一种水冷动力装置及监控设备

技术领域

本发明涉及水冷动力技术领域，尤其涉及一种水冷动力装置及监控设备。

背景技术

目前，现有的绝大多数监控摄像机都不具备良好的降温功能，对于在高温地区使用的监控摄像机，经常因环境温度超过监控设备自身工业标准而导致设备损坏，使用效果差。监控设备在环境温度100℃度以上高温环境下工作时，其主芯片的温度可能会超过最高工作温度而导致死机等问题。现有的监控设备主芯片的冷却方案大都是在监控设备内置散热器进行冷却，当监控设备内置的散热器在100℃以上高温时，无法将热量排出监控设备，主芯片温度本身发热量大加上环境高温加热，导致主芯片温度持续上升到超过120℃时，主芯片停止工作，监控设备会出现死机现象。

发明内容

基于以上所述，本发明的目的在于提供一种水冷动力装置及监控设备，实现水冷和风冷的结合，对主芯片进行降温，避免监控设备死机；且充分利用主芯片的热量，能耗较低。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种水冷动力装置，其特征在于，包括：

冷却箱，一面贴设于被冷却对象，所述冷却箱内盛放有冷却液；

冷却管，一端连通于所述冷却箱，另一端密封设置，所述冷却管上开设有两个相对设置的安装通孔，所述冷却液能够在所述冷却箱中吸热汽化形成蒸汽并沿所述冷却管流动；

风冷组件，一部分可转动穿设于两个所述安装通孔，另一部分可转动设置于所述冷却管外，所述蒸汽能够带动所述风冷组件转动。

作为一种水冷动力装置的优选方案，所述冷却管包括：

动力管，所述动力管的进汽口连通于所述冷却箱，两个所述相对设置的安装通孔开设于所述动力管上；

中间管，呈U形，所述中间管的一端通过弯管与所述动力管的出汽口连通，另一端密封设置；

回流管，两端分别连通于所述中间管的底部和所述冷却箱。

作为一种水冷动力装置的优选方案，所述风冷组件包括：

传动部，所述传动部的两端分别穿设所述安装通孔并可转动设置于所述冷却管内；

风扇，通过联轴器与所述传动部传动连接并位于所述冷却管外，所述蒸汽能够带动所述传动部转动，以带动所述风扇转动。

作为一种水冷动力装置的优选方案，所述传动部包括：

传动轴，所述传动轴的两端分别一一对应可转动穿设于两个所述安装通孔，所述风扇传动连接于所述传动轴的其中一端；

多个传动叶片，设置于所述冷却管内，多个所述传动叶片沿所述传动轴的周向方向间隔且均匀设置。

作为一种水冷动力装置的优选方案，所述传动部还包括：

两个油封环，套设于所述传动轴上，两个所述油封环分别一一对应密封连接于两个所述安装通孔。

作为一种水冷动力装置的优选方案，所述风冷组件还包括：

风扇固定支架，包括风扇固定轮和至少两个固定轮支架，所述风扇固定轮通过轴承连接于所述传动轴，每个所述固定轮支架一端连接于所述风扇固定轮，另一端连接于所述冷却箱。

作为一种水冷动力装置的优选方案，还包括：

导流件，设置于所述冷却管内并位于所述安装通孔的下方，所述导流件能够将所述冷却管内的所述蒸汽聚集于所述冷却管内的一侧。

作为一种水冷动力装置的优选方案，所述导流件包括：

导流管，沿所述冷却管的轴向方向设置于所述冷却管内，所述导流管的出口端的截面面积小于进口端的截面面积，且所述出口端偏离所述冷却管的轴线一侧。

作为一种水冷动力装置的优选方案，所述导流件还包括：

喷嘴，连通于所述导流管的出口端。

一种监控设备，包括主芯片和上述任一技术方案所述的水冷动力装置，所述水冷动力装置用于对所述主芯片进行冷却。

本发明的有益效果为：

本发明提供一种水冷动力装置，包括冷却箱、冷却管和风冷组件，冷却箱一侧面贴设于被冷却对象，且冷却箱内盛放有冷却液，被冷却对象的热量能够传递至冷却箱内的冷却液，冷却液达到一定温度时汽化形成蒸汽，冷却管一端连通于冷却箱，另一端密封设置，且冷却管上开设有两个相对设置的安装通孔，风冷组件的一部分可转动穿设于两个安装通孔，另一部分可转动设置于冷却管外。蒸汽沿冷却管上升，上升过程中带动风冷组件位于冷却管内的部分转动，从而使得风冷组件位于冷却管外的另一部分转动，风冷组件转动增加了气流扰动，使得水冷动力装置内的热量快速散发至外界环境中，实现了对被冷却对象的风冷降温；且在此过程中，汽化后的冷却液将热能转化为风冷组件的机械能，无需额外的驱动能源即可使得了风冷组件转动，使得该水冷动力装置能耗较低；冷却液的汽化吸热和做功实现了对被冷却对象的水冷降温。

本发明还提供一种监控设备，该监控设备包括主芯片和上述的水冷动力装置，水冷动力装置用于对主芯片进行冷却。通过水冷和风冷相结合的方式对主芯片进行降温，能够有效避免监控设备主芯片温度过高而导致监控设备死机。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的监控设备的内部结构示意图；

图2是本发明实施例提供的水冷动力装置的侧视图；

图3是本发明实施例提供的水冷动力装置的冷却管的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的水冷动力装置的主视图；

图5是本发明实施例提供的水冷动力装置的主动管的内部结构示意图；

图6是本发明实施例提供的水冷动力装置的风冷组件的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的水冷动力装置的导流管的俯视图。

图中：

1、主板；2、被冷却对象；3、冷却箱；

40、安装通孔；4、冷却管；41、动力管；42、中间管；43、回流管；

5、端口塞；

6、风冷组件；61、传动部；62、风扇；63、风扇固定支架；611、传动轴；612、传动叶片；613、油封环；631、风扇固定轮；632、固定轮支架；

7、导流管；8、散热板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图2-图4所示，本实施例提供一种水冷动力装置，该水冷动力装置包括冷却箱3、冷却管4和风冷组件6，冷却箱3一面贴设于被冷却对象2，冷却箱3内盛放有冷却液，冷却管4一端连通于冷却箱3，另一端密封有端口塞5，冷却管4上开设有两个相对设置的安装通孔40，冷却液在冷却箱3中汽化后能够沿着冷却管4上升，并能够在冷却管4中冷凝后沿冷却管4进入冷却箱3，风冷组件6的一部分可转动穿设于两个安装通孔40，另一部分可转动设置于冷却管4外，汽化后的冷却液形成蒸汽能够带动风冷组件6转动。蒸汽沿冷却管4上升，上升过程中带动风冷组件6位于冷却管4内的部分转动，从而使得风冷组件6位于冷却管4外的另一部分转动，风冷组件6的转动增加了气流扰动，使得水冷动力装置内的热量快速散发至外界环境中，实现了对被冷却对象2的风冷降温；且在此过程中，汽化后的冷却液将热能转化为风冷组件6的机械能，无需额外的驱动能源即可使得了风冷组件6转动，使得该水冷动力装置能耗较低；冷却液的汽化吸热和做功实现了对被冷却对象2的水冷降温，且汽化后的冷却液经过做功以及在冷却管4中冷却后冷凝成液态再次进入冷却箱3，形成水冷循环，通过水冷和风冷相结合的方式对被冷却对象2进行降温，能够有效避免被冷却对象2温度过高而发生故障。

可选地，冷却液为水，方便易得，其沸点和凝结点适用于被冷却对象2的水冷动力装置。当然，在其它实施例中，冷却液可以根据实际情况选择。

优选地，端口塞5由不透气且不透水的材质制成，例如硅胶等。端口塞5避免汽化后的冷却液从冷却管4逃逸，从而避免冷却箱3中的冷却液减少。

更具体地，冷却箱3与被冷却对象2紧贴的一面与被冷却对象2大小一致，其它面面积大于与被冷却对象2贴设面的面积，增加冷却箱3的容纳体积和提高安装稳定性。本实施例中，冷却箱3的顶面设置为平台，该顶面与贴设被冷却对象2的侧面之间为斜面，尽可能增加换热面积，且呈平台的顶面便于冷却管4的连接。当然，在其它实施例中，冷却箱3的外形可以根据实际情况设置，例如，顶面与侧面之间由台阶形折板来连接。优选地，冷却箱3采用金属材料制成，导热性能较好，提高被冷却对象2与冷却箱3中冷却液之间的热量传递效率。

进一步地，冷却管4包括动力管41、中间管42和回流管43，动力管41的进汽口连通于冷却箱3，两个相对设置的安装通孔40开设于所述动力管41上，中间管42呈U形，中间管42的一端通过弯管与动力管41的出汽口连通，另一端设置有端口塞5，回流管43的两端分别连通于中间管42的底部和冷却箱3。风冷组件6通过两个安装通孔40安装在动力管41上，使得蒸汽具有足够的冲击力带动风冷组件6转动，并使得蒸汽快速冷凝。汽化后的冷却液从动力管41的进汽口进入并沿着动力管41上升，在经过动力管41时，蒸汽会带动风冷组件6转动，蒸汽的热能转化为风冷组件6的机械能，热量损失的蒸汽会部分冷凝液化落入冷却箱3中；剩余蒸汽沿着动力管41进入U形的中间管42中，由于蒸汽在流动过程中一直与外界环境换热，同时风冷组件6和散热器加快了蒸汽的冷凝速度，故蒸汽在中间管42中会逐渐冷凝液化，并顺着回流管43重新进入冷却箱3；未完全冷凝的蒸汽进入U形管的另一边继续换热，即U形管为蒸汽提供足够长的换热路程使之完全冷凝后从回流管43重新进入冷却箱3，经过冷却液的反复汽化和冷凝，从而形成水冷循环，实现对被冷却对象2的持续降温。

优选地，动力管41、中间管42和回流管43均与冷却箱3垂直连通，便于蒸汽的上升和冷凝液的下降，提高换热效率。

如图4至图6所示，风冷组件6包括传动部61和风扇62，传动部61的两端分别穿设安装通孔40并可转动设置在冷却管4内，风扇62通过联轴器与传动部61传动连接并位于冷却管4外，风扇62具有多个呈环形阵列分布的扇叶，汽化后的冷却液能够带动传动部61转动，以带动风扇62转动。蒸汽进入动力管41后冲击传动部61使之转动，传动部61带动风扇62转动，风扇62转动增加了监控设备内的空气扰动，从而提高散热效率。具体地，传动部61包括传动轴611和多个传动叶片612，传动轴611的两端分别一一对应可转动穿设于两个安装通孔40，风扇62传动连接于传动轴611的其中一端，多个传动叶片612设置于冷却管4内，多个传动叶片612沿传动轴611的周向方向间隔且均匀设置，传动叶片612与传动轴611过盈连接。动力管41中的蒸汽喷向传动叶片612，从而使得传动轴611转动，与传动轴611连接的风扇62随之转动。更具体地，传动部61还包括两个油封环613，两个油封环613分别套设在传动轴611上，且两个油封环613分别一一对应密封连接于两个安装通孔40，油封环613使得传动轴611既可以相对于冷却管4转动，又实现了冷却管4的密封，避免蒸汽溢出冷却管4，造成冷却液损失。

可选地，传动叶片612可以是矩形或扇形等结构。

优选地，传动叶片612由金属材料制成，增加导热系数，提高换热效率。

为了增加风冷组件6的转动稳定性，风冷组件6还包括风扇固定支架63，风扇固定支架63包括风扇固定轮631和至少两个固定轮支架632，风扇固定轮631通过轴承连接于传动轴611，每个固定轮支架632一端连接于风扇固定轮631，另一端连接于冷却箱3。具体地，风扇固定轮631包括内轮和外轮，内轮通过轴承与传动轴611连接，内轮和外轮之间连接有若干间隔且均匀分布的支撑架，固定轮支架632两端分别连接于外轮和冷却箱3。冷却箱3为风扇固定支架63提供了支撑力，使得传动轴611及风扇62转动稳定，避免晃动，从而避免影响风冷组件6的使用寿命和使用效果。

如图5和图7所示，水冷动力装置还包括导流件，导流件设置于冷却管4内并位于安装通孔40的下方，导流件能够将冷却管4的蒸汽聚集于冷却管4内一侧。导流件使得蒸汽能够对准传动叶片612，从而发挥最大的冲击力，以带动传动部61转动，若蒸汽无偏向，则有可能导致动力不足而带不动传动部61转动。可选地，导流件包括导流管7，导流管7沿冷却管4的轴向方向设置于冷却管4内，导流管7的出口端的截面面积小于进口端的截面面积，且出口端偏离冷却管4的轴线的一侧。蒸汽从导流管7的进口进入导流管7，并顺着导流管7从偏离冷却管4的轴线的一侧流出，增大了蒸汽的冲击力，以及使得蒸汽能够对准传动叶片612。当然，在其它实施例中，导流件也可以是一个隔板，隔板斜设于冷却管4中，且隔板一端与冷却管4避免连接，另一端与冷却管4之间存在间隙，使得蒸汽能够从该间隙通过。

优选地，导流件还包括喷嘴，喷嘴连通于导流管7的出口端，喷嘴的出汽口朝向传动叶片612。喷嘴能够进一步增大蒸汽的冲击力，提高风冷组件6的转动速度，从而提高风冷效率和被冷却对象2的散热效率。更为优选地，喷嘴的直径为导流管7的进口端直径的四分之一，使得蒸汽全部聚集喷射于传动叶片612上。

本实施例提供的水冷动力装置利用冷却液的挥发性、冷凝性和流动性，使得冷却液不断循环使用，同时风扇62转动，形成水冷和风冷结合的冷却方式，对被冷却对象2不断降温，避免了被冷却对象2温度过高导致在高温环境下无法正常工作；且充分利用了被冷却对象2的热能，而不需要为风扇62提供额外的电能，能够有效地降低能耗，使能源得到有效的释放和利用，降低监控设备运行时电能的消耗。即该水冷动力装置在低能耗的情况下提高了被冷却对象的适用温度范围和使用寿命。

如图1所示，本实施例还提供一种监控设备，该监控设备包括设置于监控设备内部的主板1和嵌设于主板1上的主芯片，主板1通过螺钉固定安装在监控设备的内部，水冷动力装置的冷却箱3的一面贴设于主芯片，具体地，监控设备还包括两个散热板8，两个散热板8分别贴设在冷却箱3的相对两侧边并与主板1垂直连接。散热板8增加导热面积，提高水冷动力装置的散热效率，并且散热板8为冷却箱3提供了支撑作用。优选地，散热8板的外侧面设置有散热翅片，增加散热面积，提高散热效率。通过水冷动力装置的水冷和风冷结合的散热方式对主芯片进行散热，能够有效避免监控设备主芯片温度过高而导致监控设备死机。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。