Вычислительный блок электронного вычислительного устройства
COMPUTING UNIT OF ELECTRONIC COMPUTING DEVICE

Изобретение относится к области электронных вычислительных устройств, предназначенных для обработки данных.
Процесс обработки данных в электронном вычислительном устройстве обеспечивается одной или несколькими вычислительными платами и сопровождается их нагревом. Однако нередко возникает потребность в обработке больших объемов данных, для чего вычислительные платы объединяются в вычислительные блоки, при работе которых выделяется очень большое количество тепла, которое необходимо отвести для сохранения быстродействия и работоспособности вычислительных плат. В связи с этим существует большое количество технических решений, направленных на поиск оптимальной конструктивной организованности вычислительных плат, обеспечивающих одновременно эффективное охлаждение и высокую компактность вычислительного блока.
Известен вычислительный блок электронного вычислительного устройства, содержащий вычислительные платы [US 2010073872, дата приоритета: 24.09.2008 г., дата публикации: 25.03.2010 г., МПК: Н05К 7/20].
Известен вычислительный блок электронного вычислительного устройства, содержащий вычислительные платы, имеющие зоны отвода воздуха [US 2015062812, дата приоритета: 30.08.2013 г., дата публикации: 05.03.2015 г., МПК: Н05K 7/20].
В качестве прототипа выбран вычислительный блок электронного вычислительного устройства, содержащий вычислительные платы, снабженные вентиляторами [US7738251, дата приоритета: 30.08.2013 г., дата публикации: 15.06.2010 г., МПК: G06F 13/00].
Недостатком известных устройств является низкая эффективность охлаждения вычислительных плат, обусловленная их взаимным расположением, которое не обеспечивает возможности естественного поступления холодного воздуха из внешней среды, вследствие чего возникает необходимость в использовании дополнительных нагнетающих вентиляторов, что снижает эффективность охлаждения вычислительного блока электронного вычислительного устройства, пагубно влияя на его производительность и срок службы.
Технической проблемой, на решение которой направлено изобретение, является повышение производительности и срока службы электронного вычислительного устройства.
Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является повышение эффективности охлаждения вычислительного блока электронного вычислительного устройства.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Вычислительный блок электронного вычислительного устройства в отличие от прототипа состоит из вычислительных плат, содержащих втягивающие вентиляторы и зоны отвода воздуха, при этом вычислительные платы установлены с образованием коридора и направлены втягивающими вентиляторами внутрь коридора, а коридор снабжен подводящим воздуховодом.
Вычислительный блок электронного вычислительного устройства является частью электронного вычислительного устройства и предназначен для выполнения последовательности вычислительных операций, заключающихся в проведении числовых расчетов, манипулировании данными, обработке графической или звуковой информации, построении моделей и иных операций. Вычислительный блок состоит из связанных между собой вычислительных плат.
Вычислительные платы предназначены для обработки данных и могут представлять собой графические, звуковые, сетевые или иные платы. Вычислительные платы преимущественно имеют правильную форму, например, прямоугольную или квадратную, и могут иметь любой размер. Вычислительные платы снабжены втягивающими вентиляторами и зонами отвода воздуха. Втягивающие вентиляторы обеспечивают нагнетание воздуха и его движение через внутреннее пространство вычислительных плат к зонам отвода воздуха. Зоны отвода воздуха обеспечивают возможность выведения теплого воздуха из внутреннего пространства вычислительных плат и могут представлять собой группу отверстий или прорезей, либо они могут быть представлены отводящими каналами или дефлектором. При этом зоны отвода воздуха и втягивающие вентиляторы преимущественно могут быть расположены в противоположных сторонах вычислительных плат.
Коридор, образуемый вычислительными платами, может иметь форму любого многогранника, например, треугольной, четырехугольной или шестиугольной призмы. Таким образом, коридор в виде треугольной призмы может, например, содержать три вычислительные платы, а коридор в виде шестиугольной призмы - шесть вычислительных плат и т.д. С одной стороны коридор снабжен подводящим воздуховодом, а с другой стороны может быть открыт, либо может быть закрыт дополнительными вычислительными платами. Соединение плат между собой может быть осуществлено любыми известными разъемными и неразъемными способами.
Вычислительные платы направлены втягивающими вентиляторами внутрь коридора и преимущественно могут быть расположены таким образом, чтобы втягивающие вентиляторы могли находиться друг напротив друга, а зоны отвода воздуха могли быть направлены в одну сторону. При этом положение вентиляторов друг напротив друга не означает непосредственное совпадение или пересечение их осей вращения, а подразумевает близкое расположение осей вращения относительно друг друга. Также вычислительные платы могут быть расположены таким образом, чтобы зоны отвода воздуха были направлены в разные стороны, если это обеспечит возможность установки втягивающих вентиляторов друг напротив друга.
Подводящий воздуховод может иметь любую форму и размер, которые могут зависеть от формы и размеров коридора, расположения вычислительных плат, их втягивающих вентиляторов и зон отвода воздуха. При этом подводящий воздуховод может быть установлен с любой стороны коридора. Подводящий воздуховод может быть установлен с противоположной от втягивающих вентиляторов стороны коридора, что обеспечивает дополнительное увеличение расстояния, которое проходит воздух до попадания во втягивающие вентиляторы, а следовательно, увеличивает скорость его движения и снижает температуру, а в случае если зона отвода воздуха также расположена с противоположной от втягивающих вентиляторов стороны корпуса, подводящий воздуховод может иметь форму, обеспечивающую разделение потоков подводимого и отводимого воздуха, например, он может быть выполнен в виде развальцованного по краям раструба, полого усеченного конуса, воронки, либо может иметь перегородки на внешней поверхности, обеспечивающие отклонение отводимого воздуха в стороны, и т.д.
Дополнительно вычислительный блок электронного вычислительного устройства может содержать отводящий воздуховод, соединенный с зонами отвода воздуха вычислительных плат. Отводящий воздуховод обеспечивает возможность сбора воздуха из зон отвода воздуха, его направленный отвод и вторичное использование, например, для обогрева помещения. Для обеспечения компактности вычислительного блока электронного устройства отводящий воздуховод может быть образован вокруг подводящего воздуховода и может иметь отвод в боковую сторону.
Дополнительно вычислительный блок электронного вычислительного устройства может быть снабжен внешним корпусом, установленным с образованием зазора относительно вычислительных плат и содержащий зону отвода воздуха, соединенную с отводящим воздуховодом. Наличие внешнего корпуса позволяет использовать воздух, выходящий из коридора с противоположной от подводящего воздуховода стороны, для охлаждения вычислительных плат с внешней стороны, предотвращая рассеивание и смешивание потоков подводимого и отводимого воздуха. Также наличие корпуса обеспечивает возможность объединения в нем нескольких вычислительных блоков, что увеличивает производительность электронного вычислительного устройства.
Дополнительно для обеспечения более эффективного отвода теплого воздуха и меньшего его рассеивания, отводящий воздуховод может содержать один или несколько отводящих вентиляторов, которые могут быть расположены в любой его части.
Дополнительно вычислительный блок электронного вычислительного устройства может содержать электронные компоненты, закрывающие коридор с противоположной от подводящего воздуховода стороны, что обеспечивает возможность их охлаждения. Электронные компоненты могут быть дополнительно снабжены втягивающими вентиляторами, направленными внутрь коридора, что обеспечивает возможность создания дополнительного разрежения в коридоре и более эффективного использования холодного воздуха, проходящего мимо втягивающих вентиляторов вычислительных плат. Электронные компоненты могут быть представлены блоком питания, материнской платой, дополнительными вычислительными платами или иными компонентами.
Изобретение обладает ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, отличающейся тем, что вычислительный блок состоит из вычислительных плат содержащих втягивающие вентиляторы и зоны отвода воздуха, при этом вычислительные платы установлены с образованием коридора и направлены втягивающими вентиляторами внутрь коридора, а коридор снабжен подводящим воздуховодом. Данная конструкция позволяет создать внутри коридора область с пониженным давлением, способствующим устремлению воздуха из внешней среды ко втягивающим вентиляторам со значительным ускорением, обеспечивающим высокую скорость обновления и отвода воздуха из вычислительного блока, благодаря чему достигается технический результат, заключающийся в повышении эффективности охлаждения вычислительного блока электронного вычислительного устройства, тем самым повышая его производительность и срок службы.
Наличие новых отличительных существенных признаков свидетельствует о соответствии изобретения критерию патентоспособности «новизна» и «изобретательский уровень».
Изобретение может быть выполнена из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о соответствии изобретения критерию патентоспособности «промышленная применимость».
Изобретение поясняется следующими чертежами.
Фиг. 1 - Вычислительный блок электронного вычислительного устройства с подводящим воздуховодом, установленным с противоположной от втягивающих вентиляторов стороны, вид слева.
Фиг. 2 - Вычислительный блок электронного вычислительного устройства с подводящим воздуховодом, установленным со стороны втягивающих вентиляторов, вид сверху.
Фиг. 3-Вычислительный блок электронного вычислительного устройства, закрытый вычислительными платами, вид слева.
Фиг. 4 - Вычислительный блок электронного вычислительного устройства с подводящими воздуховодами, установленными с двух сторон коридора, вид сверху.
Фиг. 5 - Электронное вычислительное устройство, вид слева.
Фиг. 6 - Электронное вычислительное устройство с несколькими вычислительными блоками, вид слева.
Вычислительный блок электронного вычислительного устройства (Фиг. 1-4] состоит из установленных с образованием коридора вычислительных плат 1, содержащих втягивающие вентиляторы 2, и зоны 3 отвода воздуха. При этом коридор снабжен подводящим воздуховодом 4.
Вычислительный блок электронного вычислительного устройства подключают в сеть, и вычислительные платы 1 начинают работать, выделяя большое количество тепла. При этом активируются втягивающие вентиляторы 2, которые создают область с пониженным давлением, в которую по подводящему воздуховоду 4 устремляется на высокой скорости поток холодного воздуха. Поток холодного воздуха засасывается из коридора втягивающими вентиляторами 2, направляется внутрь вычислительных плат 1, охлаждает их и отводится через зоны 3 отвода воздуха наружу.
Электронное вычислительное устройство (Фиг. 5, 6) содержит вычислительный блок, внешний корпус 5, блок 6 питания, снабженный вентилятором 7, и материнскую плату 8. При этом в верхней части внешнего корпуса 5 установлен отводящий воздуховод 9, снабженный отводящим вентилятором 10.
Электронное вычислительное устройство подключают в сеть. При этом холодный воздух проходит по коридору вычислительного блока и засасывается втягивающими вентиляторами 2, а часть воздуха засасывается вентилятором 7 блока 6 питания, охлаждая его и материнскую плату 8. Затем воздух движется вдоль стенки корпуса 5 к отводящему воздуховоду 9, где он смешивается с воздухом, поступающим из зон 3 отвода воздуха. При этом отводящий вентилятор 10 создает область с пониженным давлением, способствующую выводу теплого воздуха из электронного вычислительного устройства. Теплый воздух, выводимый из электронного вычислительного устройства, в дальнейшем используется для обогрева помещения или иных целей.
Таким образом, обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в повышении эффективности охлаждения вычислительного блока электронного вычислительного устройства и, соответственно, повышается производительность и срок службы электронного вычислительного устройства.