TWI692290B - 鼓風機托架裝置及其方法 - Google Patents

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麥可 拜農羅伊
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Abstract

方法、系統及裝置包含一外殼，其界定一頂表面、一底表面以及第一及第二側表面。亦包含自該第一側表面延伸之一第一軌及自該第二表面延伸之一第二軌，且該等第一及第二軌與一第三表面可滑動地接合。包含一鼓風機器件，其軸向安置於該頂表面與該底表面之間，其中該外殼之一第一端界定一第一充氣出口，該頂表面界定一充氣入口，該底表面界定一第二充氣出口，其定位於該鼓風機器件之一第二側上且將第一充氣室流體耦合至第二充氣室。此外，由該等第一及第二軌、該底表面及該第三表面形成之該第二充氣室具有一第三充氣出口。

Description

鼓風機托架裝置及其方法
本發明係關於一種鼓風機托架裝置及其方法。
計算器件(諸如塔式電腦及電腦機殼)之正確運作需要冷卻計算器件。在計算器件操作時，計算器件內之操作組件產生熱。計算器件內可具有風扇以引起空氣圍繞計算器件之組件流動以提供冷卻。風扇可操作地耦合至充氣部以吸入空氣通過計算器件以有利於冷卻。
計算器件通常經配置以最大化對諸如一伺服器場中之可用空間之使用。此已導致具有多個處理托架之高密度機架之發展。因此，用於鼓風機風扇之機架內之所得空間已減小，此繼而導致鼓風機風扇之操作效率降低。
本說明書描述與鼓風機托架裝置有關之技術。一般而言，本說明書中描述之標的之一個發明態樣包含一外殼，其界定一頂表面、一底表面以及連接該頂表面及該底表面之第一及第二側表面，且界定該頂表面、該底表面以及該等第一及第二表面之間的一第一充氣室。亦包含自該第一側表面延伸之一第一軌及自該第二表面延伸之一第二軌，使得當該等第一及第二軌與平行於該底表面安置之一第三表面可滑動地接合時，該等第一及第二軌、該底表面及該第三表面界定一第二充氣室。包含一鼓風機器件，其 軸向安置於該頂表面與該底表面之間，使得該鼓風機器件之一鼓風機風扇之一旋轉軸實質上垂直於該頂表面及該底表面，其中該外殼之一第一端在該鼓風機器件之一第一側上界定該第一充氣室之一第一充氣出口，該頂表面界定一充氣入口，其與該鼓風機風扇對準使得該充氣入口在該鼓風機風扇之至少一部分上方，該底表面界定一第二充氣出口，其定位於與該鼓風機器件之該第一側相對之該鼓風機器件之一第二側上且將該第一充氣室流體耦合至由第一及第二軌、該底表面及該第三表面形成之該第二充氣室。此外，由該等第一及第二軌、該底表面及該第三表面形成之該第二充氣室具有一第三充氣出口。本說明書中描述之標的之特定實施例可經實施以實現下列優點之一或多者。該鼓風機托架裝置實現高氣流速率及高耐壓等級，同時有利於電力及控制連接之一盲配連接。此導致一熱可交換鼓風機托架總成。因此，該鼓風機托架裝置實現對具有一高可用性需求之一高密度電子機殼及設備之冷卻。
隨著鼓風機風扇葉片之外殼間隙下降低於該鼓風機風扇之0.5倍直徑，鼓風機之效能降級。然而，本文件中描述之該鼓風機托架裝置具有克服在原本不存在足夠空間以提供外殼間隙時效能降級之一獨有充氣配置。因此，使用如本文件中描述之一鼓風機托架裝置容許與該鼓風機風扇流通連通之(若干)空氣室及(若干)空氣出口之所需寬度之一縮減。如本文中描述之該鼓風機托架裝置可搭配一窄機殼使用且產生與原本將需要之一較大機殼相同(或幾乎相同)之氣流能力。
本文件中描述之該緊湊型鼓風機托架裝置結合該盲配連接器容許容易且快速移除及替換，因此除緊湊外觀尺寸外亦實現一高機械效率。此外，該鼓風機托架裝置係低成本的且製造簡單。另外，所得充氣部及流體 耦合減小原本在不存在此等有利配置之耦合時將存在之鼓風機模組上之背壓。背壓之減小導致由該鼓風機托架裝置消耗之電力之一減小。
最後，安置於鼓風機托架裝置入口上之一平面墊片高度可靠且提供一高效率墊片密封。
隨附圖式及下文描述中闡述本說明書中描述之標的之一或多個實施例之細節。自描述、圖式及申請專利範圍將明白標的之其他特徵、態樣及優點。
100:鼓風機托架裝置/鼓風機托架總成
110:外殼
112:頂表面
112a:頂表面之邊緣
112b:頂表面之邊緣
112c:頂表面之邊緣
112d:頂表面之邊緣
114:底表面
114a:底表面之邊緣
114b:底表面之邊緣
116:第一側表面/第一側
116a:第一側之邊緣
116b:第一側之邊緣
116c:第一側之邊緣
116d:第一側之邊緣
118:第二側表面/第二側
118a:第二側之邊緣
118b:第二側之邊緣
120:充氣室
122:鼓風機器件
124:鼓風機風扇
125a:開口
125b:開口
125c:開口
126:充氣入口
128:充氣出口
130:充氣部/充氣室
131:組裝表面/虛線
132:第一軌
134:第二軌
134a:第二軌之邊緣
134b:第二軌之邊緣
134c:第二軌之邊緣
134d:第二軌之邊緣
138:充氣出口
140:前側
145:墊片
150:充氣出口
160:電連接器
161:電連接器之總成/外殼
210:機殼
211:端/機殼之表面
212:側/機殼之表面
213:頂表面
214:端/機殼之表面/側
215:側/機殼之表面
216:底表面
219:內部表面
230:鼓風機托架狹槽
231:接合表面/軌狹槽
240:機殼室
244:排氣端口
246:排氣端口
260:進氣端口
270:排氣端口
280:配接組件
285:支架
302:將空氣自一機殼室吸入至鼓風機托架裝置之充氣室中
304:空氣之一部分透過一充氣出口排出
306:通過一不同充氣室之剩餘空氣排出至一不同充氣出口
圖1A係自一鼓風機托架裝置之一後端之鼓風機托架裝置之一透視圖。
圖1B係自鼓風機托架裝置下方之一透視圖。
圖2A係具有一切除部分之一機殼中之多個鼓風機托架裝置之一側視透視圖。
圖2B係具有一切除部分之自機殼中連接有一鼓風機托架裝置之機殼之一個端之一透視圖。
圖3係將空氣吸入至一鼓風機托架裝置且使空氣通過鼓風機托架裝置之一流程圖。
各個圖式中之相似元件符號及指定指示相似元件。
本文件描述用於一鼓風機托架裝置之裝置、系統及方法，該鼓風機托架裝置可搭配一機殼使用且例如吸入空氣且使空氣至機殼中並通過鼓風機托架裝置。下文更詳細描述此等特徵及額外特徵。
圖1A係自一鼓風機托架裝置100之一後端之鼓風機托架裝置之一透 視圖。鼓風機托架裝置100包含一外殼110，其包含一頂表面112、一底表面114、一第一側表面116及一第二側表面118。在當前實施方案中，頂表面112包含邊緣112a、112b、112c及112d。在當前實施方案中，底表面114包含邊緣114a及114b及對應相對邊緣(未展示)。第一側116包含邊緣116a、116b、116c及116d。第二側118包含邊緣118a及118b及對應相對側。頂表面112實質上平行於底表面114，且第一側表面116平行於第二側表面118，如所示。外殼110可由金屬、塑膠、其等之一組合或可引導氣流之任何其他材料及結構製成。
外殼110界定頂表面112、底表面114以及第一側表面116及第二側表面118之間的一充氣室120。充氣室120包含一鼓風機器件122(在圖1B中展示)，其可將空氣自充氣室120外部吸入至充氣室120中。鼓風機器件122包含將空氣吸入至鼓風機器件122之一鼓風機風扇124，且鼓風機器件122可包含自鼓風機風扇124至充氣室120之一或多個開口125a、125b及125c。鼓風機風扇124軸向安置於頂表面112與底表面114之間，使得一鼓風機風扇124之一旋轉軸實質上垂直於頂表面112及底表面114。
頂表面112包含一充氣入口126，其使鼓風機風扇124能夠自充氣室120外部吸入空氣。充氣入口126可具不同形狀及大小，且充氣入口126與鼓風機風扇124對準，使得入口定位於鼓風機風扇124之至少一部分上方以使鼓風機風扇124將空氣自充氣室120外部吸入至充氣室120中。
另外，外殼110包含充氣出口128，其係可實質上平行於鼓風機器件122之徑向軸延伸且由邊緣112d、114b、116c及118b界定之一開口。充氣出口128及一前側140相對於彼此定位於鼓風機器件122之縱向相對側上，使得充氣出口128定位於鼓風機托架裝置100之「後端」處。
如將參考機殼210(在圖2A中展示)描述，鼓風機托架裝置100在與機殼210之一第三表面可滑動地接合時將形成另一充氣部130。第三表面(亦稱為一組裝表面131)由虛線131表示且平行於鼓風機托架裝置100之底表面114安置。因此，充氣室130由自第一側116之邊緣116b延伸之一第一軌132及自第二側118之邊緣118b延伸之一第二軌134、底表面114及第三表面131(在與機殼210可滑動地接合時)界定。第一軌132包含邊緣且第二軌134包含邊緣134a、134b、134c及134d。第一軌132及第二軌134可與第一側116及第二側118實質上平行。
第一軌132及第二軌134經構形以與機殼210上之導件接合。例如，第一軌132及第二軌134可滑動地接合機殼210中之各自接合表面，諸如接合表面231且如下文進一步描述。一旦鼓風機托架總成100插入至機殼中，充氣室130便由組裝表面131、第一軌132、第二軌134及底表面114界定。在當前實施方案中，充氣室130可具小於充氣室120之體積之一體積；然而，並不要求此一構形，且在其他實施方案中，可使用充氣室120及充氣室130之不同相對體積。
如形成之充氣室130包含一充氣出口138，其可實質上平行於鼓風機器件122之徑向軸延伸。在所描繪之實施方案中，出口138係由軌132及134之邊緣、底表面邊緣114b及組裝表面131之邊緣界定。
外殼110之前側140可形成充氣室130之一端，使得充氣室130可延伸鼓風機托架總成100之長度。如下文將更詳細描述，充氣室130之一部分可由與機殼210上之一配接組件280配接之總成100上之一電連接器160之一總成161佔用。
此外，充氣入口126可包含一墊片145以固定充氣入口126且提供一密 封以防止空氣及氣流進入除充氣入口126外之任何其他位置或自鼓風機器件122或充氣室120離開。墊片145可在充氣入口126之周邊周圍。
圖1B係自鼓風機托架裝置100下方之一透視圖。如在鼓風機托架裝置100中可見，當充氣室130形成時，充氣出口150包含於充氣室120與充氣室130之間且將充氣室120流體連接至充氣室130。充氣出口150係定位於底表面114中之一開口。在一些實施方案中，充氣出口150徑向定位於與最靠近充氣出口128之鼓風機器件122之側相對之鼓風機器件122之一個側上。充氣出口150可定位於底表面114之中心；然而，並不要求此一定位，只要鼓風機器件122插置於出口150與出口128之間即可。
一電連接器160可藉由一外殼161緊固至底表面114且在充氣室130之一部分內延伸。電連接器160可定位於與鼓風機器件相對於充氣出口150縱向定位之一側相對之充氣出口150之一側上。在一些實施方案中，電連接器160及外殼161可在充氣室130內自底表面114延伸達小於或等於第一軌132及第二軌134之各者之高度之一距離，使得其可不受阻礙地滑動至機殼210中。在將鼓風機托架裝置100完全插入至機殼210中之後，電連接器160經構形以與一配接組件280相接，如圖2B中所示。因而，電連接器160與配接組件280之間發生一盲配連接。
圖2A係具有一切除部分之一機殼中之多個鼓風機托架裝置之一側視透視圖。如圖2A中所見，可包含一機殼210，該機殼內組裝有一或多個鼓風機托架裝置。一機殼210可為一電腦機箱，其包含且圍封例如一電腦之多個組件(例如，一中央處理單元、記憶體、電路等)或甚至多個電腦機架或其他電腦器件。
在當前實施方案中，機殼210包含端211、側212、頂表面213、端 214、側215及底表面216(未展示)。側212經部分切除以展示機殼210之內部。側215可與側212相同而在與側212相對之機殼210之側上，且側214可實質上平行於側212且實質上垂直於端211及214。各鼓風機托架裝置100插入於機殼210中界定於機殼210之表面211、212、214及215內之一鼓風機托架狹槽230中。
一鼓風機托架狹槽230可由一內部表面、頂表面213以及側212及214界定。如圖2A中所示，內部表面係如圖1中描述之組裝表面131。接合表面(其等之一者以虛線展示為231)接納狹槽軌132及134且與其等互動以可滑動地接合。
另外，一機殼室240界定於端214、側212及215、內部表面、內部表面219、頂表面213及底表面216之間。內部表面219可包含排氣端口244，其等界定開口以容許空氣自機殼210前部之進氣端口260行進且至機殼室240中，該機殼室240繼而提供對機殼210前部與表面219之間的組件之冷卻。機殼室240包含機殼室排氣端口246以使空氣能夠自機殼室240行進至鼓風機托架裝置100之外殼110中。機殼室排氣端口246係與充氣入口126對準以使空氣行進至鼓風機器件122中而透過排氣端口270排出充氣出口128及138之開口。
因此，一旦將一鼓風機托架裝置100插入至機殼210中且開始操作，空氣便被吸入通過機殼210之前部而至室240，接著通過端口246且排出充氣出口128及138。
特定言之，在空氣進入機殼室240之後，一或多個鼓風機托架裝置100可透過其鼓風機器件122經由鼓風機風扇124吸入空氣。進入充氣室120之空氣之一部分將透過充氣出口128離開充氣室120且透過排氣端口 270離開機殼210。另外，充氣室120中之空氣之剩餘部分將經由充氣出口150離開且進入充氣室130且經由充氣出口138離開。
圖2B係具有一切除部分之自機殼210中連接有一鼓風機托架裝置100之機殼之一個端之一透視圖。如圖2B中所示，一配接組件280包含於鼓風機托架狹槽230中。在鼓風機托架裝置100定位於鼓風機托架狹槽230內(例如，經由使第一軌132及第二軌134在機殼210之軌狹槽231內滑動)時，鼓風機托架裝置100之電連接器160與機殼210之配接組件280對準。如圖2B中所示，配接組件280可連接至一支架285以提供對準。在電連接器160與配接組件280連接之後，鼓風機托架裝置100具有電力(例如，由機殼210提供)且受控於機殼210(例如，以使鼓風機風扇124加速或減速)。
圖3係將空氣吸入至一鼓風機托架裝置100且使空氣通過該鼓風機托架裝置100之一方法流程圖。可藉由鼓風機器件122之一鼓風機風扇124將空氣自一機殼(例如，機殼210)中之一機殼室(例如，機殼室240)吸入至鼓風機托架裝置100之一充氣室120中(302)。被吸入至充氣室120中之空氣之一部分透過充氣出口128排出(304)。充氣室120中之空氣之剩餘部分透過充氣出口150排出至充氣室130，該充氣室130在鼓風機托架裝置100及機殼室240外部。充氣室130中之空氣透過充氣出口138排出(306)。若鼓風機托架裝置100組裝於機殼210中，則透過充氣出口128及充氣出口138排出之空氣可經由一或多個排氣端口270自機殼210排出。
雖然本說明書含有許多特定實施方案細節，但此等細節不應解釋為限制任何發明或可主張之內容之範疇，而是應解釋為描述專用於特定發明之特定實施例之特徵。本說明書中在單獨實施例之內容背景中描述之特定 特徵亦可在一單一實施例中組合實施。相反地，在一單一實施例之內容背景中描述之各種特徵亦可在多個實施例中各別地或以任何適合子組合實施。再者，儘管上文可將特徵描述為以特定組合起作用且甚至最初如此主張，然來自一所主張組合之一或多個特徵在一些情況中可自該組合去除，且所主張之組合可係關於一子組合或一子组合之變動。
類似地，雖然操作在圖式中以一特定順序描繪，但此不應理解為要求依所展示之特定順序或依序列順序執行此等操作或執行全部所繪示操作以達成所要結果。在特定情形中，多任務及並行處理可為有利的。此外，上文描述之實施例中之各種系統組件之分離不應理解為在全部實施例中皆要求此分離，且應瞭解，所描述之程式組件及系統通常可一起整合於一單一軟體產品中或封裝至多個軟體產品中。
因此，已描述標的之特定實施例。其他實施例在以下申請專利範圍之範疇內。在一些情況中，申請專利範圍中敘述之動作可依一不同順序執行且仍達成所要結果。另外，附圖中描繪之程序不一定要求所展示之特定順序或序列順序以達成所要結果。在特定實施例中，多任務及並行處理可為有利的。
100‧‧‧鼓風機托架裝置/鼓風機托架總成
110‧‧‧外殼
112‧‧‧頂表面
112a‧‧‧頂表面之邊緣
112b‧‧‧頂表面之邊緣
112c‧‧‧頂表面之邊緣
112d‧‧‧頂表面之邊緣
114‧‧‧底表面
114a‧‧‧底表面之邊緣
114b‧‧‧底表面之邊緣
116‧‧‧第一側表面/第一側
116a‧‧‧第一側之邊緣
116b‧‧‧第一側之邊緣
116c‧‧‧第一側之邊緣
116d‧‧‧第一側之邊緣
118‧‧‧第二側表面/第二側
118a‧‧‧第二側之邊緣
118b‧‧‧第二側之邊緣
120‧‧‧充氣室
124‧‧‧鼓風機風扇
125a‧‧‧開口
125b‧‧‧開口
125c‧‧‧開口
126‧‧‧充氣入口
128‧‧‧充氣出口
130‧‧‧充氣部/充氣室
131‧‧‧組裝表面/虛線
132‧‧‧第一軌
134‧‧‧第二軌
134a‧‧‧第二軌之邊緣
134b‧‧‧第二軌之邊緣
134c‧‧‧第二軌之邊緣
134d‧‧‧第二軌之邊緣
138‧‧‧充氣出口
140‧‧‧前側
145‧‧‧墊片

Claims (4)

  1. 一種使用鼓風機托架裝置之方法，其包括：藉由一鼓風機器件之一鼓風機風扇自一機殼中之一機殼室吸入空氣，經由一鼓風機托架之一充氣入口，進入該鼓風機托架之一鼓風機充氣室；將該鼓風機充氣室內之空氣之一部分排氣通過該鼓風機之一第一側上之一第一充氣出口；將該鼓風機充氣室內之空氣之一剩餘部分經由一第二充氣出口排氣至該鼓風機托架及該機殼充氣室外部之一第二充氣室，其中該第二充氣室內之空氣經由一第三充氣出口排氣；及藉由將該鼓風機托架可滑動地接合至該機殼內，以將該鼓風機托架內之該充氣室空氣連通地耦合至該機殼內之該機殼室。
  2. 一種鼓風機托架裝置，其包括：一機殼，其由前表面、後表面、頂表面、底表面及側表面界定；一第一內部表面，其部分界定該第一內部表面與該頂表面之間的一第一狹槽，其中該第一狹槽包含一第一軌狹槽及一第二軌狹槽以藉由該第一外殼之該第一軌及該第二軌可滑動地接納一第一外殼，且其中該第一外殼包含一第一充氣室，該第一充氣室位於該第一外殼之頂表面、底表面、第一側表面及第二側表面之間；一第二內部表面，其連接至該第一內部表面且界定該第二內部表面與該機殼之一後表面之間的一機殼室及該第二內部表面與該前表 面之間的一機殼室；其中：該機殼之該前表面包含用於進氣之進氣端口且該第二內部表面包含排氣端口，其等容許空氣自該等進氣端口流動至該等排氣端口且進入該機殼室中；該第一內部表面包含與該第一外殼之該頂表面之一充氣入口對準之一機殼室排氣端口；及該機殼之該頂表面形成平行於該第一外殼之一底表面安置以界定一第二充氣室之該第三表面。
  3. 如請求項2之裝置，其進一步包括：一配接組件，其定位於該第一內部表面內，使得該配接組件經構形以在該第一軌及該第二軌與該第一軌狹槽及該第二軌狹槽至少部分可滑動地接合之後與定位於該第一外殼之該底表面上的一電連接器連接。
  4. 如請求項2之裝置，其中該機殼之該後表面包含經定位與界定於該第一外殼內之一充氣出口之至少一部分空氣連通之一或多個排氣端口，且其中該一或多個排氣端口經構形以將空氣排出該機殼。
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