CN110030198B - 用以提供流线型气流的冷却系统及风扇组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用以提供流线型气流的冷却系统及风扇组件，该系统包含具有入口侧及出口侧的风扇组件。风扇组件还包含位于风扇组件的入口侧的入口风扇防护连接件以及位于风扇组件的出口侧的出口风扇防护连接件。风扇组件也包含位于入口风扇防护连接件及出口风扇防护连接件之间的杆杆外壳，以及定位在介于杆杆外壳及入口风扇防护连接件及该出口风扇防护连接件之间的凹槽，多个凹槽是配置以固定额外的模块元件。

Description

用以提供流线型气流的冷却系统及风扇组件

技术领域

本发明涉及一种冷却系统，特别是涉及一种具有改良气流的冷却系统。

背景技术

在现代数据中心的计算机服务器系统通常是安装特定配置在服务器架上，以使多数的计算机模块[例如：服务器托盘(server tray)、服务器机壳(server chassis)、服务器滑板(server sled)、刀锋服务器(server blade)等]被置于并堆叠于服务器架内的彼此之上。框架安装系统允许计算机模块的垂直配置，以有效率地使用空间。一般而言，每一个计算机模块可滑入及滑出服务器架，且各种缆线[例如：输入/输出(I/O)缆线、网络线、电源线等]在框架的前方或后方连接至计算机模块。每一个计算机模块包含一或多个计算机服务器，或可容纳一或多个计算机服务器元件。举例而言，计算机模块包含处理、储存、网络控制器、硬盘、电缆端口、电源供应等的硬件电路。

在许多配置中，在框架安装系统内的风扇是配置以移动空气自机壳外围的前方，穿过计算机模块及其他元件，并从机壳外围的后方排放出空气。许多电子元件在操作时产生热，且因为在机壳内的计算机模块的高密度，故会有大量的热由计算机模块所产生。因此，穿过机壳外围的空气流动对于预防计算机模块的过热是重要的。因此，亟须优化计算机服务器系统及其他型式的计算机装置的风扇效能。

发明内容

为了有助于对本技术有基本的了解，以下提供一或多个实施例的简易摘要。本发明内容并非本技术的所有重要实施例的详细概述，且目的不是为了定义所有例示的重要或关键元素，也非用以叙述本技术的任意或所有态样的范围。此部分的目的仅是为了以简化的形式呈现一或多个例示的一些态样，以作为以下呈现的更详尽的叙述的序曲。

提供一种用以提供流线型气流的冷却系统。此系统包含具有入口侧及出口侧的风扇组件。风扇组件也包含位于风扇组件的入口侧的入口风扇防护连接件以及位于风扇组件的出口侧的出口风扇防护连接件。风扇组件也包含位于入口风扇防护连接件及出口风扇防护连接件之间的杆杆外壳，以及定位在介于杆杆外壳及入口风扇防护连接件及该出口风扇防护连接件之间的凹槽，多个凹槽是配置以(被配置成用于)固定额外的模块元件。

在一些实施例中，入口风扇防护连接件为四边形 的突出物，入口风扇防护连接件的每一个角落包含孔洞，其是配置以连接额外的模块元件。在一些实施例中，出口风扇防护连接件也为四边形 的突出物，且每一个角落包含孔洞，其是配置以连接额外的模块元件。在一些实施例中，每一个杆杆外壳包含自风扇组件突出的多个指形手柄。指形手柄可包含容纳孔，其是配置以固定相邻的风扇组件。在一些实施例中，每一个杆杆外壳包含孔洞，其是配置以固定额外的模块元件。再者，每一个杆杆外壳与平面配合面连接，且平面配合面是配置以提供配合面至相邻的风扇组件。

在一些实施例中，冷却系统也包含位于风扇组件的入口侧的入口边框。入口边框包含安装点。在一些实施例中，冷却系统也可包含通过安装点连接至入口边框的入口钟形口，其中入口钟形口包含风扇护罩。在一些实施例中，冷却系统还包含位于风扇组件的出口侧的出口边框。出口边框包含安装点。

在一些实施例中，冷却系统也可包含通过多个安装点连接至出口边框的全方位进气口叶片。全方位进气口叶片可包含旋转式整流片，固定在全方位进气口叶片内，并被多个导流片构件连接。在一些实施例中，每一个导流片构件可包含偏压元件，偏压元件是自旋转式整流片延伸至全方位进气口叶片的内表面。在一些实施例中，偏压元件是配置以作为枢轴，以使导流片构件在开口位置及闭口位置之间旋转。在一些实施例中，偏压元件包含弹簧加压结构，其是配置以回应自入口流过风扇组件至出口的正向气流。在一些实施例中，偏压元件包含重量驱动结构，其是配置以回应自入口流过风扇组件至出口的正向气流。

在一些实施例中，冷却系统还包含阻尼器。在一些实施例中，阻尼器的第一分设备是附加至入口风扇防护连接件的基座，且阻尼器的第二分设备是附加至出口风扇防护连接件的基座。在一些实施例中，冷却系统还包含连接至风扇组件的凹槽的空气封口组件。在一些实施例中，空气封口组件包含对应的相连构件，以固定空气封口组件在凹槽内。

在一些实施例中，冷却系统还包含相连构件。相连构件可为底架结构的延伸。相连构件可包含配置以固定风扇组件在底架结构内的相邻点。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附的附图的详细说明如下：

图1为本领域已知的一种例示现有冷却系统的前视图；

图2为前案技术已知的图1的例示现有冷却系统100的后视图；

图3为本发明一实施例的例示冷却系统的前视图；

图4为本发明一实施例的具有额外的模块元件以提升冷却系统的功能性的图3的例示冷却系统的前视图；

图5为本发明一实施例的图4的全方位进气口叶片在开启状态的前视图；

图6为本发明一实施例的图4的全方位进气口叶片在关闭状态的前视图；

图7为本发明一实施例的具有额外的模块元件以提升冷却系统的功能性的图3的例示冷却系统的基座透视图；

图8为本发明一实施例的具有额外的模块元件以提升冷却系统的功能性的图3的例示冷却系统的等大透视图；

图9为本发明一实施例的具有额外的模块元件以提升冷却系统的功能性的图3的例示冷却系统的等大透视图。

符号说明

100：冷却系统

110：外壳

112：扇叶

114：中心风扇部分

120：入口风扇防护连接件

121：孔洞

130：出口风扇防护连接件

131：孔洞

135：风扇防护件

137：风扇支架

300：冷却系统

305：风扇组件

306：入口侧

307：出口侧

310：入口边框

311：连接凹槽

320：出口边框

331：指形手柄

332：孔洞

333：杆杆外壳

334：容纳孔

340：平坦表面

350：入口风扇防护连接件

351：孔洞

360：出口风扇防护连接件

361：孔洞

370：凹槽

380：第一间隙

383：第二间隙

385：第三间隙

400：全方位进气口叶片

410：旋转式整流片

420：连接组件

430：导流片构件

431：偏压元件

435：加重部分

440：外表面

450：内表面

460：孔洞

500：入口钟形口

510：风扇防护件

520：连接组件

600：阻尼器

700：空气封口组件

1000：底架结构

1020：相连构件

1030：相邻点

具体实施方式

本发明是参照所附的附图进行描述，其中用于附图中的相似元件符号是描述相似或相同的元件。附图并非以比例绘示，且附图仅是提供用以描述本发明。以下利用绘示的具体应用描述本发明的许多态样。应理解的是，列举许多特定的细节、关系及方法以对本发明做完整的了解。然而，在相关领域中具有通常知识者应理解本发明可在不具有一或多种特定细节或具有其他方法的状况下实施。另一方面，已知结构或操作并未详细显示以避免使本发明不易理解。本发明并不限于所描述的行为或事件的顺序，例如一些行为可以不同的顺序进行及/或与其他行为或事件同时进行。再者，在实施根据本发明的方法时，并非所有描述的行为或事件都是必要的。另全文中的“…配置以…”也可理解为“…被配置成用于…”或“…用于…”。

提供一种用以提供流线型气流的冷却系统。此系统包含具有入口侧及出口侧的风扇组件。风扇组件也包含位于风扇组件的入口侧的入口风扇防护连接件以及位于风扇组件的出口侧的出口风扇防护连接件。风扇组件也包含位于入口风扇防护连接件及出口风扇防护连接件之间的杆杆外壳(lever housings)，以及定位在介于杆杆外壳及入口风扇防护连接件及该出口风扇防护连接件之间的凹槽，多个凹槽是配置以固定额外的模块元件。

图1绘示现有技术已知的例示现有冷却系统100的前视图。冷却系统100 包含外壳110。外壳110包含在第一末端的入口风扇防护连接件120以及在外壳110的相反末端的出口风扇防护连接件130。入口风扇防护连接件120 及出口风扇防护连接件130分别包含孔洞121及孔洞131。入口风扇防护连接件120的孔洞121是对准出口风扇防护连接件130的孔洞131。对准线是以线A-A’及线B-B’表示。冷却系统100也可包含多个扇叶112(例如：所示的五片扇叶112)。冷却系统也可包含中心风扇部分114，其中每一者具有多个扇叶112。中心风扇部分114及多个扇叶112可位于入口风扇防护连接件 120。

图2绘示图1的例示现有冷却系统100的后视图。风扇防护件135是连接至出口风扇防护连接件130。在一些实施例中，风扇防护件135是以瞬动连接器(图未绘示)连接至出口风扇防护连接件130，其中瞬动连接器是对应至孔洞131(如图1所示)。风扇防护件135包含风扇支架137。风扇支架137 是固定的，代表风扇支架137不随着扇叶112(如图1所示)旋转。冷却系统 100包含固定的外壳，其是仅具有很小的修饰能力。为了提升冷却系统100 的效能，外壳110应为可修饰的，以包含额外的功能性。

图3绘示根据本发明一实施例的例示冷却系统300的前视图。冷却系统 300可包含具有入口侧306及出口侧307的风扇组件305。入口边框310可位于风扇组件305的入口侧306。入口边框310可包含多个连接凹槽311，其是配置以承接入口元件。以下利用具体实施例进行更详细的说明。风扇组件305的入口侧306也可包含入口风扇防护连接件350。入口风扇防护连接件350可为四边形。入口风扇防护连接件350的每一个角落可包含孔洞351。

风扇组件305出口侧可包含出口边框320。类似于入口边框310，出口边框320可包含多个连接凹槽(图未绘示)，其是配置以承接出口元件。风扇组件305的出口侧307也可包含出口风扇防护连接件360。出口风扇防护连接件360可为四边形。出口风扇防护连接件360的每一个角落可包含孔洞 361。位于入口风扇防护连接件350及出口风扇防护连接件360之间的是多个杆杆外壳333。每一个杆杆外壳333可包含指形手柄331。指形手柄331 可为从风扇组件305延伸的突出物。杆杆外壳333可被包含以优化风扇组件 305的人体工学，并进一步连接风扇组件305的模件部分。特别地，指形手柄331可包含孔槽，以优化风扇组件305的操作。每一个指形手柄331可包含容纳孔334。容纳孔334可为螺孔，其是配置以固定与揭露的风扇组件305 相邻的风扇组件。举例而言，第二个相同的风扇组件可固定为在风扇组件305 的正上方，其中指形手柄331相互对准且容纳孔334也相互对准。螺孔或其他固定元件可被用以固定第二个相同的风扇组件至揭露的风扇组件305。每一个指形手柄331也可包含孔洞332。孔洞332可对准入口风扇防护连接件 350的孔洞351及出口风扇防护连接件360的孔洞361。孔洞332可用以固定额外的模块元件至风扇组件305。以下利用图8及图9的实施例做更详细的说明。

风扇组件305可包含第一间隙380，其中第一间隙380分开入口风扇防护连接件350及第一杆杆外壳333。第一间隙380可包含凹槽370。凹槽370 可用以接着额外的模块元件至风扇组件305。以下利用图8及图9所示的具体实施例进行说明。第一杆杆外壳及第二杆杆外壳333可被第二间隙383所分开。第一杆杆外壳及第二杆杆外壳333可附着在平坦表面340。平坦表面 340可提供平坦的配合面，以将风扇组件配对而相邻于风扇组件305。第二杆杆外壳333及出口风扇防护连接件360可被第三间隙385分开。相似于第一间隙380，第三间隙385可包含凹槽370，其是配置以接着额外的模块元件至风扇组件305。

图4绘示根据本发明一实施例的具有额外的模块元件的图3的例示冷却系统的前视图。冷却系统300的额外模块元件可接着至风扇组件305，以提升冷却系统300的功能性。在一些实施例中，额外模块元件可包含入口钟形口500。入口钟形口500可位于风扇组件305的入口侧306。入口钟形口500 可被配置以连接入口边框310。特别地，入口钟形口500可包含一系列连接组件520，其是配置以连接至入口边框310的连接凹槽311。入口钟形口500 可包含风扇防护件510。在一些实施例中，风扇防护件510可被固定在入口钟形口500之间，且后续连接至风扇组件305。在本发明的另一些实施例中，风扇防护件510可直接连接至风扇组件305的入口边框310上。在此实施例中，入口钟形口500可连接至风扇组件，与风扇防护件510齐平。

相似地，额外的模块元件可包含出口分散器或全方位进气口叶片 (omni-louver)400。全方位进气口叶片400可位于风扇组件305的出口侧307。全方位进气口叶片400可被配置以连接至出口边框320。特别地，全方位进气口叶片400可包含一系列连接组件420，其是配置以连接至出口边框320 的连接组件(图未绘示)。

图5绘示根据本发明一实施例的图4的全方位进气口叶片400在开启状态的前视图。再者，图6绘示根据本发明一实施例的图4的全方位进气口叶片400在关闭状态的前视图。全方位进气口叶片400可包含内表面450及外表面440。全方位进气口叶片400可包含多个孔洞，其自内表面450延伸至外表面440。全方位进气口叶片400可包含旋转式整流片(spinner fairing)410。旋转式整流片410可被固定在全方位进气口叶片400内，且旋转式整流片410 与导流片构件430连接。每一个导流片构件430可包含偏压元件431，其是自旋转式整流片410延伸至全方位进气口叶片400的内表面450。偏压元件 431可插入全方位进气口叶片400内的孔洞460。因此，导流片构件430是配置以随偏压元件431旋转，其中偏压元件431是固定在全方位进气口叶片 400的主体内。偏压元件431可被配置为当作枢轴，以使导流片构件430在图5所示的开启位置及图6所示的关闭位置之间旋转。

在一些实施例中，偏压元件431可为弹簧式或弹簧加压结构，其是配置以回应流过风扇组件305(自入口侧306至出口侧307)的正向气流。在此配置中，弹簧式或偏压元件431的弹簧加压结构可被配置以朝着个别的截断部分加偏压于导流片构件430。在另一些实施例中，偏压元件431可为重力或重量驱动结构，其是配置以回应风扇组件305的正向气流。在此实施例中，导流片构件430的加重部分435可被配置以具有较高的密度，故具有较大重量，以使得在缺少正向气流时，加重部分435可导致导流片构件430被偏压而朝向个别的截断部分。也可使用不具有限制的另一种型式的偏压元件431。可添加其他模块至风扇组件305，以增加冷却系统300的效能。

图7绘示根据本发明一实施例的具有额外的模块元件的图3的例示冷却系统的基座透视图。冷却系统300的额外模块元件可粘着至风扇组件305的基座，以增加冷却系统的功能性。在一些实施例中，额外的模块元件可包含阻尼材料(即后述的阻尼器)600。入口风扇防护连接件350的基座可包含容纳空间，其是配置以容纳阻尼器600。类似地，出口风扇防护连接件360可包含容纳空间，其是配置以容纳阻尼器600。例示的容纳空间可包含螺孔、凹槽或其他现有配合件。阻尼器600可被附加至风扇组件300的入口风扇防护连接件350及出口风扇防护连接件360的基座，以减少来自冷却组件传送至刀锋服务器(图未绘示)的振动。阻尼器600可由硅氧树脂、橡胶聚合物及本领域熟知的其他弹性材料所组成。举例而言，阻尼器600可为插入至安装点 (例如孔)的橡胶垫圈，其中安装点是在入口风扇防护连接件350及出口风扇防护连接件360的基座内。

风扇组件305上具有其他安装点，其是可用以固定额外模块元件。请重新参照图3，位于第一间隙380及第三间隙385内的凹槽370可用以组合空气封口组件。图8及图9是绘示根据本发明一实施例的具有额外的模块元件的图3的例示冷却系统的前视图。冷却系统300的额外模块元件可被粘着至风扇组件305的基座，以增加冷却系统300的功能性。在一些实施例中，额外模块元件可包含空气封口组件700。空气封口组件700可被粘着至在第一间隙380的风扇组件305。空气封口组件700可具有对应的相连构件(mating configuration)，其是固定在凹槽370内的空气封口组件700。此可包含的例子为，对应的突出点是配置以固定在第一间隙380内。通过利用阻尼材料为结构的空气封口组件700也可作为抗振动结构。在此实施例中，空气封口组件700不仅防止在两相邻冷却组件之间所不要的气流，且每一个冷却组件的振动将不因相邻冷却系统或刀锋服务器(图未绘示)而产生。

请重新参照图9，风扇组件305可位于底架结构1000内。底架结构1000 可包含相连构件1020，其是配置以固定风扇组件305。相连构件1020可包含相邻点1030，其是配置以固定风扇组件305在底架结构1000内。相邻点 1030可包含对应的相连构件，其是固定相邻点1030在风扇组件305的凹槽 370内。此可包含的例子为，对应的突出点是配置以固定在第一间隙380内。如图9所指示，多个冷却系统300可配置在底架结构1000内，利用相连构件1020对准相邻的另一者。如此，所揭露的冷却系统300是配置以容纳额外的模块元件，以进一步地提升具有多种功能性的风扇组件的效能。

以上实施例是本领域中具有通常知识者对本发明的制作或利用，对本发明的各种修饰对于本领域中具有通常知识者而言是相当清楚的，且在此所定义的一般通则已可在不偏离本发明的范围下应用至其他变化中。因此，本发明并不限于在此所叙述的具体例及设计，而是根据与所揭露的通则及新颖特征一致者为最大的范围。

Claims (10)

1.一种用以提供流线型气流的冷却系统，包含：

风扇组件，其特征在于，包括：

入口侧及出口侧；

入口风扇防护连接件，位于该风扇组件的该入口侧；

出口风扇防护连接件，位于该风扇组件的该出口侧；

多个杆杆外壳，位于该入口风扇防护连接件及该出口风扇防护连接件之间；

多个凹槽，其中每一该些凹槽定位在介于该些杆杆外壳以及该入口风扇防护连接件及该出口风扇防护连接件之间，且该些凹槽是配置以固定多个额外的模块元件；

出口边框，位于该风扇组件的该出口侧，该出口边框包含多个安装点；以及

全方位进气口叶片，通过该些安装点连接至该出口边框，该全方位进气口叶片包含旋转式整流片，固定在该全方位进气口叶片内，并被多个导流片构件连接，每一该些导流片构件包含偏压元件，该偏压元件是自该旋转式整流片延伸至该全方位进气口叶片的内表面，且该偏压元件是配置以作为枢轴，以使该导流片构件在开口位置及闭口位置之间旋转。

2.如权利要求1所述的冷却系统，其中该入口风扇防护连接件或该出口风扇防护连接件分别为四边形 的突出物，该入口风扇防护连接件或该出口风扇防护连接件的每一角落包含孔洞，且该孔洞是配置以连接该些额外的模块元件。

3.如权利要求1所述的冷却系统，还包含：

多个阻尼器，其中该些阻尼器的第一分设备是附加至该入口风扇防护连接件的基座，且该些阻尼器的第二分设备是附加至该出口风扇防护连接件的基座。

4.如权利要求1所述的冷却系统，还包含：

空气封口组件，配置以连接至该风扇组件的该些凹槽的至少一者，其中该空气封口组件包含对应的相连构件，以固定该空气封口组件在该凹槽内。

5.如权利要求1所述的冷却系统，还包含：

相连构件，包含相邻点，其中该相邻点是配置以固定该风扇组件在底架结构内。

6.一种风扇组件，其特征在于，包含：

入口侧及出口侧；

入口风扇防护连接件，位于该风扇组件的该入口侧，其中该入口风扇防护连接件包含多个突出物，该些突出物包含孔洞，且该孔洞是配置以连接多个额外的模块元件；

出口风扇防护连接件，位于该风扇组件的该出口侧，其中该出口风扇防护连接件包含多个突出物，该些突出物包含孔洞，且该孔洞是配置以连接多个额外的模块元件；

多个杆杆外壳，位于该入口风扇防护连接件及该出口风扇防护连接件之间；

多个凹槽，其中每一该些凹槽是定位在介于该些杆杆外壳以及该入口风扇防护连接件及该出口风扇防护连接件之间，且该些凹槽是配置以固定多个额外的模块元件；

出口边框，位于该风扇组件的该出口侧，该出口边框包含多个安装点；以及

全方位进气口叶片，通过该些安装点连接至该出口边框，该全方位进气口叶片包含旋转式整流片，固定在该全方位进气口叶片内，并被多个导流片构件连接，每一该些导流片构件包含偏压元件，该偏压元件是自该旋转式整流片延伸至该全方位进气口叶片的内表面，且该偏压元件是配置以作为枢轴，以使该导流片构件在开口位置及闭口位置之间旋转。

7.如权利要求6所述的风扇组件，其中每一该些杆杆外壳包含自该风扇组件突出的多个指形手柄，该些指形手柄包含多个容纳孔，且该些容纳孔是配置以固定相邻的风扇组件。

8.如权利要求6所述的风扇组件，其中每一该些杆杆外壳包含一孔洞，该孔洞是配置以固定该些额外的模块元件，每一该些杆杆外壳被一平面配合面连接，且该平面配合面是配置以提供配合面至相邻的风扇组件。

9.如权利要求6所述的风扇组件，还包含：

入口边框，位于该风扇组件的该入口侧，其中该入口边框包含多个安装点。

10.一种用以提供流线型气流的冷却系统，包含：

风扇组件，其特征在于，包括：

入口侧及出口侧；

入口边框，位于该风扇组件的该入口侧，其中该入口边框包含多个安装点；

入口风扇防护连接件，位于该风扇组件的该入口侧，其中该入口风扇防护连接件为四边形 的突出物，该入口风扇防护连接件的每一角落包含孔洞，且该孔洞是配置以连接多个额外的模块元件；

出口边框，位于该风扇组件的该出口侧，其中该出口边框包含多个安装点；

出口风扇防护连接件，位于该风扇组件的该出口侧，其中该出口风扇防护连接件为四边形 的突出物，该出口风扇防护连接件的每一角落包含孔洞，且该孔洞是配置以连接该些额外的模块元件；

多个杆杆外壳，位于该入口风扇防护连接件及该出口风扇防护连接件之间，其中每一该些杆杆外壳包含自该风扇组件突出的多个指形手柄，该些指形手柄包含多个容纳孔，该些容纳孔是配置以固定相邻的风扇组件，且每一该些杆杆外壳包含孔洞，该孔洞是配置以固定该些额外的模块元件，每一该些杆杆外壳被一平面配合面连接，每一该些杆杆外壳是配置以提供一配合面至该相邻的风扇组件；

多个凹槽，其中每一该些凹槽是定位在介于该些杆杆外壳以及该入口风扇防护连接件及该出口风扇防护连接件之间，且该些凹槽是配置以固定该些额外的模块元件；

入口钟形口，通过该些安装点连接至该入口边框，其中该入口钟形口包含一风扇护罩；

全方位进气口叶片，通过该些安装点连接至该出口边框，其中该全方位进气口叶片包含旋转式整流片，固定在该全方位进气口叶片内，并被多个导流片构件连接，每一该些导流片构件包含偏压元件，该偏压元件是自该旋转式整流片延伸至该全方位进气口叶片的内表面，且该偏压元件是配置以作为枢轴，以使该导流片构件在开口位置及闭口位置之间旋转，其中该偏压元件包含弹簧加压结构，该弹簧加压结构是配置以回应自该入口流过该风扇组件至该出口的正向气流，该偏压元件包含重量驱动结构，该重量驱动结构是配置以回应自该入口流过该风扇组件至该出口的正向气流；

多个阻尼器，其中该些阻尼器的第一分设备是附加至该入口风扇防护连接件的基座，且该些阻尼器的第二分设备是附加至该出口风扇防护连接件的基座；

空气封口组件，配置以连接至该风扇组件的该些凹槽的至少一者，其中该空气封口组件包含对应的相连构件，以固定该空气封口组件在该凹槽内；以及

相连构件，包含相邻点，其中该相邻点是配置以固定该风扇组件在底架结构内。

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