CN202364519U - 风道装置及机柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种风道装置及机柜，其中，上述风道装置设置于机柜中，机柜内设置有插箱，上述风道装置包括一排风通道，该排风通道为封闭结构；排风通道的入风口与插箱的出风口相通；排风通道的出风口连通至机柜的外部。采用本实用新型提供的上述技术方案，解决了相关技术中机柜内的插箱之间存在热空气回流现象而导致插箱进风口空气温度提高等问题，从而避免了插箱及插箱之间的热空气回流，即从插箱出风口出来的热风被重新被插箱入风口吸入，达到了显著降低插箱进风口温度，进而提升插箱及系统散热能力的效果。

Description

风道装置及机柜

技术领域

本实用新型涉及电子通信领域，具体而言，涉及一种风道装置及机柜。

背景技术

随着现代通讯设备业务处理能力的不断提高，以及支持业务种类不断增多，系统设备功耗密度逐渐增大，系统设备可靠性要求不断提高，特别是通讯系统设备，功能集成度越来越高，设备越来越热。

当前通讯电子设备散热技术主要包括自然冷却和强制风冷散热技术，强制风冷散热技术由于散热能力强、成本低廉、技术简单而被广泛采用。

强制风冷设备，顾名思义，利用风机或泵作为动力驱动，所有的风机的两侧均存在正压区和负压区，即风机出风口为正压区，风机进风口为负压区，正压区的空气在压差力的作用下会流向负压区，如果风机进出风口不能有效隔离，那么风机出风口的空气会回流到风机进风口，这就是风机回流效应，在设计和使用中应尽可能避免风机回流效应。

横插箱设备安装在机柜中，由于插箱风道为左右风道，比如冷空气从插箱右侧进入，热空气从插箱左侧排出，而机柜左右两侧均有侧面板，导致插箱排出的热空气直射到侧面板后垂直变向，在上文中提到的风机回流效应的影响下，热空气重新回流到插箱进风口，导致插箱进风空气温度很高，插箱进风温度明显高于外界环境温度，这时插箱处于被“高温”的局部环境中，从而影响插箱散热性能。若保证插箱进风温度保持不变，那么必须降低外界(机房)环境温度，而降低外界(机房)环境温度，必然会产生大量的能耗。

因此，插箱设备安装在机柜中，插箱及插箱之间存在热空气回流现象，即插箱出风口排出的热空气重新被吸入到插箱进风口，从而提高插箱进风口空气温度。例如，环境温度为45℃情况下，插箱设备进风温度已经达到63℃，超出环境温度18℃。

针对相关技术中的上述技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

针对相关技术中，机柜内的插箱之间存在热空气回流现象而导致插箱进风口空气温度提高等问题，本实用新型提供了一种风道装置及机柜，以解决上述问题至少之一。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种风道装置，设置于机柜中，其中，机柜内设置有插箱，上述风道装置包括一排风通道，该排风通道为封闭结构；排风通道的入风口与插箱的出风口相通；排风通道的出风口连通至机柜的外部。

上述排风通道的出风口位于插箱的上部。

上述风道装置还包括：前挡板，设置于机柜前端，与机柜的一侧的侧面板相连接；

侧挡板，与侧面板相对设置；侧挡板与侧面板、前挡板、机柜的后面板、机柜的底板以及机柜的顶板相配合，形成排风通道。

上述排风通道的入风口设置在侧挡板上。

上述排风通道的出风口设置于顶板上。

上述插箱为多个，在机柜内自下而上依次设置；插箱与机柜的顶板之间、插箱与机柜的底板之间、以及各个插箱之间设置有挡板；多个插箱的出风口侧的侧壁与多个挡板相配合共同形成侧挡板。

上述侧挡板与前挡板通过螺栓结构或定位销结构连接。

上述侧挡板与后面板通过螺栓结构或定位销结构相连。

上述排风通道的横截面为矩形。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种机柜，包括以上所述的风道装置。

通过本实用新型，采用设计一个封闭的排风通道并将该排风通道的入风口与插箱的出风口相同以及将排风通道的出风口连通于机柜外部的技术手段，解决了相关技术中机柜内的插箱之间存在热空气回流现象而导致插箱进风口空气温度提高等问题，从而避免了插箱及插箱之间的热空气回流，即从插箱出风口出来的热风被重新被插箱入风口吸入，达到了显著降低插箱进风口温度，进而提升插箱及系统散热能力的效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为根据本实用新型实施例的风道装置的结构示意图；

图2为根据本实用新型实施例的风道装置在机柜内安装后的结构示意图；

图3根据基于图2所示实施例的封闭式排风通道在机柜内安装的A局部示意图；

图4根据本实用新型实施例的排风通道的设计流程示意图；

图5为根据本实用新型实施例的3台插箱在机柜内的安装示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1为根据本实用新型实施例的风道装置的结构示意图，图2为根据本实用新型实施例的风道装置在机柜内安装后的结构示意图。如图1和图2所示，该风道装置10设置于机柜30中，其中，机柜30内设置有插箱50，该风道装置10包括一排风通道101，该排风通道101为封闭结构；排风通道101的入风口1011与插箱50的出风口501相通；排风通道101的出风口1013连通至机柜30的外部。

由于上述风道装置的排风通道为密封设计，因此，可以有效防止从插箱的出风口出来的热空气回流，即有效防止机柜内插箱之间产生热空气回流现象，从而有效防止由于热空气回流而导致的插箱进风口空气温度提高等问题，达到了显著降低插箱进风口温度，进而提升插箱及系统散热能力的效果。

为了增强防止热空气回流的效果，如图1所示，上述排风通道101的出风口1013位于插箱50的上部，这样，可以有效防止从出风口1013出来的热空气回流到插箱的入风口。

在本实施例中，如图2所示，上述风道装置10的排风通道101可以由以下结构组成：前挡板1015，设置于机柜30的前端，与机柜30的一侧的侧面板301相连接。侧挡板1017，与侧面板301相对设置；侧挡板1017与侧面板301、前挡板1015、机柜30的后面板303、机柜30的底板305以及机柜的顶板307相配合，形成上述排风通道101。这样，风道装置充分利用了机柜的已有结构，降低了加工难度，节省了成本。

在本实用新型的一个具体实施方式中，上述排风通道101的入风口1011设置在侧挡板1017上。通过上述结构，实现了插箱的出风口直接通过侧挡板与排风通道相连通。

在本实用新型的一个优选实施方式中，为了增强防止热空气回流的效果，上述排风通道101的出风口1013设置于顶板307上。

当机柜30内的插箱50有多个时，插箱在机柜30内自下而上依次设置；在此实施方式中，上述侧挡板1017插箱50与机柜30的顶板307之间、插箱50与机柜30的底板305之间、以及各个插箱50之间设置有挡板1019；多个插箱50的出风口侧的侧壁与多个挡板1019相配合共同形成侧挡板1017。

上述侧挡板1017与前挡板1015以及后面板303可以通过螺栓结构连接，也可以通过定位销结构相连，也可以侧挡板1017一端与前挡板1015一端通过螺栓结构连接，两者的另一端通过定位销结构与后面板303相连。对于最后一种连接方式，具体可以参见图3。

在具体实施时，上述排风通道101的横截面可以为矩形或近似矩形。

为了更好地理解上述实施例，以下结合相关附图和具体实施例详细说明。需要说明的是，其中，以下所述的插箱50，指在机柜30中安装应用的功能性装置。以下实施例中的插箱50在机柜30中为右侧进风左侧出风。机柜30指具备正面和背面开门或开孔、左右两个侧面封闭及顶面开孔特征的机柜。风道(即排风通道101)指在机柜内的一侧安装设计的风道。风道指利用机柜侧面、前面(或正面)、背面(或后面)和插箱之间的空间设计的风道。风道指的垂直于气流方向(或机柜高度方向)截面风道封闭(不含插箱出风口对应的风道位置)，风道底部封闭，风道顶部敞开或开孔。风道的截面为矩形(含正方形)或近似矩形。风道不包括机柜前门(或正门)，即机柜门不是风道组成部分。

在本实施例中，首先根据机柜和插箱尺寸计算出机柜独立风道截面积，其次选择风道设计风速计算风道空气流量，然后根据插箱功耗计算插箱风量，从而确定机柜中插箱安装数量，最后根据插箱在机柜中的安装位置在机柜中设计封闭风道。通过本实施例可以实现提升插箱和机柜散热能力，避免插箱之间冷热空气回流及其影响。

具体地，如图4所示，本实施例中风道的具体设计过程如下：

步骤S402，根据机柜和插箱尺寸计算独机柜独立风道截面积S。假定机柜宽高深600mm×2200mm×300mm，插箱宽高深480mm×355mm×250mm，那么机柜封闭风道截面积S为(((600-480)/2)×300×0.001×0.001)0.018m2。

步骤S404，根据机柜封闭风道截面积S和风道设计风速计算风道流量Q。假定风道设计风速3m/s，那么计算风道流量Q为(0.018×3)0.054m3/s。

步骤S406，根据插箱功耗P计算插箱空气流量Qs。假定插箱功耗200W，那么插箱空气流量Qs为(200/(10×1000×1.2))0.01667m3/s。

步骤S408，根据风道流量Q和插箱空气流量Qs计算机柜允许安装插箱最大数量N。根据步骤S404和S406，计算机柜允许安装插箱最大数量N为(0.054/0.01667)3.24，即机柜允许安装插箱最大数量为3台。

步骤S410，根据插箱最大数量N和插箱及机柜尺寸确定最终安装插箱数量X。根据步骤S04计算的N值计算插箱在机柜中安装所需高度尺寸为(3×355)1065mm，因为1065≤2200mm，所以满足机柜内安装3台插箱尺寸要求，最终确定机柜内安装插箱数量X为3，即3台，3台插箱50在机柜内的安装状态可以参见图5。注：如果计算插箱所需高度尺寸大于机柜高度尺寸，那么应该减少插箱数量以满足此条件。

步骤S412，根据安装插箱数量X确定插箱在机柜中安装位置。根据设计要求，插箱在机柜中安装从距离机柜底部3U(133.35mm)高位置依次安装，插箱之间距离也为3U(133.35mm)。3台插箱在机柜中安装如图2所示。

步骤S414，根据横插箱安装位置设计机柜排风风道。在机柜左侧板和插箱右侧出风口之间设计封闭排风风道，风道的截面长宽300mm×((600-480)/2)60mm。封闭风道在机柜中安装如图2和图3所示，其中，在图3中，挡板1019一端与前挡板1015通过螺钉309相连，另一端与后面板303通过定位销结构311相连。3台插箱和封闭排风通道(风道)在机柜中安装如图1所示。

如图2所示，本实施例中风道装置由前挡板1015、4个挡板1019及机柜侧面板301和后面板303组成。

本实施例风道装置工作原理如下：所有冷空气从插箱左侧进入设备，冷空气通过设备并带走设备中的热量变成热空气，然后热空气从插箱右侧出来，排出的热空气汇流到机柜左侧封闭风道中，然后通过封闭风道从机柜顶部排到外界，完成插箱散热。

本实施例通过在机柜左侧和插箱之间设计封闭风道，从插箱中排出的热空气汇集到封闭风道中，然后从机柜顶部排到外界，有效的避免了热空气回流到插箱进风口而提供插箱进风温度，从而有效改善并提升插箱散热性能，随着插箱散热性能的提升，可以进一步降低插箱风扇转速，从而还可以达到一定程度的降低噪声的效果。

本实施例中的风道装置可以最大限度的避免插箱及插箱之间的热空气回流，从而显著降低插箱设备进风温度，插箱设备进风温度降低到48℃，仅仅超出环境温度3℃，也就是说通过设计的机柜风道装置，插箱进风温度降低了15℃，由此可见，该新型机柜风道可以显著提升系统散热性能。

另外需要说明的是，以上实例仅说明该封闭风道设计原理和设计方法，实例中给定的封闭风道设计风速、风道截面积及插箱安装位置是针对特定插箱设计的，上述参数在实际设计中针对不同规格插箱应结合插箱和机柜的散热匹配设计选择不同的值。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种风道装置，设置于机柜中，其中，所述机柜内设置有插箱，其特征在于，

所述风道装置包括一排风通道，该排风通道为封闭结构；

所述排风通道的入风口与所述插箱的出风口相通；

所述排风通道的出风口连通至所述机柜的外部。

2.根据权利要求1所述的风道装置，其特征在于，所述排风通道的出风口位于所述插箱的上部。

3.根据权利要求1所述的风道装置，其特征在于，包括：

前挡板，设置于机柜前端，与所述机柜的一侧的侧面板相连接；

侧挡板，与所述侧面板相对设置；

所述侧挡板与所述侧面板、所述前挡板、所述机柜的后面板、所述机柜的底板以及所述机柜的顶板相配合，形成所述排风通道。

4.根据权利要求3所述的风道装置，其特征在于，所述排风通道的入风口设置在所述侧挡板上。

5.根据权利要求3所述的风道装置，其特征在于，所述排风通道的出风口设置于所述顶板上。

6.根据权利要求3所述的风道装置，其特征在于，

所述插箱为多个，在所述机柜内自下而上依次设置；

所述插箱与所述机柜的顶板之间、所述插箱与所述机柜的底板之间、以及各个所述插箱之间设置有挡板；

多个所述插箱的出风口侧的侧壁与多个所述挡板相配合共同形成所述侧挡板。

7.根据权利要求3所述的风道装置，其特征在于，所述侧挡板与所述前挡板通过螺栓结构或定位销结构连接。

8.根据权利要求3至7任一项所述的风道装置，其特征在于，所述侧挡板与所述后面板通过螺栓结构或定位销结构相连。

9.根据权利要求1至7任一项所述的风道装置，其特征在于，所述排风通道的横截面为矩形。

10.一种机柜，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的风道装置。

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