CN111367373A

CN111367373A - 动态空气阻抗机构及具有其的服务器

Info

Publication number: CN111367373A
Application number: CN201910664799.7A
Authority: CN
Inventors: 陈朝荣; 黄玉年; 陈庆育; 李宗达
Original assignee: Quanta Computer Inc
Current assignee: Quanta Computer Inc
Priority date: 2018-12-26
Filing date: 2019-07-23
Publication date: 2020-07-03
Also published as: TW202024856A; US20200214177A1; JP2020107312A; EP3675614A1; JP6876757B2

Abstract

本发明公开一种动态空气阻抗机构及具有其的服务器，其中该动态空气阻抗机构具有特定功用以改变服务器内的气流的阻抗，此动态空气阻抗机构包括一具有数个通气孔的空气管道、一定义数个开口的控制板、以及一将空气吸入通过空气管道中的通气孔的风扇。控制板中的开口与对应的空气管道中的通气孔之间的相对移动改变通过服务器的气流的阻抗。

Description

动态空气阻抗机构及具有其的服务器

技术领域

本发明涉及一种用于服务器管道中的动态空气阻抗的机构，及涉及一种控制服务器中的气流的方法。

背景技术

当前的服务器系统是使用空气管道冷却空气的气流管理。当冷却的空气流通过管道时，空气管道具有通气孔以管理阻抗。在气流速率相同的情况下，由于气流的维度和量及空气管道上的通气孔的位置为固定，空气管道的阻抗为一常数。「阻抗」是对于一移动的阻碍作用，在本发明的层面，为对于空气的流动的阻碍作用。随着空气的流动由于阻抗而减慢，在一障碍物的上游形成一压力梯度。

然而，当前并无一种机构或方法来动态地改变通气孔的维度和量以调节在相同空气管道中的阻抗，用于针对不同的系统配置要求并节省风扇功率。

发明内容

在一实施例中，本发明提供一种动态空气阻抗机构，包括一控制板和一具有通气孔的空气管道，其中控制板和具有通气孔的空气管道是相对可移动的，以改变空气阻抗。

在另一实施例中，关于冷却风扇的功率节省的实现是通过利用动态空气阻抗机构以根据服务器的元件的冷却要求来调整服务器的阻抗。

在另一实施例中，本发明的动态空气阻抗机构可具备数个空气管道，各空气管道将冷却的空气带至在一服务器机箱上的不同元件。

本发明的一实施例为一动态气流阻抗机构。此动态气流阻抗机构包括一包含数个通气孔的空气管道、一包含数个开口的控制板及一风扇。空气管道和控制板设置成彼此相对移动。风扇将空气吸入通过空气管道中的通气孔。通过将控制板中的数个开口相对于空气管道中的数个通气孔移动，以调节通过此些通气孔的气流的阻抗。

在第二实施例中，一服务器包括一机箱、数个不同的电子元件、至少一冷却风扇以及至少一具有数个通气孔的空气管道。服务器还包括至少一具有数个开口的控制板。此至少一控制板中的数个开口相对于此至少一空气管道中的数个通气孔可相对移动，以调节通过此至少一空气管道的气流的阻抗。

在第三实施例公开一种通过一服务器调节气流阻抗的方法，此服务器具有数个电子元件，此些电子元件设置成由一空气管道冷却。至少一空气管道将空气带入通过空气管道中的数个通气孔。至少一风扇将空气吸入通过空气管道。一控制板定义数个开口。控制板供以相对于对应的空气管道中的通气孔相对移动。由此，控制板中的开口和对应的空气管道中的通气孔的相对移动控制服务器的阻抗。

上述的内容并不旨在代表本发明的每个实施例或各层面。反而，上述的内容仅提供本文所阐述的一些新颖性层面与特征的示例。通过以下对代表性实施例和用于实现本发明的态样的详细描述，并结合所附的附图和附上的权利要求，上述特征和优点及本发明的其他特征将是显而易见的。

附图说明

将通过参考所附附图中绘示的特定范例以更具体描述上述原理，以说明可获得本发明的上述和其它的优点和特征的方式。此些所附附图仅描绘本发明的示例性方面，因此并非被认定为是对其范围的限制。原理将通过附加的特征和细节及通过以下的所附附图来描述及解释。

图1A为低阻抗模式要求的一服务器的示意图；

图1B为相异于图1A的服务器的不同配置的高阻抗模式要求的服务器的示意图；

图2为本发明的动态空气阻抗机构的示意分解视图；

图3A为本发明所述的控制板于第一配置的示意图；

图3B为本发明所述的控制板于第二配置的示意图；

图4为阻抗与气流之间的关系图；

图5为风扇压力、阻抗与气流之间的关系图。

符号说明

10：机箱

12：风扇

13：箭头

14：PCIe卡

15：硬盘机

16：CPU

18：空气管道

20～28：通气孔

30：控制板

31、33～39、：开口

32：突片

40～49：所得开口

具体实施方式

以下各种实施例是参照着所附附图和等效的元件进行描述。所附附图并未按比例绘制，且其仅用以阐述发明。将参照着用于说明的示例性的应用以描述说明本发明的一些方面。应理解的是，许多具体的细节、关系及方法被阐明以使本发明能被充分理解。然而，相关领域中的技术人员将容易认知到可在没有一或更多具体的细节下或是利用其他方法来实施本发明。在其他情况下，未详细绘示出现有的结构或操作以避免模糊本发明。各种实施例不受限于所示出的动作或事件的顺序，因为一些动作可能以不同的顺序发生及/或与其他动作或事件同时发生。此外，并非所有示出的动作或事件均需根据本发明的方式实施。

图1A绘示一机箱(chassis)10，机箱10具有设置在机箱10上和设置在机箱10内的一服务器的各种电子元件。机箱10内的各种电子部件具有不同的冷却要求，冷却要求取决于在机箱10上和机箱10内的电子部件的性质、数量及设置。一风扇12沿箭头13的方向将空气吸入通过机箱10，以通过将空气吸入通过具有数个通气孔20、通气孔21、通气孔22、通气孔2及通气孔24等的空气管道18来冷却各种电子元件(例如是一PCIe卡14和一CPU 16)。如图1A所示，空气管道18以一低阻抗模式运作。虽然图中仅绘示出一单一风扇12，然而应理解的是，可提供不只一个风扇12以将空气吸入通过机箱10。事实上，可在单一机箱10内提供不只一个空气管道18，以特定地提供冷却空气至某些或一组的元件，此些元件具有与机箱10内的其他电子元件不同的冷却要求。风扇12传统上为一电动马达驱动的风扇，但风扇12也可以其他形式的动力供运作，例如使用一液压动力。其他元件(例如是一硬盘机15，harddisc drive，HDD)也可容纳于机箱10内。

相对于图1A中所示的低阻抗模式，图1B中绘示出高阻抗模式。图1B绘示出与图1A中相同的机箱10，但是在此机箱10中具有不同的元件设置。风扇12依然沿箭头13的方向将空气吸入。CPU 16依然设置在空气管道18与风扇12之间。然而，图1B的配置中省略了PCIe卡。因此，图1A中的通气孔20、通气孔21、通气孔22、通气孔23及通气孔24现由本发明的动态空气阻抗机构所关闭，仅开放通气孔25、通气孔26、通气孔27及通气孔28以允许空气流动通过空气管道18。

图2是根据本发明一实施例的动态空气阻抗机构的分解视图。空气管道18设有数个通气孔20、通气孔21、通气孔22、通气孔23、通气孔24、通气孔25、通气孔26、通气孔27及通气孔28。虽已示出各通气孔20、通气孔21、通气孔22、通气孔23、通气孔24、通气孔25及通气孔26具有相同尺寸的一正方形或菱形的形状，然而应清楚地理解，此仅为通气孔的形状、尺寸及分布的一示例。通气孔可具有不相似的形状及/或尺寸。举例来说，通气孔可为四边形的形状，但一些通气孔可具有相同长度的边，而一些通气孔可具有不同长度的边。此些形状包括正方形、矩形、平行四边形、菱形、梯形和筝形。或者，通气孔可以由除四边之外的多个边来界定，例如为三角形、五边、六边形、七边形和八边形等。通气孔也可为具有曲线的结构形状，包括圆形、椭圆形(elliptical)、拱形(arched)、透镜形(lens)、新月形(crescent)，卵形(oval)，四叶形(quatrefoil)和其他具有曲线的形状。

图2也绘示控制板30，控制板30设置与空气管道18可相对移动。控制板30可具有一突片(tab)32，通过突片32，压力可施加至控制板30以辅助控制板30与空气管道18的相对移动。控制板30于其中也具有数个开口31、开口33、开口34、开口35、开口36、开口37、开口38及开口39等。同样地，虽然控制板30中的此开口31、开口33、开口34、开口35、开口36、开口37、开口38及开口39等已经以正方形或菱形的形状作为示例，但它们仍可采用适于通气孔20、通气孔21、通气孔22、通气孔23、通气孔24、通气孔25、通气孔26、通气孔27及通气孔28的相同或不同的配置。

由图3A可看出，当控制板30中的开口与空气管道18中的通气孔对准时，最大(低阻抗)的空气流将被吸入空气管道18中。

然而，如图3B所示，通过将空气管道18与控制板30相对移动，所得开口(resultingopening)40、所得开口41、开口42、所得开口43、所得开口45、开口所得开口46、所得开口47、所得开口48及所得开口49等的尺寸，与空气管道18中的通气孔20、通气孔21、通气孔22、通气孔23、通气孔24、通气孔25、通气孔26、通气孔27和通气孔28等以及开口31、开口33、开口34、开口35、开口36、开口37、开口38及开口29等相比，将减小。图3B的配置相较于图3A的配置将具有较高的阻抗。

图4中绘示阻抗与气流之间的关系图。一般而言，随着阻抗增加，所需的压力头(及对应的风扇的功率消耗)增加。通过降低阻抗，气流也增加，同时降低风扇的功率消耗。

图5绘示一期望的操作点(operating point)，在此操作点上，风扇曲线、系统阻抗及系统气流全部相交(intersect)。虽然系统可在此相交点以外进行操作，但本发明的动态空气阻抗机构提供一种简单方式来控制阻抗量，以达到气流与风扇的功率消耗之间的期望平衡。

虽然结合以上各种实施例公开及说明了本发明，但应当理解，其仅作为范例呈现，而不是对本发明的限制。在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可根据本发明对所揭露的实施例进行各种更动与润饰。因此，本发明的广度和范围不应受任何上述实施例的限制。相反地，本发明的范围应如附上的权利要求及其等效者来界定。

本发明已通过一或多个的实施方式说明及描述，但本领域的技术人员在阅读和理解本说明书和所附附图后将会想到等效的变化与修饰。另外，虽然本发明的某特定特征可能经关于若干实施例中仅仅一个所揭露，但此特征可以与其他实施方式的一或更多个其他特征组合，而此对于任何给定或特定的应用期望且有益的。

本发明所使用的用语的目在仅在于描述特定实施例，而不旨在限制本发明。如本文所使用的，除非上下文中另外清楚地指出，否则单数形式的「一」和「该」的用语也包括多个形式。此外，在说明书及/或权利要求中使用的用语「包含(include)」、「具有(have)」或其之类似的用语，旨在于涵盖类似「包括(comprise)」的用语的意思。

除非另外定义，否则本文使用的所有用语(包含技术和科学的用语)具有与本发明所属技术领域中的通常知识所理解的相同的含义。将进一步理解的是，诸如在那些常用的字典中定义的用语应被解释为与其在相关领域中使用的内容及含义一致，且除非在此明确定义，否则不会被理解为一理想化的或过度形式化的意思。

Claims

1.一种动态气流阻抗机构，其特征在于，包括：

管道，该管道中具有多个通气孔；

控制板，该控制板中具有多个开口，该管道与该控制板设置成彼此相对移动；以及

风扇，将空气吸入通过该管道中的该些通气孔；

其中，通过将该控制板中的该些开口相对于该管道中的该些通气孔移动，以调节通过该些通气孔的气流的阻抗。

2.如权利要求1所述的动态气流阻抗机构，其中该控制板中的各该开口为四边形形状。

3.如权利要求2所述的动态气流阻抗机构，其中各该通气孔的形状与对应的该控制板中的该些开口的一开口的形状相同。

4.如权利要求2所述的动态气流阻抗机构，其中各该通气孔的形状与对应的该控制板中的该些开口的一开口的形状不同。

5.如权利要求2所述的动态气流阻抗机构，其中各该通气孔为具有曲线的形状。

6.如权利要求1所述的动态气流阻抗机构，其中通过控制相对于该空气管道中的该些通气孔的位置的控制板中的该些开口的位置，以调节通过该些通气孔的气流。

7.一种服务器，其特征在于，包括：

机箱；

多个不同的电子元件；

至少一冷却风扇；

至少一空气管道，该至少一空气管道中具有多个通气孔；以及

至少一控制板，该控制板中定义多个开口；

其中该至少一控制板中的该些开口相对于该至少一空气管道中的该些通气孔可相对移动，以调节通过该至少一空气管道的气流的阻抗。

8.如权利要求7所述的服务器，其中该至少一空气管道的数量为一，且该至少一控制板的数量为一。

9.如权利要求7所述的服务器，其中该至少一控制板中的各该开口为四边形形状。

10.如权利要求9所述的服务器，其中该至少一管道中的各该通气孔为四边形形状。