專(zhuān)利名稱(chēng)：可將機(jī)械能與熱能轉(zhuǎn)換為電能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型提供一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，尤指一種可將機(jī)械能與熱能轉(zhuǎn)換為電能的計(jì)算 機(jī)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代化的今日信息社會(huì)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)成為多數(shù)人不可或缺的信息工具之 一，而不論是桌上型個(gè)人計(jì)算機(jī)、筆記本型個(gè)人計(jì)算機(jī)或是服務(wù)器等，其工作頻率越來(lái)越 高，應(yīng)用層面也日益廣泛。而隨著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組件的功能日趨強(qiáng)大，因此各組件在執(zhí)行各種 功能時(shí)所伴隨產(chǎn)生的振動(dòng)與熱能也相對(duì)地增加，若計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)部組件所產(chǎn)生的振動(dòng)與 熱能無(wú)法有效的排除，則會(huì)影響到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性和運(yùn)算速度，甚至可能導(dǎo)致機(jī) 械故障，造成使用者的損失。舉例來(lái)說(shuō)，目前業(yè)界常用的散熱機(jī)制為在組件熱源處加入散熱 系統(tǒng)，如風(fēng)扇、散熱槽、熱管、散熱片，或致冷芯片等，藉以減低組件溫度，而使得電子產(chǎn)品得 以正常工作。然而如風(fēng)扇裝置等需要以電力驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)式散熱組件無(wú)法達(dá)到節(jié)能的要求。故，如何設(shè)計(jì)出一兼顧散熱與節(jié)能環(huán)保要求的環(huán)保設(shè)計(jì)，已成為現(xiàn)今計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè) 所需努力的重要課題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種可將機(jī)械能與熱能轉(zhuǎn)換為電能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，以解決上述的 問(wèn)題。本實(shí)用新型公開(kāi)一種可將機(jī)械能與熱能轉(zhuǎn)換為電能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 包含有一殼體；一處理單元，該處理單元安裝于該殼體內(nèi)，該處理單元用來(lái)運(yùn)算數(shù)據(jù)；一儲(chǔ) 存裝置，該儲(chǔ)存裝置安裝于該殼體內(nèi)，該儲(chǔ)存裝置用來(lái)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)；一電力供應(yīng)模塊，該電力 供應(yīng)模塊安裝于該殼體內(nèi)，該電力供應(yīng)模塊用來(lái)提供電力至該儲(chǔ)存裝置；一散熱模塊，該散 熱模塊安裝于該殼體內(nèi)，該散熱模塊用來(lái)散除該處理單元與該儲(chǔ)存裝置所產(chǎn)生的熱量；一 機(jī)械能/電能轉(zhuǎn)換模塊，該機(jī)械能/電能轉(zhuǎn)換模塊安裝于該殼體內(nèi)且耦合于該電力供應(yīng)模 塊，該機(jī)械能/電能轉(zhuǎn)換模塊用來(lái)將該散熱模塊所產(chǎn)生振動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，并輸出 相應(yīng)電能至該電力供應(yīng)模塊；以及一熱能/電能轉(zhuǎn)換模塊，該熱能/電能轉(zhuǎn)換模塊安裝于該 殼體內(nèi)且耦合于該電力供應(yīng)模塊，該熱能/電能轉(zhuǎn)換模塊用來(lái)將該處理單元所產(chǎn)生的熱能 轉(zhuǎn)換為電能，并輸出相應(yīng)電能至該電力供應(yīng)模塊。本實(shí)用新型還公開(kāi)該處理單元為一中央處理器。本實(shí)用新型還公開(kāi)該儲(chǔ)存裝置為一磁盤(pán)陣列裝置。本實(shí)用新型還公開(kāi)該電力供應(yīng)模塊為一備援電池模塊。本實(shí)用新型還公開(kāi)該散熱模塊為一風(fēng)扇。本實(shí)用新型還公開(kāi)該機(jī)械能/電能轉(zhuǎn)換模塊為一壓電式電能墊片，其安裝于該風(fēng) 扇上，該壓電式電能墊片在該風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)，藉以產(chǎn)生相應(yīng)電能。本實(shí)用新型還公開(kāi)該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還包含一散熱槽，其安裝于該處理單元的一側(cè)，該熱能/電能轉(zhuǎn)換模塊安裝于該處理單元與該散熱槽之間，并藉由該處理單元與該散熱槽 間的溫差產(chǎn)生相應(yīng)電能。 本實(shí)用新型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的機(jī)械能/電能轉(zhuǎn)換模塊與熱能/電能轉(zhuǎn)換模塊可將散熱 模塊所產(chǎn)生振動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能以及將處理單元所產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)換為電能，故其為符 合綠色環(huán)保節(jié)能要求的設(shè)計(jì)。

[0013]圖1為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的功能方框示意圖。[0014]圖2為本實(shí)用新型的熱能/_i能轉(zhuǎn)換模塊與處理單元的配置示意圖[0015]主要組件符號(hào)說(shuō)明[0016]50計(jì)算機(jī)系統(tǒng)52 殼體[0017]54處理單元56儲(chǔ)存裝置[0018]58電力供應(yīng)模塊60散熱模塊[0019]62機(jī)械能/電能轉(zhuǎn)換模塊64熱能/電能轉(zhuǎn)換模塊[0020]66散熱槽
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1，圖1為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的一計(jì)算機(jī)系統(tǒng)50的功能方框示意圖， 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)50可將機(jī)械能與熱能轉(zhuǎn)換為電能，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)50包含有一殼體52、一處理單元 M、一儲(chǔ)存裝置56、一電力供應(yīng)模塊58、一散熱模塊60、一機(jī)械能/電能轉(zhuǎn)換模塊62，以及 一熱能/電能轉(zhuǎn)換模塊64。處理單元M安裝于殼體52內(nèi)且用來(lái)運(yùn)算數(shù)據(jù)，舉例來(lái)說(shuō)處理 單元M可為一中央處理器等；儲(chǔ)存裝置56安裝于殼體52內(nèi)且用來(lái)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，儲(chǔ)存裝置56 可為一硬盤(pán)裝置或一磁盤(pán)陣列裝置等；電力供應(yīng)模塊58安裝于殼體52內(nèi)且用來(lái)提供電力 至儲(chǔ)存裝置56，電力供應(yīng)模塊58可為一備援電池模塊(Battery Backup Unit, BBU)；散熱 模塊60安裝于殼體52內(nèi)且用來(lái)散除處理單元M與儲(chǔ)存裝置56所產(chǎn)生的熱量，散熱模塊 60可為一風(fēng)扇。機(jī)械能/電能轉(zhuǎn)換模塊62安裝于殼體52內(nèi)且耦合于電力供應(yīng)模塊58，機(jī)械 能/電能轉(zhuǎn)換模塊62用來(lái)將散熱模塊60所產(chǎn)生振動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，并輸出相應(yīng) 電能至電力供應(yīng)模塊58。舉例來(lái)說(shuō)，機(jī)械能/電能轉(zhuǎn)換模塊62可為一壓電式電能墊片 (piezoelectric pad)，其安裝于該風(fēng)扇上，該壓電式電能墊片在該風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)， 藉以產(chǎn)生相應(yīng)電能。由于該壓電式電能墊片由壓電材料構(gòu)成，壓電材料的作用原理乃是材 料偏極化電荷的產(chǎn)生，是由外界施加在材料上的應(yīng)力而產(chǎn)生。當(dāng)應(yīng)力很小時(shí)，其偏極化的變 化與應(yīng)力約成正比，由于壓電材料本身的機(jī)械與電性耦合作用，當(dāng)該壓電式電能墊片產(chǎn)生 形變，其晶體的兩相對(duì)面(正負(fù)極)會(huì)產(chǎn)生一電位差，故可將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。機(jī)械能/ 電能轉(zhuǎn)換模塊62或可以直流發(fā)電機(jī)的形式呈現(xiàn)，意即當(dāng)該風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可帶動(dòng)轉(zhuǎn)子線圈，藉 以切割直流發(fā)電機(jī)內(nèi)部的磁場(chǎng)而產(chǎn)生感應(yīng)電壓(法拉第定律)。若以該備援電池模塊的電 池作為負(fù)載，則可輸出感應(yīng)電流對(duì)電池進(jìn)行充電。熱能/電能轉(zhuǎn)換模塊64安裝于殼體52內(nèi)且耦合于電力供應(yīng)模塊58，熱能/電能 轉(zhuǎn)換模塊64用來(lái)將處理單元M所產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)換為電能，并輸出相應(yīng)電能至電力供應(yīng)模塊58。舉例來(lái)說(shuō)，請(qǐng)參閱圖2，圖2為本實(shí)用新型的熱能/電能轉(zhuǎn)換模塊64與處理單元M 的配置示意圖。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)50還包含有一散熱槽(heat sink) 66，安裝于處理單元M的一 側(cè)，熱能/電能轉(zhuǎn)換模塊64安裝于處理單元討與散熱槽66之間。若高溫端的處理單元M 的溫度為T(mén)h，低溫端的散熱槽66的溫度為T(mén)c，熱能/電能轉(zhuǎn)換模塊64可藉由處理單元M 與散熱槽66間的溫差(ΔΤ = Th-Tc)以產(chǎn)生相應(yīng)電能。熱能/電能轉(zhuǎn)換模塊64可由熱電 材料(thermoelectric material)構(gòu)成，如由P型半導(dǎo)體及N型半導(dǎo)體構(gòu)成。其一端連接 于處理單元M (高溫端)，另一端連接于散熱槽66 (低溫端)。當(dāng)兩端有溫度差時(shí)，高溫區(qū) 域的載子濃度會(huì)高于低溫區(qū)域，如此會(huì)使得載子由高溫區(qū)域擴(kuò)散至低溫區(qū)域，如此載子不 均勻的分布會(huì)在開(kāi)口端形成一電動(dòng)勢(shì)，并在回路中產(chǎn)生一電流，此現(xiàn)象亦稱(chēng)為塞貝克效應(yīng) (Seeback Effect)。如此一來(lái)，熱能/電能轉(zhuǎn)換模塊64便可利用熱電轉(zhuǎn)換原理將處理單元 M所產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)換為相應(yīng)電能，若以該備援電池模塊的電池作為負(fù)載，則可輸出感應(yīng)電 流對(duì)電池進(jìn)行充電。由熱電轉(zhuǎn)換的特性可知溫度差越大便可產(chǎn)生越高的電壓跟電流，此外 單位體積內(nèi)的熱電偶密度越高也可以產(chǎn)生越高的電壓跟電流。故若能有效地降低低溫端的 溫度(Tc)，便可增加熱電轉(zhuǎn)換的效率。舉例來(lái)說(shuō)，可在殼體52的上蓋部分設(shè)計(jì)成可讓液體 流動(dòng)的通道，并藉由液體循環(huán)流動(dòng)以降低散熱槽66的溫度(Tc)。一般來(lái)說(shuō)，中央處理器的 工作溫度大約在75°C，而藉由液體循環(huán)流動(dòng)的設(shè)計(jì)可讓熱能/電能轉(zhuǎn)換模塊64兩側(cè)的溫度 差達(dá)到70°C。相比較于先前技術(shù)，本實(shí)用新型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的機(jī)械能/電能轉(zhuǎn)換模塊與熱能/電 能轉(zhuǎn)換模塊可將散熱模塊所產(chǎn)生振動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能以及將處理單元所產(chǎn)生的熱能 轉(zhuǎn)換為電能，故其為符合綠色環(huán)保節(jié)能要求的設(shè)計(jì)。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，凡是根據(jù)本實(shí)用新型權(quán)利要求書(shū)的范圍 所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本實(shí)用新型專(zhuān)利的涵蓋范圍。
權(quán)利要求1.一種可將機(jī)械能與熱能轉(zhuǎn)換為電能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括一殼體；一處理單元，該處理單元安裝于該殼體內(nèi)，該處理單元用來(lái)運(yùn)算數(shù)據(jù)；一儲(chǔ)存裝置，該儲(chǔ)存裝置安裝于該殼體內(nèi)，該儲(chǔ)存裝置用來(lái)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)；一電力供應(yīng)模塊，該電力供應(yīng)模塊安裝于該殼體內(nèi)，該電力供應(yīng)模塊用來(lái)提供電力至 該儲(chǔ)存裝置；以及一散熱模塊，該散熱模塊安裝于該殼體內(nèi)，該散熱模塊用來(lái)散除該處理單元與該儲(chǔ)存 裝置所產(chǎn)生的熱量；其特征在于，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還包括一機(jī)械能/電能轉(zhuǎn)換模塊，該機(jī)械能/電能轉(zhuǎn)換模塊安裝于該殼體內(nèi)且耦合于該電力 供應(yīng)模塊，該機(jī)械能/電能轉(zhuǎn)換模塊用來(lái)將該散熱模塊所產(chǎn)生振動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能， 并輸出相應(yīng)電能至該電力供應(yīng)模塊；以及一熱能/電能轉(zhuǎn)換模塊，該熱能/電能轉(zhuǎn)換模塊安裝于該殼體內(nèi)且耦合于該電力供應(yīng) 模塊，該熱能/電能轉(zhuǎn)換模塊用來(lái)將該處理單元所產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)換為電能，并輸出相應(yīng)電 能至該電力供應(yīng)模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，該處理單元為一中央處理器。
3.如權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，該儲(chǔ)存裝置為一磁盤(pán)陣列裝置。
4.如權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，該電力供應(yīng)模塊為一備援電池模塊。
5.如權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，該散熱模塊為一風(fēng)扇。
6.如權(quán)利要求5所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，該機(jī)械能/電能轉(zhuǎn)換模塊為一壓電式 電能墊片，該壓電式電能墊片安裝于該風(fēng)扇上，該壓電式電能墊片在該風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生振 動(dòng)，藉以產(chǎn)生相應(yīng)電能。
7.如權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還包括一散熱槽，該 散熱槽安裝于該處理單元的一側(cè)，該熱能/電能轉(zhuǎn)換模塊安裝于該處理單元與該散熱槽之 間，并藉由該處理單元與該散熱槽間的溫差產(chǎn)生相應(yīng)電能。
專(zhuān)利摘要可將機(jī)械能與熱能轉(zhuǎn)換為電能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包含有一殼體；一處理單元，其安裝于該殼體內(nèi)，用來(lái)運(yùn)算數(shù)據(jù)；一儲(chǔ)存裝置，其安裝于該殼體內(nèi)，用來(lái)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)；一電力供應(yīng)模塊，其安裝于該殼體內(nèi)，用來(lái)提供電力至該儲(chǔ)存裝置；一散熱模塊，其安裝于該殼體內(nèi)，用來(lái)散除該處理單元與該儲(chǔ)存裝置產(chǎn)生的熱量；一機(jī)械能/電能轉(zhuǎn)換模塊，其安裝于該殼體內(nèi)且耦合于該電力供應(yīng)模塊，用來(lái)將該散熱模塊所產(chǎn)生振動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，并輸出相應(yīng)電能至該電力供應(yīng)模塊；以及一熱能/電能轉(zhuǎn)換模塊，其安裝于該殼體內(nèi)且耦合于該電力供應(yīng)模塊，用來(lái)將該處理單元所產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)換為電能，并輸出相應(yīng)電能至該電力供應(yīng)模塊。本實(shí)用新型符合綠色環(huán)保節(jié)能要求。
文檔編號(hào)G06F1/16GK201853166SQ20102058304
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者李柏欣, 趙振文, 陳智弘 申請(qǐng)人:緯創(chuàng)資通股份有限公司