专利名称：用于底盘的气流/冷却方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及冷却系统的领域，且具体地涉及具有正交才莫件
(module)的才莫块化(modular,组件^<)底盘(chassis)的冷却。
背景技术：
在一组模件之间需要极高带宽任意(any-to-any )连接性的系统 通常4吏用正交中平面结构。在这种结构中， 一组卡才反(card)以垂 直的构造被插入到中平面的前侧中，而另 一组卡板以水平的构造被 插入到中平面的后侧中。这种布局4吏得每个前部卡才反能够直4妄连4妄 至每个后部卡板，并且使得能够无需在中平面上使用PCB信号跟踪 来承载高速信号。
然而，正交结构也产生了冷却难题，特别是在需要前后 (front-to-back )冷却的应用中。可4吏用具有前进气口和后排气口的 传统冷却4几构来冷却垂直卡才反，^旦在〗呆持整体前后气流的同时冷却 水平卡纟反却是难题。
如果不需要前后冷却，则可4吏用侧向(side-to-side)气流来冷 却水平卡^反架。然而，许多才几架装配环境都需要前后空气冷却。一 种解决方法为使从前进气口吸取的空气转向至后部并且使其在邻 近水平卡^反的乡从列(column)中升高。这种才几构典型;也4吏用一组风 扇或鼓风机以产生横穿水平卡板的气压。然而，由于空气路径中转 弯的数量的原因，这种系统中提供的气流量通常是有限的。另外，沿水平卡^反的侧部》文置一个或两个风扇叶片会严重限制PCB面积 以及可用的面纟反表面。
发明内容
在一个实施例中， 一种用于4吏i殳备(apparatus )冷却的方法包 括限定气压室(plenum),该气压室定位于一对第一多个模件之 间；在中平面中形成开口，该中平面将第一多个模件与正交于第一 多个才莫件定向的第二多个才莫件电连接，开口与气压室流体连通；使 空气从设备的前部移动穿过气压室、穿过开口、并且冲黄越第二多个 模件中一个模件的表面；以及在设备的后部排出气体。
在另一实施例中， 一种设备包括第一多个模件；第二多个模 件，正交于第一多个模件安装；中平面，定位于第一多个模件与第 二多个模件之间并电连接第 一 多个模件与第二多个模件，该中平面 具有开口，开口穿过中平面而形成并适合于允许空气移动穿过中平
面；气压室，限定于一对第一多个才莫件之间，与开口流体连通；以 及风扇，被构造成使空气从气压室移动穿过开口并且片黄越第二多个 模件中一个模件的表面。
在又一实施例中， 一种设备，包括底盘；第一多个才莫件，安 装在底盘中；第二多个^t件，正交于第一多个才莫件而安装在底盘中； 中平面，定位于第一多个模件与第二多个模件之间并电连接第一多 个模件与第二多个模件；用于提供从底盘的前部穿过形成在中平面 中的开口的流体连通的装置(means);以及用于4吏空气移动穿过开 口的装置。
包含在本说明书中并构成本i兌明书一部分的附图示出了符合 本发明的设备和方法的实施方案，并且所述附图与详细描述一起用
于解释符合本发明的优点和原理。在附图中
图1是示出了根据一个实施例的底盘和气压室的剖面透视图； 图2是示出了根据第二实施例的底盘和气压室的剖面透视图； 图3是示出了根据第三实施例的底盘和气压室的剖面透视以及
图4是图1的实施例的顶部透视图。
具体实施例方式
图1是底盘100的剖面透视图。多个模件110 (典型地为电路 板)以垂直定向的方式^皮安装在底盘100的前部。多个才莫件150(典 型地也为电路板)正交于多个模件110并以7jC平定向的方式被安装 在底盘100的后部。中平面140被定位于模件110与模件150之间 以便电连接冲莫件110与模件150。穿过中平面140形成多个开口或 孔以便允许空气流动到后部的模件150。
如图1中所示，多个开口 130横穿中平面140均匀地分布，但 是孔的这种布置及数量仅是示例性和说明性的，并且若由于模件 150的热特性而需要的"^，可以在中平面140内形成4壬4可期望布置 及数量的开口 130。例如，如果一些才莫件150比其他才莫件150产生 更多的热，则中平面140可以具有更多的开口 130以1更为更热的才莫 件150提供更多的气流。同样地，如果其中一个才莫件150的一些部 分比其他部分需要更多的冷却，可以在才莫件150的这些部分处或其附近i殳置更多或更大的孔，同时可以在才莫件150 4交冷部分的附近i殳 置4交少或專交小的^L 130。必须有至少一个开口 130》t应于每个后部 模件150。优选地，开口 130的尺寸被确定成提供横穿后部模件150 的充足气流，从而为模件150提供适当的冷却。当需要时以及当中 平面140上的电^各定位限制允许时，针对每个水平才莫件150可以形 成多于一个的开口 130。
来自第 一 多个模件及第二多个模件的受热空气从水平模件150 及垂直才莫件110穿过底盘IOO后部上的排气口 160向后排出。在图 1至图3中，由容纳风扇的下部风扇盘ISO来驱动冲黄越垂直定向的 才莫件110的气流，风扇/人下部进气口 170吸取空气并吹动空气^f吏之 垂直地穿越才莫件110。上部风扇盘190可以^是供辅助气流以使乂人垂 直才莫件110吸耳又受热空气并经由气压室240通过排气口 160将空气 ^卜方丈至底盘100的后部。
图1的实施例提供了多个气压室120，该气压室允许气流从底 盘100的多个前部入口 175穿过中平面140中的一个或多个开口 130。去于闭在顶部及底部的两个壁形成矩形气压室120,该矩形气压 室通过上部进气口 175朝向底盘100的前部打开。冲莫件110的间距 必须足够以允许将气压室12(H殳置在一对才莫件110之间。在一些实 施例中，气压室120提供至少四分之一英寸的气隙，但是优选地， 气压室120提供至少半英寸的气隙。在此实施例中，前部垂直模件 110的冷却独立于后部水平^f莫件150的冷却。优选地，在类似于图 1中所示的实施例中，利用负压通过气压室120和开口 130/人上部 前侧进气口 175吸入空气。随后吸引空气4黄越后部才莫件150的表面 并通过后部4昨气口 16(M寻空气4非出。
当使用负压时用来移动用于后部模件150的空气的风扇或鼓风 机未在图1中示出。图4是示出了示例性风扇结构的底盘100的顶 部透—见图。如图4中所示，每个后部才莫件150上的两个风扇或鼓风才几410乂人中平面140中的开口 130吸入空气。在其4也实施例中，可 以4吏用一个电风扇或l支风才几410,典型i也用在后部中央4立置处。可 替换地，在模件150的侧部处， 一个或多个风扇可以安装得远离从 其中一个开口 130至底盘IOO后部的线。在i者如图l和图4所示的 实施例中，对于每个后部冲莫件150会需要安装至少一个风扇410。
在图1中所示的实施例中，尽管能够4吏用正压和前部风扇来推 动空气穿过气压室120、开口 130、并片黄越后部4莫件150， ^f旦是由于 尺寸限制通常优选釆用图4中示出的负压实施例。
图2和图3示出了^+换实施例，这些实施例在气压室120与垂 直前部才莫件no之间分配气流，利用风扇盘180中的风扇来4,动空 气穿过气压室120并穿过开口 130进而到达后部才莫件150。在这些 实施例中，对于实现充足的气流可以不需要图4的风扇410,但在 一些实施例中风扇可以:故用来改善4黄越后部才莫件150的气流和冷 却。
在图2和图3所示的实施例中，气压室210和310不是类似、于 气压室120那^^羊朝向前部打开，因此不需要图1的上部前进气口 175。作为替代，气压室210和310朝向底部打开以允许通过风扇 盘180的风扇推动空气穿过气压室210和310。在图2所示的实施 例中，气压室210在顶部上封闭并具有垂直壁，形成矩形的气压室 210，空气在该气压室内寿争向以《更穿过开口 130 ;克出气压室210。与 图1所示实施例一样，模件的间距必须足够以允许在一对模件110 之间插入单独的气压室单元210。
图3所示实施例类似于图2所示实施例，但是取代了使用单独 的气压室单元210,它们利用在托架(carrier )或盘320中安装模件 110以便插入到底盘100中的通用惯例。通过在托架320与模件110 的表面(典型地在下侧)之间留下气隙，托架320与模件IIO—起形成气压室310,该气压室可与开口 130对-准以^是供穿过开口 130 的冷却气流乂人而冷却后部才莫件150。与图2中所示实施例一才羊，由 风扇盘180的风扇纟是供气流并且该气流在冷却才莫件110与冷却气压 室310之间被分配。在一些实施例中，形成气压室310的气隙可以 如四分之一英寸一样小，但是优选地，该气隙至少为半英寸。基于 后部才莫件150的冷却需求来i殳计气压室310的尺寸。4吏用类似、于图 3中示出的实施例避免了对单独的气压室单元210的需求并且可以 容许冲莫件110更近的间隔。
在图2和图3两者中，越过垂直前部模件110的空气穿过形成 或限定在水平4莫件150上方的气压室240祐:排出并且穿过上部排气 口 16(H皮4非出。
虽然已详细描述且在附图中示出了某些示例性实施例，但应该 理解的是，这些实施例仅是示例性的，并且是在不背离由所附权利 要求确定的基本范围的前提下设计出的。借助于实例并且非限制性 地，所使用的具体电器件可由起到相似作用且提供基本相同结果的 已知等同物或其他器件布置进行替换。
权利要求
1.一种使设备冷却的方法，包括以下步骤限定气压室，所述气压室定位于一对第一多个模件之间；在中平面中形成开口，所述中平面将所述第一多个模件与正交于所述第一多个模件定向的第二多个模件电连接，所述开口与所述气压室流体连通；使空气从所述设备的前部移动穿过所述气压室、穿过所述开口、并且横越所述第二多个模件的一个模件的表面；以及在所述设备的后部排出空气。
2. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括将风扇定位在所述第二多个模件的所述模件上， 其中，使空气从所述设备的前部移动穿过所述气压室、穿过所 述开口 、并且横越所述第二多个模件一个模件的表面的步骤包 括用所述风扇通过所述开口 乂人所述气压室4黄越所述第 二多个模件中所述模件的表面吸取空气；以及用所述风扇将空气推出所述设备的后部。
3. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括独立于所述第二多个模件冷却所述第一多个^T莫件。
4. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述气压室朝向所述设备 的前部打开。
5. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括将风扇定位在所述第 一多个^^件的下面；其中，所述气压室朝向所述风扇打开，并且，其中，使空气从所述设备的前部移动穿过所述气压室、 穿过所述开口 、并且横越所述第二多个模件中的一个模件的表 面的步艰《包4舌用所述风扇推动空气进入所述气压室并^f吏空气穿过 所述开口横越所述第二多个模件的所述模件的表面。
6. 根据权利要求1所述的方法，其中，限定气压室的步骤包括将成对模件中的一个定位在适合安装在所述设备中的托 架中；在所述托架的壁与所述才莫件的表面之间形成气压室，所 述气压室允许空气乂人所述托架和所述才莫件的下面移动至所述 开口 。
7. —种设备，包括第一多个模件；第二多个模件，正交于所述第一多个模件安装；中平面，定位于所述第一多个模件与所述第二多个模件 之间并电连接所述第 一 多个模件与所述第二多个模件，所述中 平面具有开口 ，所述开口穿过所述中平面而形成并适合于允许 空气移动穿过所述中平面；气压室，限定于一对所述第一多个模件之间，与所述开 口流体连通；以及风扇，；陂构造成使空气A^所述气压室移动穿过所述开口 并且横越所述第二多个模件的一个模件的表面。
8. 根据权利要求7所述的设备，其中，所述风扇被定位于所述第二多个模件的所述模件 的表面上，并且其中，所述风扇被构造成通过所述开口从所述气压室吸 取空气并使空气横越所述第二多个模件的所述模件的表面。
9. 根据权利要求8所述的设备，其中，所述风扇被定位于所述模 件的后部边^彖的中央处。
10. 根据权利要求8所述的设备，其中，所述风扇远离从所述开口 延伸至所述模件的后部边缘的线而定位。
11. 根据权利要求7所述的设备，进一步包括所述i殳备的前壁，所述前壁具有穿过所述前壁形成的且 与形成在所述中平面中的开口乂于准的开口 ；其中，所述气压室包4舌一对壁，平4亍地定位并4立于穿过所述前壁形成的开 口以及穿过所述中平面形成的开口的相只t侧上，所述一 对壁适合于在穿过所述前壁的开口与穿过所述中平面的 开口之间提供流体连通。
12. 根据权利要求7所述的设备，其中，所述风扇被定位在所述第一多个模件的下面；其中，所述风扇被构造成推动空气穿过所述气压室并到 达穿过所述中平面的开口；并且其中，所述气压室包括一对壁，平行地定位并位于穿过所述中平面的开口 的相对侧上且朝向所述风扇打开，所述一对壁限定了 /人 所述风扇至穿过所述中平面的开口的空气路径。
13. 根据权利要求7所述的设备，进一步包括托架，其中，所述第一多个模件的一个模件被安装在所述托架 中，并且，其中，所述托架的壁与所述才莫件的表面间隔开；其中，所述气压室被限定在所述托架的壁与所述模件之间。
14. 一种设备，包括底盘；第一多个模件，被安装在所述底盘中；第二多个模件，正交于所述第一多个模件被安装在所述 底盘中；中平面，定位于所述第一多个模件与所述第二多个模件 之间并电连接所述第一多个模件与所述第二多个模件；以及用于提供从所述底盘的前部穿过形成在所述中平面中的 开口的流体连通的装置；以及用于使空气移动穿过所述开口的装置。
15. 根据权利要求14所述的设备，用于使空气移动的装置包括用于吸取空气使之穿过所述开口并横越所述第二多个模 件的 一个模件的表面的装置。
16. 根据权利要求14所述的设备，用于提供从所述底盘的前部穿过形成在所述中平面中的开口的流体连通的装置包括用于使气流在所述第一多个模件与所述第二多个模件之 间分配的装置。
17. 根据权利要求14所述的设备，包括用于冷却所述第一多个模件的装置，其中，用于提供从 所述底盘的前部穿过形成在所述中平面中的开口的流体连通 的装置独立于用于冷却所述第 一 多个模件的装置。
全文摘要
本发明涉及用于底盘的气流/冷却方法和设备，为此，本发明提供了使设备冷却的方法并且提供了一种前后冷却系统，该冷却系统允许冷却包含有两个正交模件组的设备。垂直的模件组由横越模件的垂直气流冷却，该垂直气流从设备的前部进入并从设备的后部排出。水平的模件组由穿过中平面中的开口的气流冷却，该中平面连接这两个模件组。
文档编号H05K7/20GK101631447SQ20081016697
公开日2010年1月20日 申请日期2008年9月27日 优先权日2008年7月17日
发明者基思·J·霍克, 德米克·博伊登, 普拉迪普·辛徒 申请人:丛林网络公司