CN104049700A - 可改变气流方向的流道调变装置及其相关散热系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可改变气流方向的流道调变装置及其相关散热系统，该流道调变装置包含有一承载槽结构、一穿孔结构、一导流挡板以及一集流罩。该承载槽结构用以容置一电子元件。该承载槽结构包含有一第一结构层与一第二结构层，且该第二结构层具有一开口。该穿孔结构形成于该第一结构层的一侧壁。该导流挡板设置于该第二结构层的开口的旁侧。该集流罩设置于该第一结构层旁以覆盖该穿孔结构。该集流罩的一出风口的指向实质相异于该第二结构层的开口的指向。流道调变装置的集流罩可用来反转由承载槽结构排出的气流的方向，使其不但不会牵制主控制器的排热气流，反而更能将两股气流相互合并为同一流向，进一步提高散热系统的散热效能。

Description

可改变气流方向的流道调变装置及其相关散热系统
技术领域
本发明提供一种流道调变装置及其相关散热系统，尤指一种可将数个电子元件的废热排除方向调为一致的流道调变装置及其相关散热系统。
背景技术
传统的机架型服务器与刀锋型服务器的内部设置有图形处理器和主控制器，主控制器的连接接口通常设置在服务器壳体非面对使用者的一端面，以使得壳体外观更简洁。图形处理器的连接接口需提供使用者插拔连接器，故设置在服务器壳体面对使用者的另一端面。随着科技的进步，图形处理器的效能不断提升，以应付现今高解析度及立体画面的图形处理需求，因此图形处理器通常配置一个主动式散热器，用来快速排除图形处理器的废热，以提高图形处理器的运算效能。然而，具有主动式散热器的图形处理器将废热由服务器壳体面对使用者的端面排出，主控制器则将废热由服务器壳体非面对使用者的端面排出，故图形处理器的散热流场方向相异于主控制器散热流场方向，两个反向的流场冲突会导致双方散热效率皆大幅下降，而造成能源的浪费。因此，如何设计出一种可用来将两电子元件的废热排除方向调整为一致的流道调变装置，便为相关机构产业的重点发展目标。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种可将数个电子元件的废热排除方向调为一致的流道调变装置及其相关散热系统，以解决上述问题。
本发明的技术解决方案为提供一种可改变气流方向的流道调变装置，其包含有一承载槽结构、一穿孔结构、一导流挡板以及一集流罩。该承载槽结构用以容置一电子元件。该承载槽结构包含有一第一结构层与一第二结构层，且该第二结构层具有一开口。该穿孔结构形成于该第一结构层的一侧壁。该导流挡板设置于该第二结构层的开口的旁侧。该集流罩设置于该第一结构层旁以覆盖该穿孔结构。该集流罩的一出风口的指向实质相异于该第二结构层的开口的指向。
如上所述的流道调变装置，其中，所述第一结构层以上下叠加方式连通该第二结构层。
如上所述的流道调变装置，其中，所述导流挡板和集流罩彼此气密隔绝，气流经由该承载槽结构始可自该导流挡板流往该集流罩。
如上所述的流道调变装置，其中，所述集流罩的一宽度实质大于该承载槽结构的一宽度。
如上所述的流道调变装置，其中，所述集流罩的一端或两端突出该承载槽结构的外缘。
如上所述的流道调变装置，其中，所述导流挡板包含有至少一斜导部，设置于该第二结构层的一开口的旁侧。
如上所述的流道调变装置，其中，所述电子元件为具有主动式散热器的发热元件。
本发明还提出一种散热系统，其包含有一壳体以及一流道调变装置。该壳体具有一第一区域和一第二区域，且该流道调变装置设置在该壳体的第一区域。该流道调变装置包含有一承载槽结构、一穿孔结构、一导流挡板以及一集流罩。该承载槽结构用以容置一电子元件。该承载槽结构包含有一第一结构层与一第二结构层，且该第二结构层具有一开口。该穿孔结构形成于该第一结构层的一侧壁。该导流挡板设置于该第二结构层的开口的旁侧。该集流罩设置于该第一结构层旁以覆盖该穿孔结构。该集流罩的一出风口的指向朝向该第二区域，且实质相异于该第二结构层的开口的指向。
如上所述的散热系统，其中，所述承载槽结构气密地隔绝该壳体的第一区域与第二区域。
如上所述的散热系统，其中，所述导流挡板与集流罩的组合气密地隔绝该承载槽结构与该壳体。
如上所述的散热系统，其中，所述电子元件所散逸的热量沿着一第一方向通过该穿孔结构流出该承载槽结构，并利用该集流罩进行转向，以沿着相异该第一方向的一第二方向经由该第二区域流出该壳体。
如上所述的散热系统，其中，所述主动式散热器驱动气流沿着该导流挡板流入该承载槽结构，该气流通过该穿孔结构从该承载槽结构流入该集流罩，并利用该集流罩进行转向经由该第二区域流出该壳体。
本发明提供一种流道调变装置，其利用导流挡板与集流罩气密地隔绝承载槽结构和壳体，即便电子元件与主控制器的连接端口分别朝向壳体的不同端面，本发明仍可使设置在承载槽结构内的电子元件和设置在壳体的第二区域的主控制器(另一电子元件)所产生的废热气流不会逆向冲突。接着，流道调变装置的集流罩可用来反转由承载槽结构排出的气流的方向，使其不但不会牵制主控制器的排热气流，反而更能将两股气流相互合并为同一流向，进一步提高散热系统的散热效能。
此外，本发明的流道调变装置还利用导流挡板和集流罩的气密隔绝组合将外部气流(冷风)与通过电子元件的结构体的气流(热风)分置，可有效避免废热回流而降低散热系统的散热效能。相较于现有技术，本发明的流道调变装置及其相关散热系统可解决现有装置因逆向流场所导致散热效能不佳的缺点，本发明可同时增进内流场(电子元件)及外流场(主控制器)的散热效能，因此，适于广泛应用在机架型服务器与刀锋型服务器，以提升相关电路板卡，如PCI-E卡的支持度。
附图说明
图1为本发明实施例的散热系统的示意图。
图2为本发明实施例的流道调变装置于另一视角的示意图。
图3为本发明实施例的流道调变装置于另一视角的组合结构图。
图4与图5分别为本发明不同实施例的导流挡板的示意图。
图6为本发明实施例的散热系统的气流走向的示意图。
符号说明：
10      散热系统          12      壳体
121     散热孔            14      流道调变装置
16      第一区域          18      第二区域
20      主控制器          22      电子元件
221     主动式散热器      24      承载槽结构
26      穿孔结构          28      导流挡板
30      集流罩            301     出风口
32      第一结构层        34      第二结构层
36      开口              38      斜导部
38’    斜导部            38”    斜导部
D1      第一方向          D2      第二方向
W1      宽度              W2      宽度
具体实施方式
请参阅图1，图1为本发明实施例的一散热系统10的示意图。散热系统10包含有一壳体12以及一流道调变装置14。壳体12可区分为一第一区域16和一第二区域18。流道调变装置14设置在第一区域16内，第二区域18则可设置系统的主控制器20。流道调变装置14可承载一电子元件22，例如具有主动式散热器的发热元件。电子元件22的废热可沿着一第一方向D1排出第一区域16，并利用流道调变装置14将带有废热的气流转向，使得电子元件22的废热可自第一区域16回向流往第二区域18，并随着主控制器20所产生的热量一起沿着相异第一方向D1的第二方向D2经由散热孔121排出壳体12外，以达到较佳的散热效果。
请参阅图1至图3，图2为本发明实施例的流道调变装置14于另一视角的示意图，图3为本发明实施例的流道调变装置14于另一视角的组合结构图。流道调变装置14包含有一承载槽结构24、一穿孔结构26、一导流挡板28以及一集流罩30。承载槽结构24包含一第一结构层32与一第二结构层34，且第一结构层32以上下叠加方式连通第二结构层34。电子元件22可设置于承载槽结构24的第一结构层32内，且电子元件22的主动式散热器221面向第二结构层34，以吸取外部气流。第二结构层34具有一开口36，外部气流经由开口36进入承载槽结构24内。
值得一提的是，承载槽结构24可气密地隔绝壳体12的第一区域16及第二区域18，因此电子元件22所产生的废热无法从第一区域16直接跨过槽体传递到第二区域18。带有废热的气流需凭借集流罩30的导引由承载槽结构24的外部流往第二区域18，如此才可将电子元件22的散热流场方向调校为顺向于主控制器20的散热流场方向。
穿孔结构26形成于第一结构层32的侧壁，使流道调变装置14的内部气流可经由穿孔结构26流出承载槽结构24。导流挡板28设置在第二结构层34的开口36的旁侧。导流挡板28用来增大开口36的角度，以引导大量的气流经由开口36进入承载糟结构24。一般来说，导流挡板28较佳地可包含至少一斜导部38，其设置于开口36旁。斜导部38可顺向导引外部气流加速加量地进入承载槽结构24，藉此于短时间内创造较大的气流量来提高散热系统10的热交换效率。
集流罩30设置在第一结构层32旁，并覆盖穿孔结构26。集流罩30的出风口301的指向(实质等于第二方向D2）指往第二区域18，且出风口301的指向相异于第二结构层34的开口36的指向(实质等于第一方向D1).于此实施例中，导流挡板28与集流罩30将承载槽结构24和壳体12间的空隙填满，以防止气流由导流挡板28及集流罩30以外的途径在承载槽结构24与壳体12之间流动。换句话说，导流挡板28与集流罩30的组合可气密地隔绝承载槽结构24与壳体12。如此一来，承载槽结构24的内部气流需先经由穿孔结构26沿着第一方向Dl流入集流罩30，接着集流罩30可将气流转向，使气流可再沿着第二方向D2流往壳体12的第二区域18，达到本发明改变气流方向的目的。
如图1至图3所示，导流挡板28和集流罩30彼此气密隔绝而分设在第二结构层34与第一结构层32。由壳体12外部经由导流挡板28流入承载槽结构24的气体无法直接进入集流罩30，气流需先通过导流挡板28进入承载槽结构24，依序通过第二结构层34及第一结构层32，接着才可穿越穿孔结构26而流往集流罩30，以通过集流罩30改变其流动方向。因此，集流罩30的宽度W1可实质大于承载槽结构24的宽度W2，即集流罩30的一端或两端会突出承载槽结构24的外缘，使得流出承载槽结构24的气流可顺着集流罩30沿着承载槽结构24的外缘沿着第二方向D2回流。
请参阅图4与图5，图4与图5分别为本发明不同实施例的导流挡板28的示意图。如图4所示，导流挡板28的斜导部38'另可为弧形的曲面结构;如图5所示，导流挡板28的斜导部38"还可为任意形状的凹陷结构。斜导部的作用为延伸开口的孔径，以提高进入承载槽结构24的气流量。凡可扩增开口36的入风面积的结构皆属于本发明的导流挡板的范畴，并不局限于前述实施例所述，于此不再详加叙明。
请参阅图1与图6，图6为本发明实施例的散热系统10的气流走向的示意图。如图6所示，电子元件22的主动式散热器221启动时，会驱动外部气流(冷风)沿着图示箭头方向从散热系统10外经过开口36流入承载槽结构24的第二结构层34内。设置在第一结构层32的电子元件22会将外部气流(冷风)吸入结构体内进行热交换，如图示第二结构层34指往第一结构层32的箭头方向。
接着，电子元件22排出带有废热的气流(热风)，使气流(热风)沿着第一方向D1通过穿孔结构26排出承载槽结构24。气流(热风)离开承载槽结构24后随即进入集流罩30，如图示的箭头方向，于是气流(热风)便可顺着集流罩30的结构回向流动，由其出风口301沿着第二方向D2排往第二区域18，最后再通过散热孔121流出壳体12。由此可知，本发明可将散热系统10内部的废热，不论是主控制器20或电子元件22所产生的废热，皆沿着同一方向(第二方向D2）快速散逸排出壳体12外。
综上所述，本发明的流道调变装置利用导流挡板与集流罩气密地隔绝承载槽结构和壳体，即便电子元件与主控制器的连接端口分别朝向壳体的不同端面，本发明仍可使设置在承载槽结构内的电子元件和设置在壳体的第二区域的主控制器(另一电子元件)所产生的废热气流不会逆向冲突。接着，流道调变装置的集流罩可用来反转由承载槽结构排出的气流的方向，使其不但不会牵制主控制器的排热气流，反而更能将两股气流相互合并为同一流向，进一步提高散热系统的散热效能。
此外，本发明的流道调变装置还利用导流挡板和集流罩的气密隔绝组合将外部气流(冷风)与通过电子元件的结构体的气流(热风)分置，可有效避免废热回流而降低散热系统的散热效能。相较于现有技术，本发明的流道调变装置及其相关散热系统可解决现有装置因逆向流场所导致散热效能不佳的缺点，本发明可同时增进内流场(电子元件)及外流场(主控制器)的散热效能，因此适于广泛应用在机架型服务器与刀锋型服务器，以提升相关电路板卡，如PCI-E卡的支援度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，都应在本发明的权利要求内。

Claims (18)

1.一种可改变气流方向的流道调变装置，其特征在于，所述流道调变装置包含有：
一承载槽结构，用以容置一电子元件，该承载槽结构包含有一第一结构层与一第二结构层，该第二结构层具有一开口；
一穿孔结构，形成于该第一结构层的一侧壁；
一导流挡板，设置于该第二结构层的开口的旁侧；以及
一集流罩，设置于该第一结构层旁并覆盖该穿孔结构，该集流罩的一出风口的指向实质相异于该第二结构层的开口的指向。
2.根据权利要求1所述的流道调变装置，其特征在于，所述第一结构层以上下叠加方式连通该第二结构层。
3.根据权利要求1所述的流道调变装置，其特征在于，所述导流挡板和集流罩彼此气密隔绝，气流经由该承载槽结构始自该导流挡板流往该集流罩。
4.根据权利要求1所述的流道调变装置，其特征在于，所述集流罩的一宽度实质大于该承载槽结构的一宽度。
5.根据权利要求4所述的流道调变装置，其特征在于，所述集流罩的一端或两端突出该承载槽结构的外缘。
6.根据权利要求1所述的流道调变装置，其特征在于，所述导流挡板包含有至少一斜导部，所述斜导部设置于该第二结构层的该开口的旁侧。
7.根据权利要求1所述的流道调变装置，其特征在于，所述电子元件为具有主动式散热器的发热元件。
8.一种散热系统，其特征在于，所述散热系统包含有：
一壳体，该壳体具有一第一区域和一第二区域；以及
一流道调变装置，设置在该壳体的第一区域，该流道调变装置包含有：
一承载槽结构，用以容置一电子元件，该承载槽结构包含有一第一结构层与一第二结构层，该第二结构层具有一开口；
一穿孔结构，形成于该第一结构层的一侧壁；
一导流挡板，设置于该第二结构层的开口的旁侧；以及
一集流罩，设置于该第一结构层旁，以覆盖该穿孔结构，
该集流罩的一出风口的指向朝向该第二区域，且实质相异于该第二结构层的该开口的指向。
9.根据权利要求8所述的散热系统，其特征在于，所述第一结构层以上下叠加方式连通该第二结构层。
10.根据权利要求8所述的散热系统，其特征在于，所述导流挡板和集流罩彼此气密隔绝，气流经由该承载槽结构始自该导流挡板流往该集流罩。
11.根据权利要求8所述的散热系统，其特征在于，所述集流罩的一宽度实质大于该承载槽结构的一宽度。
12.根据权利要求11所述的散热系统，其特征在于，所述集流罩的一端或两端突出该承载槽结构的外缘。
13.根据权利要求8所述的散热系统，其特征在于，所述导流挡板包含有至少一斜导部，所述斜导部设置于该第二结构层的该开口的旁侧。
14.根据权利要求8所述的散热系统，其特征在于，所述电子元件为具有主动式散热器的发热元件。
15.根据权利要求8所述的散热系统，其特征在于，所述承载槽结构气密地隔绝该壳体的第一区域与第二区域。
16.根据权利要求8所述的散热系统，其特征在于，所述导流挡板与集流罩的组合气密地隔绝该承载槽结构与壳体。
17.根据权利要求8所述的散热系统，其特征在于，所述电子元件所散逸的热量沿着一第一方向通过该穿孔结构流出该承载槽结构，并利用该集流罩进行转向，以沿着相异该第一方向的一第二方向经由该第二区域流出该壳体。
18.根据权利要求14所述的散热系统，其特征在于，所述主动式散热器驱动气流沿着该导流挡板流入该承载槽结构，所述气流通过该穿孔结构自该承载槽结构流入该集流罩，并利用该集流罩进行转向经由该第二区域流出该壳体。
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