专利名称：中央处理单元双向导流型散热器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于计算机部件，特别是一种中央处理单元双向导流型散热器。
习知的电脑中央处理单元(CPU)冷却一般以铝制或铜制的散热装置与CPU连接。该散热装置设有许多鳍片，并以冷却风扇将冷风吹驱至该等鳍片以带走热量，冷却CPU。唯此种习知的CPU冷却器存在仅能将CPU热量的显热(Sensibleheat)带走而已，其散热效果有限，散热效率不佳的缺点。若以水流经紧连CPU的热交换器以吸收CPU的热量时，虽可散除一些热量，但此种类型的热交换器存在结构复杂、笨重不便的缺点。如上所述习知的散热装置的散热方法无法满足1.5GHZ以上的高频CPU散热要求。
本实用新型的目的是提供一种结构简单、散热效率高、散热效果好的中央处理单元双向导流型散热器。
本实用新型包括外周连设多数鳍片的筒体、设置于筒体一端的冷却风扇及容置于筒体内的冷媒；筒体两端分别紧接CPU及罩封端盖。
其中冷媒容置于真空筒体内。
筒体内设有导流结构。
筒体端盖及筒壁里面设有向下渗析冷媒冷凝液体的毛细管结构。
冷却风扇设于鳍片中央部位，冷却风扇位于筒体端盖外端且与筒体的纵轴呈同一轴心。
筒体端盖呈弧形或锥形。
冷媒为水。
筒体端盖及筒壁里面的毛细管结构为设于端盖及筒壁里的毛细管层。
毛细管层系以金属粉末冶金制成。
毛细管层为设于筒壁及端盖里面的多数毛细管沟槽毛细管层为设于端盖里面自中心径向凹设多数弧形凹槽，两相邻弧形凹槽间为两侧形成为任意形状沟槽的矛头。
毛细管层为铺设于端盖及筒壁里面的多孔性网。
导流结构包括抵接于筒体端(或底)壁的下罩及自下罩向端盖沿设呈渐尖筒状或管状的导引部；下罩底缘开设有引进由筒壁毛细管层渗流而下的冷媒液体的进液口；导引部上开设有多数令冷媒蒸汽射向端盖或筒壁上方以便冷却、冷凝完成双相循环的小孔。
导流结构的导引部向上连设于端盖上，而与端盖一体成型。
导流结构的下罩内于端壁上置入多孔性吸液构件。
导流结构为铺设于筒体端(或底)壁上的吸液底垫及紧贴于筒壁里面且正交于底垫的吸液边垫。
由于本实用新型包括外周连设多数鳍片的筒体、设置于筒体一端的冷却风扇及容置于筒体内的冷媒；筒体两端分别紧接CPU及罩封端盖。使用时，CPU的热量传导至筒体时由底壁处的冷媒吸收、蒸发，形成的蒸汽射至端盖及筒壁，藉筒壁、鳍片的冷却而冷凝，散除凝结热，冷凝液自上流至筒底，自动循环不止，迅速而有效地将CPU蓄热散除。即吸收为远大于显热(Sensible heat)的潜热(Latent heat)的汽化热(Heat of vaporization)，由此可大量吸收传导源自CPU的热量，并藉冷却风扇冷却筒体及鳍片以使冷媒蒸汽冷凝、释放出凝结热(Heat of condensation)由筒壁及鳍片带走，冷凝的液滴沿壁而下以达到筒体端壁，以形成液、汽双相(Liquid-vapor two phases)的自动循环，而将CPU的热量带走、散发，不仅结构简单，而且散热效率高、散热效果好，从而达到本实用新型的目的。
图1、为本实用新型结构示意剖视图。
图2、为图1中A-A剖视图。
图3、为图1中B部局部放大图。
图4、为本实用新型结构示意剖视图(导流结构与端盖一体成型，)。
图5、为本实用新型结构示意剖视图(导流结构为吸液垫)。
图6、为图3中C-C剖视图。
图7、为图3中C-C剖视图(筒壁里面设毛细管沟槽)。
图8、为图3中C-C剖视局部放大图(端盖里面凹设多数弧形凹槽)。
以下结合附图对本实用新型进一步详细阐述。
如图1、图2、图3、图6所示，本实用新型包括筒体1、连设于筒体1外周的多数鳍片2、将筒体2扣系于CPU基板1B上的扣件3、设置于筒体1或多数鳍片2一端的冷却风扇4、容置于真空筒体1内为水或其他液体的冷媒5及设于筒体1内的导流结构6。
筒体1于其纵向中心界定与横轴1X互呈正交的纵轴1Y。筒体1可广义界定为中空体、容器、壳体、匣体或管体等。
连设或与筒体1一体成型的诸多鳍片2的自由端设有若干端点或箍环22。
冷媒5可为水，亦可为其他冷媒、溶液等液体。
鳍片2及冷却风扇4与筒体1之间的相互配置，可如图1、图2、图3、图6所示，鳍片2连设于筒体1外周；冷却风扇4设置于筒体1或多数鳍片2一端；亦可以其他形状、布置(Lay out)或安排鳍片2及冷却风扇4与筒体1之间的相互配置。
当筒体1制成扁平状或小型化以适用于小型电脑的CPU冷却时，可于筒体1内免设导流结构以节省成本。若筒体1的筒壁11形成良好滴流或泄流(Drain)表面而能迅速令自筒壁11冷凝的冷媒5液滴重力泄流而下流至筒体1端(底)壁时，亦可免设毛细管结构而直接藉由重力令冷凝的冷媒回(下)流。
扣件3与筒体1及CPU基板1B之间可选择多种相关结构及设计，只要将筒体1扣系于CPU基板1B或基座的多种结构。
筒体1、鳍片2、导流结构6的材料可导热性佳，如铝合金的材料。若冷媒5为沸点低、挥发性(Volartility)高的液体时，筒体1内可不必预先抽真空。
筒体1可为圆筒体或其他形状的筒体或管体，其包括筒壁11、位于筒壁11一(或底)端的端(或底)壁12及罩连于筒壁11另一端与端(或底)壁12相对端的端盖13。筒体1以其端(或底)壁12藉由黏剂1A或其他方法紧接贴接于CPU1C上。
鳍片2的一端系连设或一体成型连设于筒体1上。如图2所示，该等鳍片2径向连设于筒体1周围；亦即筒体1位于诸鳍片2的中央位置。冷却风扇4位于该鳍片2中央位置，亦可位于鳍片2顶端或自由端。
扣件3具有固接于筒体1邻接端(或底)壁12的顶端31，其另一端为开设有卡扣于CPU基板1B突榫1B1上榫孔321的卡扣端32。
冷却风扇4具有固接于鳍片2自由端若干端点或箍环22的外框41。即冷却风扇4设于鳍片2中央部位，冷却风扇4位于筒体1端盖13外端且与筒体1的纵轴1Y呈同一轴心。
冷却风扇4亦可藉由其他固定结构撑连于筒体1的上(或外)端。冷却风扇4可对筒体1及鳍片2吹驱冷风或反向抽引(Draft)冷风以冷却筒体1及鳍片2。如图1、图3所示，冷却风扇4的轴心恰对准(Align)筒体1的纵轴1Y，适使冷却风扇4的轴流(Axial flow)冷风流向(或曳引经过)筒体1及鳍片2。
端盖13宜制成弧形或短锥形，其上设的抽真空用的气嘴(Vent)130，然后，加入冷媒5，以增加其蒸汽压(Vapor pressure)，利于在较低的温度由液相蒸发变成汽相，从而吸收为远大于显热(Sensible heat)的潜热(Latentheat)的汽化热(Heat of vaporization)，由此可大量吸收传导源自CPU1C的热量。弧形或锥形端盖13可使形成水蒸汽的冷媒5与其碰触后，藉冷却风扇4冷却筒体1及鳍片2以使冷媒5蒸汽冷凝、释放出凝结热(Heat ofcondensation)由筒壁11及鳍片2带走，冷凝的液滴则沿弧(或锥)形端盖13泄流(Drain)而下以达到筒体1端(或底)壁12，以形成液、汽双相(Liquid-vapor two phases)的自动循环，而将CPU1C的热量带走、散发。
为促进汽、液双相循环，本实用新型尚藉助下列关键性结构1、导流结构6引导由端(或底)壁12蒸发的冷媒5蒸汽向着筒体1端盖13或筒壁11的方向射出，碰触筒壁11及端盖13受冷却风扇4冷风吹驱形成冷却区而迅速冷却、冷凝，释放出凝结热。
2、如图3、图6所示，毛细结构包括设于端盖13里面的毛细管层131及设于筒壁11里面的毛细管层111，在端盖13及筒壁11里层形成多孔性毛细管结构，使前述的冷凝冷媒5液体能沿着毛细管结构渗流而至位于端(或底)壁12汇集、沉积于筒体1底(或低)部以继续吸收来自CPU1C的热量，于真空下迅速蒸发，如此周而复始，自动循环不断，从而有效地散除CPU1C的热量。
由于具有毛细管结构的渗析、引流，冷凝的冷媒5液体不会如下雨般‘从天而降’与向上射出的冷媒5蒸汽对冲，减缓循环的速率，故本实用新型的导流结构6有助于引导冷媒5蒸汽，使蒸汽不至于漫无目标地漫游，而有方向性地朝着端盖13或筒壁11上端射出，以便快速到达冷却的端盖13及筒壁11而冷却、冷凝，再由毛细管现象，迅速渗析回流至底壁12，加速自动循环的速率，从而提高了散热效率，使CPU1C蓄热迅速散除，以能维持电脑等电子设备圆顺操作，不致因过热而毁机。
如图6所示，毛细管结构系分别于筒壁11里面及端盖13里面形成毛细管层，其系以多孔性金属粉末冶金烧结制作；亦可如图7所示，于筒壁11及端盖13里面设有多数毛细管沟槽111a；亦可如图8所示，于端盖13里面自中心径向凹设多数弧形凹槽131c，两相邻弧形凹槽131c间为两侧形成为任意形状沟槽133的矛头132，以令冷凝的冷媒5液体由相邻两弧形凹槽131c间的矛头132两侧的沟槽133渗析导流而下直至汇流于底端12。各矛头132的沟槽133可收集由各凹槽131c所渗析、滴流而下的冷媒5液体。
端盖13及筒壁11里面亦可铺设多孔性网以便沾附冷凝的冷媒5液体，再渗析、下流至底壁12。
如图3所示，导流结构6包括抵接于筒体1端(或底)壁12的下罩61及自下罩61向端盖13沿设呈渐尖筒状或管状的导引部62。下罩61底缘开设有引进由筒壁11毛细管层渗流而下的冷媒5液体的进液口611。导引部62上开设有多数小孔621，以令冷媒5蒸汽射向端盖13或筒壁11上方以便冷却、冷凝完成双相循环。
如图4所示，导引部62可向上连设于端盖13上，即令导流结构6与端盖13一体成型，以便于安装时可直接锁入筒体1内。下罩61内于端壁12上可置入为泡棉、棉布或发泡金属材料的多孔性吸液构件63，以便迅速渗吸由弧形端盖13、弧形壁角14所渗流而下的冷媒5冷凝液。
如图5所示，导流结构6简化为铺设于筒体1端(或底)壁12上的吸液底垫61a及紧贴于筒壁11里面且正交于底垫61a的吸液边垫62a。以令冷媒5冷凝液由弧形端盖13泄流入吸液边垫62a后，藉由毛细管现象再渗析于下方的底垫61a以完成双相循环。
如上所述，CPU1C的热量传导至筒体1时由底壁12处的冷媒5吸收、蒸发，形成的蒸汽射至端盖13及筒壁11，藉筒壁11、鳍片2的冷却而冷凝，散除凝结热，冷凝液由毛细管现象渗流而下，自动循环不止，迅速而有效地将CPU1C蓄热散除。
如图1、图2、图3、图6所示，原则系为直立式，亦即筒体1底壁12紧贴系呈水平(平行于X轴)的CPU1C，而导流结构6系沿1Y轴垂直而立。
若以1X轴为垂直轴心，则筒体1底壁12及CPU1C则与水平面呈正交，亦即将如图4所示的筒体1及CPU1C顺时针方向旋转90°，此时，本实用新型即呈横式，此时，在端壁12处吸附于吸液构件63上的冷媒5液体受热蒸发射向端盖13及筒壁11经冷却、冷凝，沿着弧形壁角14引流、渗吸于吸液构件63上，以行下一次循环，故本实用新型不限于直式，而可于横式应用。
权利要求1.一种中央处理单元双向导流型散热器，其特征在于它包括外周连设多数鳍片的筒体、设置于筒体一端的冷却风扇及容置于筒体内的冷媒；筒体两端分别紧接CPU及罩封端盖。
2.根据权利要求1所述的中央处理单元双向导流型散热器，其特征在于所述的冷媒容置于真空筒体内。
3.根据权利要求1所述的中央处理单元双向导流型散热器，其特征在于所述的筒体内设有导流结构。
4.根据权利要求1所述的中央处理单元双向导流型散热器，其特征在于所述的筒体端盖及筒壁里面设有向下渗析冷媒冷凝液体的毛细管结构。
5.根据权利要求1、2、3、4所述的中央处理单元双向导流型散热器，其特征在于所述的冷却风扇设于鳍片中央部位，冷却风扇位于筒体端盖外端且与筒体的纵轴呈同一轴心。
6.根据权利要求1、2、3、4所述的中央处理单元双向导流型散热器，其特征在于所述的筒体端盖呈弧形或锥形。
7.根据权利要求1、2、3、4所述的中央处理单元双向导流型散热器，其特征在于所述的冷媒为水。
8.根据权利要求1、2、3、4所述的中央处理单元双向导流型散热器，其特征在于所述的筒体端盖及筒壁里面的毛细管结构为设于端盖及筒壁里的毛细管层。
9.根据权利要求8所述的中央处理单元双向导流型散热器，其特征在于所述的毛细管层系以金属粉末冶金制成。
10.根据权利要求8所述的中央处理单元双向导流型散热器，其特征在于所述的毛细管层为设于筒壁及端盖里面的多数毛细管沟槽。
11.根据权利要求8所述的中央处理单元双向导流型散热器，其特征在于所述的毛细管层为设于端盖里面自中心径向凹设多数弧形凹槽，两相邻弧形凹槽间为两侧形成为任意形状沟槽的矛头。
12.根据权利要求8所述的中央处理单元双向导流型散热器，其特征在于所述的毛细管层为铺设于端盖及筒壁里面的多孔性网。
13.根据权利要求1、2、3、4所述的中央处理单元双向导流型散热器，其特征在于所述的导流结构包括抵接于筒体端(或底)壁的下罩及自下罩向端盖沿设呈渐尖筒状或管状的导引部；下罩底缘开设有引进由筒壁毛细管层渗流而下的冷媒液体的进液口；导引部上开设有多数令冷媒蒸汽射向端盖或筒壁上方以便冷却、冷凝完成双相循环的小孔。
14.根据权利要求13所述的中央处理单元双向导流型散热器，其特征在于所述的导流结构的导引部向上连设于端盖上，而与端盖一体成型。
15.根据权利要求13所述的中央处理单元双向导流型散热器，其特征在于所述的导流结构的下罩内于端壁上置入多孔性吸液构件。
16.根据权利要求1、2、3、4所述的中央处理单元双向导流型散热器，其特征在于所述的导流结构为铺设于筒体端(或底)壁上的吸液底垫及紧贴于筒壁里面且正交于底垫的吸液边垫。
专利摘要一种中央处理单元双向导流型散热器。为提供一种结构简单、散热效率高、散热效果好的计算机部件,提出本实用新型,它包括外周连设多数鳍片的筒体、设置于筒体一端的冷却风扇及容置于筒体内的冷媒;筒体两端分别紧接CPU及罩封端盖。
文档编号G06F1/20GK2473668SQ01202088
公开日2002年1月23日 申请日期2001年1月31日 优先权日2001年1月31日
发明者林清彬 申请人:林清彬, 顾军夫, 许锡纲