CZ20014318A3 - Skříň pro uloľení elektronických konstrukčních skupin, zejména plochá skříň pro desktop osobní počítač nebo multimediální zařízení - Google Patents

Description

Skříň pro uložení elektronických konstrukčních skupin, zejména plochá skříň pro desktop osobní počítač nebo multimediální zařízení

Oblast techniky

Vynález se týká skříně pro uložení elektronických konstrukčních skupin, zejména ploché skříně pro desktop osobní počítač nebo multimediální zařízení, která sestává ze dna, přední stěny, zadní stěny a odnímatelného krytu, obsahuje elektromotorický větrák a jsou v ní vytvořeny komory nebo oddělení.

Dosavadní stav techniky

Z německého užitného vzoru č. G 91 08 160.2 je známa skříň pro magnetooptický měřič hmoty, která obsahuje větrák, který skrze vhodný filter vhání do skříně směrovaný proud vzduchu, a to tak, že tento proud vzduchu může být veden skrze hnací ústrojí měřiče. Napájecí část je v této skříni uspořádána bočně stranou od hnacího ústrojí a s odstupem od tohoto hnacího ústrojí a je rovněž chlazena částí proudícího vzduchu. Použití filtru je nevyhnutelné, protože znečištění zapisovací/čtecí jednotky magnetooptického měřiče by mohlo vést k jeho výpadku.

V německém užitném vzoru č. G 90 05 147.5 je popsán tak zvaný kompaktní průmyslový počítač. Také v tomto případě má být zajištěna možnost chlazení součástí, které se nacházejí uvnitř tohoto počítače. Konkrétně se mají mají použít kratší zásuvné karty a čelně zabudovaný větrák, takže ve srovnání s dosud známými konstrukcemi se zmenší hloubka zabudování. Vzduch se má «* · ·· · · »*· * * » · · » + k · · t * · klk ·· ·· ··· kkk* ·» ··· v této konstrukci skříně nasávat v její přední části a vystupovat v její zadní části. Při volné instalaci ve znečištěném prostředí má být skříň podle tohoto užitného vzoru utěsněna a použijí se filtry. Použité větráky pak foukají vzduch v navzájem opačných směrech, takže uvnitř počítače se při použití plechů pro vedení vzduchu dosáhne cirkulace vzduchu. V jednom z popsaných provedení jsou filtrační rohože nahrazeny tepelným výměníkem, takže je třeba rozlišovat mezi vnitřním okruhem cirkulace vzduchu a vnějším odvodem tepla.

V publikaci IBM Tecnical Disclosure Bulletin, Vol.25, č. 7B, December 1982, je popsána chladicí jednotka s optimalizovaným vedením chladicího vzduchu uvnitř systému pro zpracování dat. Tam použitý větrák je uspořádán v blízkosti chladicího tělesa centrální výpočetní jednotky (CPU) a je s tímto chladicím tělesem spojen, přičemž proudící vzduch, který do skříně vstupuje vstupními otvory, proudí nejdříve kolem síťové části a poté je využit k chlazení centrální výpočetní jednotky. Výstupní otvor pro vzduch se nachází v horní části skříně.

Popsaným provedením skříně se zabudovaným větráním je však společné nikoliv optimální proudění chladicího vzduchu, zejména z hlediska vzniku nežádoucí hlučnosti. V provedeních skříní, ve kterých jsou uspořádány elektronické přístroje, například multimediální zařízení, a které se používají v bytech, je požadavek, že by se měla zásadně omezit vlastní hlučnost přístroje, která je uživatelem vnímána jako rušivý jev.

S přihlédnutím k výše uvedenému je tudíž úkolem vynálezu dosáhnout dalšího zdokonalení skříně pro uložení elektronických konstrukčních skupin, zejména ploché skříně pro desktop osobní počítač nebo multimediální zařízení, kterým se dosáhne

- 3 9 · 9 · · · 9 9

9 9 9 «9 99

9 9 9 • 9 · >

• · 9 9 · • 9 9 9

9999999 99 9 optimálního chlazení uvnitř skřině se nacházejících součástí při současně minimalizované emisi hluku, takže se na jedné straně vyhoví zákonným požadavkům pro používání takových přístrojů na pracovišti a na druhé straně při použití takového přístroje v privátní oblasti nebude přístroj působit rušivě.

Podstata vynálezu

Uvedený úkol řeší a nedostatky známých řešení tohoto druhu do značné míry odstraňuje skříň pro uložení elektronických konstrukčních skupin, zejména plochá skříň pro desktop osobní počítač nebo multimediální zařízení, která sestává ze dna, přední stěny, zadní stěny a odnímatelného krytu, obsahuje elektromotorický větrák a jsou v ní vytvořeny komory nebo oddělení, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že uvnitř skříně je vytvořen v podstatě rovnoběžně se dnem probíhající a s odstupem ve svislém směru od tohoto dna uspořádaný kanál pro čerstvý vzduch, který je na straně sání s výjimkou postranních vstupních otvorů pro vzduch utěsněn vůči skříni a uvnitř skříně vytvořeným komorám a oddělením.

V konci kanálu pro čerstvý vzduch odlehlém od vstupních otvorů pro vzduch je vytvořeno vybrání pro větrák, který vyfukuje vzduch ve svislém směru do komory nacházející se pod kanálem pro čerstvý vzduch.

Spodní komora je propojena s postraním výfukovým kanálem, kterým je ohřátý vzduch nucené bočně vyfukován ze skříně.

Ve směru proudění vzduchu pod větrákem je uspořádána nejméně jedna tímto větrákem ofukovaná konstrukční skupina a zdroj tepla, zejména centrální výpočetní jednotka (CPU) s chladicím tělesem.

φφφ φ φφφ φ φ • φ »<

• φ φφφ ·· φφ φφφ »1 Φφφ

Ve směru proudění vzduchu je v kanálu pro čerstvý vzduch před vybráním pro uložení větráku vytvořeno další vybrání pro chlazenou konstrukční skupinu, která vystupuje do spodní komory. Touto konstrukční skupinou může být zejména jednotka pevného disku, jejíž chlazená strana se nachází ve zmíněném dalším vybrání. Je zde dále možnost uložit jednotku pevného disku ve zmíněném dalším vybrání odhlučněné, například za použití elastických úložných prvků.

Kanál pro čerstvý vzduch může být tvořen dílcem z tvarovaného plechu nebo odstřiknutým odlitkem, přičemž kryt je opatřen vstupními otvory pro vzduch a utěsňuje horní stranu kanálu pro čerstvý vzduch.

V postranním výfukovém kanálu je uspořádána napájecí skupina, zejména síťová část v otevřeném provedení, přičemž výfukový kanál je vymezen dělicí stěnou uvnitř skříně a krytem, který je opatřen postranními výstupními otvory pro vzduch.

Kryt má v průřezu v podstatě tvar písmene U, v jehož jednom ramenu jsou vytvořeny vstupní otvory pro vzduch a v jehož protilehlém ramenu jsou vytvořeny výstupní otvory pro vzduch. Zmíněné otvory mohou být zhotoveny například ražením nebo vrtáním.

* Na dělicí stěně uvnitř skříně v tepelném kontaktu s touto dělicí stěnou mohou být uspořádány další chlazené konstrukční skupiny.

Pod větrákem je ve spodní komoře uspořádána centrální výpočetní jednotka (CPU) s pasivním chladicím tělesem, které je ofukováno proudícím vzduchem, který je zde zviřován. Zásluhou • » ·

- 5 • · · ·· · · • · · · · · · ·»·· ·« · A ·* * ··* ···· *· » tohoto řešeni se dosáhne přímého ofukování tohoto chladicího tělesa a žádoucího přídavného zviřování proudu vzduchu.

V zmíněném dalším vybrání je s výhodou uspořádána teplosměnná strana jednotky pevného disku.

Větrák a/nebo jednotka pevného disku jsou v příslušném vybrání uloženy s výhodou odhlučněné.

Větrák vytváří ve spodní komoře přetlak a dělicí stěna uvnitř skříně je ve své zadní oblasti opatřena průchozími otvory pro vzduch.

Dělicí stěna je s výhodou dvakrát zahnuta, čímž je vytvořena další komora pro uložení zejména nezakrytované síťové části.

Dělicí stěna probíhá svou delší stranou rovnoběžně s druhým ramenem krytu a s odstupem od tohoto druhého ramena, a to nejméně k tam vytvořeným průchozím otvorům pro vzduch.

Je výhodné, jestliže nejméně jedna z elektronických konstrukčních skupin, které jsou uspořádány ve spodní komoře, je pomocí klapky, posuvného krytu nebo podobného prostředku přístupná z čelní strany skříně.

Skříň podle vynálezu se vyznačuje speciálním průchodem proudu chladicího vzduchu, který má následující znaky:

- postranní vstup chladicího vzduchu s vodorovným průchodem uvnitř kanálu pro čerstvý vzduch;

- odklonění proudění vzduchu svisle směrem dolů do spodní komory za zvýšení tlaku a zvíření proudícího vzduchu;

- odklonění proudění vzduchu do vodorovného směru v postranním »8 ' 8 8··» 888 • * 8 · 9 9 4 • 8 « 8 8« 8 8 8 «8 88 888 8888 ·· 888 výfukovém kanálu a uvolnění tlaku postranním únikem vzduchu výstupními otvory pro vzduch v krytu, které jsou uspořádány proti vstupním otvorům pro vzduch.

Skříň má plochou konstrukci s několika rovinami, přičemž ve spodní rovině jsou uspořádány zdroje většího množství tepla, ve střední rovině jsou uspořádány zdroje středního až malého množství tepla a v horní rovině je uspořádán kanál pro čerstvý vzduch s nuceným prouděním tohoto vzduchu, který prochází shora směrem dolů a vystupuje bočně.

V oblasti výstupu vzduchu je v sousedství spodní roviny uspořádán výfukový kanál, který ve svislém směru překrývá všechny roviny a ve kterém je uspořádán další termicky podkritický zdroj tepla.

V řešení skříně podle vynálezu se provádí definované nasávání chladicího vzduchu speciálním kanálem pro čerstvý vzduch, který je vůči skříni na sací straně utěsněn. Tento kanál pro čerstvý vzduch slouží současně jako závěs pro připevnění zejména jednotky pevného disku a je v oblasti jednotky pevného disku opatřen vybráním, které je utěsněno vůči plášti této jednotky pevného disku. Zásluhou tohoto řešení je horní strana nebo část jednotky pevného disku kontinuálně ofukována a chlazena proudem nasávaného vzduchu.

Ve skříni je použit jediný větrák, který je ve vodorovné poloze zabudován v konci kanálu pro čerstvý vzduch, kde je uložen v pryži nebo podobném pružném materiálu. Chladicí vzduch je hnán svisle směrem dolů přímo na pod větrákem se nacházející pasivní chladicí těleso centrální výpočetní jednotky (CPU), popřípadě procesoru. Zásluhou toho také dochází, jak již bylo zmíněno, • · fc «fcfcfc»··

9 · · • •fcfc fcfc · · ·· ·· »·· ··♦· ·· · k přídavnému zvíření proudění vzduchu, což přispívá k chlazení ostatních elektronických součástek.

Zásluhou utěsnění kanálu pro čerstvý vzduch vůči skříni vzniká současně uvnitř skříně přetlak, který zásluhou dostatečně dimenzovaných otvorů v dělicí stěně, která je vůči skříni utěsněna a přestavuje současně výfukový kanál pro vzduch, vytváří orientované proudění vzduchu kolem pasivního chladicího tělesa síťové části a zajišťuje její chlazení. Vybrání pro uložení jednotky pevného disku je nepatrně větší než tato jednotka pevného disku a je s výhodou vyloženo mechovou pryží. Jednotka pevného disku je uložena v této mechové pryži a shora v kanálu pro čerstvý vzduch pevně přitlačena páskem, opět z mechové pryže, takže je zajištěno stabilní uložení jednotky pevného disku a do značné míry se předejde šíření hluku tělesem kanálu pro čerstvý vzduch.

Zásluhou tohoto řešení se může u jednotky pevného disku dosáhnout velmi vysokých otáček a odvodu poměrně velkého množství ztrátového tepla, přičemž se dosáhne také snížení emitovaného hluku.

Přehled obrázků na výkresech

Podstata vynálezu je dále objasněna na příkladech jeho provedení, které jsou popsány na základě připojených výkresů, které znázorňují :

- na obr. 1 podélný řez skříní podle vynálezu;

- na obr. 2 explodovaný pohled na skříň s kanálem pro čerstvý vzduch, větrákem a krytem;

fcfc · « fcfcfc • fcfcfc fc ««fcfc fcfc fcfc • fcfc fcfcfcfc fc· ·

- 8 fc fc fcfc ·**· fcfc fc fc ·

- na obr. 3

- na obr. 4

- na obr. 5 vyobrazení skříně s kompletně smontovaným kanálem pro čerstvý vzduch před nasazením krytu;

vyobrazení proudění vzduchu; a principiální vyobrazení rozmístění konstrukčních skupin ve skříni.

Příklady provedeni vynálezu

Skříň 1 podle příkladu provedení sestává ze dna 2 a krytu 4 s profilem ve tvaru písmene U. V krytu 4 jsou vytvořeny vstupní otvory 41 pro vzduch a výstupní otvory 42 pro vzduch. Kanál 3 pro čerstvý vzduch je tvořen tvarovým dílcem, který je na své sací straně propojen se vstupními otvory 41 pro vzduch. Ve vybrání 31 ve tvarovém dílci kanálu 3 pro čerstvý vzduch je uspořádán větrák

5. Tento větrák 5 fouká vzduch svisle směrem dolů, kde proudící vzduch naráží na tam uspořádanou konstrukční skupinu 7 elektronických prvků, zejména centrální výpočetní jednotku (CPU) s pasivním chladicím tělesem.

V této spodní části, popřípadě spodní komoře skříně 1 dochází ke zvíření proudícího vzduchu a jeho nasměrování k dělicí stěně 21 uvnitř skříně 1, která je opatřena vyhnutím 23 s průchozími otvory pro vzduch směrem k výfukovému kanálu. V oblasti 24 výfukového kanálu, zejména v tam vytvořené komoře, může být podle obr. 3 uložena síťová část.

Z perspektivního poledu na obr. 2 jsou patrné podstatné prvky skříně 1. Dno 2 je opatřeno držákem pro konstrukční skupinu 7, například CPU, a dalším držákem 22 s postranním vedením, například pro jednotku pevného disku, DVD-jednotku nebo

·”· • ·	•	• ft ft ft • ·	ft *	• *	ft ft
« ·	• ·	• i	«	•
• ft	ftft	·*· ····	··	ftft

disketovou jednotku. Dělicí stěna 21 uvnitř skříně 1 vytváří směrem k příslušné straně krytu 4 výfukový kanál s větší komorou v místě vyhnutí 23, kde je též podle obr. 1 uložena síťová část.

Tvarový dílec kanálu 3 pro čerstvý vzduch je opatřen vybráním 31 pro větrák 5 a vybráním 32 pro další chlazenou konstrukční jednotku, zejména pro zmíněnou jednotku pevného disku. Kanál 3 pro čerstvý vzduch je ke dnu 2 přichycen připevňovacími šrouby 11, 12.

Smontovaný kanál 3 pro čerstvý vzduch s nasazeným větrákem 5 je patrný z obr. 3. Na výkresu vlevo přichází při nasazeném krytu 4 skrze vstupní otvory 41 čerstvý vzduch do tohoto kanálu 3 pro čerstvý vzduch a tento čerstvý vzduch je větrákem 5 odchylován svisle směrem dolů k tam se nacházející konstrukční skupině 7. Vzduch je dále skrze vyhnutí 23 s průchozími otvory pro vzduch veden do oblasti 24 výfukového kanálu, který je vymezen dělicí stěnou 21 uvnitř skříně 1 a příslušnou stranou krytu 4. Ve spodní komoře je dále uspořádána neznázorněná karta se zástrčnými spoji pro uložení zapojených desek.

Na obr. 4 je opět patrný proud vyfukovaného vzduchu, který je vyznačen šipkou.

Čerstvý vzduch tedy do skříně 1 vstupuje boční stranou krytu 4, proudí kanálem 3 pro čerstvý vzduch ve vodorovném směru, poté se směr jeho proudění obrací dolů do spodní komory, kde dochází ke zvýšení jeho tlaku a zvíření a nakonec se jeho proudění opět odchyluje do vodorovného směru k bočnímu výfukovému kanálu, kde se tlak vzduch opět snižuje v důsledku jeho unikání bočním směrem skrze výstupní otvory 42 pro vzduch v krytu 4, které jsou vytvořeny na straně protilehlé ke vstupním otvorům 41 pro vzduch.

to to • 4 toto* • · to · • to ·· toto

Na obr. 5 je znázorněno rozmístění konstrukčních skupin ve skříni 1.

Ve spodní rovině se nacházejí zdroje většího množství tepla, například procesor. Ve střední rovině s menším vývinem tepla se nachází například jednotka pevného disku, jejíž horní, s výhodou elektricky vodivá stěna dosahuje k rovině kanálu 3 pro čerstvý vzduch, popřípadě je s tímto kanálem 3 pro čerstvý vzduch tepelně spojena. Chladnější Čerstvý vzduch je tedy veden shora dolů a následně bočním směrem, kdy následně bočně vystupuje výfukovým kanálem, ve kterém je uspořádána síťová část, přičemž další konstrukční skupiny jsou v tepelném styku s tam se nacházející dělicí stěnou 21.

Popsaným provedením skříně 1 se dosáhne optimálního chlazení v ní uspořádaných elektronických konstrukčních skupin a prvků a současně bezhlučného uložení, například mechanické diskové jednotky. Součásti skříně 1 lze jednoduše vyrobit lisováním a ohýbáním, nebo také vstřikovacím lisováním, takže lze dosáhnout nízkých výrobních nákladů. Zásluhou postranního přívodu a výfuku vzduchu se předejde nežádoucímu ofukování osoby, která obsluhuje ovládací prvky, které se nacházejí na čelní straně, popřípadě se zdržuje v blízkosti této čelní strany. Zásluhou uspořádání větráku 5 uvnitř skříně 1 daleko od vstupních otvorů 41 pro vzduch a výstupních otvorů 42 pro vzduch se spolehlivě předejde nežádoucímu styku například dětské ruky s rotorem větráku 5.

Zastupuje

Ing.J.Chlustina

03.12.2001 fcfcfc * · fc fc • · fcfc « • * v

- 11 Z4435/01-CZ fc · • fc * fc fcfc fc • fc fcfc fc · fc • fcfcfc

Claims (15)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Skříň pro uložení elektronických konstrukčních skupin, zejména plochá skříň pro desktop osobní počítač nebo multimediální zařízení, která sestává ze dna (2), přední stěny, zadní stěny a odnímatelného krytu (4), obsahuje elektromotorický větrák (5) a jsou v ní vytvořeny komory nebo oddělení, vyznačující se tím, že

   - uvnitř skříně (1) je vytvořen v podstatě rovnoběžně se dnem (2) probíhající a s odstupem ve svislém směru od tohoto dna (2) uspořádaný kanál (3) pro čerstvý vzduch, který je na straně sání s výjimkou postranních vstupních otvorů (41) pro vzduch utěsněn vůči skříni (1) a uvnitř skříně (1) vytvořeným komorám a oddělením;

   - v konci kanálu (3) pro čerstvý vzduch odlehlém od vstupních otvorů (41) pro vzduch je vytvořeno vybrání (31) pro větrák (5), který vyfukuje vzduch ve svislém směru do komory nacházející se pod kanálem (3) pro čerstvý vzduch;

   - spodní komora je propojena s postraním výfukovým kanálem, kterým je ohřátý vzduch nuceně bočně vyfukován ze skříně (i);

   - ve směru proudění vzduchu pod větrákem (5) je uspořádána nejméně jedna tímto větrákem (5) ofukovaná konstrukční skupina (7) a zdroj tepla; a

   - ve směru proudění vzduchu je v kanálu (3) pro čerstvý vzduch před vybráním (31) pro uložení větráku (5) vytvořeno další vybrání (32) pro chlazenou konstrukční skupinu, která vystupuje do spodní komory.

   ·· · · fe · ·”* ’”· fefefe fefefe • · • ♦ · « ·· ♦· • · • fefe fefefefe • fefe ♦fe ♦··
2. 2. Skříň podle nároku 1, vyznačující se tím, že kanál (3) pro čerstvý vzduch je tvořen dílcem z tvarovaného plechu nebo odstříknutým odlitkem, přičemž kryt (4) je opatřen vstupními otvory (41) pro vzduch a utěsňuje horní stranu kanálu (3) pro čerstvý vzduch.
3. 3. Skříň podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že v postranním výfukovém kanálu je uspořádána napájecí skupina, zejména síťová část, přičemž výfukový kanál je vymezen dělicí stěnou (21) uvnitř skříně (1) a krytem (4), který je opatřen postranními výstupními otvory (42) pro vzduch,
4. 4. Skříň podle nároku 2 nebo 3, vyznačující se tím, že kryt (4) má v průřezu v podstatě tvar písmene U, v jehož jednom ramenu jsou vytvořeny vstupní otvory (41) pro vzduch a v jehož protilehlém ramenu jsou vytvořeny výstupní otvory (42) pro vzduch.
5. 5. Skříň podle nároku 3, vyznačující se tím, že na dělicí stěně (21) uvnitř skříně (1) v tepelném kontaktu s touto dělicí stěnou (21) jsou uspořádány další chlazené konstrukční skupiny.
6. 6. Skříň podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že pod větrákem (5) je ve spodní komoře uspořádána centrální výpočetní jednotka (CPU) s pasivním chladicím tělesem, které je ofukováno proudícím vzduchem, který je zde zviřován.
7. 7. Skříň podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že v dalším vybrání

   • · • ·· » · • · • • • • · • · * · • • • » ♦ ·· ···· «·

   (32) je uspořádána teplosměnná strana jednotky pevného disku.
8. 8. Skříň podle nároku 7, vyznačující se tím, že větrák (5) a/nebo jednotka pevného disku jsou v příslušném vybrání (31, 32) uloženy odhlučněné.
9. 9. Skříň podle některého z nároků 3 až 8, vyznačující se tím, že větrák (5) vytváří ve spodní komoře přetlak a dělicí stěna (21) uvnitř skříně (1) je ve své zadní oblasti opatřena průchozími otvory pro vzduch.
10. 10. Skříň podle nároku 9, vyznačující se tím, že dělicí stěna (21) je dvakrát zahnuta, čímž je vytvořena další komora pro uložení zejména nezakrytované síťové části.
11. 11. Skříň podle nároku 10, vyznačující se tím, že dělicí stěna (21) probíhá svou delší stranou rovnoběžně s druhým ramenem krytu (4) as odstupem od tohoto druhého ramena, a to nejméně k tam vytvořeným průchozím otvorům pro vzduch.
12. 12. Skříň podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že nejméně jedna z elektronických konstrukčních skupin (7), které jsou uspořádány ve spodní komoře, je pomocí klapky, posuvného krytu nebo podobného prostředku přístupná z čelní strany skříně (1).

    • 9 • >9 9 9 9 · « 9 • • 9 « 9 • 9 • · 9 9 9 9 99 • 9 ··< »999 • 9 •
13. 13. Skříň podle některého z předchozích nároků, vyznačující se následujícím průchodem proudu chladicího vzduchu:

    - postranní vstup chladicího vzduchu s vodorovným průchodem uvnitř kanálu (3) pro čerstvý vzduch;

    - odklonění proudění vzduchu svisle směrem dolů do spodní komory za zvýšení tlaku a zvíření proudícího vzduchu;

    - odklonění proudění vzduchu do vodorovného směru v postranním výfukovém kanálu a uvolnění tlaku postranním únikem vzduchu výstupními otvory (42) pro vzduch v krytu (4), , které jsou uspořádány proti vstupním otvorům (41) pro vzduch.

    ♦
14. 14. Skříň podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že má plochou konstrukci s několika rovinami, přičemž ve spodní rovině jsou uspořádány zdroje většího množství tepla, ve střední rovině jsou uspořádány zdroje středního až malého množství tepla a v horní rovině je uspořádán kanál (3) pro čerstvý vzduch s nuceným prouděním tohoto vzduchu, který prochází shora dolů a vystupuje bočně.
15. 15. Skříň podle nároku 14, vyznačující se tím, že v oblasti výstupu vzduchu je v sousedství spodní roviny uspořádán výfukový kanál, který ve svislém směru překrývá všechny roviny a ve kterém je uspořádán další termicky * podkritický zdroj tepla.