CN101494967A - 冷却通道和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用外部空气冷却壳体内部的发热元件的冷却通道,包括:进口,从壳体外部取入的外部空气经过该进口而流入;引导单元,设置为将经过进口而流入的外部空气引导至作为发热元件的第一冷却对象元件;出口,由引导单元所引导的外部空气经过该出口被排放至第一对象元件;支管,设置在引导单元,并设置为将在引导单元中流动的外部空气的一部分引导至作为另一发热元件的第二冷却对象元件。
Description
技术领域
本发明涉及冷却通道和电子设备,具体说涉及用于有效地冷却壳体内部的多个发热元件的冷却通道和电子设备。
背景技术
人们已经提出了用于冷却在电子设备等的壳体内部发热的电子部件(发热元件)的多种方法(例如,见日本未审查专利申请出版号2001-57492和5-95062)。具体讲,由于半导体技术的发展,诸如集成电路(IC)和大规模集成电路(LSI)之类的部件的封装密度和发热密度显著地增加。从而需要提供用于冷却这种强力的发热元件的强力的方法。
例如,日本未审查专利申请出版号2001-57492公开了一种方法,其中热从发热元件经过热管转移至靠近外部空气进口的散热片。散热片被外部空气冷却,从而发热元件被冷却。日本未审查专利申请出版号5-95062公开了一种方法,其中用于LSI的散热片设置在一通道内部,气流从进气口经过该通道流到排气口。散热片被该气流冷却,从而LSI被冷却。
发明内容
用日本未审查专利申请出版号2001-57492中公开的方法,可能难以实现充分的冷却效率,并且难以充分地冷却现有的IC和LSI。用日本未审查专利申请出版号5-95062中公开的方法,则必须为每个LSI提供一个通道。现有的电子设备中,经常在壳体内部的整个面积安装大量IC和LSI。因此,就空间而言难以为每个IC和LSI提供通道和风扇,并且可能导致电力消耗和操作噪音的增加。
从而希望提高冷却壳体内部的多个发热元件的效率。
根据本发明的一实施例,提供了用外部空气冷却壳体内部的发热元件的冷却通道。该冷却通道包括:进口,从壳体外部取入的外部空气经过该进口而流入;引导单元,设置为将经过进口而流入的外部空气引导至作为发热元件的第一冷却对象元件;出口,由引导单元所引导的外部空气经过该出口被排放至第一对象元件;支管,设置在引导单元,并设置为将在引导单元中流动的外部空气的一部分引导至作为另一发热元件的第二冷却对象元件。
支管可以包括:内侧支管,位于引导单元内部,并具有用于将在引导单元内部流动的外部空气的一部分取入的支口;外侧支管,位于引导单元外部,并设置为将经过内侧支管所取入的外部空气引导至第二对象元件。
支口可以朝向进口。
外侧支管可以具有切口,用于将经过内侧支管所取入的外部空气的一部分排放至靠近第二对象元件设置并作为发热元件的第三冷却对象元件。
根据本发明的另一实施例,提供了壳体内部具有电子部件的电子设备。该电子设备具有冷却通道,该冷却通道包括:进口,从壳体外部取入的外部空气经过该进口而流入;引导单元,设置为将经过进口而流入的外部空气引导至作为发热元件的第一冷却对象元件;出口,由引导单元所引导的外部空气经过该出口被排放至第一对象元件;支管,设置在引导单元,并设置为将在引导单元中流动的外部空气的一部分引导至作为另一发热元件的第二冷却对象元件。
根据本发明的一实施例,提供了:进口,从壳体外部取入的外部空气经过该进口而流入;引导单元,设置为将经过进口而流入的外部空气引导至作为发热元件的第一冷却对象元件;出口,由引导单元所引导的外部空气经过该出口被排放至第一对象元件;支管,设置在引导单元,并设置为将在引导单元中流动的外部空气的一部分引导至作为另一发热元件的第二冷却对象元件。
根据本发明的另一实施例,提供了一种冷却通道,包括:进口,从壳体外部取入的外部空气经过该进口而流入;引导单元,设置为将经过进口而流入的外部空气引导至作为发热元件的第一冷却对象元件;出口,由引导单元所引导的外部空气经过该出口被排放至第一对象元件;支管,设置在引导单元,并设置为将在引导单元中流动的外部空气的一部分引导至作为另一发热元件的第二冷却对象元件。
本发明允许冷却发热元件,具体讲,能实现有效地冷却壳体内部的多个发热元件。
附图说明
图1是示出本发明的一实施例的电子设备的壳体内部的结构的一部分的透视图。
图2是图1的结构所包括的冷却通道的透明视图。
图3示出图1的基板上的构造的一部分。
图4是示出本发明的一实施例的冷却通道的结构的透视图。
图5是图4的冷却通道的俯视图。
图6是图4的冷却通道的另一俯视图。
图7是图4的冷却通道的另一俯视图。
图8是图4的冷却通道的另一俯视图。
图9是图4的冷却通道的另一俯视图。
具体实施方式
图1是示出本发明的一实施例的电子设备的壳体内部的结构的一部分的透视图。基板120是印制电路板,其上安装有IC等各种电子部件,以形成电子设备的电子电路。许多电子部件是通过被驱动而发热的发热元件。生成大量热的大型IC设置有诸如散热器(heat sink)121A、散热器121B和散热器122之类的散热器,用于提高散热效率。
为了更高的冷却效率,用于排散来自大型发热元件的热的散热器121A和散热器121B设置有冷却风扇110A、冷却风扇110B和冷却通道130。为了冷却散热器121A和散热器121B,经过冷却风扇110A和冷却风扇110B从壳体外部取入的空气(外部空气)被强制穿过冷却通道130的内部。
被取入散热器121A和散热器121B的外部空气从那里带走热并从壳体的排气口(未示出)排放到外部。供给到散热器121A和散热器121B的外部空气被部分地供给到散热器122,从而冷却散热器122。
图2是图1的冷却通道130的透明视图。如图2所示,支管(将在下面描述)设置在冷却通道130。穿过冷却通道130的内部的外部空气的一部分经过支管被供给到位于冷却通道130下并安装在基板120上的散热器141A和散热器141B。
图3示出基板120上的构造的一部分。如所示,在基板120上,大型IC 151和152分别安装在散热器121A和121B下,而大型IC 153安装在散热器122下。
IC 151通过被强制穿过冷却通道130而进入散热器121A的外部空气而冷却(即由IC 151所生成的热被排散)。同样地,IC 152通过被强制穿过冷却通道130而进入散热器121B的外部空气而冷却(即由IC 152所生成的热被排散)。再同样地,IC 153通过被强制穿过冷却通道130而进入散热器122的外部空气而冷却(即由IC 153所生成的热被排散)。
此外,在基板120上,中型IC 154、155和156安装在散热器141A下,而中型IC 157、158和159安装在散热器141B下。
IC 154、155和156通过被强制穿过冷却通道130的支管而进入散热器141A的外部空气而冷却(即由IC 154、155和156所生成的热被排散)。同样地,IC 157、158和159通过被强制穿过冷却通道130的支管而进入散热器141B的外部空气而冷却(即由IC 157、158和159所生成的热被排散)。
图4是示出本发明的一实施例的冷却通道的结构的透视图。图4的冷却通道130具有两个进口(进口201A和进口201B)、两个引导单元(引导单元202A和引导单元202B)、两个出口(出口203A和出口203B)以及两个支口(支口204A和支口204B)。
进口201A是附着至图1的冷却风扇110A的开口。被冷却风扇110A取入的外部空气沿箭头211A方向被强制穿过进口201A而进入冷却通道130(引导单元202A)。引导单元202A是管,被强制穿过进口201A而进入冷却通道130的外部空气经过该管而被引导至出口203A或支口204A,即引导至靠近将被冷却的对象元件的位置(以下,“将被冷却的对象元件”只称为“对象元件”)。出口203A是一开口,经过引导单元202A而供给的外部空气从该开口被排放至对象元件。同样地,支口204A是一开口,经过引导单元202A而供给的外部空气从该开口被排放至对象元件。
也就是说,被冷却风扇110A取入的外部空气如箭头211A所示从进口201A进入引导单元202A并沿引导单元202A流动。外部空气的一部分如箭头212A所示从出口203A排放至对象元件(散热器121A),而剩余外部空气如箭头213A所示从支口204A排放至对象元件(散热器141A)。
进口201B是附着至图1的冷却风扇110B的开口。被冷却风扇110B取入的外部空气沿箭头211B方向被强制穿过进口201B而进入冷却通道130(引导单元202B)。引导单元202B是管,被强制穿过进口201B而进入冷却通道130的外部空气经过该管而被引导至出口203B或支口204B,即引导至靠近对象元件的位置。出口203B是一开口,经过引导单元202B而供给的外部空气从该开口被排放至对象元件。同样地,支口204B是一开口,经过引导单元202B而供给的外部空气从该开口被排放至对象元件。
也就是说,被冷却风扇110B取入的外部空气如箭头211B所示从进口201B进入引导单元202B并沿引导单元202B流动。外部空气的一部分如箭头212B所示从出口203B排放至对象元件(散热器121B),而剩余外部空气如箭头213B所示从支口204B排放至对象元件(散热器141B)。
在引导单元202A的内部,支口204A如图5所示朝进口201A而开口。同样地,在引导单元202B的内部,支口204B如图5所示朝进口201B开口。
图5示出从进口201A和进口201B并沿图4的箭头221的方向入视的冷却通道130。
图5中,由从左上向右下延伸的斜线所表示的区域相应于出口203A和出口203B,而由从左下向右上延伸的斜线所表示的区域相应于支口204A和支口204B。短划线表示从冷却通道130外部不可见的结构。如图5所示,支口204A和支口204B分别在引导单元202A和引导单元202B内朝向进口201A和进口201B。
图6示出沿图4的箭头222的方向入视的冷却通道130。也就是说,图6示出了冷却通道130的右侧(当从图4的进口201A和进口201B入视时)。
如图6所示,引导单元202B设置有支管230B。支管230B包括:在冷却通道130(引导单元202B)内部的内侧支管231B;在冷却通道130外部的外侧支管232B。内侧支管231B是管,在引导单元202B内部流动的外部空气经过该管被部分地取入。引导单元202B中的支口204B是内侧支管231B的开口。由内侧支管231B所引导的外部空气进一步被外侧支管232B引导至对象元件。
沿箭头241方向在引导单元202B内部流动的外部空气如箭头242所示部分地从出口203B排出,供给到散热器121B,并冷却散热器121B。同时,沿箭头241方向在引导单元202B内部流动的外部空气如箭头243所示部分地流入支口204B。如箭头244所示,流入支口204B的外部空气通过内侧支管231B转向图示的下方。然后,如箭头245所示,外部空气从外侧支管232B经过分支出口233B排出,供给到散热器141B,并冷却散热器141B。
引导单元202A设置有等同于支管230B的支管230A(将在下面描述)。
图7示出沿图4的箭头223的方向入视的冷却通道130。也就是说,图7示出了冷却通道130的左侧(当从图4的进口201A和进口201B入视时)。
如图7所示,支管230A包括:在冷却通道130(引导单元202A)内部的内侧支管231A;在冷却通道130外部的外侧支管232A。内侧支管231A是管,在引导单元202A内部流动的外部空气经过该管被部分地取入。引导单元202A中的支口204A是内侧支管231A的开口。由内侧支管231A所引导的外部空气进一步被外侧支管232A引导至对象元件。
如箭头261所示,流入支口204A的外部空气通过内侧支管231A转向图示的下方。然后,如箭头262所示,外部空气从外侧支管232A经过分支出口233A排出,供给到散热器141A,并冷却散热器141A。
外侧支管232A具有切口251A。如箭头263所示,穿过支管230A的外部空气部分地从切口251A渗出,并供给到靠近散热器141A的发热元件(电子部件),即靠近散热器141A的电子部件被冷却。
如图8所示,支管230B的外侧支管232B具有等同于外侧支管232A的切口251A的切口251B。
图8示出从上侧并沿图4的箭头224的方向入视的冷却通道130。
如图8所示,引导单元202A设置有支口204A,而外侧支管232A设置有切口251A。同样地,引导单元202B设置有支口204B,而外侧支管232B设置有切口251B。切口251B允许外部空气被供给到安装在基板120上支管230A和支管230B之间的电子部件,以便这些电子部件被外部空气冷却。
图9示出从出口203A和出口203B并沿图4的箭头225的方向入视的冷却通道130。
如图9所示,内侧支管231A和内侧支管231B分别部分地占据引导单元202A和引导单元202B的内部。因此,被取入冷却通道130中的外部空气至少部分地供给到出口203A和出口203B。
如上所述,本发明的一实施例的冷却通道130不但设置有出口,而且在相应引导单元还设置有支管。因此,冷却通道130允许外部空气同时供给到多个电子部件(发热元件),因此冷却效率能被提高。同时,由于包括冷却风扇和冷却通道的冷却系统的尺寸没有被不必要地增加,所以能提供小型化的电子设备壳体。
如上所述,每个支管包括在引导单元内部的内侧支管和在引导单元外部的外侧支管。内侧支管部分地占据引导单元的内部,并具有向进口开口的支口。因此,流过引导单元的内部的外部空气的一部分能被可靠地取入内侧支管并被引导至外侧支管。经过引导单元取入的外部空气被引导单元外部的外侧支管整流,并被引导至对象元件。从而,能有效地冷却对象元件。
外侧支管可以朝分支出口展开。使用这种结构,冷却通道130允许从分支出口排出的外部空气被进一步供给到对象元件周围的元件(即能冷却对象元件周围的元件)。
如上所述,外侧支管具有切口,外部空气经过该切口被供给到靠近对象元件布置的元件(即能冷却靠近对象元件布置的元件)。切口的位置、尺寸、数量和形状可任选。
虽然在以上讨论中冷却通道130具有两个进口、两个引导单元、两个出口和两个支管,但是这些部件各自的数量可任选。只要在引导单元内部流动的外部空气能被部分地取入,支管和支口可以为任意尺寸、形状和数量。例如,一个引导单元可以具有多个支管。支管的位置通过基板120上的电子部件的配置而确定。换言之,支管可以设置在引导单元的任意位置。例如,当一个引导单元具有多个支管时,支管可以沿、横跨或斜跨外部空气的流动方向而布置。
本发明的实施例并不局限于上述实施例,不背离本发明的范围可以进行各种修改。
本发明包含2008年1月23日在日本专利局提交的日本专利申请JP2008-012147涉及的主题,其全部内容通过引用并入此文。
Claims (5)
1、一种用外部空气冷却壳体内部的发热元件的冷却通道,所述冷却通道包括:
进口,从所述壳体外部取入的所述外部空气经过所述进口流入;
引导单元,设置为将经过所述进口而流入的所述外部空气引导至作为发热元件的第一冷却对象元件;
出口,由所述引导单元所引导的所述外部空气经过所述出口排放至所述第一对象元件;和
支管,设置在所述引导单元,并设置为将在所述引导单元中流动的所述外部空气的一部分引导至作为另一发热元件的第二冷却对象元件。
2、如权利要求1所述的冷却通道,其中所述支管包括:
内侧支管,位于所述引导单元内部,并具有用于将在所述引导单元内部流动的所述外部空气的一部分取入的支口;和
外侧支管,位于所述引导单元外部,并设置为将经过所述内侧支管所取入的所述外部空气引导至所述第二对象元件。
3、如权利要求2所述的冷却通道,其中:所述支口朝向所述进口。
4、如权利要求2所述的冷却通道,其中:所述外侧支管具有切口,用于将经过所述内侧支管所取入的所述外部空气的一部分排放至靠近所述第二对象元件设置并作为发热元件的第三冷却对象元件。
5、一种在壳体内部具有电子部件的电子设备,所述电子设备包括冷却通道,所述冷却通道包括:
进口,从所述壳体外部取入的外部空气经过所述进口流入;
引导单元,设置为将经过所述进口而流入的所述外部空气引导至作为发热元件的第一冷却对象元件;
出口,由所述引导单元所引导的所述外部空气经过所述出口排放至所述第一对象元件;和
支管,设置在所述引导单元,并设置为将在所述引导单元中流动的所述外部空气的一部分引导至作为另一发热元件的第二冷却对象元件。
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