專利名稱:計算機的制作方法
技術(shù)領域:
本發(fā)明涉及計算機,尤其涉及其中不使用冷卻風扇就將發(fā)熱元件無噪聲地、有效地冷卻的計算機。
背景技術(shù):
計算機一般包括多個功能部件??砂惭b在計算機機箱中的功能部件的代表性實例包括主板、中央處理器(CPU)、顯卡、聲卡、電源、硬盤驅(qū)動器、軟盤驅(qū)動器、CD-ROM驅(qū)動器、DVD-ROM驅(qū)動器等。安裝在計算機機箱內(nèi)的這些內(nèi)部部件連接到外部設備,例如顯示器、鼠標、鍵盤、外部存儲器、打印機等。在安裝在計算機機箱內(nèi)的這些內(nèi)部部件中,CPU、顯卡和電源被認為是通常的發(fā)熱元件。當內(nèi)部部件的溫度由于這些發(fā)熱元件產(chǎn)生熱量而升高時,內(nèi)部部件的性能變差,在最糟的情況下甚至完全無法不運行。隨著更先進的計算機系統(tǒng)的出現(xiàn),發(fā)熱元件產(chǎn)生更多的熱量,從而產(chǎn)生將發(fā)熱元件冷卻的需要。這是計算機工業(yè)當前面臨的主要問題之一。
一般用來冷卻安裝在計算機機箱內(nèi)的發(fā)熱元件的方法包括使吸熱散熱片(heat absorbing heat sink)與每個發(fā)熱元件接觸,并使用冷卻風扇吹走在散熱片上的冷卻空氣。已經(jīng)實施了各種研究方案,例如,關(guān)于改變這種散熱片的材料或形狀的研究,以有效吸收或驅(qū)散由發(fā)熱元件產(chǎn)生的熱。
在目前的傳統(tǒng)計算機冷卻系統(tǒng)中,通常,安裝在計算機機箱內(nèi)的每個發(fā)熱元件都通過附加在其上的冷卻風扇冷卻,在計算機機箱中加熱的空氣通過附加到計算機底部的主體的另一冷卻風扇排到外面。然而,這種傳統(tǒng)的計算機冷卻系統(tǒng)具有以下問題。
由于安裝了多個以高速運轉(zhuǎn)的冷卻風扇來冷卻計算機機箱中的發(fā)熱源,所以在計算機系統(tǒng)運行期間產(chǎn)生大量噪音。由冷卻風扇產(chǎn)生的這種噪音通常干擾計算機用戶并降低工作效率。另一問題是在計算機系統(tǒng)運行期間,當通過冷卻風扇與大量的外部空氣連續(xù)交換空氣時,外部塵粒粘到計算機機箱中的部件上。這個問題由于內(nèi)部部件產(chǎn)生的靜電力變得更糟,最終可導致部件運行故障。
傳統(tǒng)計算機冷卻系統(tǒng)的另一問題在于,由于計算機機箱內(nèi)的發(fā)熱元件的主動冷卻而造成效率低下。計算機運行時,由計算機機箱限定的計算機的內(nèi)部溫度在短時間內(nèi)升高到高于外部溫度的溫度,因此,使用計算機機箱中的熱空氣不能有效地冷卻發(fā)熱元件。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種具有有效的冷卻系統(tǒng)的計算機,所述冷卻系統(tǒng)能有效地冷卻安裝在計算機機箱中的發(fā)熱元件,而不產(chǎn)生噪音。
在本發(fā)明的一方面,提供了一種計算機,其包括機箱和多個部件,所述部件包括安裝在機箱中的發(fā)熱元件,在運行時產(chǎn)生熱量,其中所述機箱包括多個板;由發(fā)熱元件的至少一個運行時產(chǎn)生的熱量經(jīng)由導熱單元傳送到板的至少一個,并從機箱散發(fā)到外部,所述導熱單元連接發(fā)熱部分的至少一個和所述板。
根據(jù)具體實施例,板的至少一個可以具有多個從外表面凸出的散熱片。
板的至少一個可以包括主體部分和靠近并與主體部分的外表面分離的散熱板部分。導熱單元可包括熱管,所述熱管一端熱連接到發(fā)熱元件之一,另一端熱連接到散熱板部分。散熱板部分可經(jīng)由熱管熱連接到主體部分。散熱板部分可具有多個從表面凸出的散熱片。
熱管可以安裝在散熱片之間。
發(fā)熱元件可包括中央處理器和將中央處理器產(chǎn)生的熱傳送給板的導熱單元,導熱單元包括熱管,所述熱管一端熱連接到中央處理器,另一端熱連接到所述板。導熱單元可包括多個直徑為8mm或更小的熱管。
發(fā)熱元件可包括顯卡和將顯卡產(chǎn)生的熱傳送給板的導熱單元,導熱單元可包括熱管,所述熱管一端熱連接到顯卡,另一端熱連接到所述板。
導熱單元可包括第一導熱塊,其接觸熱管末端和發(fā)熱元件;和第二導熱塊,接觸熱管的另一末端和所述板。
發(fā)熱元件可包括電源和將電源產(chǎn)生的熱傳送給板的導熱單元,導熱單元包括安裝在電源中的導熱件,其熱連接到電源的發(fā)熱元件的至少一個,并有接觸板的內(nèi)表面的表面。導熱件可以是鋁電路板,具有接觸板的內(nèi)表面的表面和安裝有發(fā)熱電子元件的另一表面。
板的至少一個可鉸接到其他板,以便所述板打開或關(guān)閉機箱。所述多個部件的至少一個包括通過電纜連接到外部設備的連接端口,所述連接端口位于機箱內(nèi),且板的至少一個包括電纜孔。板的至少一個包括電磁波攔截塊,用于防止所述部件產(chǎn)生的電磁波逸出機箱。
板的至少一個可以由鋁制成。板的至少一個可以包括固定在內(nèi)表面上的導軌;沿導軌的長度可滑動地連接到導軌的導向件,且部件的至少一個固定在導向件上。
所述計算機還可包括位于機箱底部上的至少一個支柱件,用來使機箱底部與地面隔開。
通過參看附圖對本發(fā)明的示范性實施例所作的詳細描述,本發(fā)明的上述和其他特點和優(yōu)點將變得更加明顯,在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的計算機系統(tǒng)的透視圖;圖2是圖1所示計算機的部件分解透視圖;圖3是圖2所示左側(cè)板的一角的放大視圖;圖4是圖1所示計算機的正視圖,其中未示出機箱的前側(cè)板;圖5A示出用于安裝在圖2所示計算機中的中央處理器的導熱單元;圖5B和5C顯示了圖5A所示導熱單元的改進實例;圖6示出用于圖2中的顯卡的導熱單元;圖7是圖2中所示電源的分解透視圖;圖8A、8B、和8C示出用于安裝計算機機箱中的部件的導軌和導向件的視圖;圖9示出圖1所示計算機機箱中的部件的連接端口與外部設備之間的電纜連接;
圖10是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的計算機的透視圖;圖11是圖10所示計算機的分解透視圖;圖12是圖10所示計算機的頂視圖,其中未示出機箱的頂板;圖13是沿圖10中的線A-A截取的計算機的截面圖;圖14是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的計算機的透視圖;圖15是圖14所示計算機的分解透視圖;圖16是圖14所示計算機的頂視圖,其中機箱的頂板部分地不可見;圖17是沿圖14中的線A-A截取的計算機的截面圖;圖18是根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的計算機的透視圖;圖19是圖18所示計算機的分解透視圖;以及圖20是圖18所示計算機的改進部件的分解透視圖。
具體實施例方式
將參照附圖描述本發(fā)明的實施例。
在圖1至圖9中示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的計算機。
參看圖1和圖9,根據(jù)本發(fā)明的計算機1包括多個部件10和容納部件10的機箱。一些部件在計算機1運行時產(chǎn)生熱。所述機箱包括多個板。在本實施例中,所述機箱為六面體形狀,且這多個板包括左側(cè)板22、右側(cè)板24、上側(cè)板26、下側(cè)板27、前側(cè)板28和后側(cè)板29。每個板都具有約為5-7mm的厚度。安裝在機箱中的發(fā)熱元件的實例包括中央處理器(CPU)120、顯卡140和電源160。發(fā)熱元件產(chǎn)生的熱經(jīng)由導熱單元傳送給機箱并散發(fā)到外面。
形成機箱左壁的左側(cè)板22采用擠壓方法由具有高導熱系數(shù)的鋁制作。向外延伸的多個垂直散熱片23在左側(cè)板22的外側(cè)上形成。
如圖3所示,熱管32f設置在左側(cè)板22上的散熱片23之間。熱管32f大部分嵌入左側(cè)板22中,部分露在外面。多個熱管32f以一個散熱片23的間距設置。設置在散熱片23之間的熱管32f的數(shù)量可根據(jù)需要而改變。熱管32f的長度可以等于左側(cè)板22的高度。
也被稱為“導熱管”的熱管32f吸收左側(cè)板22的高溫部分的熱量,并將熱量快速傳送給其低溫部分,從而在左側(cè)板22上均勻分布熱量。熱管32f也通過使熱量經(jīng)由其外露部分散發(fā)到空氣中執(zhí)行冷卻。傳送或驅(qū)散熱的熱管的具體結(jié)構(gòu)已經(jīng)在別處作了披露,從而其結(jié)構(gòu)不是本發(fā)明的特點。因此,這里將不提供對熱管結(jié)構(gòu)的描述。除非特別指出,否則在說明書中描述的熱管設置在預定位置中,以使接觸高溫區(qū)的熱管部分與接觸低溫區(qū)的熱管部分齊平或低于接觸低溫區(qū)的熱管部分。
參看圖5A,左側(cè)板22通過一對鉸鏈220鉸接到后側(cè)板29,以便左側(cè)板22打開或關(guān)閉機箱。另外,左側(cè)板22可鉸接到前側(cè)板28。
除了右側(cè)板24沒有被鉸接外,形成機箱右壁的右側(cè)板24和形成機箱左壁的左側(cè)板22在材料和形狀上均相同。換言之,多個垂直散熱片25在右側(cè)板24的外側(cè)上形成,且多個熱管32f設置在散熱片25之間。
一對輪子190連接至左側(cè)板22和右側(cè)板24的每個的底面兩端??倲?shù)為四的輪子190使得能夠方便地移動機箱。安裝在左側(cè)板22上的這對輪子190使得左側(cè)板22在打開或關(guān)閉機箱時能平穩(wěn)地轉(zhuǎn)動。此外,輪子190充當使機箱底面離開地面的支架,從而由于通過機箱底面下的空間的空氣對流,傳送給左側(cè)板22和右側(cè)板24的熱能更有效地散發(fā)。為了對機箱進行水平調(diào)整,可單獨調(diào)整輪子190的高度。而且,輪子190也具有防止機箱滾動的普通制動元件。
上側(cè)板26和下側(cè)板27由具有高導熱系數(shù)的鋁制成。上側(cè)板26和下側(cè)板27分別具有位于前沿和后沿上的電纜孔52,以便多根電纜310穿過電纜孔52進行電連接(參看圖9)。
每個電纜孔52都具有電磁波攔截(EMI)塊54。EMI塊54減少或阻擋由安裝在機箱中的電子元件產(chǎn)生的電磁波逸出機箱。EMI塊54的形狀或結(jié)構(gòu)在本領域中是眾所周知的,所以此處將不提供對其的詳細描述。
上側(cè)板26和下側(cè)板27分別具有多個通風孔56。通風孔56是小圓孔。通風孔56使得機箱中的熱空氣能夠與外部空氣進行交換。上側(cè)板26具有一對在用戶移動機箱時使用的把手58。
前側(cè)板28和后側(cè)板29分別由具有高導熱系數(shù)的鋁制成。前側(cè)板28通過鉸銷與上側(cè)板26和下側(cè)板27相連,以使前側(cè)板28打開或關(guān)閉機箱。前側(cè)板28具有用于打開或關(guān)閉機箱的把手284和顯示安裝在計算機機箱中的部件的工作狀態(tài)的顯示屏286。盡管在本實施例中所示出的后側(cè)板29是固定至其他板上的,然而后側(cè)板19也可鉸接到使得它打開或關(guān)閉機箱的另一板。
圖5A示出中央處理器(CPU)120的導熱單元,中央處理器是安裝在計算機機箱中的發(fā)熱元件的其中之一。參看圖2、圖4和圖5A,CPU120安裝在主板110的上部中,且所安裝的主板110與右側(cè)板24固定地留有間隔。安裝了導熱單元,用來將CPU120運行時產(chǎn)生的熱傳送給右側(cè)板24。
導熱單元包括多個熱管32c。多個熱管32c可分別具有8mm或更小的直徑,柔韌地足以容易地彎曲成所需形狀,且可在被彎曲后保持所述形狀。在圖5A所示的實施例中,使用了直徑約為6mm的熱管。當熱管32c具有足以在彎曲過程中保持軟化的柔韌性時,熱管32c可確保沖擊。
可安裝至少三個熱管32c。在圖5A的實施例中,安裝了六個熱管32c。由于使用了多個熱管,即使在某些熱管32c故障時也可維持熱管的基本功能,從而僅需更換故障的熱管。
每個熱管32c都有一個端部通過第一導熱塊熱連接到CPU120,而另一端部通過第二導熱塊熱連接到右側(cè)板24的內(nèi)表面。第一和第二導熱塊由例如鋁或銅等具有高導熱系數(shù)的材料制成。第一導熱塊包括第一元件320c和第二元件322c,且第二導熱塊包括第一元件324c和第二元件326c。
第一導熱塊的第一元件320c連接至CPU120,以便CPU120產(chǎn)生的熱傳送到此處,且第二元件322c與第一元件320c牢固地連接。第一元件320c和第二元件322c分別具有在朝向另一組件的表面上的六個半圓柱形槽。當?shù)谝辉?20c和第二元件322c結(jié)合在一起時,多個半圓柱形槽形成六個熱管接收孔。每個熱管32c的末端都緊密安裝進每個熱管接收孔。
如圖5A所示設置三個第二導熱塊,用于將從CPU120傳導的熱管32c的熱有效地傳送給右側(cè)板24。第二導熱塊的每個都包括第一元件324c和第二元件326c。第一元件324c連接至左側(cè)板24上,第二元件326c與第二元件324c牢固地連接。第一元件324c和第二元件326c分別具有在朝向另一組件的表面上的兩個半圓柱形槽。當?shù)谝辉?24c和第二元件326c結(jié)合在一起時,第一元件324c和第二元件326c的相應半圓柱形槽形成熱管接收孔。每個熱管32c的另一端牢固地安裝進每個熱管接收孔。
一對導熱塊327和329具有與第二導熱塊相似的結(jié)構(gòu),且包括分別附加在右側(cè)板24和上側(cè)板22的內(nèi)表面上的第一和第二元件,如圖5A所示。這兩個導熱塊327和329通過熱管328相連,從而熱可從右側(cè)板24傳送到上側(cè)管26。傳送給上側(cè)板26的熱散發(fā)到外面。
在圖5B和圖5C中示出圖5A所示的導熱單元的改進結(jié)構(gòu)。圖5B是裝配的導熱單元的透視圖,圖5C是圖5B的分解透視圖。
具有圖5A和圖5B所示結(jié)構(gòu)的導熱單元適合于CPU120安裝在主板110的下部中的情形。與圖5A的結(jié)構(gòu)不同,熱管32c被如此安裝,以便接觸高溫區(qū)的一端低于接觸低溫區(qū)的另一端或與之齊平,在安裝所述熱管32c的地方使用了熱管321,也稱為沒有位置限制的蛇形微熱管。如圖5c所示,熱管321是彎曲成蛇形圖案的單個長管道。微熱管321將熱從高溫區(qū)傳導到低溫區(qū),而不管其位置如何。
換言之,根據(jù)本發(fā)明,接觸第一導熱塊的熱管321的部分吸收CPU 120產(chǎn)生的熱,其中所述第一導熱塊包括第一元件320c和第二元件322c。接觸三個第二導熱塊的熱管321的部分將熱傳送給右側(cè)板24,其中所述第二導熱塊包括第一元件324c和第二元件326c。傳送到右側(cè)板24的熱通過整個右側(cè)板24散發(fā)到空氣中。由于右側(cè)板24上的熱管32f,熱可以快速傳送到整個右側(cè)板24。
吸收或傳送熱的微熱管321的具體結(jié)構(gòu)在本領域中是眾所周知的,且不是本發(fā)明的主要特征,所以省略對其的詳細描述。
圖6是圖2所示顯卡140的底部的圖示。參看圖6,作為另一發(fā)熱元件的顯卡140安裝在與右側(cè)板24分開的主板110的下部中。顯卡140的一個邊沿通過螺釘193固定到支持導桿191上。支持導桿191的兩端分別用螺釘固定到上側(cè)板26和下側(cè)板27上。安裝了導熱單元,用于將顯卡140運行時產(chǎn)生的熱傳送到右側(cè)板24。
用于顯卡140的導熱單元包括一對熱管32v。每個熱管32v的一端都經(jīng)由第一導熱塊熱連接到顯卡140的發(fā)熱元件,另一端經(jīng)由第二導熱塊熱連接到右側(cè)板24的內(nèi)表面。第一和第二導熱塊均由例如鋁或銅等具有較高導熱系數(shù)的材料制成。第一導熱塊包括第一元件320v和第二元件322v,第二導熱塊包括第一元件324v和第二元件326v。
第一導熱塊的第一元件320v和第二元件322v、熱管32v、第二導熱塊的第一元件324v和第二元件326v的結(jié)構(gòu)和功能與上面結(jié)合用于CPU120的導熱單元進行描述的第一導熱塊的第一元件320c和第二元件322c、熱管32c、第二導熱塊的第一元件324c和第二元件326c的結(jié)構(gòu)和功能大致相同。因此,這里將不提供對其的描述。
圖7是電源160的部件分解透視圖,所述電源160是圖2所示的發(fā)熱元件的其中之一。電源160包括導熱元件34,用于將電源產(chǎn)生的熱傳送到機箱的板。多個電子元件安裝在電源160中。一些產(chǎn)生大量熱的電子元件,例如功率晶體管、變壓器或線圈等,熱連接到導熱元件34。導熱元件34的表面部分接觸板的內(nèi)表面。因此,當電源160工作時,熱量由電子元件產(chǎn)生,并傳送到與其熱連接的導熱元件34,然后傳送到接觸導熱元件34的板。
在根據(jù)本發(fā)明的實施例中,導熱元件34是鋁電路板。參看圖2和圖5,導熱元件34的表面342接觸接觸左側(cè)板22的內(nèi)表面222。參看圖7,工作時產(chǎn)生大量熱的功率晶體管、變壓器或線圈安裝在導熱元件34上。電源160包括下部外殼(lower case)162、印刷電路板166和上部外殼164,其中下部外殼162具有一開口163,用于暴露安裝到此處的鋁電路板34,在印刷電路板166上安裝有非發(fā)熱元件。
鋁電路板34充當導熱單元,用于將電源160產(chǎn)生的熱傳導給左側(cè)板22。
換言之,為了使電源160的發(fā)熱元件產(chǎn)生的熱經(jīng)由左側(cè)板22的散熱片23向外散發(fā),將電源160的發(fā)熱元件安裝在具有較高導熱系數(shù)的鋁電路板34上,且鋁電路板34被如此安裝,以使與發(fā)熱元件相對的表面342接觸左側(cè)板22的內(nèi)表面222。
雖然在本實施例中將導熱元件34描述為鋁電路板,但是導熱元件34的材料和結(jié)構(gòu)不限于此。例如,導熱元件34可以實現(xiàn)為普通的印刷電路板。在此情形下,安裝了分離的導熱元件,以直接或間接熱接觸安裝在普通的印刷電路板上的高溫電子元件,且使所述導熱元件熱接觸板的表面。所述導熱元件可由導熱系數(shù)相似于或大于鋁的材料制成。
根據(jù)本發(fā)明的實施例,計算機1包括用于將某些部件10安裝到機箱上的導軌40和導向件42。
參看圖8A,部件10中的一些,例如,主板110和電源160,分別使用螺釘直接固定到右側(cè)板24和左側(cè)板22,而另外一些部件,例如,DVD-ROM驅(qū)動器180、CD-RW驅(qū)動器182、軟盤驅(qū)動器184、硬盤驅(qū)動器186、通用串行總線(USB)端口188等,使用導軌40和導向件42安裝在計算機機箱中。
導軌40是具有如圖8B和8C所示截面的桿件,且具有內(nèi)螺紋槽402??筛鶕?jù)需要使用一個導軌40或一對彼此平行的導軌40。一個或一對導軌40可安裝在任一板的內(nèi)表面上的任意位置上。
導向件42具有兩個相對的邊沿420和421,這兩個邊沿都具有相應于導軌40的交叉部分。如果需要,這兩個邊沿420和421可具有相同的形狀??砂惭b到任一板的導軌40可滑動地連接到邊沿420和421其中之一。導向件42具有連接這兩個邊沿420和421的平坦部分。將部件10中的一些放在平坦部分上,并使用螺釘緊固到此處。如圖8B和圖8C所示,當將螺栓404通過板旋進導軌40的內(nèi)螺紋槽402時,固定了板的內(nèi)表面上的導軌40的位置,也固定了與導軌40可滑動地連接的導向件42的位置。
當多個部件,例如,DVD-ROM驅(qū)動器180、CD-RW驅(qū)動器182、軟盤驅(qū)動器184,如圖8A所示被安裝時,彼此垂直排列的導向件42的邊沿421可通過輔助導向件(未示出)相連。
圖9示出根據(jù)本發(fā)明的計算機1,其中計算機1的內(nèi)部部件10通過多條電纜310與外部設備300相連。計算機1的內(nèi)部部件10具有通過多條電纜310與例如顯示器、打印機、外部存儲器等外部設備300相連的至少一個連接端口50。內(nèi)部部件10的連接端口50位于機箱內(nèi)部。
從圖2和圖9中可明顯看到,電纜310的一端連接到內(nèi)部部件10的連接端口50,另一端通過上側(cè)板26的后部中的電纜孔52或下側(cè)板27的前部或后部中的電纜孔52連接到外部設備300。當打開計算機機箱的前側(cè)板28和左側(cè)板22時,可將電纜130更加方便地連接到內(nèi)部部件10的連接端口50。
根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的計算機1使用由具有具有高導熱系數(shù)的鋁板裝配的機箱。此外,用于每個發(fā)熱元件的導熱單元設置在計算機機箱中,以將發(fā)熱元件產(chǎn)生的熱更有效地傳送到板。大部分熱傳送到具有散熱片23和25的左側(cè)板22和右側(cè)板24,從而由于散熱面積較大可獲得有效的冷卻。
換言之,根據(jù)本發(fā)明,去除(eliminate)了用在傳統(tǒng)的計算機系統(tǒng)中的用來冷卻發(fā)熱元件的各種冷卻風扇。相反,使用了由具有較高導熱系數(shù)的材料制成的且在其外側(cè)上具有散熱片23和25的計算機機箱。在將在計算機機箱中產(chǎn)生的熱傳送到在機箱的某些板的外壁上形成的散熱片后,通過與外部空氣的自然對流而冷卻。因此,與使用多個冷卻風扇進行冷卻的傳統(tǒng)計算機不同,在冷卻發(fā)熱元件時沒有噪音產(chǎn)生。此外,由于在本發(fā)明中用于冷卻的外部空氣的溫度比內(nèi)部空氣的溫度平均低7-8℃,所以根據(jù)本發(fā)明可更有效地冷卻發(fā)熱元件。
在根據(jù)本發(fā)明的上述實施例中,CPU120和顯卡140產(chǎn)生的熱通過具有較高導熱系數(shù)的熱管32c和32v有效地傳送到具有散熱片25的右側(cè)板24。
此外,電源160產(chǎn)生的大量熱經(jīng)由鋁電路板34有效傳送到具有散熱片23的左側(cè)板22,在所述鋁電路板34上安裝電源160的發(fā)熱元件,且將所述鋁電路板34連接以接觸左側(cè)板22的內(nèi)表面222。
在根據(jù)本發(fā)明的計算機1中,計算機的板(包括左側(cè)板22和右側(cè)板24),由厚度舉例來說約為5-7mm(這種厚度對剛性而言足夠)的鋁板制成,從而導軌40和導向件42可安裝在計算機機箱內(nèi)的任何位置中。因此,可更方便地將多個部件安裝在計算機機箱中,且可更方便地使用計算機機箱的內(nèi)部空間。
在根據(jù)本發(fā)明的計算機1中,可將計算機機箱的左側(cè)板22和前側(cè)板28打開和關(guān)閉,上側(cè)板26和下側(cè)板27具有電纜孔52,且部件10的連接端口50位于計算機機箱內(nèi)。此外,只有少量的外部空氣和內(nèi)部空氣的交換。因此,外部塵粒不會進入計算機機箱,從而使內(nèi)部部件免受外部空氣污染。
此外,由于機箱的板由厚度為5-7mm的鋁板制成,所以連接部分50位于機箱內(nèi),且EMI塊54位于每個電纜孔52附近,從而防止安裝在機箱中的電子元件產(chǎn)生的電磁波逸出機箱。
雖然根據(jù)本發(fā)明的計算機1的上述實施例是參看由鋁制成的計算機機箱的左側(cè)板、右側(cè)板、上側(cè)板、下側(cè)板、前側(cè)板和后側(cè)板進行描述的,但是可想到,制成計算機機箱的材料不限于鋁,也可以是銅等具有較高導熱系數(shù)的任何材料。
雖然在上述實施例中將根據(jù)本發(fā)明的計算機1描述為在左側(cè)板22和右側(cè)板24上具有散熱片23和25,但是可想到,本發(fā)明不限于這種結(jié)構(gòu),散熱片23和25可在另外的板上形成,或此外還在其他板上形成。
雖然在根據(jù)本發(fā)明的計算機1的上述實施例中將熱管設置為每個熱管接觸高溫區(qū)的一端與接觸低溫區(qū)的另一端齊平或低于接觸低溫區(qū)的另一端,然而可想到,本發(fā)明不限于這種結(jié)構(gòu),無論熱管末端的溫度如何,都可使用可安裝在任何位置中的熱管。
雖然在根據(jù)本發(fā)明的計算機1的上述實施例中將CPU120、顯卡140、電源160描述為示范性發(fā)熱元件,然而可想到,如果需要,可將本發(fā)明應用于例如硬盤驅(qū)動器186等其他發(fā)熱元件,且可安裝用于所述硬盤驅(qū)動器186且使用熱管的導熱單元。
雖然在根據(jù)本發(fā)明的計算機1的上述實施例中將CPU120或顯卡140描述為具有包含熱管的導熱單元,然而可想到,本發(fā)明不限于這種結(jié)構(gòu),可將用于CPU120或顯卡140的導熱單元設置為接觸計算機機箱的內(nèi)表面,用以傳送CPU120或顯卡140產(chǎn)生的熱。
雖然在根據(jù)本發(fā)明的計算機1的上述實施例中將鋁電路板34描述為充當電源160的導熱單元,然而可想到,本發(fā)明不限于這種結(jié)構(gòu),如果需要,可使用其他方法,例如與CPU120一樣使用熱管,將電源160產(chǎn)生的熱傳送到計算機機箱的板。
雖然在上述實施例中將根據(jù)本發(fā)明的計算機1描述為包括位于左側(cè)板22和右側(cè)板24的散熱片23和25之間的熱管32f,然而可想到,本發(fā)明不限于這種結(jié)構(gòu),如果需要,也可以不使用熱管32f。
雖然在根據(jù)本發(fā)明的計算機1的上述實施例中,將導軌42和導向件42用于安裝計算機機箱中的某些部件,然而可想到,本發(fā)明不限于這種結(jié)構(gòu),也可使用其他的通用方法將部件安裝在計算機機箱中。
在圖10至圖19中示出根據(jù)本發(fā)明的其他實施例的計算機1a、1b、和1c。
根據(jù)本發(fā)明的計算機1a、1b和1c與根據(jù)上述第一實施例的計算機1的不同之處在于,機箱比計算機1的機箱要小,但與計算機1大致相同,即不使用冷卻風扇,將由安裝在機箱中的發(fā)熱元件產(chǎn)生的熱經(jīng)由導熱單元傳送到機箱的板,并散發(fā)到外面。
對于計算機1a、1b和1c,安裝在機箱中的部件的布局與上述計算機1稍有不同。此外,由于具有散熱片的左側(cè)板和右側(cè)板較小而造成散熱面積減小,所以左側(cè)板和右側(cè)板的每個都包括主體部分和散熱板部分,用來增加散熱面積,從而提高冷卻效率。
以下將詳細描述根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的計算機1a。將省略對第二實施例中與第一實施例中相同的元件的描述。對于此處沒有描述的計算機1a的部件,可參看上面對計算機1a中相應部件的描述。以與計算機1中相同的方式工作的計算機1a的元件用與上述第一實施例中所使用的參考標號相同的附圖標記表示。
圖10是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的計算機1a的部分切開透視圖。圖11是圖10的計算機1a的分解透視圖,圖12是圖10的計算機1a的頂視圖,其中未示出上側(cè)板,圖13是沿圖10的線A-A截取的截面圖。
根據(jù)本發(fā)明的計算機1a包括容納發(fā)熱元件的機箱。所述機箱包括多個板,即左側(cè)板22、右側(cè)板24、上側(cè)板26、下側(cè)板27、前側(cè)板28a、后側(cè)板29。安裝在機箱中的發(fā)熱元件的實例包括CPU120、顯卡140和電源160。發(fā)熱元件產(chǎn)生的熱經(jīng)由導熱單元傳送到機箱的板并散發(fā)到外面。
左側(cè)板22和右側(cè)板24與第一實施例中描述的左側(cè)板和右側(cè)板相似。換言之,多個向外延伸的垂直散熱片23和25在左側(cè)板和右側(cè)板的外表面上形成,且熱管設置在散熱片23和25之間。與第一實施例不同,左側(cè)板22使用螺釘而非鉸鏈緊固到其他板上。
機箱的上側(cè)板26和下側(cè)板27由具有較高導熱系數(shù)的鋁制成。雖然沒有示出,上側(cè)板26和下側(cè)板27的每個都具有多個位于前沿和后沿上的通風孔或電纜孔。一對把手(未示出)可連接至上側(cè)板26上。
前側(cè)板28a包括主體部分280和散熱板部分282,這些部分都由具有較高導熱系數(shù)的鋁制成。前側(cè)板28a的主體部分280具有平坦的表面,且限定了機箱的內(nèi)部空間。為了保證機箱的剛性,主體部分280由比散熱板部分282要厚的板制成。將CD-ROM、軟盤驅(qū)動器裝入等的開口28在主體部分280的下部中形成。將USB端口、各種存儲卡讀取器等裝入的多個開口在主體部分280的右邊緣部分中形成。
前側(cè)板28a的散熱板部分282具有平坦的表面,并與主體部分280分離并平行于主體部分280設置。散熱板部分282通過多個墊片287與主體部分280分離并固定在適當位置。墊片287可由銅或鋁等具有較高導熱系數(shù)的材料制成。散熱板部分282可以比主體部分280要小,以便不妨礙將元件裝進開口。
散熱板部分282通過由例如銅或鋁等具有較高導熱系數(shù)的材料制成的導熱塊284熱連接到主體部分280,從而將從主體部分280傳送的熱散發(fā)到外面。雖然沒有示出,主體部分280和散熱板部分282通過熱管彼此熱連接。雖然沒有示出,主體部分280可具有開口,熱管通過所述開口熱連接機箱中的發(fā)熱元件和散熱板部分282。
后側(cè)板29a包括主體部分290和散熱板部分292,二者都由具有較高導熱系數(shù)的鋁制成。后側(cè)板29a的主體部分290限定了機箱的內(nèi)部空間。主體部分290具有位于中央?yún)^(qū)中的開口294和位于上沿上的電纜孔296,稍后描述的熱管32c通過所述開口。盡管沒有示出,EMI塊可連接到每個電纜孔296。
后側(cè)板29a的散熱板部分292具有平坦的表面,并與主體部分290分離和平行。與上述的前側(cè)板28a中相同,散熱板部分290通過墊片298與主體部分290隔開并固定到適當位置。
根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的計算機1a具有位于機箱下側(cè)板27的底部上的支柱件192,如圖11所示。支柱件192使機箱底面與底面隔開,從而使得通過所形成的空間順暢地進行空氣對流。轉(zhuǎn)動構(gòu)件194可轉(zhuǎn)動地連接到支柱件192的上部,使得機箱可被用戶自由轉(zhuǎn)動。
作為發(fā)熱元件的其中之一的CPU120安裝在主板110的上部中,且主板110以與左側(cè)板22具有分離間隙的方式安裝。安裝有導熱單元,以便將CPU120運行時產(chǎn)生的熱傳送給板。在此實施例中,CPU120產(chǎn)生的熱經(jīng)由導熱單元傳送到左側(cè)板22和后側(cè)板29a的主體部分290和散熱板部分292。
導熱單元包括多個熱管32c。在第二實施例中,安裝有三對熱管32c。
參看圖12和圖13,一對熱管32c1被如此設置,使得每個熱管32c1的一端熱連接到CPU120,另一端熱連接到外表面上具有散熱片25的左側(cè)板22的內(nèi)表面。另一對熱管32c2被如此安裝,使得每個熱管32c2的一端熱連接到CPU120,另一端熱連接到后側(cè)板29a的主體部分290的內(nèi)表面。另一對熱管32c3被如此安裝,使得每個熱管32c3的一端熱連接到CPU120,另一端熱連接到散熱板部分292的內(nèi)表面。
換言之,熱管32c1、32c2和32c3的一端經(jīng)由一個第一導熱塊分別熱連接到CPU120。這對熱管32c1的另一端僅經(jīng)由一個第二導熱塊連接到左側(cè)板22的內(nèi)表面。這對熱管32c2的另一端通過另一第二導熱塊連接到后側(cè)板29a的主體部分290的內(nèi)表面。這對熱管32c3的另一端熱連接到后側(cè)板29a的導熱板部分292的內(nèi)表面。
第一導熱塊包括第一元件320c和第二元件322c,且這三個第二導熱塊每個都包括第一元件324c和第二元件326b。除了一對熱管32c1彎曲成U形,另一對熱管32c3通過后側(cè)板29a的主體部分290的開口294并熱連接到散熱板部分292之外,第一和第二導熱塊的結(jié)構(gòu)和功能與第一實施例中所述的相同。
作為另一發(fā)熱元件的顯卡140安裝在與左側(cè)板22隔開的主板110上。安裝有導熱單元,用于將顯卡140運行時產(chǎn)生的熱傳送到前側(cè)板28a。
用于顯卡140的導熱單元包括導熱塊39。導熱塊39的一側(cè)接觸顯卡140上的發(fā)熱元件的表面,另一側(cè)熱連接到前側(cè)板28的內(nèi)表面。導熱塊39由例如鋁、銅等具有較高導熱系數(shù)的材料制成,從而顯卡140上的發(fā)熱元件產(chǎn)生的熱經(jīng)由導熱塊39傳送到前側(cè)板28a的主體部分280。傳送的熱的一部分從主體部分280散發(fā)到空氣中,剩余的熱量經(jīng)由設置在主體部分280和散熱板部分282之間的另一導熱塊284傳送到散熱板部分282,然后散發(fā)到空氣中。
作為發(fā)熱元件之一的電源160包括鋁電路板34。鋁電路板34的表面接觸右側(cè)板34的內(nèi)表面。鋁電路板34與第一實施例中所述的相同,所以此處不再重復對其的詳細描述。
根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的計算機1a包括導軌40和導向件42,用于固定機箱中某些部件(例如硬盤驅(qū)動器186)的位置。
雖然在第二實施例中將計算機1a描述為具有前側(cè)板28a和后側(cè)板29a,前側(cè)板28a和后側(cè)板29a中每個都包括主體部分和散熱板部分,且散熱板部分具有平坦的表面,然而本發(fā)明不限于這種結(jié)構(gòu)。例如,如果需要,可在每個主體部分的外表面上或每個散熱板部分的內(nèi)表面或外表面上形成多個散熱片。
在圖14至圖17中使出根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的計算機1b。
根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的計算機1b與根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的計算機1a的不同之處在于,左側(cè)板22b和右側(cè)板24b中每個都包括主體部分和散熱板部分,且具有不同的導熱結(jié)構(gòu),熱從發(fā)熱元件通過此導熱結(jié)構(gòu)傳送到左側(cè)板22b和右側(cè)板24b。
以下將詳細描述根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的計算機1b。將省略對第三實施例中與第二實施例中相同的元件的描述。對于此處沒有描述的計算機1b的部件,可參看上面對計算機1b中相應部件的描述。以與計算機1a中相同的方式工作的計算機1b的元件用與上述第二實施例中所使用的參考標號相同的附圖標記表示。
圖14是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的計算機1b的部分切開透視圖。圖15是圖14的計算機1b的分解透視圖,圖16是圖14的計算機1b的頂視圖,其中未示出上側(cè)板,圖17是沿圖10的線A-A截取的截面圖。
根據(jù)本發(fā)明的計算機1b包括容納發(fā)熱元件的機箱。所述機箱包括多個板,即左側(cè)板22b、右側(cè)板24b、上側(cè)板26、下側(cè)板27、前側(cè)板28a和后側(cè)板29a。安裝在機箱中的發(fā)熱元件的實例包括CPU120、顯卡140和電源160。發(fā)熱元件產(chǎn)生的熱經(jīng)由導熱單元傳送到機箱的板并散發(fā)到外面。
左側(cè)板22b包括主體部分224和散熱部分226,這些部分都由具有較高導熱系數(shù)的鋁制成。主體部分224具有平坦的表面。主體部分224與其他板一起限定了機箱的內(nèi)部空間,且為了保證機箱的剛性,主體部分224由比散熱板部分226要厚的板制成。主體部分224具有槽225,用于接收稍后描述的導熱單元的熱管。
散熱板部分226具有平坦的表面,并與主體部分224分離和平行。散熱板部分226通過多個墊片227與主體部分224分離并固定在適當位置。墊片227可由銅或鋁等具有較高導熱系數(shù)的材料制成。
右側(cè)板24b包括主體部分240和散熱板部分242。散熱板部分242鄰近主體部分240的外表面并通過墊片247與之隔開。右側(cè)板24b與上述的左側(cè)板22b相似,所以這里不提供對其的詳細描述。與具有槽225的左側(cè)板22b不同,右側(cè)板24b沒有槽。
前側(cè)板28a和后側(cè)板29a與第二實施例中描述的前側(cè)板和后側(cè)板相似。根據(jù)本發(fā)明的計算機1b具有與第二實施例中相同的支柱件192。
作為發(fā)熱元件其中之一的CPU120安裝在主板110的上部中,且主板110以與左側(cè)板22b具有分離間隙的方式安裝。安裝有導熱單元,用于將CPU120運行時產(chǎn)生的熱傳送給板。在此實施例中,CPU120產(chǎn)生的熱經(jīng)由導熱單元傳送到左側(cè)板22b的主體部分224和散熱板部分226以及后側(cè)板29a的主體部分290和散熱板部分292。
除了CPU120產(chǎn)生的熱經(jīng)由熱管傳送到主體部分224和散熱板226之外,根據(jù)第三實施例的計算機1b的導熱單元與根據(jù)第二實施例的計算機1a的導熱單元相似。
具體而言,參看圖17,使用了六個熱管32c。每個熱管32c的一端經(jīng)由包括第一和第二構(gòu)件320c和322c的導熱塊熱連接到CPU120。上部的兩個熱管32c4和32c5的每個的另一端都穿過后側(cè)板29a的主體部分290的開口294,并連接到散熱板部分292。熱管32c6和32c7的每個的另一端都連接到后側(cè)板29a的主體部分290。熱管32c8的另一端穿過左側(cè)板22b的主體部分224的槽225,并連接到散熱板部分226。熱管32c9的另一端連接到左側(cè)板22b的主體部分224。每個熱管32c的另一端都經(jīng)由包括第一和第二元件324c和326c的導熱塊熱連接到相應部分。
與第二實施例中相同,作為另一發(fā)熱元件的顯卡140安裝在主板110上,且安裝有導熱單元,用于將顯卡140運行時產(chǎn)生的熱傳送到前側(cè)板28a。導熱單元的結(jié)構(gòu)與第二實施例中相同。
作為發(fā)熱元件之一的電源160包括作為導熱單元的鋁電路板34。鋁電路板34的表面接觸右側(cè)板24b的主體部分240的內(nèi)表面。
右側(cè)板24b的散熱板部分242經(jīng)由熱管340熱連接到主體部分240。如圖15所示,熱管340為U形,且熱管340的一端經(jīng)由接觸主體部分240的外表面的導熱塊342熱連接到主體部分240并固定在適當位置。熱管340的另一端經(jīng)由接觸主體部分240的內(nèi)表面的導熱塊344熱連接到散熱板部分242和固定在適當位置。熱管340被設置為使得連接到主體部分240的一端低于連接到散熱板部分242的另一端。
如上所述,電源160產(chǎn)生的熱經(jīng)由鋁電路板34傳送到右側(cè)板24b的主體部分240。部分傳送的熱由于自然對流散發(fā)到空氣中,剩余熱量經(jīng)由熱管340傳送到散熱板部分242并散發(fā)到空氣中。
在圖18和圖19中示出根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的計算機1c。圖18是根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的計算機1c的部分切開透視圖。圖19是圖18的計算機1c的部件分解透視圖。
根據(jù)本發(fā)明的計算機1c與根據(jù)第三實施例的計算機1b的不同之處在于,左側(cè)板22b、右側(cè)板24b、前側(cè)板28a和后側(cè)板29a的各個散熱板部分226、242、282、和292都具有位于外表面上的多個散熱片229、249、289、和299。散熱片229、249、289、和299的長度(凸出的片的長度)比第一實施例中的散熱片23和24的長度短。
由于多個垂直散熱片229、249、289和299在散熱板部分226、242、282和292的外表面上形成,所以與根據(jù)第三實施例的散熱板部分上沒有散熱片的計算機1b相比,有更多的熱從計算機1c快速散發(fā)到空氣中??紤]到計算機性能越好,所產(chǎn)生的熱就越多,根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的計算機1c的冷卻結(jié)構(gòu)適合于產(chǎn)生較大量的熱的情形。盡管沒有示出,散熱片既可在散熱板部分226、242、282和292的外表面上形成,也可在散熱板部分226、242、282和292的內(nèi)表面上形成,用以進一步增加散熱面積,從而提高了冷卻效率。
除了散熱板部分226、242、282和292的結(jié)構(gòu)外,根據(jù)本發(fā)明的計算機1c與根據(jù)上述第三實施例的計算機1b相同。因此,這里將不提供對計算機1c的詳細描述。
圖20示出根據(jù)本發(fā)明的計算機1c的右側(cè)板24b的改進實例。圖20的右側(cè)板24b還具有位于主體部分240d的外表面上的垂直散熱片248d。此外,代替必須位于預定位置中的熱管340,使用可位于任意位置中的熱管340d,也稱為微熱管或蛇形微熱管。換言之,不必將熱管340d的末端放置在不同高度上。熱管340d與第一導熱塊342d和第二導熱塊344d相連,并安裝在主體部分240d的外表面和散熱板部分242的內(nèi)表面之間的位置中。
如上所述,在根據(jù)本發(fā)明的計算機中,安裝在計算機機箱中的發(fā)熱元件產(chǎn)生的熱傳送給計算機機箱的板,并且不是使用產(chǎn)生噪音的冷卻風扇,而是通過與外部空氣進行熱交換有效冷卻。
盡管已經(jīng)參看本發(fā)明的示范性實施例具體示出和描述了本發(fā)明,然而本領域中的技術(shù)人員可理解,可以在形式和細節(jié)上對其作出各種改變,而不背離由所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的原理和范圍。
權(quán)利要求
1.一種計算機,包括機箱和多個部件,所述部件包括安裝在所述機箱中的發(fā)熱元件,所述發(fā)熱元件在運行時產(chǎn)生熱量,其中所述機箱包括多個板;由所述發(fā)熱元件的至少一個運行時產(chǎn)生的熱量經(jīng)由導熱單元傳送到所述板的至少一個,并從所述機箱散發(fā)到外部,所述導熱單元連接所述發(fā)熱部分的至少一個和所述板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機,其中所述板的至少一個具有從外表面凸出的多個散熱片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機,其中所述板的至少一個包括主體部分和靠近并與所述主體部分的外表面分離的散熱板部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的計算機,其中所述導熱單元包括熱管,所述熱管一端熱連接到所述發(fā)熱元件之一,另一端熱連接到所述散熱板部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的計算機,其中所述散熱板部分經(jīng)由熱管熱連接到所述主體部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的計算機,其中所述散熱板部分具有多個從表面凸出的散熱片。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或6所述的計算機,其中熱管安裝在所述散熱片之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機,其中所述發(fā)熱元件包括中央處理器和將所述中央處理器產(chǎn)生的熱傳送給所述板的導熱單元,所述導熱單元包括熱管,所述熱管一端熱連接到所述中央處理器,另一端熱連接到所述板。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的計算機,其中所述導熱單元包括多個直徑為8mm或更小的熱管。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的計算機,其中所述熱管是微熱管。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機,其中所述發(fā)熱元件包括顯卡和將所述顯卡產(chǎn)生的熱傳送給所述板的導熱單元,所述導熱單元包括熱管,所述熱管一端熱連接到所述顯卡,另一端熱連接到所述板。
12.根據(jù)權(quán)利要求8或11所述的計算機,其中所述導熱單元包括第一導熱塊,接觸所述熱管的一端和所述發(fā)熱元件;以及第二導熱塊,接觸所述熱管另一端和所述板。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機,其中所述發(fā)熱元件包括電源和將所述電源產(chǎn)生的熱傳送給所述板的導熱單元,所述導熱單元包括安裝在所述電源中的導熱件,所述導熱件熱連接到所述電源的發(fā)熱元件的至少一個,并具有接觸所述板的內(nèi)表面的表面。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的計算機,其中所述導熱件是鋁電路板,所述鋁電路板具有接觸所述板的內(nèi)表面的表面和安裝有所述發(fā)熱電子元件的另一表面。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機,其中所述板的至少一個鉸接到其他板,以便所述板打開或關(guān)閉所述機箱。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機,其中所述多個部件的至少一個包括通過電纜連接到外部設備的連接端口,所述連接端口位于所述機箱內(nèi),且所述板的至少一個包括電纜孔。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機,其中所述板的至少一個包括電磁波攔截塊,用于防止所述部件產(chǎn)生的電磁波逸出所述機箱。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機,其中所述板的至少一個由鋁制成。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機,其中所述板的至少一個包括固定至內(nèi)表面上的導軌;以及沿所述導軌的長度可滑動地連接到所述導軌的導向件,以及所述部件的至少一個固定至所述導向件上。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機,還包括位于所述機箱底部上的至少一個支柱件,用來使所述機箱底部與地面隔開。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種具有機箱和多個部件的計算機,所述部件包括安裝在機箱中的發(fā)熱元件,所述發(fā)熱元件在運行時產(chǎn)生熱量,其中所述機箱包括多個板,且由至少一個運行著的發(fā)熱元件產(chǎn)生的熱量經(jīng)由導熱單元傳送到至少一個板,并從機箱散發(fā)到外部,所述導熱單元連接至少一個發(fā)熱部分和所述板??捎行У乩鋮s安裝在計算機機箱中的發(fā)熱元件,而不產(chǎn)生噪音。
文檔編號G06F1/18GK1550953SQ20041004330
公開日2004年12月1日 申請日期2004年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月13日
發(fā)明者李祥哲 申請人:扎爾曼技術(shù)株式會社