用于冷卻具有至少兩個(gè)發(fā)熱模塊的組的空氣管道裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】提供了一種用于冷卻具有至少兩個(gè)發(fā)熱模塊的組(1)的空氣管道裝置，所述模塊(2，3)在通過(guò)所述組(1)的空氣流的方向上被一個(gè)接一個(gè)地布置，所述空氣管道裝置包括用于每一個(gè)模塊(2，3)的空氣通路(5，6)。使用冷卻空氣對(duì)模塊的組中的模塊的冷卻能夠在僅需要小的空間情況下實(shí)現(xiàn)。為此，所述空氣通路(5，6)沿著縱向方向從所述組(1)的第一側(cè)到所述組(1)的第二側(cè)平行布置，所述第二側(cè)與第一側(cè)相反，所述空氣通路(5，6)在所述兩個(gè)模塊(2，3)之間的區(qū)域(13)中在垂直于所述縱向方向的方向上改變它們的順序。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于冷卻具有至少兩個(gè)發(fā)熱模塊的組的空氣管道裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種用于冷卻具有至少兩個(gè)發(fā)熱模塊的組的空氣管道裝置，所述 模塊在經(jīng)過(guò)所述組的空氣流的方向上被一個(gè)接一個(gè)地布置，所述空氣管道裝置包括用于每 一個(gè)模塊的空氣通路。

【背景技術(shù)】
[0002] 從US 5 136 464已知這種空氣管道裝置。所述模塊被布置成一個(gè)在另一個(gè)的上 面。用于下模塊的冷卻空氣從下模塊的底部被引導(dǎo)到下模塊的頂部。V形的防合流部布置 在下模塊的頂部上，從而將具有高溫的冷卻空氣引導(dǎo)到模塊組的兩個(gè)相對(duì)側(cè)。用于上模塊 的冷卻空氣被從所述組的另一對(duì)相對(duì)側(cè)抽吸，以從上模塊的下側(cè)穿過(guò)到達(dá)上模塊的上側(cè)。 防合流部防止來(lái)自下模塊的空氣流與被供應(yīng)給上模塊的較冷的空氣的空氣流混合。
[0003] US 7 140 193 B2公開(kāi)了一種安裝在機(jī)架上的（rack-mounted)設(shè)備，將來(lái)自安裝 在機(jī)架上的設(shè)備前側(cè)的冷卻空氣吹送到后側(cè)。經(jīng)由布置在前側(cè)的通道供應(yīng)到前側(cè)的空氣。 借助于多個(gè)風(fēng)扇供應(yīng)到該通道的空氣。
[0004] 當(dāng)兩個(gè)或更多個(gè)發(fā)熱模塊在經(jīng)過(guò)所述組的空氣流的方向上被一個(gè)接一個(gè)地布置 時(shí)，僅第一模塊可以被具有足夠低的溫度的新鮮的冷卻空氣冷卻以實(shí)現(xiàn)冷卻。然而，下一 個(gè)以及以后的模塊接收具有已經(jīng)升高了溫度的冷卻空氣，使得冷卻效果降低。如US 5 136 464中所示，通過(guò)分離經(jīng)過(guò)兩個(gè)模塊的空氣流可以使對(duì)于兩個(gè)模塊來(lái)說(shuō)產(chǎn)生幾乎相同的冷 卻效果。然而，現(xiàn)有技術(shù)方案要求從所有側(cè)（即，不僅從前側(cè)或后側(cè)，而且從除了這兩側(cè)之 外的其余側(cè)）至模塊組的空氣進(jìn)口。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0005] 本實(shí)用新型的目的是能夠在僅小的空間需求或僅需要小空間的情況下實(shí)現(xiàn)使用 冷卻空氣冷卻一組模塊中的模塊。
[0006] 該目的通過(guò)上述類(lèi)型的空氣管道裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中所述空氣通道沿著縱向方向從 所述組的第一側(cè)到所述組的第二側(cè)平行地布置，所述第二側(cè)與所述第一側(cè)相反，所述空氣 通路在垂直于所述縱向方向的方向上在所述兩個(gè)模塊之間的區(qū)域中改變它們的順序。
[0007] 為了有助于進(jìn)一步說(shuō)明，使用具有兩個(gè)模塊的模塊組的示例，所述模塊一個(gè)布置 在另一個(gè)上方。然而，本實(shí)用新型不局限于這種示例?？諝饬骺梢杂深?lèi)似于風(fēng)扇的空氣流 產(chǎn)生裝置產(chǎn)生，在這種情況下，模塊可以在任何期望的方向上一個(gè)接一個(gè)地布置。此外，可 以具有多于僅兩個(gè)的模塊。
[0008] 對(duì)于上述方案，可以將新鮮的冷卻空氣供應(yīng)給每一個(gè)模塊。下模塊由進(jìn)入下模塊 的下側(cè)的冷卻空氣或至少冷卻所述下模塊的空氣通路冷卻。在從下模塊的前側(cè)到后側(cè)的 方向上，該空氣通路是第一空氣通路。用于上模塊的冷卻空氣被引導(dǎo)經(jīng)過(guò)下模塊的后側(cè)上 (例如，下模塊的外面）的空氣通路。在下模塊的前側(cè)到后側(cè)的方向上，其是第二空氣通路。 這樣，第二空氣通路中的冷卻空氣不受由下模塊產(chǎn)生的熱量的影響。在下模塊與上模塊之 間的區(qū)域中，兩個(gè)空氣通路在模塊的從前側(cè)到后側(cè)的方向上改變它們的順序。在順序改變 之后，用于引導(dǎo)冷卻上模塊的空氣的空氣通路在上模塊的從前側(cè)到后側(cè)的方向上是第一空 氣通路，而引導(dǎo)下模塊的冷卻空氣的空氣通路在上模塊的從前側(cè)到后側(cè)的方向上是第二空 氣通路。該冷卻空氣已經(jīng)具有升高的溫度。然而，因?yàn)橄履K的冷卻空氣的升高的溫度不 會(huì)影響上模塊中的熱量移除，因此不再是有問(wèn)題的。
[0009] 優(yōu)選地，每一個(gè)空氣通路部分延伸通過(guò)一模塊，并部分地在另一模塊的一側(cè)上延 伸，且對(duì)于所有模塊來(lái)說(shuō)所述一側(cè)是相同的。在上述示例中，空氣通路在一段中延伸通過(guò)相 關(guān)聯(lián)的模塊，并在其它的段中在其它模塊的后側(cè)上延伸。對(duì)于其它目的，能夠自由地接近模 塊的其它三側(cè)。
[0010] 在優(yōu)選的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換部布置在所述兩個(gè)模塊之間的區(qū)域中。轉(zhuǎn)換部可以被設(shè) 計(jì)成對(duì)通過(guò)空氣通路的空氣流至多不可避免地進(jìn)行節(jié)流，由此流動(dòng)通過(guò)空氣通路的冷卻空 氣的冷卻效果保持幾乎不變。
[0011] 優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)換部包括使相鄰的空氣通路相互分離的分離壁。該分離壁被形成， 使得可以實(shí)現(xiàn)順序的改變。
[0012] 在這種情況下，優(yōu)選的是所述分離壁具有扭曲形狀。分離壁可以由片狀金屬、由 塑料材料或任何其他的片狀材料形成，其一端相對(duì)于另一端在縱向方向上扭曲180°。這是 一種在不會(huì)由尖銳邊緣等產(chǎn)生渦流的情況下在垂直于空氣通路的縱向方向的方向上改變 空氣通路的順序的簡(jiǎn)單的方法。
[0013] 優(yōu)選地，所述分離壁將所述空氣管道裝置分成與所述縱向方向平行的兩個(gè)部分 (例如，兩半）。分離壁可以延伸通過(guò)空氣管道裝置的整個(gè)長(zhǎng)度。然而，在一優(yōu)選的實(shí)施例 中，分離壁僅延伸通過(guò)轉(zhuǎn)換部，并在空氣管道裝置的其余部分中，兩個(gè)空氣通路由相應(yīng)模塊 的后側(cè)分離。
[0014] 在本實(shí)用新型的一些形式中，設(shè)置使相鄰空氣通路彼此分離的多個(gè)分離壁。多個(gè) 分離壁通常具有扭曲形狀。在本實(shí)用新型的一種形式中，分離壁將空氣流或氣流中的至少 一個(gè)分成多個(gè)空氣流或氣流。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015] 以下參照下述的示意圖更詳細(xì)地描述本實(shí)用新型的優(yōu)選的實(shí)施例，其中：
[0016] 圖1是具有兩個(gè)模塊的組的示意性側(cè)視圖；
[0017] 圖2是所述組的前視圖；
[0018] 圖3a_3e顯示在本實(shí)用新型的第一實(shí)施例中的圖2中所示的組的截面；
[0019] 圖4a_4e顯示在本實(shí)用新型的第二實(shí)施例中的圖2中所示的組的截面；
[0020] 圖5a_5e顯示在本實(shí)用新型的第三實(shí)施例中的圖2中所示的組的截面；
[0021] 圖6是具有三個(gè)模塊的組的示意性側(cè)視圖；以及
[0022] 圖7是具有四個(gè)模塊的組的示意性側(cè)視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 圖1示意性地顯示具有兩個(gè)模塊2、3的組1。模塊2、3都發(fā)熱。這種模塊可以例 如是用于發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置。由電能的損耗，不可避免地會(huì)發(fā)熱。
[0024] 為了除去所述熱量并將模塊2、3的溫度保持在預(yù)定水平以下，設(shè)置熱管裝置4。該 熱管裝置4包括用于第一模塊2的第一空氣通路5 (由箭頭標(biāo)示）和用于第二模塊3的第 二空氣通路6(也由箭頭標(biāo)示）。這些空氣通路5、6在從所述組1的下側(cè)到所述組1的上 側(cè)的方向上平行地布置。模塊2、3在空間中的定向或方向不局限于垂直定向或方向。因 此，為了便于說(shuō)明，術(shù)語(yǔ)"上"和"下"被使用表示順序。模塊2、3在組1中的堆疊可以具有 任意期望的定向。
[0025] 空氣通路5、6分別部分地延伸通過(guò)與每一個(gè)空氣通路5、6相關(guān)聯(lián)的模塊2、3,并且 部分地在模塊2的后側(cè)7上或模塊3的后側(cè)8上延伸。
[0026] 如可以在圖1中看到，空氣通路5、6在從下模塊2的前側(cè)9到下模塊2的后側(cè)7 的方向上具有順序。在下模塊2的區(qū)域中，空氣通路5是第一空氣通路，而空氣通路6是第 二空氣通路。
[0027] 在上模塊3的區(qū)域中，所述順序已經(jīng)被改變。在上模塊3的區(qū)域中，在從上模塊3 的前側(cè)10到上模塊3的后側(cè)8的方向上，空氣通路6是第一空氣通路，而空氣通路5是第 二空氣通路。
[0028] 這樣，可以將第一空氣通路5中的空氣引導(dǎo)通過(guò)下模塊，然后在上模塊3的后側(cè)8 上引導(dǎo)。第二空氣通路6在下模塊2的后側(cè)7上被引導(dǎo)，然后被引導(dǎo)通過(guò)上模塊3。這樣， 模塊2、3的前側(cè)9、10和側(cè)面11、12(圖2)可以保持是空閑的或空白的。這些側(cè)面是可接 近的以用于其它目的。
[0029] 為了能夠改變兩個(gè)空氣通路5、6的順序，轉(zhuǎn)換部14布置在兩個(gè)模塊2、3之間的中 間區(qū)域13中。
[0030] 圖3顯示轉(zhuǎn)換部14的示例性實(shí)施方式的不同橫截面，在由連接圖3a、3b、3c、3c^P 3e與圖2的五條線(xiàn)所示的位置獲取這些截面。
[0031] 圖3a示意性地顯示空氣通路5、6在下模塊2的上端處的截面。在該實(shí)施例中，空 氣通路5具有稍微大于空氣通路6的截面。必須被冷卻的電子部件布置在空氣通路5中。 然而，兩個(gè)空氣通路5、6的截面可以相等，或者空氣通路6的截面可以大于空氣通路5的截 面。圖3e顯示空氣通路5、6在上模塊3的下端處的截面。在該實(shí)施例中，空氣通路6具有 稍微大于空氣通路5的截面。必須被冷卻的電子部件布置在空氣通路6中。然而，兩個(gè)空 氣通路5、6的截面可以相等，或者空氣通路5的截面可以大于空氣通路6的截面。
[0032] 圖3b_3d顯示轉(zhuǎn)換部14的截面，其示出了將轉(zhuǎn)換部14的區(qū)域中的所述空氣管道 裝置4分成平行于所述縱向方向的兩部分（例如，兩半）的分離壁15,這兩部分在該實(shí)施例 中具有相同的橫截面面積。然而，橫截面面積可以不同。
[0033] 分離壁15被扭曲。該分離壁15的下端起始于下模塊2的后側(cè)7,而該分離壁15 的上端終止于上模塊3的后側(cè)8。分離壁15在兩個(gè)模塊2、3之間扭曲，S卩，分離壁15的上 端相對(duì)于分離壁15的下端旋轉(zhuǎn)180°。
[0034] 這樣，可以在下模塊2外面將用于上模塊3的冷卻空氣引導(dǎo)通過(guò)空氣通路6,并在 上模塊3外面引導(dǎo)來(lái)自下模塊2的冷卻空氣，而不需要比僅兩個(gè)模塊2、3的后側(cè)7、8更多 的部分。不需要額外的空間。空氣管道裝置1的總寬度不寬于兩個(gè)模塊2、3的總寬度（如 在圖2的前視圖中所見(jiàn)）?？諝饬鞅３謴慕M1的"底部"到"頂部"，即，在底部處具有被很 好限定的冷卻空氣的入口，而在組1的頂部具有被很好限定的冷卻空氣的出口。
[0035] 如圖3所示的分離壁15的結(jié)構(gòu)是根據(jù)本實(shí)用新型的原理的一種可能布置。圖4 和圖5顯不了可選的布置。與圖3相同，圖4和圖5顯不了轉(zhuǎn)換部14的不同橫截面。
[0036] 圖4a和圖5a示意性地顯示空氣通路5、6在下模塊2的上端處的截面。如圖3a 所示，空氣通路5具有稍微大于空氣通路6的截面；然而，兩個(gè)空氣通路5、6的截面可以相 等，或者空氣通路6的截面可以大于空氣通路5的截面。類(lèi)似地，圖4e和圖5e顯示了空氣 通路5、6在上模塊3的下端處的截面。如圖3e中所示，空氣通路6具有稍微大于空氣通路 5的截面；然而，兩個(gè)空氣通路5、6的截面可以相等，或者空氣通路5的截面可以大于空氣 通路6的截面。
[0037] 圖4b至4d顯示了轉(zhuǎn)換部14的截面，其顯示了將在轉(zhuǎn)換部14的區(qū)域中的所述空 氣管道裝置4分成大體平行于所述縱向方向的三個(gè)部分的分離壁15'?？諝馔?起始于 下模塊的后側(cè)7 (參見(jiàn)圖4a)，在終止于上模塊3的主體之前移動(dòng)到被空氣通路5的兩部分 (參見(jiàn)圖4c)位于其兩側(cè)的轉(zhuǎn)換部14的中心。同時(shí)，空氣通路5在被分成兩部分之前起始 于下模塊2的主體中，在終止于上模塊3的后側(cè)8之前位于空氣通路6的任一側(cè)（參見(jiàn)圖 4c)上。分離壁15'在兩個(gè)模塊2、3之間扭曲以實(shí)現(xiàn)該效果。
[0038] 圖5b至5d顯示了轉(zhuǎn)換部14的截面，其顯示了將轉(zhuǎn)換部14的區(qū)域中的所述空氣 管道裝置4分成大體上平行于所述縱向方向的多個(gè)部分的分離壁15"?？諝馔?起始于 下模塊的后側(cè)7 (參見(jiàn)圖5a)，在終止于上模塊3的主體之前被分成由空氣通路5的多個(gè)部 分（參見(jiàn)圖5c)位于其兩側(cè)的多個(gè)部分。同時(shí)，空氣通路5在被分成多個(gè)部分之前起始于 下模塊2的主體中，在終止于上模塊3的后側(cè)8之前在空氣通路6的任一側(cè)（參見(jiàn)圖5c) 上。分離壁15〃在兩個(gè)模塊2、3之間扭曲以實(shí)現(xiàn)該效果。
[0039] 本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到轉(zhuǎn)換部14可以具有其它可能的結(jié)構(gòu)。
[0040] 如上所述，本實(shí)用新型不局限于使用兩個(gè)模塊。圖6示意性地顯示由一個(gè)堆疊在 另一個(gè)頂部上的具有三個(gè)發(fā)熱模塊22、23、24的組21。所述模塊可以例如是用于發(fā)電機(jī)的 驅(qū)動(dòng)裝置。
[0041] 提供一種熱管裝置，該熱管裝置包括用于第一模塊22的第一空氣通路25 (由箭頭 標(biāo)示）、用于第二模塊23的第二空氣通路26 (也由箭頭標(biāo)示）和用于第三模塊24的第三 空氣通路27 (也由箭頭標(biāo)示）。這些空氣通路25、26、27在從所述組21的下側(cè)到所述組21 的上側(cè)的方向上平行地布置。（如前所述，模塊22、23、24在空間中的定向不局限于垂直方 向。因此，使用了順序術(shù)語(yǔ)"上"和"下"，以便于說(shuō)明。模塊22、23、24在組21中的堆疊可 以具有任何期望的定向。）
[0042] 如可以在圖6中所見(jiàn)，空氣通路25、26、27在從第一模塊22的前側(cè)到第一模塊22 的后側(cè)的方向上具有一順序。在第一模塊22的區(qū)域中，空氣通路25是第一空氣通路，空氣 通路26是第二空氣通路，而空氣通路27是第三空氣通路。
[0043] 在第一模塊22與第二模塊23之間，第一空氣通路25和第二空氣通路26的順序 被改變。因此，空氣通路在從第二模塊23的下前側(cè)到第二模塊的下后側(cè)的方向上的順序是 第二空氣通路26、第一空氣通路25,然后是第三空氣通路27。這樣，來(lái)自第二空氣通路26 的冷空氣用于冷卻第二模塊23。
[0044] 如圖6所示，在第二模塊23上方的一半處，第一空氣通路25和第三空氣通路27 被對(duì)調(diào)。這能夠使第三空氣通路如下所述用于第三模塊24。
[0045] 在第二模塊23與第三模塊24之間，第二空氣通路26和第三空氣通路27的順序 被改變。因此，空氣通路在從第三模塊24的下前側(cè)到第三模塊的下后側(cè)的方向上的順序是 第三空氣通路27、第二空氣通路26、然后是第一空氣通路25。
[0046] 這樣，可以引導(dǎo)第一空氣通路25中的空氣通過(guò)第一模塊22，引導(dǎo)第二空氣通路26 中的空氣通過(guò)第二模塊23,以及引導(dǎo)通過(guò)第三空氣通路27中的空氣通過(guò)第三模塊24。 [0047] 顯然，本實(shí)用新型的構(gòu)思原則上可以延展到與任意數(shù)量的發(fā)熱模塊一起使用。以 示例的方式，圖7示意性地顯示由一個(gè)堆疊在另一個(gè)的頂部上的具有四個(gè)發(fā)熱模塊31、32、 33和34的組30。提供一種熱管裝置，該熱管裝置包括用于第一模塊31的第一空氣通路 35、用于第二模塊32的第二空氣通路36、用于第三模塊33的第三空氣通路37、和用于第四 模塊34的第四空氣通路38。
[0048] 參照?qǐng)D6和圖7的上述轉(zhuǎn)換部可以具有如在圖3-5中任一個(gè)所示的形式或任何其 它適當(dāng)?shù)男问健?br> [0049] 僅以示例的方式提供圖6和圖7所示的多模塊裝置21和30。本領(lǐng)域技術(shù)人員將 能夠提供用于組織和改變各種空氣流通路的順序的許多種不同的方法。
[0050] 雖然已經(jīng)相對(duì)于本實(shí)用新型的具體實(shí)施例圖示并描述了本實(shí)用新型，但是本領(lǐng)域 普通技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到在不背離本實(shí)用新型的精神和保護(hù)范圍的情況下可以對(duì)本實(shí)用 新型進(jìn)行各種修改。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于冷卻具有至少兩個(gè)發(fā)熱模塊的組的空氣管道裝置，其特征在于，所述模塊 在通過(guò)所述組的空氣流的方向上被一個(gè)接一個(gè)地布置，所述空氣管道裝置包括用于每一個(gè) 模塊的空氣通路，其中所述空氣通路沿著縱向方向從所述組的第一側(cè)到所述組的第二側(cè)平 行地布置，所述第二側(cè)與第一側(cè)相反，所述空氣通路在所述至少兩個(gè)模塊之間的區(qū)域中在 垂直于所述縱向方向的方向上改變它們的順序。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣管道裝置，其特征在于，每一個(gè)空氣通路部分地延伸通 過(guò)一模塊并部分地位于另一模塊的一側(cè)上，所述一側(cè)對(duì)于所有模塊都是同一側(cè)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的空氣管道裝置，其特征在于，轉(zhuǎn)換部布置在所述兩個(gè)模塊 之間的區(qū)域中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的空氣管道裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換部包括使相鄰空氣通 路相互分離的分離壁。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的空氣管道裝置，其特征在于，所述分離壁具有扭曲形狀。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的空氣管道裝置，其特征在于，所述分離壁將所述空氣管道 裝置分成平行于所述縱向方向的兩個(gè)部分。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的空氣管道裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換部包括使相鄰空氣通 路相互分離的多個(gè)分離壁。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的空氣管道裝置，其特征在于，每一個(gè)分離壁都具有扭曲形狀。
【文檔編號(hào)】H05K7/20GK203912424SQ201290000904
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2012年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月19日
【發(fā)明者】加里·施耐德, 布萊恩·凱伊科, 邁克爾·弗勒 申請(qǐng)人:丹佛斯公司