CN1707395A - 一种四路机架服务器的散热系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种四路机架服务器的散热系统，包括安装在处理器上的散热器；前后面板上布有通风孔的机箱箱体；一块安装在机箱箱体中部的隔板；在隔板上安装轴流风扇组；一导风罩设置在机箱后箱体内的主板与机箱的上箱盖之间，散热器安装在导风罩内，该导风罩的入风口比另一端出风口宽；及一块风道隔板安装在机箱的前箱体内，其一端与导风罩的入风口相接，另一端与机箱前面板相接，机箱由该风道隔板和导风罩分成两个相邻隔离的纵向风道。通过机箱内设备的合理布局防止发热点的集中，和采取增强机箱内外空气对流，减小由于机箱内外对流不充分造成的机箱内热量积累；通过隔离风道，减小设备之间的相互影响，从而使整个散热系统更加有效。

Description

一种四路机架服务器的散热系统

技术领域

本发明涉及计算机散热系统，尤其涉及一种四路机架服务器的散热系统。

背景技术

机架服务器是一种外观按照统一标准设计的服务器，配合机柜统一使用。机架服务器的宽度为19英寸，高度以U为单位(1U＝1.75英寸＝44.45毫米)，通常有1U，2U，3U，4U，5U，6U，7U等几种标准的服务器。机柜的尺寸也是采用通用的工业标准，通常从22U到42U不等；机柜内按U的高度有可拆卸的滑动拖架，用户可以根据自己服务器的标高灵活调节高度，以存放服务器、集线器、磁盘阵列柜等网络设备。机架式服务器可以使用户在有限的空间里放置较大数量的服务器，易于能提供高密度的运算动力、高带宽和系统冗余、良好的可扩展性。这些特征使得机架式服务器获得了广泛的应用。

为了提高布置的密度，通常希望服务器的尺寸越小越好，尤其是在空间敏感的机群系统中和需要服务器托管的情况下。但是空间上的缩小给散热系统的设计带来了障碍，目前市场上使用1GHz以上主频处理器的四路服务器，基本上均采用4U或更高的机箱。尤其是对于Opteron(美国AMD公司的一个处理器品牌)这种发热量极大的处理器，2U机箱散热系统的设计无疑是一项难题。

传统技术通过给发热量大的芯片外加带有风扇的散热器进行散热，在机箱较小时，散热器上的风扇产生的风压会对机箱内外的对流产生负面影响，当机箱内外强度不足时，散热器产生的热量积累在机箱内，使机箱内的温度升高，机箱内的高温反过来又影响散热器的散热效果。

服务器散热系统是否有效对整个系统的稳定运行起着决定性的作用。实践经验表明，许多系统故障都直接或间接与系统散热有关。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有的四路机架服务器散热系统的缺陷，为了提高四路机架服务器的散热效果，使整个系统的稳定运行；从而提供一种四路机架服务器的散热系统。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种四路机架服务器的散热系统，包括安装在处理器上的散热器；前后面板上布有通风孔的机箱箱体；一块安装在所述机箱箱体中部，把机箱箱体内分离为前、后箱体的隔板；在所述隔板上安装轴流风扇组；一导风罩设置在所述机箱后箱体内的主板与机箱的上箱盖之间，所述散热器安装在导风罩内，该导风罩的入风口比另一端出风口宽；及一块风道隔板安装在所述机箱的前箱体内，其一端与所述导风罩的入风口相接，另一端与机箱前面板相接，所述机箱由该风道隔板和所述导风罩分成两个相邻隔离的纵向风道。

在上述方案中，在所述风道的一个风道内，至少有一个轴流风扇。

在上述方案中，在所述风道的另一个风道内，有N个轴流风扇。

在上述方案中，靠近安装所述N个轴流风扇的所述导风罩的一端入口较宽。

在上述方案中，位于风道末端的所述散热器具有更大的散热面积。

在上述方案中，所述散热器为金属散热片，四个所述金属散热片交错排列，所述金属散热片的鳍片与风向平行。

所述导风罩为Y形状、喇叭形状或任一入风口比另一端出风口宽的抽风罩等。

在上述方案中，所述隔板上开有相应的通风孔。

此外，本发明还提供一种四路机架服务器的散热系统，包括安装在处理器上的散热器；前后面板上布有通风孔的机箱箱体；一块安装在所述机箱箱体中部，把机箱箱体内分离为前、后箱体的隔板；在所述隔板上安装轴流风扇组；一导风罩设置在所述机箱后箱体内的主板与机箱的上箱盖之间，所述散热器安装在导风罩内，该导风罩的入风口比另一端出风口宽；及一块风道隔板安装在所述机箱的前箱体内，其一端与最左端的所述导风罩的入风口相接，另一端与机箱前面板相接，以防止左风道的气流进入右风道。所述机箱由该风道隔板和所述导风罩分成两个相邻隔离的纵向风道。当使用N个导风罩时，右风道在后箱体内又被分为N个子风道。

由上可知，本发明所述的散热系统中，所有的轴流风扇均推动气流沿这风道向一个方向流动，同时足够的通风孔和散热片的安装方式保证了风道中的阻力很小，从而可以获得较好的对流效果，解决由于机箱内外对流不充分造成的机箱内整体温度偏高的问题。并且导风罩能够维持轴流风扇组输出的高风压，从而增强了位于其中的处理器散热片的散热效果；导风罩和风道隔板形成了分离的风道，减小了处理器散热对机箱内其它部件的影响。

附图说明

图1是安装在四路服务器机箱内的本发明的一种四路机架服务器的散热系统的俯视图；

图2是安装在四路服务器机箱内的本发明的一种四路机架服务器的散热系统的立体结构示意图。

上述图中，相同的数字标记代表相同的元件，其中，1为四个处理器的散热器；5为导风罩；6为轴流风扇组；8为开关电源；9为PCI插槽；10为机箱前面板；11为机箱后面板，两个面板上都有足够的通风孔；12为风道隔板；13为主板；14为右风道中的气流方向；15为左风道中的气流方向；16为机箱箱体；17为硬盘；18为主板芯片组；19为隔板。20为中央处理器，本实例中使用的是四颗AMD公司的Opteron处理器，工作频率为2.2GHz；24标出的虚线是导风罩在主板上的投影，即导风罩的装配位置；25为导风罩；32和33分别为机箱前后两个箱体的盖板。

具体实施方式

参见附图1和图2，在2U机箱的机箱箱体16的前面板10和后面板11上布满了通风孔，机箱被隔板19分为前后两个箱体，轴流风扇组6安装在此隔板上。在轴流风扇的安装位置，隔板开有相应的通风孔让气流通过。风道隔板12把前箱体分成左风道15和右风道14两个风道。前箱体的左风道内安装电源8，右风道内安装光驱、硬盘17等设备。

主板13和PCI插槽9安装在后箱体内。导风罩5呈喇叭形，由绝缘材料制成。导风罩的喇叭口为入口，多个轴流风扇安装在其入口处。导风罩能够与主板13形成的导风管延续了右风道，安装在处理器20上的散热器1位于其中，散热器的鳍片与轴流风扇推动的气流方向14平行。四个散热器呈平行四边形排列，靠近风扇一端的散热器尺寸较另一端的散热器尺寸要小。从轴流风扇向散热器的方向看就会发现，整个导风罩内的水平面上布满了散热器的鳍片。

后箱体导风罩以外的部分为左风道，至少一个轴流风扇安装在箱体隔板上。左风道的气流15经主板芯片组18和PCI插槽9排出机箱。

24标出的虚线是导风罩25在主板13上的投影，即导风罩25的装配位置，四个处理器的散热器1均位于导风罩25内，导风罩25的高度略高于散热器1，导风罩25的一端通过卡扣固定在隔板19上，另一端固定在后面板11上，导风罩25与主板13之间留有少量空隙；32和33分别为机箱前后两个箱体的盖板。

附图2为2U机箱散热系统的立体结构示意图，清楚地表现了各个部件之间的位置关系。

本发明是一个从整体上考虑的解决方案。首先机箱内设备的布局进行了统一规划以防止发热点的集中，然后由导风罩和风道隔板分离出两条风路，分离不同的发热设备，再通过放置在机箱中部的一组轴流风扇推动机箱内外的空气对流，从而达到最佳的散热效果。

本发明中机箱的内部分为前后两个箱体，前箱体用来放电源、硬盘、光驱等设备；后箱体用来放置服务器主板和添加的PCI插槽(PCI——Peripheral ComponentInterconnection，外围部件互连)。散热系统由隔板、轴流风扇组、散热器、导风罩、风道隔板、机箱箱体组成。其中机箱箱体的前面板和后面板都有足够的通风孔。风道隔板和导风罩把机箱分成左右两个风道：左风道主要经过开关电源、主板芯片组和外加PCI卡；右风道主要经过硬盘、光驱和处理器的散热器。

分离风道设计的好处在于：

1、分散发热设备，避免热点集中。在机箱中，发热量最大的设备是处理器，其次是开关电源，把它们放在不同的风道可以避免开关电源散热对处理器散热造成不良影响。

2、导风罩和主板之间形成了一个相对密封的导风管，轴流风扇组产生的高风压可以在导风罩内得到较好的保持，宜于将处理器的热量直接排出机箱，减小热量在机箱内的积累。

3、隔离处理器产生的高温。处理器是一个发热严重的设备，同时它也能够工作在较高的温度下，而很多其它的设备对温度较为敏感，如时钟电路，温度变化容易造成频率漂移。如果没有隔离的风道，处理器产生的热量会造成机箱内温度整体升高，即使处理器能够在这个温度下正常工作，其它设备也可能工作不正常。风道分离后产生了两个不同的温区，减小了处理器产生的热量对其它设备的影响。

整个散热系统中，处理器的散热是重中之重。由于空间的关系四个处理器不可能排成一条直线，在摆放时，放在靠近风扇一端的处理器获得的风的温度更低、风压也更大，而在后面的处理器的散热效果会受到一定的影响。本发明使用了两个方法来减少这种影响：

1、四个处理器的散热器采用平行四边形布局，风可以通过前端散热器旁边的空隙吹向后端散热器，从而后端散热器也可以获得从风扇吹来的冷风。

2、放在后端的处理器使用尺寸更大的散热器，通过更大的散热面积来弥补风压和温差减小带来的负面影响，从而使位于后端的处理器获得与位于前端的处理器一样的散热效果。

处理器的散热器没有自带的风扇，而是由一组轴流风扇推动空气的流动。这样的设计有一个额外的好处，当有一个风扇损坏时，虽然风扇组产生的风速会减小，但处理器的温度不会急剧上升到不能工作或损坏的程度，这样也就从一定程度上提高了散热系统的可靠性。

本发明的散热系统主要用于2U的四路服务器。当然适用于2U机箱的散热系统同样可以用于2U以上的机箱，但是在更大的机箱中，传统技术也可以满足要求。对于1U机箱，如果增大散热器的面积和对处理器的功耗加以限制，本发明同样可以适用，无论是使用几U的机箱，本发明的实现形式是一致的，只是相应的改变导风罩和处理器散热片的高度。

对导风罩安装的唯一要求是能够包含处理器的散热片，散热片的位置由处理器在主板上的布局决定。目前大部分主板的设计都遵循ATX标准，ATX标准要求PCI扩展槽布置在主板的左侧，为了安装PCI扩展卡时不与处理器散热片的发生冲突，处理器通常被布置在另一侧，也就是说导风罩通常会放在机箱的右侧。

最后所应说明的是：以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。如导风罩可以分解成多个，例如分成两个，每个包含两个散热器，另外导风罩的形状可以改变。

导风罩也可以分解成多个，例如分成两个时，每个导风罩内包含两个处理器散热器；其具体实施方式可以是把原来的导风罩从中间分成左右两个，紧靠着放置在一起后，整体外形保持不变(如同在原导风罩中间加入一个垂直的隔板，将其分为左右两半)。导风罩内的两个散热片也是交错放置，放在后面的散热器有着更大的散热面积。

Claims (9)

1、一种四路机架服务器的散热系统，包括安装在处理器上的散热器，其特征在于：还包括一前后面板上布有通风孔的机箱箱体、一块安装在所述机箱箱体中部，把机箱箱体内分离为前、后箱体的隔板、一安装在所述隔板上的轴流风扇组、一导风罩和一风道隔板；其中，一导风罩设置在所述机箱后箱体内的主板与机箱的上箱盖之间，所述散热器安装在导风罩内，该导风罩的入风口比另一端出风口宽；及一块风道隔板安装在所述机箱的前箱体内，其一端与最左端的所述导风罩的入风口相接，另一端与机箱前面板相接；所述机箱由该风道隔板和所述导风罩分成两个相邻隔离的纵向风道。

2、如权利要求1所述的一种四路机架服务器的散热系统，其特征在于，在所述的一个风道内，至少有一个轴流风扇。

3、如权利要求1所述的一种四路机架服务器的散热系统，其特征在于，在所述的另一个风道内，有N个轴流风扇；其中N至少为2个。

4、如权利要求1所述的一种四路机架服务器的散热系统，其特征在于，所述散热器至少为4个，该散热器为金属散热片。

5、如权利要求1和4所述的一种四路机架服务器的散热系统，其特征在于，所述金属散热片交错排列，所述金属散热片的鳍片与风向平行。

6、如权利要求1所述的一种四路机架服务器的散热系统，其特征在于，所述隔板上开有相应的通风孔。

7、如权利要求1所述的一种四路机架服务器的散热系统，其特征在于，所述导风罩为Y形状或为喇叭形状。

8.一种四路机架服务器的散热系统，包括安装在处理器上的散热器，其特征在于：还包括一前后面板上布有通风孔的机箱箱体、一块安装在所述机箱箱体中部，把机箱箱体内分离为前、后箱体的隔板、一安装在所述隔板上的轴流风扇组、一风道隔板和N个导风罩；其中，N个导风罩设置在所述机箱后箱体内的主板与机箱的上箱盖之间，所述散热器安装在导风罩内，该导风罩的入风口比另一端出风口宽；及一块风道隔板安装在所述机箱的前箱体内，其一端与最左端的所述导风罩的入风口相接，另一端与机箱前面板相接；所述机箱由该风道隔板和所述导风罩分成N+1个相邻隔离的纵向风道。

9.如权利要求8所述的一种四路机架服务器的散热系统，其特征在于，所述N个导风罩，其中N至少为2个。

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