CN102758801B - 阻风装置 - Google Patents

Abstract

一种设置于一风扇阵列之中的阻风装置。其中，该风扇阵列包括至少两个风扇，用以产生一顺向气流，并在该风扇阵列中一风扇失效时产生一逆向气流。该阻风装置包括：一本体、一第一活动球以及一薄膜。其中该本体包括一环形管，以及至少一逆向气流进气孔；该第一活动球，位于该环形管内；该薄膜具有一第一端、一第二端及一第三端，其中该第一端连接至该第一活动球。其中，该至少一逆向气流进气孔用以让该逆向气流灌入该环形管中以驱使该第一活动球以该第二端为轴心而沿该环形管往远离该第三端的方向滑动，进而扩张该薄膜以阻碍该逆向气流。本发明所提供的阻风装置能够充分利用该逆向气流所产生的驱动力而轻易解决风扇失效所导致的散热问题。

Description

阻风装置

技术领域

本发明涉及一种风扇散热技术，特别涉及一种利用一阻风装置防止风扇阵列因失效而产生逆向气流的技术。

背景技术

图1为公知的服务器散热架构。该服务器100中包括多个电子元件，例如中央处理器等，皆为散发热量的热源110。为了控制该服务器的温度，服务器通常具有一排风扇阵列120，而其中的多个风扇121、122及123可用来产生吹往热源的顺向气流，借以适当地排除热源所散发的热量。

然而，在实际运作上，风扇阵列中的各个风扇皆可能会因为各种因素失效而停止运转，导致服务器在散热方面出现问题，进而妨碍服务器正常运作。

图2说明服务器中风扇阵列中风扇失效所导致的散热问题。比较图1及图2，其中图1表示当服务器散热架构正常运作时所产生的顺向气流Ff，而图2则表示风扇阵列120当中一风扇122失效时所产生的逆向气流Fr。当风扇阵列120中的风扇122失效时，正常运作的风扇121及123与高流阻物件会影响气压分布，进而迫使风扇121及123送出的气流不断地往失效的风扇122回流而形成如图所示的逆向气流Fr。其中，上述逆向气流Fr将会造成热源110所产生的热量无法排除而蓄积于服务器110之中。

因此，需要一种新的装置，能够有效解决风扇失效所导致的散热问题。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种阻风装置，设置于一风扇阵列之中。其中该风扇阵列包括至少两个风扇，用以产生一顺向气流，并在该风扇阵列中一风扇失效时产生一逆向气流。该阻风装置包括：一本体、一第一活动球以及一薄膜。该本体包括：一环形管以及至少一逆向气流进气孔。该第一活动球位于该环形管内。该薄膜具有一第一端、一第二端及一第三端，其中该第一端连接至该第一活动球。其中，该至少一逆向气流进气孔用以让该逆向气流灌入该环形管中以驱使该第一活动球以该第二端为轴心而沿该环形管往远离该第三端的方向滑动，进而扩张该薄膜以阻碍该逆向气流。

本发明另提供一种风扇模块，包括：一风扇阵列以及一阻风装置。其中该风扇阵列包括至少两个风扇，用以产生一顺向气流，并在该风扇阵列中一风扇失效时产生一逆向气流。该阻风装置设置于该风扇阵列之中，包括：一本体、一第一活动球以及一薄膜。其中该本体包括一环形管以及至少一逆向气流进气孔。该第一活动球位于该环形管内。该薄膜具有一第一端、一第二端及一第三端，其中该第一端连接至该第一活动球。其中，该至少一逆向气流进气孔用以让该逆向气流灌入该环形管中以驱使该第一活动球以该第二端为轴心而沿该环形管往远离该第三端的方向滑动，进而扩张该薄膜以阻碍该逆向气流。

本发明所提供的阻风装置能够充分利用该逆向气流所产生的驱动力而轻易解决风扇失效所导致的散热问题。

附图说明

图1为公知的服务器散热架构。

图2说明服务器中风扇阵列中风扇失效所导致的散热问题。

图3A为本发明最佳实施例的阻风装置的正视图。

图3B为本发明最佳实施例的阻风装置的侧视图。

图3C为本发明最佳实施例的阻风装置的后视图。

图4A为本实施例中的阻风装置在逆向气流发生时的正视图。

图4B为本实施例中的阻风装置在逆向气流发生时的侧视图。

图4C为本实施例中的阻风装置在逆向气流发生时的后视图。

图5A为本实施例中的阻风装置在逆向气流最强时的正视图。

图5B为本实施例中的阻风装置在逆向气流最强时的侧视图。

图5C为本实施例中的阻风装置在逆向气流最强时的后视图。

图6A为本实施例中的阻风装置在逆向气流改变成顺向气流时的正视图。

图6B为本实施例中的阻风装置在逆向气流改变成顺向气流时的侧视图。

图6C为本实施例中的阻风装置在逆向气流改变成顺向气流时的后视图。

图7A为本实施例中的阻风装置在顺向气流最强时的正视图。

图7B为本实施例中的阻风装置在顺向气流最强时的侧视图。

图7C为本实施例中的阻风装置在顺向气流最强时的后视图。

图8A为本发明另一实施例的阻风装置的正视图。

图8B为本发明另一实施例的阻风装置的正视图。

并且，上述附图中的附图标记说明如下：

100～服务器；110～热源；

120～风扇阵列；121、122、123～风扇；

300～阻风装置；310～本体；

312～环形管；

314～逆向气流进气支管；

316～顺向气流进气支管；

322～逆向气流进气孔；

324～顺向气流进气孔；

340～第一活动球；350～第二活动球；

355～活动球；360～薄膜；

370～实体；

380～第一活动球限制器；

390～第二活动球限制器。

具体实施方式

下文为介绍本发明的最佳实施例。各实施例用以说明本发明的原理，但非用以限制本发明。本发明的范围当以随附的权利要求项为准。

虽然公知技术中的逆向气流为造成热量蓄积的原因，但本发明所提供的阻风装置却能够充分利用该逆向气流所产生的驱动力而轻易解决前述散热问题。值得注意的是，虽然本发明的阻风装置主要应用于各种散热风扇，但风扇的功用不必以散热用途为限，任何需要防止逆向气流发生于风扇的场合皆可应用本发明。下文将以一最佳实施例介绍本发明阻风装置的详细结构。

图3A、图3B及图3C分别为本发明最佳实施例的阻风装置300的正视图、侧视图及后视图。以图1及图2的风扇阵列120为例，其中各个风扇121～123会在正常运转时产生一顺向气流，并在其中一风扇(例如122)失效时产生一逆向气流。本发明的阻风装置300即可设置于此风扇阵列120之中，以达到阻止该逆向气流回流的目的。更明确地说，本发明的阻风装置300可如图3B所示，设置于图1的风扇阵列120中任一风扇(例如122)的前方(即顺向气流的出风侧)。然而，在其他实施例中，基于相同的工作原理，本发明的阻风装置300也可设置于风扇的后方(即顺向气流的进风侧)。此外，本发明的阻风装置300可紧贴于风扇，或与风扇间隔一适当距离。为方便说明，前述的顺向气流以穿入图3C(后视图)纸面的方向流入本发明的阻风装置300，并以穿出图3A(正视图)纸面的方向流出该阻风装置300。

在此最佳实施例中，如图3A～3C所示，本发明的阻风装置300包括一本体310、两第一活动球340与两第二活动球350，以及两薄膜360。该本体310包括一环形管312、两逆向气流进气支管314，以及两顺向气流进气支管316。其中，各个逆向气流进气支管314的前方分别具有一逆向气流进气孔322(仅可见于图3A)；而各个顺向气流进气支管316的后方则分别具有一顺向气流进气孔324(仅可见于图3C)。由于此实施例中的阻风装置300具有对称的结构，因此读者可就左半侧或右半侧的结构理解本发明。

本发明的环形管312围绕成一封闭形状(例如图3A及图3C所示的圆形)的一中空圆管，而该第一活动球340及第二活动球350可活动于该环形管312之中。值得注意的是，此处的「环形」并不限定此封闭形状必须为圆形。在本发明中，环形管312外型为圆形的目的为了配合一般风扇的形状，并使其中的第一活动球340及第二活动球350能够更顺利地活动于环形管中。然而，在其他实施例中，本发明的环形管312也可为其他多边形。此外，在此最佳实施例中，环形管312所围绕的圆形区域的内径可等于或略大于风扇的外径，以减少其对风扇正常运转所产生的顺向气流的阻碍。然而，在其他实施例中，环形管312的尺寸不必以上述实施例为限。

本发明的第一活动球340及第二活动球350由轻质材料，如：塑胶，所构成的小型球体，可活动于环形管312之中。在此实施例中，环形管312的管径设计成略大于该第一活动球340及第二活动球350的球径，借以减低环形管312的管壁对该第一活动球340及第二活动球350的摩擦力，以利该第一活动球340及第二活动球350在该环形管312内自由运动。

本发明的逆向气流进气支管314在图3A与图3C中的A处与上述环形管312连通；而顺向气流进气支管316则在图3A与图3C中的B处与上述环形管312连通。该逆向气流进气孔322位于该逆向气流进气支管314的前方(即面迎逆向气流的一侧)，目的在使逆向气流顺利流入环形管312之中；而该顺向气流进气孔324，位于该顺向气流进气支管316的后方(即面迎顺向气流的一侧)，目的在使顺向气流顺利流入环形管312之中。值得注意的是，在此实施例中，逆向气流进气支管314与顺向气流进气支管316交叉处受一实体370阻隔而彼此不相连通。此外，该第一活动球340与第二活动球350也部分阻隔了该逆向气流进气孔322与该顺向气流进气孔324间的气流流通。值得注意的是，虽然图3A及图3C的实施例中逆向气流进气支管314水平设置的长直圆管，而顺向气流进气支管316垂直设置的长直圆管，且长度皆略短于环气管310所围圆形区域的半径，然而，在其他实施例中，该逆向气流进气支管314与顺向气流进气支管316不限于特定形状及长度，举例而言，进气支管314及316也可为弯曲圆管，或者为较本实施例短的圆管(一端与环形管312相通，但另一端必须封闭)。在某些特殊的实施例中，左右两侧的逆向气流进气支管314甚至可连接成一体而以其左右两端与环形管310相通，而上下两侧的顺向气流进气支管316也可连接成一体而以其上下两端与环形管310相通，但须注意到，此形态之逆向气流进气支管314与顺向气流进气支管316彼此仍不得直接连通。举例而言，在一实施例中，两进气支管314及316不以图3A及图3B中实体370做为阻隔，但会在原实体370所在位置上彼此绕开而处于不同平面上。此外，该逆向气流进气支管314与顺向气流进气支管316不必限定何者必须水平或垂直设置，并且，彼此可以各种角度交叉，并以各种角度与环形管312连通。再者，该逆向气流进气支管314与该顺向气流进气支管316的管径也不须与环形管312的管径相同。在一较佳实施例中，该逆向气流进气孔322与该顺向气流进气孔324的管径不宜过大，以免遮蔽风扇正常运作时顺向气流的流通。

本发明的薄膜360由质轻且坚固的材质，如：塑胶，所制成，其可如同折扇般收合及张开。该薄膜360至少具有三个端点，在此最佳实施例中，其以第一端连接至该第一活动球340；以第二端连接至一固定位置，例如实体370所在位置；并以第三端则连接至该第二活动球350。值得注意的是，在此最佳实施例中，薄膜360可张开成弧度由0度到180度的扇形。然而，在其他实施例中，薄膜360也可张开成其他形状，例如三角形。

图4A、图4B及图4C分别为本实施例中的阻风装置300在逆向气流发生时的正视图、侧视图及后视图。当风扇阵列(如120)中一风扇失效时，所产生逆向气流会以穿入图3A(正视图)纸面的方向流入本发明的阻风装置300，并以穿出图3C(后视图)纸面的方向流出该阻风装置300。同一时间，该逆向气流也由该逆向气流进气孔322灌入该逆向气流进气支管314，最后灌入环形管312中，而在该第一活动球340与第二活动球350所夹弧(340-A-350)上的区域形成正压；此外，该逆向气流也会通过该顺向气流进气孔324，对环形管312中左右两第一活动球340所夹弧(340-B-340)上的区域以及左右两第二活动球350所夹弧(350-B-350)上的区域形成负压。在正压与负压的作用下，本发明的第一活动球340即以该薄膜360的第二端(实体370的所在)为轴心，沿该环形管312往远离该薄膜360第三端(即第二活动球350)的方向滑动；同样的，本发明的第二活动球350也以该薄膜360的第二端(实体370的所在)为轴心，而沿该环形管312往远离该薄膜360第一端(即第一活动球340)的方向滑动。之后，本发明的各个薄膜360会因第一活动球340及第二活动球350两者的相对运动而扩张成一扇形，并随着逆向气流增强而逐渐扩张成如图5A、图5B及图5C(图5A、图5B及图5C分别为本实施例中的阻风装置300在逆向气流最强时的正视图、侧视图及后视图)所示半圆形，最终达到阻碍逆向气流往流入风扇的方向流动的目的。值得注意的是，如前文所述，薄膜360不限定为特定形状，虽然在此最佳实施例中，薄膜360为扇形且最后完全展开至遮蔽整个风扇，但在其他实施例中，只要薄膜360能够适度张开，就算未能完全遮蔽风扇，也可达到阻碍逆向气流的效果。

本发明不仅可在逆向气流发生时阻碍其流动，也可在风扇正常运转时导通顺向气流。图6A、图6B及图6C分别为本实施例中的阻风装置300在逆向气流改变成顺向气流时的正视图、侧视图及后视图。当逆向气流改变成顺向气流时，所产生顺向气流再以穿入图3C(后视图)纸面的方向流入本发明的阻风装置300，并以穿出图3A(正视图)纸面的方向流出该阻风装置300。同一时间，该顺向气流也由该顺向气流进气孔324灌入该顺向气流进气支管316，最后灌入环形管312中，并对环形管312中左右两第一活动球340所夹弧(340-B-340)上的区域、以及左右两第二活动球350所夹弧(350-B-350)上的区域形成正压；此外，该顺向气流也会通过该逆向气流进气孔324，对环形管312中该第一活动球340与该第二活动球350所夹弧(340-A-350)上的区域形成负压。在正压与负压的作用下，本发明的第一活动球340即以该薄膜360的第二端(实体370的所在)为轴心，而沿该环形管312往靠近该薄膜360第三端(即第二活动球350)的方向滑动；同样的，本发明的第二活动球350也以该薄膜360的第二端(实体370的所在)为轴心，而沿该环形管312往靠近该薄膜360第一端(即第一活动球340)的方向滑动。之后，本发明的各个薄膜360会因该第一活动球340及该第二活动球350两者的相对运动而由半圆形收合成扇形，并如图7A、图7B及图7C(图7A、图7B及图7C分别为本实施例中的阻风装置300在顺向气流最强时的正视图、侧视图及后视图)所示，随着顺向气流增强而逐渐将收合在该逆向气流进气支管314的两侧，最终达到导通顺向气流的目的。

从前文可知，依据本发明的精神，只要能够在第一活动球340或第二活动球350的两侧形成不同的气压，则本发明的薄膜360即可因该第一活动球340与第二活动球350的相对运动而扩张或收合，达到阻隔或导通气流的目的。因此，虽然在本发明最佳实施例中，为了达到较高的效率，其逆向气流进气孔322与顺向气流进气孔324分别开孔于逆向气流进气支管314及顺向气流进气支管316之上，但其他实施例不必以此为限。举例而言，在某些实施例中，本体310可以仅具有环形管312而不具逆向气流进气支管314及顺向气流进气支管316。此时，逆向气流进气孔322与顺向气流进气孔324可开孔于环形管310上任何能够使逆向气流进气孔322与顺向气流进气孔324间隔一活动球(340或350)的位置(目的在利用该活动球阻隔两进气孔322与324间的气流)，例如分别在图3A的A处及B处。值得注意的是，只要符合前述原则，本发明的逆向气流进气孔322与顺向气流进气孔324的数目、形状、尺寸也不必以前述实施例为限。

在一更佳实施例中，为了使本发明的第一活动球340与第二活动球350能在环形管中适当的区域中运动，本发明的阻风装置300还包括第一活动球限制器380及第二活动球限制器390。若一实施例中的逆向气流进气孔322开孔于逆向气流进气管314之上时，本发明的第一活动球限制器380可用以限制该第一活动球340，使其活动于不阻挡该逆向气流进气支管314与该环形管312连通处，如图3A所示的位置A，以避免第一活动球340妨碍逆向气流由逆向气流进气支管314进入环形管312中；若在一实施例中，其逆向气流进气孔322开孔于环形管312上时，则本发明的第一活动球限制器380可用以限制该第一活动球340而使其活动于不阻挡该逆向气流进气孔的位置。同理，若一实施例中的顺向气流进气孔324开孔于顺向气流进气管316之上时，本发明的第二活动球限制器390可用以限制该第二活动球350，使其活动于不阻挡该顺向气流进气支管316与该环形管312连通处，如图3A所示的位置B，以避免第一活动球350妨碍顺向气流由顺向气流进气支管316进入环形管312中；若在一实施例中，其顺向气流进气孔324开孔于环形管312上时，则本发明的第二活动球限制器390可用以限制该第二活动球350而使其活动于不阻挡该顺向气流进气孔的位置。在此最佳实施例中，第一活动球限制器380及第二活动球限制器390为环形管312中收缩的管壁，或管壁内的突起，具有略小于活动球球径的内径以限制活动球的运动。并且，第一活动球限制器380及第二活动球限制器390可分别设置于环形管上开隔90度的位置，以使第一活动球340及第二活动球350有最大的运动范围，进而使薄膜360得以扩张至最大并收合至最小。

尽管在前述实施例中，薄膜360的三个端点分别为一端固定(位于实体370处的第二端)而两端(连于第一活动球340的第一端及连于第二活动球350的第三端)可活动，但在其他实施例中，薄膜360至少有一端可活动即可，此时，其他两端可固定，或皆连接至活动球而活动。图8A为本发明另一实施例的阻风装置的正视图。在此实施例中，当薄膜360仅一端(第一端)可活动而其他两端为固定时，其第二端可位于环形管312所围绕的圆形区域内的任何位置(例如图中的实体370所在的位置)，以做为该第一端沿环形管旋转的轴心，而第三端则可固定于空间中的任何位置，例如固定于环形管312中(实体372所在位置)。图8B为本发明另一实施例的阻风装置的正视图。在图8B的实施例中，当薄膜360三端皆可活动时，第一端与第三端如前述连接至第一活动球340及第二活动球350，而第二端则可为位于环形管312中的另一活动球355，但被其他限制器(图未示)限制活动在相对活动球340及350的运动范围而言较小的区域(即相对不动)，以做为该第一端及该第三端沿环形管旋转的轴心。

前文已详述本发明的阻风装置300。除了该阻风装置300，本发明另提供一风扇模块。请参照图3B，本发明的风扇模块整合了如图1所示的风扇阵列120以及前述实施例中的阻风装置300。本发明风扇阵列包括至少两个风扇，用以产生一顺向气流以替一热源(如图1的热源110)散热，并在该风扇阵列中一风扇(例如风扇122)失效时产生一逆向气流。如同前述实施例中，本发明的风扇模块中的阻风装置(以图3A的阻风装置300为例)设置于该风扇阵列120中一风扇的进风侧或出风侧，包括：一本体310、一第一活动球340，以及一薄膜360。其中该本体310至少包括一环形管312，在某些实施例中还包括一逆向气流进气支管314及/或顺向气流进气支管316。本体310上包括至少一逆向气流进气孔322，开孔于本体310上面迎逆向气流的一侧；以及至少一顺向气流进气孔324，开孔于本体310上面迎顺向气流的一侧。该第一活动球340位于该环形管312内；而该薄膜360具有一第一端、一第二端及一第三端，并以该第一端连接至该第一活动球340。其中，该第三端可位于一固定位置(如图8A所示)，或者连接至位于环形管312中的一第二活动球350，而该第二端可位于另一固定位置，或者连接至位于环形管312中的另一活动球(如图8B所示)。前述的逆向气流进气孔314用以让该逆向气流灌入该环形管312中以驱使该第一活动球340以该第二端为轴心而沿该环形管312往远离该第三端的方向滑动，进而扩张该薄膜360以阻碍该逆向气流；而前述的顺向气流进气孔324用以让顺向气流灌入该环形管312中以驱使该第一活动球340以该第二端为轴心而沿该环形管312往靠近该第三端的方向滑动，进而收合该薄膜360以导通该顺向气流。由于前文已通过图3A～8B详述本发明的阻风装置可变化的多种形态，本领域普通技术人员可参照前文了解本发明的风扇模块的各种可能的实施样态，因此，本文不再对风扇模块的其他实施例进行赘述。

本发明虽以优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视随附的权利要求所界定的范围为准。

Claims (11)

1.一种阻风装置，设置于一风扇阵列之中；其中该风扇阵列包括至少两个风扇，用以产生一顺向气流，并在该风扇阵列中一风扇失效时产生一逆向气流；该阻风装置包括：

一本体，包括一环形管；以及至少一逆向气流进气孔；

一第一活动球，位于该环形管内；以及

一薄膜，具有一第一端、一第二端及一第三端，其中该第一端连接至该第一活动球；

其中，所述至少一逆向气流进气孔用以让该逆向气流灌入该环形管中以驱使该第一活动球以该第二端为轴心而沿该环形管往远离该第三端的方向滑动，进而扩张该薄膜以阻碍该逆向气流。

2.如权利要求1所述的阻风装置，其中该本体还包括至少一顺向气流进气孔，用以让顺向气流灌入该环形管中以驱使该第一活动球以该第二端为轴心而沿该环形管往靠近该第三端的方向滑动，进而收合该薄膜以导通该顺向气流。

3.如权利要求1所述的阻风装置，其中该本体还包括至少一逆向气流进气支管，其以至少一端与该环形管连通。

4.如权利要求3所述的阻风装置，其中所述至少一逆向气流进气孔设置并开孔于该环形管或该逆向气流进气支管的面迎逆向气流的一侧。

5.如权利要求2所述的阻风装置，其中该本体还包括至少一顺向气流进气支管，其以至少一端与该环形管连通。

6.如权利要求5所述的阻风装置，其中所述至少一顺向气流进气孔设置并开孔于该环形管或该顺向气流进气支管的面迎顺向气流的一侧。

7.如权利要求1所述的阻风装置，其中该薄膜的该第二端连接至一固定位置。

8.如权利要求7所述的阻风装置，其中该固定位置位于该环形管所围绕的区域之内。

9.如权利要求2所述的阻风装置，还包括一第二活动球，位于该环形管内，其中该薄膜的该第三端连接至该第二活动球，而该第二活动球在该逆向气流灌入该环形管时，以该第二端为轴心而沿该环形管往远离该第一端的方向滑动；并在该顺向气流灌入该环形管时，以该第二端为轴心而沿该环形管往靠近该第一端的方向滑动。

10.如权利要求9所述的阻风装置，还包括一第一活动球限制器，用以限制该第一活动球活动于不阻挡该逆向气流进入该环形管的位置，以及用以限制该第二活动球活动于不阻挡该逆向气流进入该环形管的位置。

11.如权利要求10所述的阻风装置，还包括一第二活动球限制器，用以限制该第一活动球活动于不阻挡该顺向气流进入该环形管的位置，以及用以限制该第二活动球活动于不阻挡该顺向气流进入该环形管的位置。