, 李登虎 申請人:浙江大學