专利名称：服务器的冷却循环系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种服务器机柜，特别是涉及一种服务器的冷却循环系统。
背景技术：
近年来，因特网迅速且蓬勃的发展扩张，尤其一些大型企业，或者是网络的营业场所等，由于业务的扩增需求，使得服务器的数量也愈来愈多，致使服务器的排列管理更为集中，以节省服务器所占用的空间。因为如此大量且排列密集的服务器及其它设备，势必会造成过多的热量产生，进而导致整体服务器系统的运转不稳定，而这一直是数据中心(data center)所必须面对的重要问题。以数据中心为例，为了解决放置数量庞大的服务器机架且为密闭式机房(例如为货柜机房)的散热问题，目前现有的方式是于机房内配置冷却空调系统，藉此进行散热，而当服务器数量较少时，则是利用服务器本身的散热风扇进行冷却降温。然而现有的冷却空调系统随着服务器的数量越来越多，机柜排列越来越密集，冷却空调系统所吹出的冷空气根本无法充分流动到机房的各处，导致热空气容易集中在特定区域，当然会造成服务器系统的不稳定。现有服务器机架内部的风扇模块安装于机架的顶部或后侧面，其中将风扇模块安装于机架顶部的设置方式，于机架顶部装设多个散热风扇，用以将服务器机架内部的热空气抽引至外界。然而，一般服务器机架皆容纳有多个服务器并具有一预定高度。因此在散热风扇抽引热空气的过程中，热空气于服务器内的流通路径时常会受到多个服务器的阻挡， 造成散热风扇仅能将相邻于服务器机架顶部的热空气排出，而对于服务器机架底部的热空气则无明显的抽引作用，导致热空气于服务器机柜底部囤积，进而严重影响服务器的运作效能。而现有将风扇模块安装于后侧面的服务器机架，其风扇模块所产生的气流分别通过各个服务器主机板之间的通道，再由机架的前侧面排出。虽然可避免热空气于服务器机架底部囤积的情形发生，但由于这种现有风扇模块以导引气流或热对流的方式，将服务器内部的热空气排出至外界，因此并无法确保风扇模块所产生的气流流通至每一服务器的主机板或主机板上的发热组件，进而造成气流于服务器机架内部四处溢散，无法于服务器机架内部形成稳定的流场。因此，将造成服务器机架内部的每一服务器的散热不平均的现象， 导致部分服务器容易因温度过热而毁损，进而影响服务器机架的整体运作效能。美国专利第7，511，960号专利案所揭示的数据中心(data center)的冷却系统， 是于货柜机房内部形成多个服务器机架的闭回路冷却路径，而得以于货柜机房内部产生稳定的流场进行冷却散热。但，第7，511，960号专利案所揭示的冷却系统必须于货柜机房内部设计有冷、热通道，方可使货柜机房内部的流场稳定地流动。如此一来，将导致单一货柜机房内所能装载的服务器机架亦相对受到局限，而无法装载到最大的数量，使得数据中心的整体运作效能无法得以提升，而被迫需要更多的货柜机房方可顺利安装预定数量的服务器机架。
发明内容
鉴于以上的问题，本发明提供一种服务器的冷却循环系统，用以改良现有服务器机柜的设计无法让每个服务器得以平均散热，以及机房内部的冷、热通道占据过多的使用空间，致使单一机房内无法装载最大数量的服务器，导致服务器机柜或是机房的散热效能与运作效能不彰等问题。本发明所提供的服务器的冷却循环系统，包括有一机柜总成、多个第一风扇模块、 多个第二风扇模块、以及二导风罩。其中，机柜总成具有串行连接的多个机架，第一风扇模块装设于机架上，并且朝向第一方向吹送一第一气流，而第二风扇模块装设于机架上，并且朝向第二方向吹送一第二气流。导风罩分别装设于机柜总成的二相对端部上，且二导风罩分别具有至少一流体通道。第一风扇模块所产生的第一气流进入其中一导风罩的流体通道，并与第二风扇模块所产生的第二气流相衔接，以及第二风扇模块所产生的第二气流进入另一导风罩的流体通道，并与第一风扇模块所产生的第一气流相衔接，以构成冷却循环回路。所述的服务器的冷却循环系统，其中，各该机架具有相对的一第一侧面及一第二侧面，各该机架的该第一侧面与该第二侧面为一镂空结构，且各该机架以该第一侧面朝向相邻的该机架的该第二侧面依序串行连接成该机柜总成。所述的服务器的冷却循环系统，其中，各该机架的该第一侧面上还具有多个组装框，所述第一风扇模块与所述第二风扇模块分别装设于所述组装框内。所述的服务器的冷却循环系统，其中，还包括有多个散热器，分别装设于各该机架的该第一侧面上，且所述第一风扇模块及所述第二风扇模块介于该散热器与该第二侧面之间。所述的服务器的冷却循环系统，其中，所述散热器分别具有多个散热孔，该第一气流及该第二气流通过所述散热孔、该第一侧面及该第二侧面而进入该二导风罩的该二流体通道内。所述的服务器的冷却循环系统，其中，各该导风罩具有二该流体通道，所述第一风扇模块的该第一气流与所述第二风扇模块的该第二气流分别进入该二流体通道内，以构成二该冷却循环回路。本发明的技术效果在于，服务器的机柜总成内部可通过导风罩的设计而构成冷却循环回路，各个机柜总成可独自进行冷却散热作业，并不需要于机房内额外设计冷、热通道，即可达到自体循环冷却的效果。因此，机房内可装载最大数量的机柜总成，得以具备最大的运作效能。以上的关于本发明内容的说明及以下的实施方式的说明用以示范与解释本发明的原理，并且提供本发明的专利申请范围更进一步的解释。
图1为本发明第一实施例的分解示意图；图2为本发明第一实施例的立体示意图；图3为本发明第一实施例的侧面示意图4为本发明第二实施例的侧面示意图；图5为本发明第三实施例的侧面示意图。其中，附图标记100机柜总成110 机架111 第一侧面112 第二侧面113 开口114组装框120第一风扇模块130第二风扇模块140导风罩141流体通道150散热器151散热孔160电路板170承载盘Dl第一方向D2第二方向
具体实施例方式以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。图1至图3为本发明第一实施例的立体示意图及侧面示意图，如图所示，本发明的服务器的冷却循环系统包括有一机柜总成100、多个第一风扇模块120、多个第二风扇模块 130、二导风罩140、一散热器(radiator) 150、一电路板160、及一承载盘170。其中，机柜总成100具有多个机架110，而各机架110由多个钢条、钢板及角钢所构成的中空架体，机架Iio具有相对且间隔设置的第一侧面111及第二侧面112，以于机架 110内部构成一容置空间。各个机架110以第一侧面111朝向相邻的机架110的第二侧面 112依序串行连接成机柜总成100，并且多组机柜总成100置放于货柜机房(图中未示)内， 以组成数据中心(data center)。另外，机架110的侧边位置开设有一开口 113，且此一开口 113与容置空间相连通， 使得机架110内部可通过此一开口 113而与外界相通。其中，机架110的第一侧面111上还设有多个组装框114，此一组装框114位于机架110的容置空间内，且各机架110的整个第一侧面111(即组装框114所位于的侧面)及整个第二侧面112(即相对于组装框114的另一侧面)为镂空结构，令第一侧面111与第二侧面112构成一大面积的出风/入风口，用以做为风扇模块120、130的气流的出风/入风之用。各机架110通过其第二侧面112而与相邻机架110的第一侧面111相连接，使得相邻各机架110的内部容置空间因而相互连通(如图3所示)。请继续参阅图1至图3，第一风扇模块120与第二风扇模块130以侧向装设方式置入机架110的组装框114内，第一风扇模块120及第二风扇模块130因而保持于机架110 上而不致变动其装设位置，因此第一风扇模块120及第二风扇模块130可稳定的分别朝向第一方向Dl及第二方向D2吹送气流。二导风罩140分别装设于机柜总成100的二相对端部，也就是说，其中一导风罩140设置于机柜总成100最外侧的机架110的第一侧面111上， 而另一导风罩140设置于机柜总成100最外侧的另一机架110的第二侧面112上。二导风罩140的内部分别设计有一流体通道141，用以将外部的气流进入导风罩140内并导引其流动方向。详细而言，本实施例的第一风扇模块120设置于机架110上半部的组装框114内， 且第一风扇模块120朝向一第一方向Dl进行气流的吹送，而第二风扇模块130设置于机架 110下半部的组装框114内，且第二风扇模块130朝向一第二方向D2进行气流的吹送。因此，机柜总成100的内部空间由于第一风扇模块120与第二风扇模块130的摆放位置，而可大致分隔成上、下半部且各自独立的气流流动区域。如图1至图3所示，本发明的散热器(radiator) 150装设于机架110的第一侧面 111上(即机架110装设有第一风扇模块120与第二风扇模块130的侧面)，并且位于机架 110的外部，也就是说，第一风扇模块120与第二风扇模块130介于散热器150与机架110 的第二侧面112之间，而多个散热孔151开设于散热器150上。本发明的散热器150与第一风扇模块120与第二风扇模块130邻近设置，第一风扇模块120与第二风扇模块130所吹出的气流通过散热器150进行降温，而散热器150连通有一冷却水以进行散热。因此，散热器150可有效降低第一风扇模块120与第二风扇模块130所吹出气流的温度，使得吹入机架110的气流温度不致过高。进而使机柜总成100 内部产生效果良好的对流散热效果。本发明的承载盘170可以金属材质制成，而电路板160置放于承载盘170上，电路板160随着承载盘170由各个机架110的侧向方向穿过开口 113而滑入并装载于机架110 的容置空间内。本发明的电路板160亦可直接装载于机架110内，并不需要通过承载盘170进行装设作业，然为了使电路板160不直接与机架110的框体相接触，承载盘170提供了良好的保护效果，有效避免电路板160因震动等外力原因而与机架110碰撞而遭受损毁。请参阅图1至图3，第一风扇模块120及第二风扇模块130分别与外界的电源供应装置电性连接而被致动，各个第一风扇模块120朝向第一方向Dl产生第一气流，并经过各机架110的第一侧面111及第二侧面112而横穿过机柜总成100的上半部气流流动区域， 而第二风扇模块130朝向第二方向D2产生第二气流，并经过各机架110的第一侧面111及第二侧面112而横穿过机柜总成100的下半部气流流动区域。此时，第一风扇模块120的第一气流吹送至其中一导风罩140内(即装设于机架 110的第一侧面111的导风罩140)，并穿过此一导风罩140的流体通道141而与第二风扇模块130的第二气流相衔接，并且第二风扇模块130的第二气流吹送至另一导风罩140内 (即装设于机架110的第二侧面112的导风罩140)，并穿过此一导风罩140的流体通道141 而与第一风扇模块120的第一气流相衔接，以于机柜总成100内部构成一冷却循环回路。由第一气流及第二气流所衔接而成的循环气流穿过各散热器150的散热孔151与各机架110的第一侧面111与第二侧面112，进而吹送至各个机架110内的电路板160。循
6环气流与单一机架110内的电路板160进行对流散热后之后，再横穿过此一电路板160进入至相邻的另一机架110内进行散热。值得注意的是，本发明所提供的第一风扇模块120、第二风扇模块130、与机架110 的组装框114的数量为多个，散热器150的数量亦设置有多个，以提供给机柜总成100最佳的散热效果，而电路板160的数量亦设置有多个，以使单一机柜总成100得以具备最大的运作效能。上述的机柜总成100的各组件的数量皆为相互对应，并且熟悉此项技术者可依据实际使用需求而增减其设置数量，并不以本发明所提供的实施例为限。图4所示为本发明第二实施例的侧面示意图，本发明第二实施例的具体组成结构与第一实施例相似，本发明第二实施例的机柜总成100的第一风扇模块120与第二风扇模块130的设置位置与第一实施例略有不同，以下将针对二实施例之间的差异处进行说明。请参阅图4，并同时参酌图1，本发明第二实施例的第一风扇模块120及第二风扇模块130装设于机架110的组装框114内，且第一风扇模块120与第二风扇模块130之间以交错排列的方式设置于机架110上，而本实施例以二个第一风扇模块120与二个第二风扇模块130的组合进行说明，并不以此数量为限。各个导风罩140内部具有二流体通道141， 分别对应于第一风扇模块120与第二风扇模块130的组合。二第一风扇模块120的第一气流分别吹送至导风罩140的二流体通道141内，并与第二风扇模块130的第二气流相衔接， 并且第二风扇模块130的第二气流吹送至导风罩140的二流体通道141内，并与第一风扇模块120的第一气流相衔接，以于机柜总成100内部构成二冷却循环回路。因此，通过第一风扇模块120与第二风扇模块130的搭配，使得机柜总成100内部的上、下半部空间各自构成完整且独立的至少二冷却循环回路。值得注意的是，本实施例将第二风扇模块130装载于机架110的顶部，并且第一风扇模块120与第二风扇模块130交错排列，因而本实施例的机柜总成100内部的冷却循环回路皆以顺时针方向运作。然而，熟悉此项技术者亦可将第一风扇模块120装载于机架110的顶部，且第一风扇模块120与第二风扇模块130交错排列，使机柜总成100内部的冷却循环回路皆以逆时针方向运作。本发明第二实施例的设计可大幅缩短二风扇模块120、130所形成的循环气流的行进路径，使得机柜总成100的整体冷却效能更为提升。当然，亦可更动本发明的第一风扇模块120与第二风扇模块130装设于机架110 上的位置，如图5所示的第三实施例的侧面示意图。第三实施例的第一风扇模块120装载于机架110的顶部，因此本实施例的机柜总成100上半部的冷却循环回路以逆时针方向运作，而机柜总成100下半部的冷却循环回路以顺时针方向运作。本发明第三实施例的设计同样可缩短二风扇模块120、130所形成的循环气流的行进路径，使得机柜总成100的整体冷却效能更为提升。另外，本发明所述的第一风扇模块120及第二风扇模块130亦可改变其设置位置， 例如装设于承载盘170上，或是机架110的任何适合位置。只要第一风扇模块120与第二风扇模块130朝向不同方向吹送其气流即可，并不限定风扇模块120、130必须装载于机架 110的组装框114内。通过本发明的服务器的各风扇模块与导风罩的搭配设计，以于本发明的机柜总成内部构成至少一冷却循环回路，使各个机柜总成得以成为独立的模块，并可各自进行自体循环的冷却作业。
因此，本发明并不需要于货柜机房内另外设计冷、热通道，货柜机房的使用空间可以得到最有效的利用，且机房内部可装载最大数量的机柜总成，得以具备最大的运作效能。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种服务器的冷却循环系统，其特征在于，包括有一机柜总成，具有串行连接的多个机架；多个第一风扇模块，分别设置于所述机架上，并朝向一第一方向吹送一第一气流；多个第二风扇模块，分别设置于所述机架上，并朝向一第二方向吹送一第二气流；以及二导风罩，分别装设于该机柜总成的二相对端部，该二导风罩分别具有至少一流体通道，该第一气流进入其中一该导风罩的该流体通道，并与该第二气流相衔接，以及该第二气流进入另一该导风罩的该流体通道，并与该第一气流相衔接，以构成一冷却循环回路。
2.根据权利要求1所述的服务器的冷却循环系统，其特征在于，各该机架具有相对的一第一侧面及一第二侧面，各该机架的该第一侧面与该第二侧面为一镂空结构，且各该机架以该第一侧面朝向相邻的该机架的该第二侧面依序串行连接成该机柜总成。
3.根据权利要求2所述的服务器的冷却循环系统，其特征在于，各该机架的该第一侧面上还具有多个组装框，所述第一风扇模块与所述第二风扇模块分别装设于所述组装框内。
4.根据权利要求2所述的服务器的冷却循环系统，其特征在于，还包括有多个散热器， 分别装设于各该机架的该第一侧面上，且所述第一风扇模块及所述第二风扇模块介于该散热器与该第二侧面之间。
5.根据权利要求4所述的服务器的冷却循环系统，其特征在于，所述散热器分别具有多个散热孔，该第一气流及该第二气流通过所述散热孔、该第一侧面及该第二侧面而进入该二导风罩的该二流体通道内。
6.根据权利要求1所述的服务器的冷却循环系统，其特征在于，各该导风罩具有二该流体通道，所述第一风扇模块的该第一气流与所述第二风扇模块的该第二气流分别进入该二流体通道内，以构成二该冷却循环回路。
全文摘要
本发明公开了一种服务器的冷却循环系统，其包括有一机柜总成、多个第一风扇模块、多个第二风扇模块、及二导风罩。第一风扇模块与第二风扇模块设置于机柜总成上，第一风扇模块朝向第一方向吹送一第一气流，而第二风扇模块朝向第二方向吹送一第二气流。导风罩分别装设于机柜总成的二端部，其中第一气流与第二气流通过导风罩而相互衔接，以于机柜总成内构成冷却循环回路。
文档编号G06F1/20GK102467201SQ201010547298
公开日2012年5月23日 申请日期2010年11月12日 优先权日2010年11月12日
发明者林茂青, 童凯炀, 陈建安 申请人:英业达股份有限公司