CN1749924A

CN1749924A - 计算机

Info

Publication number: CN1749924A
Application number: CNA2005101039692A
Authority: CN
Inventors: 李祥哲
Original assignee: Zalman Tech Co Ltd
Current assignee: Zalman Tech Co Ltd
Priority date: 2004-09-16
Filing date: 2005-09-16
Publication date: 2006-03-22
Also published as: US20060056155A1; US7277286B2; KR100624092B1; WO2006031059A1; TW200611632A; KR20060025421A; EP1637973A2

Abstract

本发明提供了一种计算机。计算机包括：多个部件，包括在操作期间产生热量的热量产生元件；所述部件安装于其中的机壳；以及一个或多个与机壳分离预定距离并面对机壳的散热板；其中热量产生元件包括中央处理单元和电源，而中央处理单元和电源每个都热连接到散热板，以便由中央处理单元和电源产生的热量可以通过散热板耗散到机壳的外面。因此，可以不使用冷却风扇无噪声且有效地冷却安装在机壳内的热量产生元件。

Description

计算机

技术领域

本发明涉及一种计算机，更具体地说，涉及一种可以不使用冷却风扇有效和无噪声地耗散由安装在机壳中的热量产生元件产生热量的计算机。

背景技术

总体上说，计算机由各种功能部件组成。可以安装在计算机机壳中的功能部件的代表实施例包括主板、中央处理单元(CPU)、图形卡、声卡、电源、硬盘驱动器、软盘驱动器、光盘只读存储器(CD-ROM)驱动器、以及数字化视频光盘只读存储器(DVD-ROM)驱动器。这些安装在计算机机壳中的内部部件连接到外围装置，如监视器、鼠标、键盘、外部存储装置以及打印机。

在固定在计算机机壳中的这些内部部件中，CPU、电源以及图形卡作为典型的热量产生元件已经为人们所熟知。当热量产生元件的温度由于在元件中产生的热量升高时，内部部件的性能变差，在最差的情况下，计算机根本不工作。随着更高性能计算机的出现，热量产生元件产生的热量也增加，也增加了对于更好冷却的要求。这是计算机工业面临的紧迫问题之一。

冷却安装在计算机机壳中热量产生元件的一般方法包括使吸收热量的热沉与热量产生元件接触，并用冷却风扇在热沉上吹冷却空气。已经进行各种研究，例如，相关材料的类型以及此散热设备形状的研究以有效地吸收或耗散由热量产生元件产生的热量。

到目前为止，在研制的传统计算机冷却系统中，一般情况下，安装在计算机机壳中的每个热量产生元件都通过连接到所述物件上的冷却风扇冷却，而在计算机机壳中加热的空气通过连接到计算机机壳的机体上的另一冷却风扇向外排出。然而，此传统的计算机冷却系统具有下列问题。

由于安装了高速旋转的多个冷却风扇以冷却安装在计算机机壳中的热量产生源，所以，在计算机系统的操作期间产生了大量的噪声。事实上，由计算机系统产生的大多数噪声都是通过冷却风扇造成的机械噪声。此通过冷却风扇产生的噪声通常使计算机的使用者特别是对敏感的使用者烦恼，并且降低了工作效率。另一个问题在于，由于大量的外部空气在计算机系统操作期间通过冷却风扇循环通过计算机机壳，所以外部的灰尘颗粒粘接到计算机机壳中的部件上。由于内部部件产生的静电力使得这个问题变得更加严重，并最终导致部件的操作失效。

传统计算机冷却系统的另一个问题在于由于在计算机机壳内热量产生元件的有效冷却造成的无效率。当计算机系统操作时，通过计算机机壳定界的计算机系统的内部温度在短时间升高到高于外部温度。因此，热量产生元件不能利用计算机机壳中的暖空气有效地进行冷却。

发明内容

本发明提供了一种可以有效地冷却安装在计算机机壳中的热量产生元件的有效冷却系统，而不产生噪声的计算机。

根据本发明的另一方面，提供了一种计算机，包括：包括在操作期间产生热量的热量产生元件的多个部件；所述多个部件安装于其中的机壳；以及一个或多个与机壳分离预定距离并面向机壳的散热板；其中热量产生元件包括中央处理单元和电源，而中央处理单元和电源每个都热连接到散热板，以便由中央处理单元和电源产生的热量可以通过散热板耗散到机壳的外面。

计算机还可以包括穿过机壳的热管，热管具有连接到中央处理单元的第一端以及连接到散热板的第二端，其中中央处理单元通过热管热连接到散热板。

电源的一部分可以延伸超过机壳以暴露到机壳的外面，而电源的暴露部分的表面可以接触散热板，以便电源热连接到散热板。

电源可以具有形成于上表面和下表面中的通孔，以便外部空气可以通过形成于电源的下表面的通孔流进电源，然后通过形成于电源的上表面的通孔排出。

热量产生元件可以包括图形卡，计算机还包括穿过机壳并具有连接到图形卡的第一端以及连接到散热板的第二端的热量传导单元，以通过散热板将由图形卡产生的热量排出到机壳的外面，其中图形卡通过热量传导单元热连接到散热板。

每个散热板都可以由铝制作并具有从其上向外凸出的多个散热叶片。

散热板可以包括彼此分离的多个平行的散热板件。

机壳可以包括多个板，其中在所述板中，形成机壳的顶面的上板枢轴连接到另一板上，以打开和关闭机壳。

计算机还可以包括使机壳的底面与机壳竖立于其上的地面分离的支腿件。

附图说明

参照相应的附图对其典型实施方式进行具体说明，将使本发明的上述和其它特征和优点变得更加清晰和容易理解。

图1是显示根据本发明实施方式的计算机的透视图；

图2是显示图1的计算机的分解透视图；

图3是显示去除上板的图1的计算机的顶视图；

图4是显示去除前板的图1的计算机的前视图；

图5是显示图2的计算机电源的分解透视图；

图6是显示根据本发明另一实施方式的计算机的透视图；

图7是显示去除上板的图6的计算机的顶视图；

图8是显示去除前板的图6的计算机的前视图；以及

图9是显示去除后板的图6的计算机的后视图。

具体实施方式

下面将参照相应的附图更充分地说明本发明，其中显示了本发明的

优选实施方式。

图1是显示根据本发明实施方式的计算机的透视图。图2是显示图1的计算机的分解透视图。图3是显示去除上板的图1的计算机的顶视图。

计算机1包括多个部件以及安装部件的机壳10。散热板20设置在机壳10的外面。当计算机1操作时一些部件产生热。在本实施方式中，热量产生元件包括中央处理单元(CPU)30，电源40、以及图形卡50。由CPU 30，电源40、以及图形卡50产生的热量传递到散热板20以排散到机壳10的外面。

机壳10包括多个板。在本实施方式中，机壳10具有六面体形状，并包括左板12、右板13、前板14、后板15、上板16以及下板17。

左板12形成机壳10的左壁。通孔120形成于左板12中，以使热管60穿过通孔120。多个通风孔形成于左板12中，以便具有高于外部空气的内部空气可以排出到外部。

右板13形成机壳10的右壁。可以容纳电源40的通孔130形成于右板13中。与左板12相似，多个通风孔形成于右板13的上、下部分中。

前板14形成机壳10的前壁。用于图形卡50的热传导单元60可以穿过的通孔140形成于前板14的中心部分中。多个通风孔形成于前板14的上部分中。另外，数字化视频光盘(DVD)驱动器或光盘(CD)驱动器可以穿过的另一通孔形成于前板14的下部分中。

后板15形成机壳10的后壁。热管60可以穿过的通孔150形成于后板15中。多个通风孔形成于后板15的下部分中。

上板16形成机壳10的顶面，并通过一对铰链162枢轴连接到另一板上。上板16的侧面利用磁力通过固定单元164固定到另一板。因此，当大于磁力的力施用到上板16的侧面时，强迫上板16绕铰链162枢轴旋转以打开机壳10。支撑板160设置在上板16的下方。手柄90设置在上板16上，以便可以方便地输送机壳10。

支撑板160固定地支撑安装在机壳10中的各种部件。另外，连接器固定到支撑板160，以将各种外部装置连接到内部部件。例如，连接器124设置在主板122、图形卡50(未示出)上等。为了将电线或各种电缆，例如，监视器电缆或打印机电缆连接到支撑板160，打开上板16，进行所需过程的操作，然后关闭上板16。在此，上板16通过固定单元164固定到另一板上。

下板17形成机壳10的底面。支腿件70设置在底面17的下方，以便机壳10的下板17通过等于支腿件70高度的距离与地面分离。因此，存在形成于下板17下方的空间，因此空气可以平滑地向上循环。

散热板20与机壳10分离开从机壳10起的预定距离以面对机壳10。在本实施方式中，散热板20包括分别设置并平行于左板12、右板13、前板14以及后板15的散热板22、24、26以及28。

设置在左板12上的散热板22利用挤出法由具有高热传导性的铝制作。多个垂直散热叶片220在垂直方向从散热板22的外表面凸出，以增加散热板22的表面面积并有效地散热。根据待耗散的热量，可以形成或不形成散热叶片220。

与散热板22相似，设置在右板13上的散热板24由铝制作，并具有多个从其外表面凸出的散热叶片240。

设置在前板14上的散热板26由具有高热传导率的铝制作并具有平板形状。散热板26通过四个分离件92与前板14分离。在此，可以插入驱动器97如光盘只读储存器(CD-ROM)驱动器或数字化视频光盘只读储存器(DVD-ROM)驱动器的通孔145形成于前板14中。

设置在后板15上的散热板28包括彼此分离并彼此平行的第一散热板件282和第二散热板件284。第一、第二散热板件282、284由铝制作并具有平板形状。第一散热板件282通过分离件94与后板15分离，而第二散热板件284通过分离件96与第一散热板件282分离。散热板件的数量可以根据待耗散的热量改变。可以穿过热管60的通孔283形成于第一散热板件282基本中心部分中。

参照图2和3，在热量产生元件中，CPU 30固定在与左板12分离的主板122上。在操作期间，CPU 30产生大量的热量。大多数由CPU 30产生的热量通过热管60传递到散热板22和28，然后，由于外部空气的自然对流向外排出。

热管60将热量从CPU 30吸收并快速传递到具有低温的散热板20。因此，热管60还可以称为热传递管。由于用于吸收和传递热量的热管60的具体结构对于本领域的技术人员已经熟知，且不是本发明的主要特征，因此，将不给出其具体的说明。本实施方式的热管设置在预定方向，以便接触高温面积的热管部分为等高或低于接触低温面积的热管部分。

在本实施方式中，使用了6个热管，少的时候也可以使用3个热管。热管60的直径为以便热管为足够柔软，以方便弯曲成所需的形状并当弯曲后可以保持其形状。6个热管60中的每个都具有8mm或更小的直径。在本实施方式中，热管具有6mm的直径。当热管60具有足够的柔性以在弯曲过程中保持未硬化时，热管60可以承受冲击。因为使用多个热管60，所以，即使一些热管60发生故障，也能保持热管60的作用，且只需要更换发生故障的热管。

为了热管61、62、63、64、65以及66以有效地将热量传递到相应的散热板20，热管60的第一和第二端通过热传导块分别热连接到CPU30和散热板20。

参照图2和3，在热管61、62、63、64、65以及66中，两个热管61和62具有通过包括第一和第二件602和604的热传导块热连接到CPU30的第一端，以传递由CPU 30产生的热量。第一和第二件602和604由具有高热传导率的材料如铝或铜制作。

第一件602紧密连接到CPU 30以有效地吸收由CPU 30产生的热量。第二件604紧密连接到第一件602。6个半圆槽分别形成于第一和第二件602和604之间的接触表面中。当第一和第二件602和604彼此接触时，第一件602的6个槽与第二件604的6个槽匹配，以形成可以容纳热管60第一端的6个热管孔。第一和第二件热管61和62的第一端的外圆周表面紧密接触6个热管孔中的两个上热管孔的内圆周表面。

两个热管61和62的第二端通过包括第一和第二件606和608的热传导块连接到散热板22的内表面，以将从CPU 30接收的热量传递到散热板22。在此，适当地弯曲第一和第二件热管61和62，以通过形成于左板12的通孔120连接到散热板22，而不接触左板12。

第一件606紧密连接到散热板22的内表面。第二件608紧密连接到第一件606，以形成两个热管孔。第一和第二热管61和62的第二端的外圆周表面紧密接触形成在第一和第二件606和608之间的热管孔的内圆周表面。

在6个热管中，两个热管63和64的第一端以与热管61和62同样的方式热连接到CPU 30。适当地弯曲热管63和64，以穿过形成于后板15中的通孔150，而不接触后板15，然后穿过形成于第一散热板件282中的通孔283。热管63和64的第二端通过包括第一和第二件610和612的热传导块热连接到第二散热板件284的内表面。第一和第二件610和612的结构以及将热管63和64的第二端连接到第一和第二件610和612的方法与关于第一和第二件606和608的说明相同。

在6个热管中，两个热管65和66的第一端以与热管63和64同样的方式热连接到CPU 30。适当地弯曲热管65和66，以穿过形成于后板15中的通孔150，而不接触后板15。热管65和66的第二端通过包括第一和第二件614和616的热传导块热连接到第一散热板件282的内表面。第一和第二件614和616的结构以及将热管65和66的第二端连接到第一和第二件614和616的方法与关于第一和第二件606和608的说明相同。

参照图2到5，在热量产生元件中，电源40通过形成于右板13的大通孔130部分暴露到机壳10的外部。电源40的一半保留在机壳10的内部，而电源40的其他部分延伸超过机壳10，以便设置在机壳10外部的电源40的表面接触右散热板24的内表面。由电源40产生的大部分热量直接传递到散热板24，以便由于外部空气的自然对流向外排出。

图5是电源40的分解透视图。参照图5，电源40包括每个都具有六面体形状的上板件402和下板件404。各种电子装置都固定在电源40内的电路板上。一些产生大量热的电装置如变压器410和功率晶体管412热连接到热沉408。热沉408由具有高热传导率的材料如铝制作。热沉408紧紧固定到上板件402的一个表面上，而上板件402的另一表面紧紧固定到散热板24的内表面上。在此，热沉408和上板件402利用形成于上板件402和热沉408中的连接孔紧紧固定到散热板24。

因此，当电源40操作且变压器410和功率晶体管412产生热时，大多数产生的热传递到热沉408，然后通过上板件402传递到散热板24，然后，由于散热板24周围外部空气的自然对流向外排出。

多个狭缝型的通孔42形成于电源40的下板件404的上表面416，且两个通孔44形成于电源40的下板件404的下表面418。具有通孔42和44的电源40部分设置在机壳10的外部，以便外部空气通过形成于下表面418的通孔44进入电源40，以去除由安装在电源40内的热量产生元件产生的一些热量，然后，通过形成于上表面416的通孔42向外排出。通孔42和44的形状不局限于本实施方式的形状，通孔42和44可以为各种其他形状。

虽然形成于上表面416中的通孔42在图3中的机壳10的内部和外部都形成，但当机壳10的上板16关闭时，为了防止电源40中的暖空气在机壳10中传播，可以关闭形成于机壳10内的通孔42的部分，以便只使用暴露到机壳10外部的通孔42的部分。在本实施方式中，多个狭缝型的通孔42也形成于电源40内表面。在此情况下，可以关闭多个形成于机壳10内的部分通孔。

在热量产生元件中，图形卡50插进与左板12分离的主板122的狭槽中。在固定到图形卡50上的各种电装置中，芯片集52在操作中产生比其他电装置更多的热量。大多数产生的热量通过热传导单元68传递到散热板26，然后由于外部空气的自然对流向外排出。

热传导单元68可以直接接触固定到图形卡50上的芯片集52，但在本实施方式中，热沉54紧紧固定到芯片集52且热沉54接触热传导单元68。热传导单元68由具有高传导率的材料如铝制作。热传导单元68的第一端通过热沉54热连接到芯片集52，而热传导单元68的第二端热连接到设置在前板14上的散热板26。由于热传导单元68穿过形成于前板14中的通孔140，而不接触前板14，所以，热传导单元68不会将热量传递到前板14。

本实施方式的计算机1将CPU 30、电源40以及图形卡50在操作期间产生的热量传递到设置在机壳10外部的散热板20，然后将热排出到接口10的外部。由于由热量产生元件产生的热量不会传递到机壳10的内部，所以，机壳10的内部温度不会升高到危险的程度，传递到散热板20的热可以利用低于内部空气温度平均7到8度的外部空气的温度冷却。

同样，由于计算机1不使用传统计算机使用的多个冷却风扇冷却热量产生元件，所以，不会产生在计算机1操作期间由冷却风扇产生的机械噪声。

由于具有高热传导率的热管60将CPU 30产生的热传递到具有散热叶片220的散热板22以及包括第一和第二散热板件282和284的散热板28，所以，可以快速传递热。

由于安装在电源40内的电装置中产生大量热的电装置热接触由铝制作的热沉408，而热沉408通过上板件402接触右散热板24的内表面，所以，由电源40产生的大多数热量可以传递到具有散热叶片240的散热板24并向外排出。因此，可以防止由于电源40产生的热造成的机壳10内部温度的升高。另外，由于通孔42和44形成于电源40的上表面41 6和下表面41 8，所以，外部空气可以进入电源，以部分吸收内部热量，且暖空气可以排出到机壳10的外面。

在本实施方式的计算机1中，由于上板16设计为打开和关闭机壳10，而各种连接器设置在上板16的下方，所以，各种电缆可以比连接器设置在计算机后面的传统计算机更容易连接。

虽然散热板20由铝制作，左、右散热板22、24具有形成于其上的散热叶片，且后散热板28包括多个平行的散热板件，但本发明不局限于此。散热板也可以由具有高传导率的其他材料如铜制作，而散热板的形状也可以改变为有效耗散热量。

虽然热管设置在预定方向，但说明的方向只是实施例，也可以使用设置在其他方向的热管。在此情况下，接触更高温度面积的热管部分不需要低于接触低温面积的热管部分。

虽然CPU 30、电源40以及图形卡50为典型的热量产生元件，但本发明不局限于此，如果需要，由图形卡50产生的热量可以以其他方式冷却。

虽然热沉408安装在电源40内以将电源40产生的热量传递到散热板24，但本发明不局限于此结构。也就是说，电源40产生的热量可以以其他方式传递到散热板20。

图6是显示根据本发明另一实施方式的计算机1a的透视图。图7是显示去除上板的图6的计算机1a的顶视图。图8是显示去除前板的图6的计算机1a的前视图。图9是显示去除后板的图6的计算机1a的后视图。

当在图1到5说明的计算机1和图6到9说明的计算机1a之间做比较时，其在机壳10、10a中部件的设置以及将部件产生的热量传递到散热板20、20a上的方法稍有不同。然而，计算机1和1a具有的共同特征在于不使用冷却风扇将安装在机壳10a中的部件产生的热量向外传导到设置在机壳10a外部的散热板20a。

下面将集中在计算机1a和计算机1之间的不同说明计算机1a。对于在此不说明的计算机1a的部件，可以参照相对应计算机1a的上述计算机1的部件。与计算机1中起同样作用的计算机1a的元件由同样的标号表示。

在计算机1a中，固定CPU 30的主板122设置在右侧，电源40设置在左侧，而图形卡50水平固定在主板122上。左、右散热板22a、24a没有散热叶片，而后散热板28a作为一体形成。上板16a不能打开和关闭。用于将内部部件连接到外部装置的各种连接器设置在后部。

6个热管60a将由CPU 30产生的热量传递到右散热板24a和后散热板28a。在6个热管60a中，3个热管61a、62a以及63a具有通过包括第一和第二件602a和604a的热传导块热连接到CPU 30的第一端以接收CPU 30产生的热，以及通过包括第一和第二件606a和608a的热传导块和包括第一和第二件610a和612a的热传导块连接到散热板24a的第二端，以将从CPU 30接收的热量传递到右散热板24a。在此，适当弯曲热管61a、62a和63a以通过形成于右板13a中的通孔连接到散热板24a，而不接触右板13a。

在6个热管60a中，其他3个热管64a、65a以及66a具有连接到CPU 30的第一端、通过包括第一和第二件614a和616a的热传导块和包括第一和第二件618a和620a的热传导块热连接到散热板28a的内表面的第二端。适当弯曲热管64a、65a和66a以穿过形成于后板15a中的通孔150a连接到散热板24a，而不接触后板15a。

除了电源40接触散热板22a以及形成于电源40上表面中的通孔42a具有与先前实施方式中电源的上表面中的通孔不同的形状外，在图6到9中说明的电源40与图1到5中说明的电源40基本相同。

在热量产生元件中，图形卡50水平固定到主板122上。与先前实施方式不同，用于将由图形卡50的芯片集52产生的热量传递到前散热板26a的热传导单元包括热管68a和69a。

热管68a和69a具有通过包括第一和第二件682a和684a的热传导块热连接到芯片集52的第一端以及通过包括第一和第二件684a和686a的热传导块连接到前散热板26a的第二端。热管68a和69a穿过形成于前板14a中的通孔140a，而不接触前板14a。

参照图9，冷却风扇99a设置在计算机1a的上后部分。冷却风扇99a为辅助元件，只有当计算机1a在比正常条件恶劣的条件下长期使用时，例如，当计算机过长时间或在盛夏工作时，才操作以降低机壳10a的内部温度，此时，机壳10a的内部温度升高超过了预定的程度。

如上所述，根据本发明的计算机可以在无噪声和有效方式的情况下，将通过安装在机壳中的热量产生元件产生的热向外耗散到设置在机壳外部的散热板，而不使用冷却风扇和增加机壳的内部温度。

虽然参照其典型的实施方式对本发明进行了具体显示和说明，但是应当认为本领域的熟练技术人员可能在此形式上和细节上上做出各种形式变更，在此所做的具体说明不会脱离由以下权利要求所限定的发明保护范围和主题精神。

Claims

1.一种计算机，包括：

多个部件，包括在操作期间产生热量的热量产生元件；

机壳，所述多个部件安装在其中；

一个或多个与所述机壳分离预定距离并面对所述机壳的散热板；

其中热量产生元件包括中央处理单元和电源，而中央处理单元和电源每个都热连接到散热板，以便由中央处理单元和电源产生的热量可以通过散热板耗散到所述机壳的外面。

2.根据权利要求1所述的计算机，还包括：

穿过机壳的热管，所述热管具有连接到中央处理单元的第一端以及连接到散热板的第二端，

其中中央处理单元通过热管热连接到散热板上。

3.根据权利要求1所述的计算机，其特征在于：

电源的一部分延伸超过机壳以暴露到机壳的外面，而电源的暴露部分的表面接触散热板，以便电源热连接到散热板。

4.根据权利要求1所述的计算机，其特征在于：

电源具有形成于上表面和下表面的通孔，以便外部空气可以通过形成于电源的所述下表面的通孔流进电源，然后通过形成于电源的所述上表面的通孔排出。

5.根据权利要求1所述的计算机，其特征在于：

热量产生元件可以包括图形卡，

计算机还包括穿过机壳并具有连接到图形卡的第一端以及连接到散热板的第二端的热量传导单元，以通过散热板将由图形卡产生的热量排出到机壳的外面，其中图形卡通过热量传导单元热连接到散热板。

6.根据权利要求1所述的计算机，其特征在于：

7.根据权利要求1所述的计算机，其特征在于：

散热板包括多个彼此分离的多个平行的散热板件。

8.根据权利要求1所述的计算机，其特征在于：

所述机壳包括多个板，

其中在所述板中，形成所述机壳的顶面的上板枢轴连接到另一板以打开和关闭机壳。

9.根据权利要求1所述的计算机，还包括：

使所述机壳的底面与机壳竖立于其上的地面分离的支腿件。