CN116931693A - 气流控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种气流控制系统。该系统包括具有顶壁、底壁和相对的2个侧壁的外壳。相对的2个侧壁一般延伸于顶壁和底壁之间，并将顶壁连接到底壁。外壳更具有气流入口和相对于气流入口的气流出口。此系统还包括外壳内的多个组件。多个组件排列成多个排，排之间具有空间。此系统还包括在第一侧耦接于此些组件并且在与第一侧相对的第二侧耦接于外壳的底壁的板。此板包括一孔。此板和外壳的底壁定义一通道。此系统还包括一或多个注入坡道、转向坡道和/或用于引导外壳内的气流的翼型件。

Description

气流控制系统

技术领域

本发明涉及一种用于容纳一或多个组件的外壳，且更特别涉及具有用于冷却一或多个组件的气流控制的外壳。

背景技术

在各种不同的技术中，外壳一般用于支撑(hold)一或多个组件。例如，电脑系统包括用于支撑存储器装置、存储装置及类似物的各种外壳。因为外壳本身可能会限定或限制组件之上的气流，这样的外壳可能会出现与冷却所容纳的组件有关的问题。例如，当气流通过组件时，气流会升温，使得离开外壳的气流比进入外壳的气流更热。外壳出口处较热的气流对外壳出口附近的组件几乎没有冷却作用。图1～图3显示遭受这些问题的外壳100。

请参照图1，外壳100包括一对相对的侧壁102，侧壁102位于顶壁104和底壁106之间并连接至顶壁104和底壁106。外壳100包括气流入口112和气流出口114，冷却空气流入气流入口112中，如箭头116所示，加热的冷却空气从气流出口114流出，如箭头118所示。

请参照图1和图2，在外壳100内的是组件200的阵列108(图2)，例如存储器装置、存储装置及类似物。组件200产生必须通过冷却气流116所消散的热量。组件200的阵列108在板110的第一侧110a上连接至板110(例如电路板)。在板110的第二侧110b(相对于第一侧110a)上，板110连接至外壳100的底壁106。组件200布置在阵列108中，以便在相邻组件200之间形成空间202。冷却气流116在组件200之间的空间202内流动以冷却组件200。

随着冷却气流116流入入口112，冷却气流116被组件200产生的热量加热。因此，加热气流118比冷却气流116更热，并且甚至更接近出口114。因此，与靠近入口112的组件200的阵列108从冷却气流116接收到的冷却相比，靠近出口114的组件200的阵列108从加热气流118接收到的冷却较少。外壳100基于侧壁102、顶壁104和底壁106的界限限制冷却空气的有效性。

请参照图3，在一些实施例中，在板110和底壁106之间是通道300。通道300允许由箭头302表示的通道气流在板110下方流动。板110还可以包括孔304。一些通道气流302可以穿过孔304，如箭头306所示，并进入包括箭头108的组件200的外壳的隔间308。在此处，通道气流302可以与加热气流118混合，使得通道气流302可以冷却加热气流118，产生更冷的气流，如箭头310所示，用于冷却孔304下游的组件200的阵列108的其余部分。由于通道气流302主要经过(pass by)而不是穿过(pass through)孔304，虽然这种配置允许改进冷却，但几乎没有气流穿过孔304。

因此，尤其需要不遭受上述问题的外壳。

发明内容

术语实施例和类似术语(例如实施方式、配置、方面、示例和选项)旨在广泛地表示本发明的所有标的和附上的权利要求。包含这些术语的陈述不应被理解为限制本文描述的标的或限制附上的权利要求的含义或范围。本文所涵盖的本发明的实施例由附上的权利要求定义，而不是由此发明内容定义。发明内容是本发明的各个方面的高层级概述，并且介绍下文实施方式的部分中进一步描述的一些概念。本发明内容并非旨在识别所请标的的关键或基本特征。本发明内容也不旨在单独用于确定所请标的的范围。应当通过参考本发明的整个说明书的适当部分、任何或所有附图以及每个权利要求来理解此标的。

根据本发明的某些方面，揭示一种系统。此系统包括具有顶壁、底壁和相对的2个侧壁的外壳，相对的2个侧壁一般延伸于顶壁和底壁之间，并将顶壁连接到底壁。外壳更具有气流入口。此系统还包括外壳内的多个组件。多个组件排列成多个排，排之间有空间。此系统还包括在第一侧耦接于此些组件并且在与第一侧相对的第二侧耦接于外壳的底壁的板。此板包括一孔。此板和外壳的底壁定义一通道。此系统还包括一或多个注入坡道、转向坡道和/或翼型件。注入坡道位于通道内，且被配置为引导通道气流从通道内、穿过孔并在此些组件之间。转向坡道耦接于板的第一侧并且位于孔上游的此些组件的此些排之间的此些空间中的一空间内。转向坡道被配置为将通过外壳的外壳气流转向远离孔。翼型件位于排之间的空间之其一内并且被配置为在包含翼型件的排之间的空间之其一内分离外壳气流。

系统的另一方面是注入坡道，注入坡道包括曲面，此曲面被配置为引导通道气流从通道内、穿过孔并且在此些组件之间。系统的另一方面是注入坡道，注入坡道包括将曲面分成第一侧曲面和第二侧曲面的柱，第二侧曲面与第一侧曲面相对于柱。系统的另一方面是第一侧曲面和第二侧曲面具有比气流出口宽的气流入口，使得第一侧曲面和第二侧曲面上的通道气流在气流入口和气流入口之间加速。系统的另一方面是柱包括弯曲的柱的侧表面，使得第一侧曲面和第二侧曲面具有比气流出口宽的气流入口。系统的另一方面是注入坡道的宽度一般等于孔的宽度。系统的另一方面是转向坡道，转向坡道包括耦接于板的第一侧的基部和一般与基部相对的曲面，曲面被配置为将外壳气流转向远离孔。系统的另一方面是具有二次曲线形状的曲面。系统的另一方面是转向坡道的宽度一般等于包含转向坡道的多个组件的排之间的空间中之其一的宽度。系统的另一方面是翼型件，翼型件包括弯曲前缘、从弯曲前缘延伸的弯曲第一表面、以及从弯曲前缘延伸且与弯曲第一表面相对的平坦第二表面。该系统的另一方面是朝向孔的弯曲的第一表面和远离孔的平坦的第二表面。

以上发明内容并非旨在表示本发明的每个实施例或每个方面。而是，前述发明内容仅提供本文阐述的一些新颖方面和特征的示例。当结合参酌附图和所附权利要求，经由下列实施方式中用于实施本发明的代表性实施例和方式，本发明的以上特征和优点以及其他特征和优点将变得显而易见。参照附图及对各种实施例的详细描述，本发明的其他方面对于本领域中普通技术人员而言将是显而易见的，下列提供附图简单说明。

附图说明

通过下列示例性实施例的描述并参考附图，将更好地理解本发明及其优点与附图。这些附图仅描绘了示例性实施例，因此不应被视为对各种实施例或权利要求的范围的限制。

图1是表示传统的外壳的半透明立体图；

图2是图1的外壳内的组件阵列的透视图；

图3是图1的外壳内的气流的侧视图；

图4是本发明的某些方面的具有用于在外壳内引导气流的元件的外壳的侧视图；

图5是本发明的某些方面的图4中的一元件的透视图；

图6是本发明的某些方面的图4中的另一元件的透视图；

图7是本发明的某些方面的图6的元件的侧视图；

图8是本发明的某些方面的图4中另一元件的透视图；及

图9是本发明的某些方面的图8的元件的侧视图。

符号说明

100,400:外壳

102:侧壁

104:顶壁

106:底壁

108:阵列

110:板

110a:第一侧

110b:第二侧

112,504:气流入口

114,506:气流出口

116:冷却气流

118:加热气流

200:组件

202:空间

300:通道

302:通道气流

304:孔

306,310:箭头

308:隔间

402:注入坡道

404:转向坡道

406:翼型件

408,410:转向气流

412:分离气流

500:表面

500a:第一侧曲面

500b:第二侧曲面

502:柱

502a,502b:侧表面

600:表面

602:基部

604:背部

800:弯曲前缘

802:弯曲第一表面

804:平坦第二表面

D1,D2:宽度

D3,D6:厚度

D5,D8:高度

D7:长度

具体实施方式

本发明涉及一种具有一或多个元件的外壳，此一或多个元件被配置为控制外壳内的气流。根据一些实施例，此一或多个元件可以包括一或多个注入坡道(ramp)，注入坡道将气流从外壳内的通道传送到支撑组件的外壳的隔间。根据一些实施例，此一或多个元件可包括一或多个转向坡道，转向坡道装配在外壳内的组件之间以转移外壳内的气流。根据一些实施例，一或多个元件可包括一或多个翼型件(airfoil)，翼型件也装配在外壳内的组件之间以分离外壳内的气流。

参照附图描述了的各种实施例，其中在所有附图中使用相似的附图标记来表示相似或等效的元件。附图不一定按比例绘制并且仅用于说明本发明的方面和特征。阐述了许多具体细节、关系和方法以提供对本发明的某些方面和特征的全面理解，尽管相关领域的普通技术人员员将认识到这些方面和特征可以在没有一或多个具体细节的情况下、而是在其他关系或其他方法的情况下实施。在某些情况下，为了说明的目的，未详细示出众所周知的结构或操作。由于一些动作可以以不同的顺序发生和/或与其他动作或事件同时发生，本文揭露的各种实施例不必受限于所示的动作或事件的顺序。此外，并非所有图示的动作或事件都是实现本发明的某些方面和特征所必需的。

出于本详细描述的目的，除非特别声明，并且在适当的情况下，单数包括复数，反之亦然。「包括」一词的意思是「包括但不限于」。此外，近似词(例如「约」、「几乎」、「实质上」、「大约」及类似用语)在本文中可以用来表示「在」、「接近」、「几乎在」、「在3～5％以内」、「在可接受的制造公差范围内」或其任何逻辑组合。类似地，术语「垂直」或「水平」旨在分别另外包括垂直或水平方向的「3～5％之内」。此外，诸如「顶」、「底」、「左」、「右」、「上」和「下」之类的方向词旨在与参考附图中所描绘的等效方向相关；从被引用的对像或元素的上下文中理解，例如从对像或元素的常用位置；或如本文所述。

请参照图4，其显示根据本发明的某些方面的包括用于控制气流的元件的外壳400的侧视图。除非下文另有说明，否则图4中编号相同于图1～图3中编号的元件为相同的元件。因此，除了添加以下元素之外，外壳400一般包括与上述讨论的和在图1～图3中示出的外壳100相同的结构。即，外壳400包括位于通道300内的注入坡道402。注入坡道402可以耦接于外壳400的底壁106和板110中的一或两者。如图4所示，注入坡道402耦接于板110。

注入坡道402定位在外壳400内，以引导来自通道300内的气流302通过孔304并在外壳400的隔间308内的多个组件200之间。因此，注入坡道402驱使(urge)通道气流302进入孔304，而不是大部分通道气流302经过孔304(如上述外壳100所发生的情况)。在通道气流302被驱使进入隔间308之后，通道气流302被加热以产生加热的转向气流408，由于加热的转向气流408一般仅在穿过孔304(在外壳400下方更远离于入口112)之后开始加热，加热的转向气流408比假如已行进通过外壳400并到达相同点的冷却气流116更冷。

外壳400也包括转向坡道404。转向坡道404耦接于板110的第一侧110a。转向坡道404也在相邻组件200之间的空间202中的其一内。或者，转向坡道404可以在最外面的组件200和侧壁102之其一之间(图1)。转向坡道404被配置成通过将冷却气流116转向远离孔304来产生转向气流410。因此，转向坡道404位于孔304的上游(upstream)。

外壳400也包括翼型件406。翼型件406位于相邻组件200之间的空间202之其一内。或者，翼型件406可以在最外面的组件200和侧壁102之其一之间(图1)。翼型件406配置为将转向气流410分离成空间202内的分离气流412，如下文进一步讨论。

尽管图4仅各别显示一个注入坡道402、转向坡道404和翼型件406，但是外壳400可以包括任何数量的每个元件。特别地，在外壳400包括多于一个孔304的情况下，外壳400可以包括关于孔304的数量的注入坡道402、转向坡道404或两者。在组件200之间的每个空间202(图2)中，外壳400也可以具有一或多个转向坡道404和翼型件406。

图5显示根据本发明某些方面的注入坡道402的透视图。注入坡道402包括驱使通道气流302进入孔304的表面500。表面500可以是驱使通道气流302(图4)进入孔304的任何类型的倾斜表面。根据一些实施例，如图5所示，表面500可以是弯曲的。

表面500可以是单个连续表面。根据一些实施例，并且如图5所示，注入坡道402可以包括将表面500分成第一侧曲面500a和第二侧曲面500b的柱502，第二侧曲面500b与第一侧曲面500a相对于柱502。柱502可以是任何将表面500划分为第一侧曲面500a和第二侧曲面500b的结构。

根据一些实施例，并且如图5所示，柱502可以包括有角度的侧表面502a和502b，使得柱502形成楔形(wedge)。此外，有角度的侧表面502a和502b可以是弯曲的，分别形成弯曲的柱的侧表面502a和502b。因此，楔形的柱502连同弯曲的柱的侧表面502a和502b、第一侧曲面500a和第二侧曲面500b具有比气流出口506更宽的气流入口504。气流入口504比气流出口506宽导致第一侧曲面500a和第二侧曲面500b之上的气流(例如，通道气流302)在穿过孔304之前加速。加速有助于将气流注入到具组件200的外壳400的隔间308中。

注入坡道402的宽度D1一般可以与孔304(图4)的宽度相同。或者，气流出口506的宽度D2一般可以与孔304(图4)的宽度相同，例如在板110包括多个孔304并且每个气流出口506与其中一个孔304对齐的情况下。

图6显示据本发明的某些方面的转向坡道404的透视图。转向坡道404包括表面600、基部602和背部604。转向坡道404的表面600将冷却气流116(图4)转向远离孔304，从而产生转向气流410(图4)。转向坡道404的基部602将转向坡道404耦接于板110。转向坡道404的厚度D3一般与组件200之间的空间202(图2)的厚度相同，使得转向坡道404可以装配在空间202内。或者，厚度D3可以是外部的组件200和外壳100的侧壁102之间的距离(若此距离不同于相邻组件200之间的空间202)。

请参照图7，转向坡道404的表面600可以是使冷却气流116(图4)转向远离孔304的任何类型的倾斜表面。根据一些实施例，表面600可以是曲面。根据一些实施例，表面600可以是二次曲面(quadratic curved surface)。

转向坡道404的长度D4可以是各种长度。转向坡道404的高度D5可以是各种高度。在优选实施例中，长度D4与高度D5的比率(即，D4/D5)为约0.5至约5。

图8显示根据本发明的方面的翼型件406的透视图。翼型件406包括弯曲前缘800、从弯曲前缘800延续的弯曲第一表面802以及从弯曲前缘800延伸且与弯曲第一表面802相对的平坦第二表面804。弯曲第一表面802之上的分离气流412比在平坦第二表面804之上的分离气流412流动得更快。这有助于气流通过外壳400。翼型件406基于伯努利定律(Bernoulli’s law)产生压力差。由转向坡道404提升的热气流可以被翼型件406进一步提升和加速，以将气流引导至外壳100的顶壁104。因此，翼型件406的位置在转向坡道404的下游且在转向坡道404之上。在优选实施例中，翼型件406可以距转向坡道404至少约50mm。

请参照第4和8图，弯曲第一表面802(图8)设置在外壳400内以面向孔304(图4)，而平坦第二表面804(图8)设置成背向孔304(图4)。根据一些实施例，平坦第二表面804(图8)设置成大致倾斜于外壳400(图4)的顶壁104和底壁106。根据一些实施例，平坦第二表面804(图8)配置成引导转向气流410进一步远离孔304(图4)。

请回头参照图8，翼型件406的厚度D6一般与组件200之间的空间202(图2)的厚度相同，使得翼型件406可以装配在空间202内。或者，厚度D6可以是外部的组件200与外壳100的侧壁102之间的距离(若此距离不同于相邻组件200之间的空间202)。翼型件406的长度D7可以是各种长度。在优选实施例中，长度D7是厚度D6的约10至约12.5倍。翼型件406的高度D8可以是各种高度。在优选实施例中，高度D8是厚度D6的约1.5至约3倍。

尽管已经说明所揭露的实施例并针对一或多个实施方式描述，但是将发生等效的修改及润饰，或本领域的其他通常知识者在阅读和理解本说明书和附图后已知等效的修改及润饰。此外，虽然本发明的特定特征可能仅针对一些实施方式中的一种而揭露，但只要是对于任何给定或特定应用可能需要和有利，此特征可与其他实施方式的一或多个其他特征组合。

虽然上文已经描述了本发明的不同实施例，但是应当理解，它们仅以示例的方式呈现，而不是限制。在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以根据本文的揭示内容对所揭露的实施例进行许多改变。因此，本发明的广度和范围不应受到任何上述实施例的限制。而是，本发明的范围应根据所附权利要求及其均等物来定义。

Claims (10)

1.一种气流控制系统，包括：

外壳，具有顶壁、底壁和相对的2个侧壁，相对的该2个侧壁延伸于该顶壁与该底壁之间，并将该顶壁连接于该底壁，该外壳还具有气流入口和相对于该气流入口的气流出口；

多个组件，位于该外壳内，该些组件排列成多个排，该些排之间具有多个空间；

板，在第一侧耦接于该些组件，并且在与该第一侧相对的第二侧耦接于该外壳的该底壁，该板包括孔，该板和该外壳的该底壁定义通道；以及

下列其中之一或多项：

注入坡道，位于该通道内，且配置为引导通道气流从该通道内、穿过该孔并且在该些组件之间；

转向坡道，耦接于该板的该第一侧并且位于该孔上游的该些组件的该些排之间的该些空间中的空间内，该转向坡道被配置为将通过该外壳的外壳气流转向远离该孔；或者

翼型件，位于该些排之间的该些空间之其一内并且被配置为在包含该翼型件的该些排之间的该些空间之其一内分离该外壳气流。

2.如权利要求1所述的气流控制系统，其中该注入坡道包括曲面，该曲面配置为引导该通道气流从该通道内、穿过该孔并且在该些组件之间。

3.如权利要求2所述的气流控制系统，其中该注入坡道包括将该曲面分成第一侧曲面和第二侧曲面的柱，该第二侧曲面与该第一侧曲面相对于该柱。

4.如权利要求3所述的气流控制系统，其中该第一侧曲面和该第二侧曲面具有比多个气流出口更宽的多个气流入口，使得在该第一侧曲面和该第二侧曲面上的该通道气流在该些气流入口和该些气流出口之间加速。

5.如权利要求4所述的气流控制系统，其中该柱包括多个弯曲的柱的侧表面，使得该第一侧曲面和该第二侧曲面具有比该些气流出口更宽的该些气流入口。

6.如权利要求1所述的气流控制系统，其中该注入坡道的宽度等于该孔的宽度。

7.如权利要求1所述的气流控制系统，其中该转向坡道包括耦接于该板的该第一侧的基部及与该基部相对的曲面，该曲面被配置为将该外壳气流转向远离该孔。

8.如权利要求7所述的气流控制系统，其中该曲面具有二次曲线的形状。

9.如权利要求1所述的气流控制系统，其中该转向坡道的宽度等于包含该转向坡道的该些组件的该些排之间的该些空间中之其一的宽度。

10.如权利要求1所述的气流控制系统，其中该翼型件包括弯曲前缘、从该弯曲前缘延伸的弯曲第一表面、以及从该弯曲前缘延伸且与该弯曲第一表面相对的平坦第二表面。