CN101547588B - 用于容纳于箱体中的印刷电路板的冷却装置 - Google Patents

用于容纳于箱体中的印刷电路板的冷却装置 Download PDF

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Abstract

一种制冷装置，包括：箱体，其分隔出第一空间、第二空间以及夹在所述第一空间和所述第二空间之间的第三空间；印刷电路板，其容纳在所述箱体中，所述印刷电路板穿过所述第三空间并且同时自所述第一空间延伸至所述第二空间；风扇，其占用预定空间外侧的所述第三空间，所述风扇通过转子叶片的转动自所述第一空间向所述第二空间产生气流，其中，所述预定空间在所述第三空间中确保位于所述印刷电路板和所述风扇之间；以及空气管道构件，其占用所述预定空间用以在所述印刷电路板上形成自进气口至排气口的气流的流动通路，其中，所述进气口朝所述第二空间开口，所述排气口朝所述第一空间开口。

Description

用于容纳于箱体中的印刷电路板的冷却装置
相关申请的交叉引用
本申请以2008年3月28日在日本专利局提交的在先日本专利申请No.2008-87529为基础并且要求其优先权，在此通过引用将所述专利申请的全部内容纳入本申请中。
技术领域
本文所述的本发明的各种实施方式涉及一种冷却装置，所述冷却装置在印刷电路板容纳在箱体中的同时冷却所述印刷电路板。
背景技术
例如，像机架安装型服务器等的计算机装置是众所周知的。计算机装置包括自底板的前端上升的前面板和从后端上升的后面板。在计算机装置中，在底板上从前面板向后面板分隔出空腔。印刷电路板在空腔中沿底板延伸。在空腔中，沿印刷电路板的表面从前面板向后面板产生气流。日本专利公报No.4-15998、No.2003-283171和No.2000-40474描述了这样的设备，即，在所述设备中气流冷却安装在印刷电路板的表面上的电子零件。
发明内容
一种冷却装置，包括：箱体，其分隔出第一空间、第二空间以及夹在所述第一空间和所述第二空间之间的第三空间；印刷电路板，其容纳在所述箱体中，所述印刷电路板穿过所述第三空间并且同时自所述第一空间延伸至所述第二空间；风扇，其占用预定空间外侧的所述第三空间，所述风扇通过转子叶片的转动自所述第一空间向所述第二空间产生气流，其中，所述预定空间在所述第三空间中确保位于所述印刷电路板和所述风扇之间；以及空气管道构件，其占用所述预定空间用以在所述印刷电路板上形成自进气口至排气口的气流的流动通路，其中，所述进气口朝所述第二空间开口，所述排气口朝所述第一空间开口，并且所述冷却装置进一步包括：第一侧壁，其自所述印刷电路板的表面上升从而沿所述第一空间与所述预定空间之间的分界面延伸，所述第一侧壁形成有所述排气口；第二侧壁，其自所述印刷电路板的表面上升从而沿所述第二空间和所述预定空间之间的分界面延伸，所述第二侧壁形成有所述进气口；以及顶板，其沿着自所述第一侧壁的上端至所述第二侧壁的上端的虚拟平面延伸，其中，所述虚拟平面在所述第三空间中形成所述预定空间。
附图说明
图1是示出了机架安装型计算机装置的外观的立体图；
图2是示意性地示出计算机装置的内部结构的立体图；
图3是沿图2的线3-3截取的竖直剖面图；
图4是空气管道构件的放大立体图；以及
图5是示意性地示出印刷电路板上的气流的部分放大平面图。
具体实施方式
下文将参照附图描述本发明的实施方式。
图1示出了机架安装型计算机装置11的外观。计算机装置11包括箱体12。箱体12在矩形底板13上分隔出自前侧开口14向后侧开口15延伸的空腔。空腔由长方体空间形成。底板13分隔长方体空间的底部表面。前侧开口14和后侧开口15限定长方体空间的前面和后面。长方体空间的一对侧面由侧板17分隔。侧板17面向彼此并且同时自前侧开口14延伸至后侧开口15。侧板17的下端连接至底板13。长方体空间的顶部表面由顶板18分隔。顶板18面向底板13并且同时自前侧开口14延伸至后侧开口15。顶板18可以沿纵向方向被分隔。
前侧开口14由前面板21覆盖。如图2所示，后侧开口15由后面板22覆盖。用于空气供给和排放的格栅窗23形成在前面板21和后面板22中。
长方体第一空间25形成为在长方体空间24中与前侧开口14邻近。类似地，第二空间26形成为在长方体空间24中与后侧开口15邻近。第三空间27被封闭在第一空间25和第二空间26之间。第三空间27夹在第一空间25和第二空间26之间。即，长方体空间24自前面开始被第一空间25、第三空间27和第二空间26连续分隔。
具有相对较小的轮廓高度的电子零件容纳在第一空间25中。轮廓高度较小的电子零件的示例包括CPU(中央处理单元)芯片封装28和控制器芯片封装29。例如，CPU芯片封装28和控制器芯片封装29包括散热器。例如，散热器包括多个散热片。各个散热片平行于长方体空间24的侧面延伸。例如，存储模块组31和PCI(外设组件互连标准)卡组32容纳在第二空间26中。
在第三空间27中，支架33设置在侧板17之间。支架33平行于长方体空间24的底部表面从一个侧板17延伸至另一个侧板17。支架33的两端分别固定于侧板17。支架33通过铆钉固定于侧板17。支架33将第三空间27分隔为上侧第一小空间34和下侧第二小空间35。
风扇单元36设置在第一小空间34中。风扇单元36安装在支架33上。风扇单元36占用第一小空间34。风扇单元36在第三空间27的上侧分隔第一空间25和第二空间26。风扇单元36包括多个轴流式风扇37。各个轴流式风扇37围绕转动轴38转动，所述转动轴38平行于长方体空间24的底部表面延伸。在这一点上，具有同轴的转动轴38的双轴流式风扇37设置为三排。六个轴流式风扇37互相耦接。根据风扇的转动，产生自第一空间25向第二空间26的气流，从而在空腔中产生自前侧开口14向后侧开口15的气流。
空气管道构件41设置在第二小空间35中。空气管道构件41占用第二小空间35。空气管道构件41在第三空间27的下侧分隔第一空间25和第二空间26。如图3所示，空气管道构件41安装在印刷电路板42上。流动通路43形成在空气管道构件41和印刷电路板42之间。印刷电路板42穿过箱体12中的第三空间27并且同时自第一空间25延伸至第二空间26。优选地，印刷电路板42平行于长方体空间24的底部表面延伸。CPU芯片封装28和控制器芯片封装29安装在印刷电路板42上。类似地，存储模块组31和PCI卡组32安装在印刷电路板42上。
在第三空间27中，电子零件安装在印刷电路板42的表面上。电子零件包括预定半导体芯片封装44。半导体芯片封装44的放热值等于或小于CPU芯片封装28或控制器芯片封装29的放热值。例如，半导体芯片封装44包括散热器。例如，散热器包括多个散热片。各个散热片平行于长方体空间24的前部或后部延伸。
如图4所示，空气管道构件41包括第一侧壁47。第一侧壁47自印刷电路板42的表面上升，并且第一侧壁47沿第一空间25和第三空间27之间的分界面延伸。即，第一侧壁47分隔第一空间25和第二小空间35。类似地，空气管道构件41包括第二侧壁48。第二侧壁48自印刷电路板42的表面上升，并且第二侧壁48沿第二空间26和第三空间27之间的分界面延伸。即，第二侧壁48分隔第二小空间35和第二空间26。第一侧壁47的上端和第二侧壁48的上端通过顶板49彼此连接。即，类似于支架33，顶板49分隔第一小空间34和第二小空间35。顶板49自第一侧壁47的上端延伸至第二侧壁48的上端。第一侧壁47、第二侧壁48以及顶板49穿过印刷电路板42。
第一侧壁47、第二侧壁48以及顶板49通过例如一个板构件形成。板构件由不锈钢制成。第一侧壁47、第二侧壁48和顶板49自一端至另一端分为第一分区51、第二分区52和第三分区53。在第一分区51中，排气口54形成在第一侧壁47中。排气口54基于在板构件的边缘中形成的凹口和印刷电路板42的配合形成。在第三分区53中，进气口55形成在第二侧壁48中。类似地，进气口55基于在板构件的边缘中分隔的凹口和印刷电路板42的配合形成。因此，自进气口55至排气口54的流动通路经过第三分区53、第二分区52和第一分区51。流动通路平行于长方体空间24的前面延伸并且穿过印刷电路板42。
当轴流式风扇37启动时，如图2所示，自第一空间25向第二空间26产生气流。CPU芯片封装28和控制器芯片封装29的散热器暴露在气流中。气流带走散热器的热量。因此，CPU芯片封装28和控制器芯片封装29得以冷却，使得CPU芯片封装28和控制器芯片封装29中的温度上升得以限制。
根据轴流式风扇37的操作，第一空间25中的压力减小。同时，第二空间26中的压力增大。第二空间26的压力的增大通过后面板22的格栅窗23或空气管道构件41的进气口55释放。即，在空气管道构件41中，自进气口55向排气口54产生气流。沿空气管道构件41中的流动通路产生气流。半导体芯片封装44的散热器暴露在气流中。气流带走散热器的热量。设置在空气管道构件41的流动通路43中的半导体芯片封装44得以冷却，使得半导体芯片封装44中的温度上升得以限制。
在计算机装置11中，确保第二小空间35位于风扇单元36和印刷电路板42之间。在第二小空间35中，例如半导体芯片封装44等电子零件安装在印刷电路板42上。无论风扇单元36如何设置，安装电子零件的区域都不减小。印刷电路板42上安装电子零件的区域被有效地利用。另外，尽管电子零件设置在风扇单元36和印刷电路板42之间，但是电子零件仍然暴露在气流中，使得电子零件中的温度上升得以限制。
从详细的说明书可知，实施方式的多种特征和优点是显而易见的，因此，期望所附权利要求覆盖落入其真正的精神和范围内的实施方式的所有这些特征和优点。而且，由于本领域的普通技术人员能够轻易地进行各种改型和改变，不期望将本发明的实施方式限制于所示和所述的确切结构和操作，因此，所有合适的改型和等同方案都被认为落入本发明的范围内。

Claims (4)

1.一种冷却装置，包括：
箱体，其分隔出第一空间、第二空间以及夹在所述第一空间和所述第二空间之间的第三空间；
印刷电路板，其容纳在所述箱体中，所述印刷电路板自所述第一空间穿过所述第三空间延伸至所述第二空间；
风扇，其占用预定空间外侧的所述第三空间，所述风扇通过转子叶片的转动自所述第一空间向所述第二空间产生气流，其中，所述预定空间在所述第三空间中确保位于所述印刷电路板和所述风扇之间；以及
空气管道构件，其占用所述预定空间用以在所述印刷电路板上形成自进气口至排气口的气流的流动通路，
其中，所述进气口朝所述第二空间开口，所述排气口朝所述第一空间开口，
并且，所述冷却装置进一步包括：
第一侧壁，其自所述印刷电路板的表面上升从而沿所述第一空间与所述预定空间之间的分界面延伸，所述第一侧壁形成有所述排气口；
第二侧壁，其自所述印刷电路板的表面上升从而沿所述第二空间和所述预定空间之间的分界面延伸，所述第二侧壁形成有所述进气口；以及
顶板，其沿着自所述第一侧壁的上端至所述第二侧壁的上端的虚拟平面延伸，
其中，所述虚拟平面在所述第三空间中形成所述预定空间。
2.如权利要求1所述的冷却装置，其中，
所述第一侧壁、所述第二侧壁和所述顶板自一端向另一端分为第一分区、第二分区和第三分区，
所述排气口形成在所述第一分区的所述第一侧壁中，并且
所述进气口形成在所述第三分区的所述第二侧壁中。
3.如权利要求1所述的冷却装置，其中，在电子零件安装在所述印刷电路板上时气流冷却在所述第三空间中产生热量的所述电子零件。
4.如权利要求1所述的冷却装置，其中，所述风扇是包括所述转子叶片的轴流式风扇，所述转子叶片绕平行于所述印刷电路板的表面延伸的转动轴转动。
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