专利名称：可将机械能与热能转换为电能的计算机系统的制作方法
技术领域：
本实用新型提供一种计算机系统，尤指一种可将机械能与热能转换为电能的计算 机系统。
背景技术：
在现代化的今日信息社会，计算机系统已经成为多数人不可或缺的信息工具之 一，而不论是桌上型个人计算机、笔记本型个人计算机或是服务器等，其工作频率越来越 高，应用层面也日益广泛。而随着计算机系统组件的功能日趋强大，因此各组件在执行各种 功能时所伴随产生的振动与热能也相对地增加，若计算机系统的内部组件所产生的振动与 热能无法有效的排除，则会影响到计算机系统的工作稳定性和运算速度，甚至可能导致机 械故障，造成使用者的损失。举例来说，目前业界常用的散热机制为在组件热源处加入散热 系统，如风扇、散热槽、热管、散热片，或致冷芯片等，藉以减低组件温度，而使得电子产品得 以正常工作。然而如风扇装置等需要以电力驱动的主动式散热组件无法达到节能的要求。故，如何设计出一兼顾散热与节能环保要求的环保设计，已成为现今计算机产业 所需努力的重要课题。
实用新型内容本实用新型提供一种可将机械能与热能转换为电能的计算机系统，以解决上述的 问题。本实用新型公开一种可将机械能与热能转换为电能的计算机系统，该计算机系统 包含有一壳体；一处理单元，该处理单元安装于该壳体内，该处理单元用来运算数据；一储 存装置，该储存装置安装于该壳体内，该储存装置用来储存数据；一电力供应模块，该电力 供应模块安装于该壳体内，该电力供应模块用来提供电力至该储存装置；一散热模块，该散 热模块安装于该壳体内，该散热模块用来散除该处理单元与该储存装置所产生的热量；一 机械能/电能转换模块，该机械能/电能转换模块安装于该壳体内且耦合于该电力供应模 块，该机械能/电能转换模块用来将该散热模块所产生振动的机械能转换为电能，并输出 相应电能至该电力供应模块；以及一热能/电能转换模块，该热能/电能转换模块安装于该 壳体内且耦合于该电力供应模块，该热能/电能转换模块用来将该处理单元所产生的热能 转换为电能，并输出相应电能至该电力供应模块。本实用新型还公开该处理单元为一中央处理器。本实用新型还公开该储存装置为一磁盘阵列装置。本实用新型还公开该电力供应模块为一备援电池模块。本实用新型还公开该散热模块为一风扇。本实用新型还公开该机械能/电能转换模块为一压电式电能垫片，其安装于该风 扇上，该压电式电能垫片在该风扇旋转时产生振动，藉以产生相应电能。本实用新型还公开该计算机系统还包含一散热槽，其安装于该处理单元的一侧，该热能/电能转换模块安装于该处理单元与该散热槽之间，并藉由该处理单元与该散热槽 间的温差产生相应电能。 本实用新型计算机系统的机械能/电能转换模块与热能/电能转换模块可将散热 模块所产生振动的机械能转换为电能以及将处理单元所产生的热能转换为电能，故其为符 合绿色环保节能要求的设计。
[0013]图1为本实用新型较佳实施例的计算机系统的功能方框示意图。[0014]图2为本实用新型的热能/_i能转换模块与处理单元的配置示意图[0015]主要组件符号说明[0016]50计算机系统52 壳体[0017]54处理单元56储存装置[0018]58电力供应模块60散热模块[0019]62机械能/电能转换模块64热能/电能转换模块[0020]66散热槽
具体实施方式
请参阅图1，图1为本实用新型较佳实施例的一计算机系统50的功能方框示意图， 计算机系统50可将机械能与热能转换为电能，计算机系统50包含有一壳体52、一处理单元 M、一储存装置56、一电力供应模块58、一散热模块60、一机械能/电能转换模块62，以及 一热能/电能转换模块64。处理单元M安装于壳体52内且用来运算数据，举例来说处理 单元M可为一中央处理器等；储存装置56安装于壳体52内且用来储存数据，储存装置56 可为一硬盘装置或一磁盘阵列装置等；电力供应模块58安装于壳体52内且用来提供电力 至储存装置56，电力供应模块58可为一备援电池模块(Battery Backup Unit, BBU)；散热 模块60安装于壳体52内且用来散除处理单元M与储存装置56所产生的热量，散热模块 60可为一风扇。机械能/电能转换模块62安装于壳体52内且耦合于电力供应模块58，机械 能/电能转换模块62用来将散热模块60所产生振动的机械能转换为电能，并输出相应 电能至电力供应模块58。举例来说，机械能/电能转换模块62可为一压电式电能垫片 (piezoelectric pad)，其安装于该风扇上，该压电式电能垫片在该风扇旋转时产生振动， 藉以产生相应电能。由于该压电式电能垫片由压电材料构成，压电材料的作用原理乃是材 料偏极化电荷的产生，是由外界施加在材料上的应力而产生。当应力很小时，其偏极化的变 化与应力约成正比，由于压电材料本身的机械与电性耦合作用，当该压电式电能垫片产生 形变，其晶体的两相对面(正负极)会产生一电位差，故可将机械能转换为电能。机械能/ 电能转换模块62或可以直流发电机的形式呈现，意即当该风扇转动时可带动转子线圈，藉 以切割直流发电机内部的磁场而产生感应电压(法拉第定律)。若以该备援电池模块的电 池作为负载，则可输出感应电流对电池进行充电。热能/电能转换模块64安装于壳体52内且耦合于电力供应模块58，热能/电能 转换模块64用来将处理单元M所产生的热能转换为电能，并输出相应电能至电力供应模块58。举例来说，请参阅图2，图2为本实用新型的热能/电能转换模块64与处理单元M 的配置示意图。计算机系统50还包含有一散热槽(heat sink) 66，安装于处理单元M的一 侧，热能/电能转换模块64安装于处理单元讨与散热槽66之间。若高温端的处理单元M 的温度为Th，低温端的散热槽66的温度为Tc，热能/电能转换模块64可藉由处理单元M 与散热槽66间的温差(ΔΤ = Th-Tc)以产生相应电能。热能/电能转换模块64可由热电 材料(thermoelectric material)构成，如由P型半导体及N型半导体构成。其一端连接 于处理单元M (高温端)，另一端连接于散热槽66 (低温端)。当两端有温度差时，高温区 域的载子浓度会高于低温区域，如此会使得载子由高温区域扩散至低温区域，如此载子不 均勻的分布会在开口端形成一电动势，并在回路中产生一电流，此现象亦称为塞贝克效应 (Seeback Effect)。如此一来，热能/电能转换模块64便可利用热电转换原理将处理单元 M所产生的热能转换为相应电能，若以该备援电池模块的电池作为负载，则可输出感应电 流对电池进行充电。由热电转换的特性可知温度差越大便可产生越高的电压跟电流，此外 单位体积内的热电偶密度越高也可以产生越高的电压跟电流。故若能有效地降低低温端的 温度(Tc)，便可增加热电转换的效率。举例来说，可在壳体52的上盖部分设计成可让液体 流动的通道，并藉由液体循环流动以降低散热槽66的温度(Tc)。一般来说，中央处理器的 工作温度大约在75°C，而藉由液体循环流动的设计可让热能/电能转换模块64两侧的温度 差达到70°C。相比较于先前技术，本实用新型计算机系统的机械能/电能转换模块与热能/电 能转换模块可将散热模块所产生振动的机械能转换为电能以及将处理单元所产生的热能 转换为电能，故其为符合绿色环保节能要求的设计。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡是根据本实用新型权利要求书的范围 所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。
权利要求1.一种可将机械能与热能转换为电能的计算机系统，该计算机系统包括一壳体；一处理单元，该处理单元安装于该壳体内，该处理单元用来运算数据；一储存装置，该储存装置安装于该壳体内，该储存装置用来储存数据；一电力供应模块，该电力供应模块安装于该壳体内，该电力供应模块用来提供电力至 该储存装置；以及一散热模块，该散热模块安装于该壳体内，该散热模块用来散除该处理单元与该储存 装置所产生的热量；其特征在于，该计算机系统还包括一机械能/电能转换模块，该机械能/电能转换模块安装于该壳体内且耦合于该电力 供应模块，该机械能/电能转换模块用来将该散热模块所产生振动的机械能转换为电能， 并输出相应电能至该电力供应模块；以及一热能/电能转换模块，该热能/电能转换模块安装于该壳体内且耦合于该电力供应 模块，该热能/电能转换模块用来将该处理单元所产生的热能转换为电能，并输出相应电 能至该电力供应模块。
2.如权利要求1所述的计算机系统，其特征在于，该处理单元为一中央处理器。
3.如权利要求1所述的计算机系统，其特征在于，该储存装置为一磁盘阵列装置。
4.如权利要求1所述的计算机系统，其特征在于，该电力供应模块为一备援电池模块。
5.如权利要求1所述的计算机系统，其特征在于，该散热模块为一风扇。
6.如权利要求5所述的计算机系统，其特征在于，该机械能/电能转换模块为一压电式 电能垫片，该压电式电能垫片安装于该风扇上，该压电式电能垫片在该风扇旋转时产生振 动，藉以产生相应电能。
7.如权利要求1所述的计算机系统，其特征在于，该计算机系统还包括一散热槽，该 散热槽安装于该处理单元的一侧，该热能/电能转换模块安装于该处理单元与该散热槽之 间，并藉由该处理单元与该散热槽间的温差产生相应电能。
专利摘要可将机械能与热能转换为电能的计算机系统。该计算机系统包含有一壳体；一处理单元，其安装于该壳体内，用来运算数据；一储存装置，其安装于该壳体内，用来储存数据；一电力供应模块，其安装于该壳体内，用来提供电力至该储存装置；一散热模块，其安装于该壳体内，用来散除该处理单元与该储存装置产生的热量；一机械能/电能转换模块，其安装于该壳体内且耦合于该电力供应模块，用来将该散热模块所产生振动的机械能转换为电能，并输出相应电能至该电力供应模块；以及一热能/电能转换模块，其安装于该壳体内且耦合于该电力供应模块，用来将该处理单元所产生的热能转换为电能，并输出相应电能至该电力供应模块。本实用新型符合绿色环保节能要求。
文档编号G06F1/16GK201853166SQ20102058304
公开日2011年6月1日 申请日期2010年10月29日 优先权日2010年10月29日
发明者李柏欣, 赵振文, 陈智弘 申请人:纬创资通股份有限公司