專利名稱：計(jì)算機(jī)機(jī)箱室的專用空氣入口和出口的制作方法
計(jì)算機(jī)機(jī)箱室的專用空氣入口和出口
背景技術(shù)：
計(jì)算機(jī)包括電路和產(chǎn)生熱量的其它硬件。例如，計(jì)算機(jī)可包括以高速運(yùn)作并因此 發(fā)出大量熱量的多種類型的處理器。計(jì)算機(jī)機(jī)箱內(nèi)的高溫可能對機(jī)箱內(nèi)的電路和其它硬件有害。
為了詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，現(xiàn)在將參照附圖，在附圖中 圖1示出了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例的說明性臺(tái)式計(jì)算機(jī)。圖2示出了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例的說明性臺(tái)式計(jì)算機(jī)的另一示圖。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖2的計(jì)算機(jī)的三維后視圖。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖2的計(jì)算機(jī)的三維側(cè)視圖。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖2的計(jì)算機(jī)的機(jī)箱的詳細(xì)示圖。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處于工作中的圖2的計(jì)算機(jī)的概念性示圖。以及 圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖1-6的機(jī)箱中實(shí)現(xiàn)的雙液體冷卻/空氣冷卻系統(tǒng)。符號(hào)和命名法
貫穿下面的說明書和權(quán)利要求書使用某些術(shù)語來指示特定系統(tǒng)部件。如本領(lǐng)域技術(shù)人 員將理解的那樣，公司可按照不同的名稱來提及部件。本文檔并不意圖區(qū)分名稱不同而不 是功能不同的部件。在下面的討論中以及在權(quán)利要求中，術(shù)語“包括”和“包含”以開放式 方式加以使用，并因此應(yīng)該被解釋為意指“包括但不限于…”。此外，術(shù)語“耦合”或“耦聯(lián)” 意指間接的、直接的、光學(xué)的或無線的電氣連接。因此，如果第一裝置耦合到第二裝置，則連 接可以是通過直接電氣連接、通過經(jīng)由其它裝置和連接的間接電氣連接、通過光學(xué)電氣連 接或者通過無線電氣連接。另外，當(dāng)空氣入口、空氣出口或氣流被描述為“專用”于室時(shí)，這 意味著空氣入口、空氣出口或氣流僅為它所專用于的室或者主要為它所專用于的室提供通 風(fēng)。
具體實(shí)施例方式下面的討論針對本發(fā)明的多種實(shí)施例。雖然這些實(shí)施例中的一個(gè)或多個(gè)可能是優(yōu) 選的，但所公開的實(shí)施例不應(yīng)被解釋為或者以其他方式用于限制包括權(quán)利要求書的本公開 的范圍。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解下面的描述具有廣泛應(yīng)用，并且任何實(shí)施例的討論僅 意味著是該實(shí)施例的示例性討論，而非旨在暗示包括權(quán)利要求書的本公開的范圍局限于該 實(shí)施例。本發(fā)明的實(shí)施例把計(jì)算機(jī)機(jī)箱內(nèi)的發(fā)熱硬件(例如，電路、電源)分成組。每個(gè)組 通過一個(gè)或多個(gè)分隔器與其它組分開以便形成室。每個(gè)室連同與該室對應(yīng)的硬件組使用專 用于該組的通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行冷卻。以這種方法，由一組硬件產(chǎn)生的熱量不傳播(或在較小的 程度上傳播)到其它組中的硬件，而是改為使用該組的專用通風(fēng)系統(tǒng)排出。圖1示出說明性的計(jì)算機(jī)機(jī)箱50。計(jì)算機(jī)機(jī)箱50可以是臺(tái)式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、筆記本或膝上型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、移動(dòng)通信裝置(例如，手機(jī))、數(shù)字音樂播放器、 多媒體電子裝置(例如，電視)等的一部分。計(jì)算機(jī)機(jī)箱50包括多種類型的硬件，包括中 央處理電路或“CPC”54(例如，中央處理單元(CPU)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM))、外圍部件接口 (PCI)處理電路58 (例如，基于PCI的電路、物理卡、諸如圖形卡的圖形處理電路(GPC))和 電源62。CPC 54被收容在CPC室52內(nèi)。PCI電路58被收容在PCI室56內(nèi)。電源62被收 容在電源室60內(nèi)。分隔器76使CPC室52與PCI室56分開，而分隔器78使PCI室56與電源室60 分開。雖然分隔器76和78被指示使這些室分開，但分隔器76和78也形成所述室，因?yàn)槊?個(gè)分隔器構(gòu)成由多個(gè)室共享的公共壁。在一些實(shí)施例中，分隔器76和78是密封的，從而使 得空氣不在所述室之間通過。在其它實(shí)施例中，分隔器76和78允許一些空氣在所述室之 間通過。換言之，在一些實(shí)施例中，分隔器的尺寸跨越機(jī)箱的橫截面部分的全部或大部分延 伸，從而使得所述室與彼此完全分開或者幾乎完全分開。在一些實(shí)施例中，分隔器中的一個(gè) 或多個(gè)可以具有使得(一個(gè)或多個(gè))分隔器與機(jī)箱壁的三側(cè)或更多側(cè)接觸的尺寸。圖中所示 并且在本文中描述的分隔器可以由任何合適的材料(一種或多種)組成，包括塑料、金屬等。 根據(jù)在其中實(shí)現(xiàn)分隔器的電子裝置的需要，可以改變分隔器的形狀。在一些實(shí)施例中，分隔 器可以是平的，而在其它實(shí)施例中分隔器可具有彎曲的形狀(例如，為了促進(jìn)空氣動(dòng)力學(xué) 氣流)。雖然本文公開的實(shí)施例中的至少一些實(shí)施例把分隔器描述為使中央處理電路、基 于PCI的處理電路和電源(或多個(gè)電源)分離，但在一些實(shí)施例中，分隔器可使其它類型的 電路分離。本文公開的分離技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)于多種類型的電子裝置中并因此可以根據(jù)需要加 以改變。CPC室52包括CPC室入口 66和CPC室出口 64。CPC室52還可以包括一個(gè)或多 個(gè)風(fēng)扇80，其在CPC室52和計(jì)算機(jī)機(jī)箱50外面的空氣之間產(chǎn)生負(fù)壓差。這個(gè)負(fù)壓差導(dǎo)致涼 的或周圍的外部空氣穿過CPC室入口 66并且進(jìn)入到CPC室52中?？諝獗籆PC討加熱，從 而冷卻CPC 54。熱空氣經(jīng)由CPC室出口 64離開CPC室52。類似地，PCI室56包括一個(gè)或 多個(gè)風(fēng)扇82、PCI室入口 70和PCI室出口 68。涼空氣經(jīng)由PCI室入口 70進(jìn)入PCI室56， 收集來自于PCI電路58的熱量，并經(jīng)由PCI室出口 68離開PCI室56。同樣，電源室60包 括一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇84、電源室入口 74和電源室出口 72。涼空氣經(jīng)由電源室入口 74進(jìn)入到 電源室60，收集來自于電源62的熱量，并經(jīng)由電源室出口 72離開電源室60。當(dāng)空氣穿過 每個(gè)室52、56和60時(shí)，空氣可從室中的硬件旁邊經(jīng)過、通過室中的硬件或者兩者都有。雖 然圖1僅示出每個(gè)室一個(gè)入口和一個(gè)出口，但可以使用任何合適數(shù)量的入口和/或出口。本公開的其余部分描述在臺(tái)式計(jì)算機(jī)的情況下的實(shí)施例。然而，如上所述，本文公 開的技術(shù)可實(shí)現(xiàn)于任何合適的電子裝置中。圖2示出實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例的說明性臺(tái)式計(jì)算機(jī)。具體地講，圖2示出計(jì)算機(jī)機(jī) 箱100。機(jī)箱100包括CPC室102、PCI室104和電源室106。分隔器108使CPC室102與 其它室分開，而分隔器110使電源室106與其它室分開。分隔器108和110 二者使PCI室 104與其它室分開。機(jī)箱100還包括硬盤驅(qū)動(dòng)器框架140，硬盤驅(qū)動(dòng)器框架140存放多個(gè)硬 盤驅(qū)動(dòng)器138。CPC室102包括CPC 126，而PCI室104包括PCI電路128并且電源室106 包括電源130。CPC 1 和PCI電路1 被配合(mate)到電路板111，諸如母板。包括支腳構(gòu)件143和承板(riser) 145的機(jī)座(stand) 142連接到機(jī)箱100的底板147的背面，以使 得底板147和機(jī)箱100的其余部分在支腳構(gòu)件143上方以懸臂式方式延伸，從而允許底板 147下方至少一厘米的無阻礙空間。在一些實(shí)施例中，承板145使機(jī)箱100的底板147與最 近的阻礙支腳構(gòu)件143相隔至少1 cm。在一些實(shí)施例中，承板145使機(jī)箱100的底板147 與支腳構(gòu)件143相隔4-5 cm。CPC室102經(jīng)由側(cè)面CPC室入口 112從機(jī)箱100外面接收涼空氣。CPC室102經(jīng) 由前面的CPC室入口 114從機(jī)箱100外面接收另外的涼空氣。PCI室104經(jīng)由PCI室入口 116從機(jī)箱100外面接收涼空氣。電源室106經(jīng)由位于機(jī)箱100的基板上的電源室入口 118 從機(jī)箱100外面接收涼空氣。提供到CPC室102的涼空氣可以通過設(shè)置在機(jī)箱100的頂部表面上的一個(gè)或多 個(gè)風(fēng)扇132流通通過CPC室102。涼空氣從CPC 1 收集熱量并由此冷卻CPC 126。風(fēng)扇 132從CPC室102吸出變熱的空氣，并經(jīng)由CPC室出口 120排出熱空氣。類似地，涼空氣可 以通過一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇134流通通過PCI室104。涼空氣通過這種風(fēng)扇134移動(dòng)經(jīng)過硬盤 驅(qū)動(dòng)器138。涼空氣從PCI電路128收集熱量并由此冷卻PCI電路128。變熱的空氣經(jīng)由 PCI室出口 122從PCI室104排出。同樣地，涼空氣可以通過設(shè)置在機(jī)箱100的底部表面上 (即，設(shè)置在基板上并與空氣入口 118相鄰)的一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇136流通通過電源室106。 涼空氣從電源130收集熱量并由此冷卻電源130。變熱的空氣經(jīng)由電源室出口 IM從電源 室106排出。根據(jù)所使用的電源的類型，經(jīng)由出口 IM排出的空氣可穿過電源130、在電源 130旁邊經(jīng)過或者其某種組合。換言之，當(dāng)空氣穿過每個(gè)室102、104和106時(shí)，空氣可以從 室中的硬件旁邊經(jīng)過、通過室中的硬件或者二者均有。圖3示出另一說明性計(jì)算機(jī)機(jī)箱200的外部三維后視圖。機(jī)箱200包括CPC室出 口 202-203、PCI室出口 204和電源室出口 206。與圖2的機(jī)箱100(其中CPC室出口僅位于 機(jī)箱100的頂側(cè))不同，除了位于機(jī)箱200的頂側(cè)的CPC室出口 203之外，圖3的機(jī)箱200 還具有位于機(jī)箱200的后側(cè)的CPC室出口 202。CPC室出口 202-203 二者都使熱空氣能夠 從機(jī)箱200內(nèi)的CPC室排出。PCI室出口 204使熱空氣能夠從機(jī)箱200內(nèi)的PCI室排出。 類似地，電源室出口 206使熱空氣能夠從機(jī)箱200內(nèi)的電源室排出。在一些實(shí)施例中，根據(jù) 計(jì)算機(jī)機(jī)箱200內(nèi)風(fēng)扇的存在和/或布置，一些空氣出口可用作入口，和/或一些空氣入口 可用作出口。圖4從不同角度示出圖3的機(jī)箱200。除了 CPC室出口 202-203、PCI室出口 204 和電源室出口 206之外，機(jī)箱200還包括側(cè)面入口 208。因?yàn)閭?cè)面入口 208幾乎貫穿(span) 機(jī)箱200的高度，所以側(cè)面入口 208使涼空氣能夠從機(jī)箱200外面進(jìn)入到CPC室、PCI室、 電源室、同時(shí)進(jìn)入到所述室中的兩個(gè)室或者同時(shí)進(jìn)入到所有三個(gè)室。圖5示出機(jī)箱200的更詳細(xì)的示圖。為了清楚起見，去除了機(jī)箱200的硬件容納 物。機(jī)箱200中示出的是CPC室出口 202-203、PCI室出口 204、電源室出口 206、前面的CPC 室入口 210、前面的PCI室入口 212和電源室入口 214。前面的CPC室入口 210使涼空氣能 夠進(jìn)入到機(jī)箱200的CPC室，而CPC室出口 202-203使來自CPC室的熱空氣能夠離開機(jī)箱 200。類似地，前面的PCI室入口 212使涼空氣能夠進(jìn)入到機(jī)箱200的PCI室，而PCI室出 口 204使來自PCI室的熱空氣能夠離開機(jī)箱200。同樣地，電源室入口 214使涼空氣能夠進(jìn) 入到機(jī)箱200的電源室，而電源室出口 206使來自電源室的熱空氣能夠離開機(jī)箱200。
圖6示出了通過機(jī)箱200的氣流的概念示圖。箭頭2M指示經(jīng)由前面的CPC室入 口 210進(jìn)入到機(jī)箱200的CPC室218的涼空氣。由CPC室218內(nèi)的電路(例如，CPU)在CPC 室218內(nèi)使涼空氣變熱。熱空氣隨后經(jīng)由CPC室出口 202排出。熱空氣也可以經(jīng)由CPC室 出口 203排出。箭頭2 指示經(jīng)由前面的PCI室入口 212進(jìn)入到機(jī)箱200的PCI室220的 涼空氣。由PCI室220內(nèi)的電路(例如，基于PCI的電路、圖形處理器)在PCI室220內(nèi)使 涼空氣變熱。熱空氣隨后經(jīng)由PCI室出口 204排出。箭頭2 指示經(jīng)由電源室入口 214進(jìn) 入到機(jī)箱200的電源室222的涼空氣。由電源室222內(nèi)的電源在電源室222內(nèi)使涼空氣變 熱。熱空氣隨后經(jīng)由電源室出口 206排出。在一些實(shí)施例中，除了分室空氣冷卻系統(tǒng)之外，機(jī)箱(諸如以上描述的那些機(jī)箱) 還可包括液體冷卻系統(tǒng)。圖7示出包括這種雙液體冷卻/空氣冷卻系統(tǒng)的說明性機(jī)箱698。 機(jī)箱698的雙液體冷卻/空氣冷卻系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)于各種機(jī)箱結(jié)構(gòu)(包括但不限于機(jī)箱50、 機(jī)箱100和機(jī)箱200)中。如所示，機(jī)箱698包括分隔器718和720，其把機(jī)箱698分成三 個(gè)室(如前所述)。另外，機(jī)箱698包括液體冷卻系統(tǒng)，該液體冷卻系統(tǒng)包括散熱器700、 耦合到散熱器700的風(fēng)扇702、配管704、CPU冷卻器706、CPU 708、圖形卡冷卻器710、圖形 卡712、圖形卡冷卻器714和圖形卡716。CPU 708、圖形卡712和圖形卡716配合到電路板 711(諸如，母板)。配管704被設(shè)置在散熱器700、CPU冷卻器706和圖形卡冷卻器710和 714 內(nèi)。在工作中，由CPU冷卻器706中的電泵(未具體示出)使液體冷卻劑(例如，由 65%的水和35%的乙二醇構(gòu)成的溶液)流通通過配管704。CPU冷卻器706包括用于冷卻耦 合到CPU冷卻器706的CPU 708的任何合適的機(jī)構(gòu)。例如，CPU冷卻器706可包括前述泵、 冷卻劑儲(chǔ)存器和冷卻臺(tái)。所述泵使冷卻劑遍及配管704流通；冷卻劑儲(chǔ)存器補(bǔ)充由于配管 704或其它部件的滲透性而導(dǎo)致?lián)p失的任何冷卻劑；而冷卻臺(tái)(例如，具有散熱片結(jié)構(gòu))把 來自CPU 708的熱量傳導(dǎo)到流通通過配管704的液體冷卻劑。冷卻劑穿過CPU冷卻器706 并收集由CPU 708產(chǎn)生的熱量，由此冷卻CPU 708。冷卻劑隨后經(jīng)由配管704從CPU冷卻器706傳遞到圖形卡冷卻器710。圖形卡冷 卻器710包括用于冷卻圖形卡712的任何合適的基于風(fēng)扇的組件，諸如吸熱部件/風(fēng)扇組 合裝置。例如，在一些實(shí)施例中，圖形卡冷卻器710包括使用上述液體冷卻系統(tǒng)冷卻高功率 密度部件(像圖形處理器)的冷卻臺(tái)。圖形卡冷卻器還包括風(fēng)扇和吸熱部件、熱管等，這些 部件一起用于消除來自圖形卡712上的其余部件(諸如，RAM、電源電路裝置等)的熱量。 冷卻劑穿過圖形卡冷卻器710并收集由圖形卡712產(chǎn)生的熱量。以這種方法冷卻了圖形卡 712。冷卻劑隨后經(jīng)由配管704從圖形卡冷卻器710傳遞到圖形卡冷卻器714。像圖形 卡冷卻器710 —樣，圖形卡冷卻器714可包括用于冷卻圖形卡716的任何合適的基于風(fēng)扇 的組件(例如，包括吸熱部件和風(fēng)扇的裝置)，并且在一些實(shí)施例中，可具有與圖形卡冷卻 器710的結(jié)構(gòu)相同或基本上相似的結(jié)構(gòu)。冷卻劑消除由圖形卡716產(chǎn)生的熱量并隨后移動(dòng) 到散熱器700。散熱器700從冷卻劑消除熱量并(經(jīng)由例如圖5中所示的CPU室出口 203) 從機(jī)箱698中排出熱量。通過風(fēng)扇702增強(qiáng)了由散熱器700收集的熱量的排出，風(fēng)扇702 把空氣推擠出機(jī)箱698。以上討論意在說明本發(fā)明的原理和多種實(shí)施例。一旦充分理解以上公開，許多變化和修改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將會(huì)變得顯而易見。后面的權(quán)利要求旨在被解釋為包括 所有這些變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種計(jì)算機(jī)機(jī)箱，包括多個(gè)室，每個(gè)所述室包括 硬件組；空氣入口，其暴露于所述機(jī)箱外部的空氣并專用于所述室；以及 空氣出口，其暴露于所述機(jī)箱外部的空氣并專用于所述室； 其中空氣入口和空氣出口之間的氣流冷卻所述硬件組。
2.如權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)機(jī)箱，其中第一所述室中的所述硬件組包括中央處理 單元(CPU)，第二所述室中的所述硬件組包括基于外圍部件接口(PCI)的硬件，并且第三所 述室中的所述硬件組包括電源。
3.如權(quán)利要求2所述的計(jì)算機(jī)機(jī)箱，其中所述第二室中的所述硬件組還包括至少一 個(gè)硬盤驅(qū)動(dòng)器。
4.如權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)機(jī)箱，其中至少一個(gè)所述室還包括設(shè)置在所述空氣入 口和所述空氣出口之間的至少一個(gè)風(fēng)扇。
5.如權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)機(jī)箱，其中至少一個(gè)所述室與至少一個(gè)相鄰室共享公共壁。
6.如權(quán)利要求5所述的計(jì)算機(jī)機(jī)箱，其中所述公共壁是彎曲的以促進(jìn)氣流。
7.如權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)機(jī)箱，其中至少一個(gè)所述室包括設(shè)置在所述計(jì)算機(jī)機(jī) 箱的頂部表面上的空氣出口。
8.如權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)機(jī)箱，其中用于相鄰的所述多個(gè)室中的至少兩個(gè)室的 所述空氣入口由機(jī)箱壁中的連續(xù)開口形成。
9.如權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)機(jī)箱，還包括 至少一個(gè)風(fēng)扇，其對應(yīng)于第一所述室；配管，其耦合到所述第一室中的硬件組并包括液體冷卻劑；以及 散熱器，其與所述配管耦合。
10.如權(quán)利要求9所述的計(jì)算機(jī)機(jī)箱，其中所述配管從所述第一室通往第二所述室。
11.如權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)機(jī)箱，還包括支腳構(gòu)件和耦合到支腳構(gòu)件的承板，所 述承板連接到計(jì)算機(jī)機(jī)箱的底板的背面，從而使得計(jì)算機(jī)機(jī)箱和底板的其余部分在支腳構(gòu) 件上方以懸臂式方式延伸。
12.一種電子系統(tǒng)，包括 中央處理電路(CPC)； 外圍部件接口(PCI)電路；以及 電源；其中CPC、PCI電路和電源對應(yīng)于專用通風(fēng)系統(tǒng)，所述專用通風(fēng)系統(tǒng)使CPC、PCI電路和 電源被彼此分開地冷卻。
13.如權(quán)利要求12所述的電子系統(tǒng)，其中包括CPC的室還包括專用于所述室的多個(gè)空 氣入口，所述多個(gè)空氣入口中的至少一個(gè)被設(shè)置在該電子系統(tǒng)的機(jī)箱的頂部表面上。
14.如權(quán)利要求12所述的電子系統(tǒng)，其中第一室包括CPC，并且第二室包括PCI，所述 第一室和第二室共享公共空氣入口，CPC和PCI通過所述公共空氣入口通風(fēng)。
15.如權(quán)利要求12所述的電子系統(tǒng)，其中 第一室包括CPC并且第二室包括PCI ；配管耦合到所述第一室中的CPC并包括液體冷卻劑；以及 所述配管從所述第一室通往所述第二室并耦合到PCI。
全文摘要
一種計(jì)算機(jī)機(jī)箱包括多個(gè)室。每個(gè)所述室包括硬件組；空氣入口，其暴露于所述機(jī)箱外部的空氣并專用于所述室；以及空氣出口，其暴露于所述機(jī)箱外部的空氣并專用于所述室?？諝馊肟诤涂諝獬隹谥g的氣流冷卻所述硬件組。
文檔編號(hào)G06F1/16GK102089727SQ200880130255
公開日2011年6月8日 申請日期2008年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月9日
發(fā)明者V. 羅迪亞 A., C. 索洛蒙 M., H. 索利加 T. 申請人:惠普開發(fā)有限公司