专利名称：带有气泡泵的冷却系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于冷却一个或多个发热元件的封闭系统，该系统包括受热部件，适于从发热元件接收热量；冷却流体，用于排除热量；散热器，用于将热量散发到周围环境中，以及冷凝器，用于将蒸发的冷却流体冷凝，其中，发热元件发出的热量被用来产生冷却流体的循环。
背景技术：
许多带有发热元件的系统都具有相连的冷却系统，以避免过热而导致发热元件损坏。这样的系统可以是汽车发动机、冰箱、电子和电气元件、等等。特别用于冷却电子半导体元件的冷却单元在US 2003/0858 A1中记载，其中该冷却单元包括从发热元件接收热量的受热部件，传递热量的冷却液，以及将热量散发到周围环境中的散热器。通过由蒸汽泡的升力产生的减小的密度产生冷却液的循环流，这些蒸汽泡由受热部件接收的热量产生。US 188 858 A1中的冷却液包括氟化合物，其沸点为56度，这被认为是电子元件的合适的最高温度。
发明内容
需要一种冷却系统，具有改善的冷却发热元件的表现。
上述的以及其他的目的由用于冷却至少一个发热元件的冷却系统来达成，其包括第一受热部件，适于接受来自至少一个发热元件的热量；冷却流体，用于通过加热和蒸发来吸收热量；气泡泵，用于在系统中产生流体流，该气泡泵位于第一受热部件的下游并将冷却流体朝散热器移动，以便从液体形式的冷却流体中将热量散发到周围环境中去；以及冷凝器，用于将蒸发的冷却流体冷凝并将冷凝热散发。
本发明的一个重要优点是，该冷却系统不包括移动的机械部件，诸如带有移动部件的泵。这就减小了成本并增大了系统的可靠性。
本发明还有一个优点是，该冷却系统基本上是无声的。
本发明还有一个优点是，该冷却系统能够将单位面积上生成的大量的热去除，诸如大于15W/cm2，例如大于20W/cm2，例如大于30W/cm2，例如大于40W/cm2，例如大于50W/cm2，例如大于75W/cm2，等等，这样的热量使得温度升高到40℃以下。
优选的，该气泡泵具有高于系统中液面的出口，其基本上防止了系统中的液体逆流。
在气泡泵中，在受热部件处加热液态冷却流体的过程中产生的气泡与大的气泡结合，使气泡上方的液体在气泡泵中向上移动，从而由气泡的动力产生流体流。
我们相信，将出口定位在系统中液面的上方降低了在气泡泵中的气泡受到的液流阻力。因此，在冷却系统中提供具有高于液面的出口的气泡泵，提供了增大的冷却流体循环，导致冷却系统的冷却能力得到改善。
冷却流体可以包括单一的流体或两种以上的流体。
在本发明的优选实施例中，冷却流体包括两种流体，具有低沸点温度的第一流体，其在至少一个发热元件的工作温度以下沸腾，以及具有较高沸点的第二流体，其在这些温度下达不到沸点。又第一流体的沸腾产生的气泡将气泡泵中的第二流体向上移动，从而在系统中产生冷却流体循环。第二流体，主要是液体形式的，并具有较大的热容量，其从受热部件吸收大量的热并将其传递到散热器，从而增大系统的冷却能力。
冷却流体可包括多于两种流体。冷却流体可以彼此相溶也可以不相溶。
在液体形式下，第二流体与受热部件和散热器的内表面分别保持良好的表面接触。
因此，在气泡泵中，具有最低沸点的第一流体被用来将具有较高沸点的第二流体泵到冷却系统中的循环中，从而将热量从受热部件传递到散热器。
因此，提供一种气泡泵和具有沸点不同的至少两种流体的冷却流体，使得冷却系统具有改善的效率。对具有最低沸点的流体进行选择，使得其在发热元件的工作温度以下沸腾。对具有较高沸点的流体进行选择，使得其在发热元件的工作温度以下基本保持液体形式并且不达到其沸点。在气泡泵中，在受热部件中初始产生的气泡使具有较高沸点的流体移动，从而产生通过受热部件的流体流。因为具有高沸点的流体的高热容量，该流体流增大了从受热部件转移走的热量。
而且，在受热部件中产生的气泡还小的时候，液流就将它们移走，从而避免了气泡将受热部件与冷却流体的液体部分隔离，这会降低从发热元件到冷却流体的热传递。
因此，与具有单一流体的冷却流体的类似的冷却系统相比，得到了受控的和增强的冷却效果。最终的冷却效果这样得到由最低沸点的流体蒸发吸热与具有较高沸点的一种或多种流体的不带有蒸发的加热和移动相结合。具有较高沸点的流体通常蒸发到有限的程度，但流体流将热量从受热部件带走。
由于具有最高沸点的流体通常仅蒸发到有限的程度，所以就避免了在可预期的工作条件下系统发生干烧(dry boiling)。
冷凝器和散热器可以形成一体的单元，使得在蒸发的流体被冷凝时，冷凝和冷却流体的混合物连续地混合。如果冷凝器和散热器形成分开的单元，冷凝的流体在冷凝之后与其他流体混合。因此，与冷凝器和散热器的设计是无关，都能够基本恢复到初始的集中度。
可以利用自然通风、强制通风、或者由诸如压缩机冷却器的主动冷却系统来冷却散热器和/或冷凝器。例如，还可用电源单元来对冷却系统强制通风。
根据本发明的优选实施例，冷却流体包括具有低沸点的第一流体以及具有高沸点的第二流体。
优选的，第一流体可以包括乙醇、甲醇、丙酮、乙醚、丙烷等等，或其他也具有合适的热学、物理性质的流体。
在当前的优选实施例中，第一流体是乙醇，冷却流体包括4％到96％体积比的乙醇，诸如从15％到45％，从30％到40％，优选为约37％。
第一流体可以是任何液体，其能够容易地蒸发并能够与水混合或被水吸收。这样的其他选择还有氨水、氟化合物3MFC-72和3MFC 82，等等。
优选地，第二流体是水。水的优点是廉价，易于获得，并且可能的泄漏不会造成污染。
根据一个优选实施例，对冷却系统施加一定的压力。从而可以以简单的方式调节第一流体的沸点温度。这样做的效果是，可以使用大范围的不同冷却流体来冷却给定的最高温度。应该理解，当系统不工作时，即当系统的所有部件都基本具有相同的温度时，例如室温，施加给系统的一定的压力是系统压力。该压力能够在制造冷却系统的过程中有利地进行调节。当冷却系统工作时，冷却流体将被加热，通常，系统中的压力会变化。
根据优选实施例，冷却系统的压力以这样的方式调节第一冷却流体的沸点处于冷却系统的所需工作温度范围以内。系统中的压力优选地基本等于实际温度下冷却液的饱和压力。
优选地，在冷却流体进入冷却系统之前，冷却系统被抽真空，以避免在冷却系统中存在空气或任何其他不需要的气体。空气或不需要的气体可能与选定的冷却流体反应，出现不需要的气体会由于占用冷却系统中的容积而降低系统的效率。在抽真空后，冷却流体进入冷却系统并将系统密封。
根据本发明的优选实施例，冷却系统中的内部容积基本上充满了结合有液体和气体形式的冷却流体，即，非可冷凝气体的内容物，诸如N2、O2、CO2、H2等或其他污染被减到最小，例如，该内容物相对于内部容积小于10％，诸如小于内部容积的5％、3％、或1％。
已经知道，非可冷凝气体的内容物越低，冷却系统的效率越高，因为非可冷凝气体对从受热部件到冷凝器和/或散热器的热传递没有贡献。
术语非可冷凝气体是指不能够在冷却系统的工作温度和工作压力以内冷凝的气体。
为了防止在充入冷却流体后形成非可冷凝气体，冷却流体可包括阻蚀剂。
应该注意，上述一定的压力可以等于大气压力，大于大气压力，也可以小于大气压力，这根据选定的冷却流体以及需要的发热元件的最大工作温度而定。
压力调整的灵活性是有优点的，因为要找到具有所需沸点的冷却流体可能是困难的。在这种情况下，该冷却流体可能存在，但可能有其他的缺点，诸如成本高、有毒，等等。
气泡泵可包括基本上管形的部件。
优选地，管形部件在其纵向基本直线地延伸。
在本发明的一个实施例中，气泡泵的出口位于散热器中，其方式使得气泡泵的出口在冷却系统工作期间位于散热器中液面的上方。如上所述，这提高了气泡泵的效率，因为避免了流体逆流回气泡泵。人们还相信，出口的这种定位降低了气泡泵中的气泡相对于液流受到的阻力。因而，在系统中的循环流量增大，提供了改善的热传递，进而提供改善的冷却效果。
气泡泵的出口可以形成得利于液体从气泡泵流出，例如，出口可以是斜的。
气泡泵的管形部件优选地具有基本圆形或椭圆形的截面。气泡泵的效率，即作为时间的函数的通过气泡泵输送的液体量由气泡泵的基本管形部件的内径以及要泵压的流体的性质决定，诸如蒸发气泡的量和大小、流体的粘度等等。
在本发明的优选实施例中，为了消除最多大约250W的热功率，气泡泵可以具有3到20mm的内径，诸如6到15mm，8到12mm，例如，等于10mm。
气泡泵的内径必须足够大以提供合适的流量。优选地，气泡泵中的蒸发气泡的尺寸为截面基本等于气泡泵的内径，以通过气泡泵合适地将液体泵出。
气泡泵的长度可以被调整以获得需要的流量。优选地，该长度大于气泡泵的内径。优选地，气泡泵的长度从0.5到20cm，诸如从1到15cm，从20到10cm，从3到8cm，或者大约5cm。
通常，要被冷却的带有发热元件的静态装置在基本不变的方位下工作。在便携计算机或其他便携的电子单元中，冷却系统的朝向通常在便携式单元被运输时发生变化，但通常该单位将在某个方位上工作。
冷却系统可以适于冷却多于一个的发热元件。例如，受热部件可以有足够的尺寸从多于一个的发热元件接收热量，并且/或者冷却系统可包括多于一个的受热部件。在这种情况下，受热部件可以分别从一个或多个发热元件接收热量。多于一个的发热元件可以沿着冷却系统的受热部件定位，这样的对于节省空间和/或改善冷却流体的循环都有好处。
该受热部件可包括热交换表面，其适于与发热元件热接触。在此，冷却系统适于从与热交换表面相接触的发热元件接收热量。该热交换表面通常造型成对应于要冷却的发热元件的形状。优选地，冷却系统的受热元件的该热交换表面由导热材料制成，诸如铝、铜、银、金、或包括这些材料的一种或几种的合金。
有利地，发热元件可以与受热部件形成一体，从而与冷却系统的冷却流体直接接触。在此，要冷却的发热元件与受热部件的热交换是最佳的。要冷却的发热元件与冷却系统的受热部件之间的整合可以有利地在制造冷却系统的过程中进行，从而冷却系统适应于要冷却的发热元件，并且其有可能与其他元件电连接。
冷却系统的受热部件可包括多个分开的液体腔。受热部件可以制成例如封闭的拉伸的外形，形成单一的腔或分成多个腔，轮廓的两端可通过歧管连接到冷却系统的其他部分。在一个实施例中，拉伸的外形可完全或部分地起到管道系统和/或气泡泵的作用。在该实施例中，一个或多个受热部件还可形成拉伸外形的一体的部分。
冷却系统优选由防扩散(diffusion tight)材料制成。“防扩散材料”是指在冷却系统与周围环境之间在系统的预计寿命中不产生大于整个预计寿命中系统工作所允许的扩散的材料。如果冷却系统在计算机中应用，则预计寿命通常是4-5年的量级，在特殊情况下下降到2年或最多到10年。如果冷却系统的不同部件由不同的材料制成，所有材料及其连接部分都必须是防扩散的。合适的材料可以是铜、银、铝、铁或包含这些材料的一种或几种的合金。而且，冷却系统的一个或几个部件可以由塑料材料制成，只要它们是防扩散的，如以上所定义的那样。形成塑料材料的一部分的金属层可保证这一点，这样的金属层可以例如是汽相沉积(vapor deposite)在塑料材料上的。
冷却系统还可包括一窗口，其材料对于不需要的气体具有大于冷却系统的其余部分的材料的的渗透性。例如，该窗口可以是氢气透过性的，由例如镊或其合金、例如铁-镊合金制成，或由例如钯或其合金、例如银-钯合金制成。在此，不需要的气体通过窗口扩散被排除到大气中。该窗口可邻近于连接件，以使冷却流体进入冷却系统。不需要的气体的扩散之后可在填充冷却系统后的一段时间内发生，在该时间在最后，在最终关闭冷却系统的过程中窗口可以和连接件一起被拆除。
本发明还涉及一种电子设备，在该电子设备的工作过程中，其具有一个或多个需要冷却的元件，该电子设备包括根据本发明的冷却系统。
本发明还涉及使用封闭的冷却系统，用于冷却电子器件。这样的器件可以例如是计算机或其他电子设备中的微型芯片、半导体器件等等。特别是在冷却电子器件的领域，根据本发明的冷却系统是有利的，因为它是低噪音单元，没有机械活动元件并且由电子器件发出的热量自动开启。
应该注意，“冷却流体”的表述是指用于冷却的流体，并且其由单一流体或两种或多种流体的混合物构成。
在本说明书中，单一流体是指体积纯度大于96％的流体。
而且，应该注意，该冷却系统可包括多于一个的冷凝器和/或多于一个的散热器。在这种情况下，冷凝器和散热器分别可以串连或并联排列，或者串连并联结合。
现在，本发明将进一步参考
具体内容，在附图中图1示意性示出了根据本发明的优选实施例的冷却系统；图2示意性示出了根据本发明的第二实施例的冷却系统；图3和4示出了方面的第三和第四实施例；图5和6示意性示出了带有多个平行构件的冷却系统的实施例；图7和8示意性示出了根据本发明的冷却系统中的气泡泵的出口的不同实施例；图9示意性示出了本发明的带有两个平行受热部件和一个气泡泵的实施例；以及图10a-d示意性示出了冷却系统的受热部件的不同实施例；图11是对本发明的一个实施例的测试结果图。
具体实施例方式
在图中的不同实施例中，相同的附图标记表示相同的元件，且在一个图中说明的元件将不会在其他的图中再次说明。
图1示出带有循环冷却流体4的冷却系统100。该冷却系统100是自循环的，因为冷却流体4的循环流是由气泡泵1产生的，气泡泵产生从第一受热部件6接收的热量产生蒸发冷却流体3的气泡的升力。冷却流体是两种或者更多种具有不同沸点的流体的混合物。第一流体具有最低的沸点。第一流体被选择成具有适于冷却发热元件的沸点。冷却系统是封闭系统，具有一定的压力，使得具有低沸点的第一流体在需要的温度下沸腾。水平的虚线表示处于液态的冷却流体4，而圆或椭圆3表示气泡，即，在液体冷却流体4中处于气态的冷却流体。
该冷却系统接收供给到第一受热部件6的热能Q1。这样，第一流体被加热到其沸点且其一部分蒸发。在气泡泵1中，蒸发的冷却流体以气泡的形式上升。在气泡之间的液体冷却流体将被加热，借助上升气泡产生冷却流体的循环而通过气泡泵向上传递。
在气泡泵中，在受热部件处加热液态形式的冷却流体的过程中产生的气泡与基本填满气泡泵的横截面的较大的气泡相结合，从而将气泡上方的液体在气泡泵中向上推。在本实施例中，气泡和液体以基本相同的速度在气泡泵中移动。
流体在出口5离开气泡泵1，包括蒸发的(即气态的)冷却流体以及加热的液体冷却流体。该蒸发的冷却流体流入冷凝器10，冷凝器10用于将蒸发热Q蒸发传导到周围环境，从而使得蒸发的冷却流体冷凝为冷凝流体8。冷凝的液体可以被进一步冷却。加热的液体冷却流体流入散热器9，在此处它被冷却并向周围环境散发出热量。因此，从冷凝器和散热器结合散发到周围环境的热量Q2等于Q2＝Q蒸发+Q流体。
在冷却系统的平衡状态下，系统接收的热量等于散热器和冷凝器一起放出到周围环境中的热量。
在放热之后，散热器9和冷凝器10还在下游彼此相连，从而冷凝流体8和冷却的冷却流体4在放热之后结合到一起。
应该注意，在如图1所述的工作过程中，气泡泵的出口5位于系统中液面的上方。这增大了冷却流体在系统中的循环。而且，应该注意，气泡泵是冷却系统的一部分，处于第一受热部件6与出口5之间。
散热器9和冷凝器10可以通过自然通风、强制通风冷却，例如通过风扇，或者液可以通过主动冷却系统冷却，例如压缩机冷却器。
第一受热部件6还可以以不同的合适的方式设计，第一受热部件6具有接触表面，用于从发热元件传递热量，该接触表面设计成与发热元件相配。如果发热元件具有平的表面，受热部件通常也设计成具有平的表面以与发热元件相配。此外，受热部件的内表面合适地造型，以保证与冷却流体的良好接触，例如，通过鳍片、杆、等等。第一受热部件6还可以设计成使得发热元件直接与冷却流体相接触(未示出)。
在来自冷凝器10和散热器9的冷凝的冷却流体与冷却的冷却流体结合之后，结合的冷却流体通过管道系统11被引导回第一受热部件6，从而使得冷却流体连续地在封闭的冷却系统中循环。沿着管道系统的箭头指出工作过程中冷却流体在系统中的流动方向。
冷凝器10和散热器9的外部设有肋15以促进与周围环境的热交换。而且，冷凝器10和/或散热器9的内部以及第一受热部件6的内部可以具有肋、鳍片等等以促进热交换。
在图1中，第一受热部件6位于一个竖直管道段中；但是，它也可以设置在管道系统的水平部分。因为气泡泵具有位于系统中液面上方的出口5，循环将被按照图1中箭头的方向驱动，即使受热部件6位于管道系统的水平部分。
图2示出根据本发明的另外的冷却系统110。该冷却系统110也包括第一受热部件6、具有出口5的气泡泵1、以及管道系统11。冷却系统110也包括冷却流体，其一部分可以是气态的(蒸发的)3，一部分可以在工作中处于液态4。在图2中，冷却系统的散热器和冷凝器结合为一个单元2，使得冷凝和冷却流体在气体3冷凝时连续混合。蒸气冷凝和液体冷却产生的热量构成了放出到周围环境中的热能。
图3和4分别示出冷却系统120和130，其带有两个受热部件6和7。在图3中，第一受热部件6位于管道系统的竖直部分。在图3和4中，冷却流体在箭头的方向循环。受热部件6、7可以设置在管道系统的任意部分。应该注意，图3、4中的气泡泵是管道系统的一部分，位于第一受热部件6与管道的出口5之间。
在图3、4中，蒸发的冷却流体的气泡的大小在从第二受热部件7到第一受热部件6的循环方向上变大，直到气泡泵的出口5，而在第二受热部件7的上游没有气泡。这说明了第二受热部件7上游的冷却流体基本处于液态，这时，冷却流体的一部分在通过第二受热部件7时蒸发且冷却流体的一部分在通过第一受热部件6时蒸发。
第二受热部件7从发热元件接收热量，同时第一受热部件6从一个发热元件接收热量，这个发热元件可以是向第二受热部件7放热的同一个元件，也可以是另一个发热元件。该冷却系统可以包括沿着管道系统的水平和/或竖直部分设置的多于两个受热部件。
图5、6分别示意性示出了冷却系统140、150，其具有多个平行设置的构件。在图5中，冷却系统包括接收热量Q1的受热部件6。气泡泵1分成两个管道1a和1b，每个管道都排放到一体的散热器和冷凝器2。在图6中，冷却系统150包括两个平行的气泡泵1a和1b，以及在第一气泡泵上游的两个受热部件6、7，分别接收热量Q1a、Q1b。分别接收热量Q1c、Q1d的两个受热部件12、13串连设置在第二气泡泵1b的上游并平行于气泡泵1a以及受热部件6、7。在平衡状态下，冷却系统接收的热量Q1＝Q1a+Q1b+Q1c+Q1d等于散热器和冷凝器结合放出的热量Q2。
通过将多个受热部件定位在系统中相同的流路上，即，相对于相同气泡泵的上游，各个元件对加热和蒸发有贡献的热量分布分别不同。在传统的带有强制液流的冷却系统中，发热元件沿着冷却系统串连设置，在液流的方向上以逐渐升高的温度工作，与此相比，根据本发明，在系统中串连设置的受热部件在最高温度下工作，该最高温度等于具有最低沸点的流体的沸点温度。因此，根据本发明的冷却系统不会显示出传统冷却系统中温度积累的效应。
而且，系统中在流路中位于气泡泵上游离气泡泵最远的受热部件可以被冷却到低于受热部件下游的温度，即冷却到具有最低沸点温度的流体的沸点以下。应该注意，通过使用多个受热部件，冷却系统中循环流速通常是增大的。
图7和8示意性示出工作中的冷却系统中气泡泵1的出口5的其他设计。在图7中，气泡泵1的出口5是水平的饼位于一体的散热器和冷凝器2的液面以上。在图8中，出口5是竖直的且仍然位于一体的散热器和冷凝器2的液面以上。但是，尽管气泡泵1的出口5的方向可以是任意的，出口5有利地位于一体的散热器和冷凝器2的液面以上。而且，气泡泵1的出口5可以是以任意角度倾斜的。
图9示意性示出带有向一个气泡泵进给的两个平行受热部件6a、6b的本发明的一个实施例的一部分。
图10a-d示意性示出了冷却系统的受热部件的入口和出口的不同实施例。图的上方对应于在工作位置上的系统的上方。图10a-d示出受热部件6或7，它们各自与入口管道11a和出口管道11b相连。在所有的图10a-d中，冷却流体在冷却系统工作器件以箭头方向流过受热部件6、7。
在图10a中，入口管道11a和出口管道11b水平延伸。入口管道11a连接于受热部件7的左侧，出口管道11b连接于受热部件7的右侧。入口管道11a位于出口管道11b的下方。在图10b中，入口管道11a也水平延伸并位于受热部件6的左边。出口管道11b竖直延伸并连接于受热部件7的顶部。在图10c中，入口管道11a竖直延伸并连接于受热部件7的底部，而该出口管道11b水平延伸并连接于受热部件的右上侧。最后，图10d中入口管道和出口管道都水平延伸并在俯视图中观察时连接于受热部件6的左侧。在图10d中，出口管道位于入口管道11a的上方。应该注意，图10a-d示出了冷却系统的受热部件的入口管道和出口管道的位置和朝向的实施例。尽管入口和出口管道在图示的例子中是竖直或水平的，但它们也可以是斜的。优选地，但不是严格必须的，为了系统能够工作，在工作中，冷却系统的受热部件的出口位于入口的相同水平或高于入口，从而蒸发的冷却流体的气泡自然朝着出口移动。还应该注意，当冷却系统包括多于一个受热部件时，进出冷却系统的受热部件的入口和出口的不同的实施例可以任意根据需要结合。
图11示出图2中所示的实施例得到的测试结果。发热元件在1.50cm2的受热表面上产生10-170W的热量，该发热元件被根据本发明的冷却系统冷却。对应的温度值和产生的热功率作为数据点A画出。可以看到，冷却系统能够有效地将从10-170W的发热元件冷却到低于Intel热设计功率的温度的73℃。如图所示，110W的热功率从1.50cm2的表面被移走，对应于67℃下的75W/cm2的表面放热率。实施了低噪音的强制冷却。冷却系统产生的噪音小于30dB(A)。
应该注意，如果需要，在不同附图中示出的不同实施例的任意特征可以组合起来。
而且，应该注意，冷却系统的管道可以由刚性管道制成，或者由柔性管道制成，这种柔性可以是由于其设计，或者也可以是由于其材料。而且，冷却系统的管道和冷凝器/散热器中的管道可以形成合适的任意外形，例如圆形、椭圆形、矩形、方形、或者它们的组合，并且该外形的内容积可以构成单一的腔或者可以分成多个腔。类似的，冷却系统的管道的朝向可以是倾斜的，尽管在图中所有的管道都是竖直或水平的。
尽管图中的受热元件是方形的，但是任何受热部件，从所有方向看，可以制造成不同的形状，诸如圆形、椭圆形、矩形、方形或其组合。但是，优选地，受热部件具有接触表面，该接触表面与发热元件的形状相适应；通常该接触表面是平的。应该注意，受热部件的接触表面是受热部件的热交换表面的一部分，热交换表面与发热元件相接触。
受热元件的内部可以设有肋、杆、等等，以增进冷却流体与受热元件之间的接触面积。这些面积增大元件可以是例如黄铜元件(brazedelement)或者可以由例如烧结、铸造、冲压、拉伸、或切片来制造。
该系统还可以在管道系统中设有止回阀(未示出)，从而可以在冷却系统中的一个方向上建立流体流。这样的止回阀适于放置在冷却系统的(第一)受热部件的上游。
根据本发明的冷却系统可以有利地实施在需要低噪音冷却的地方，例如，便携式或台式计算机、电子产品、吊挂投影仪、卷轴机(beamer)、空调系统等等。
权利要求
1.一种用于冷却至少一个发热元件的冷却系统(100，110，120，130，140，150)，包括第一受热部件(6)，该第一受热部件适用于从至少一个发热元件接收热量；冷却流体(4)，用于通过加热和蒸发来吸收热量；气泡泵(1)，用于在系统中产生流体流，该气泡泵位于第一受热部件(6)的下游并将冷却流体(4)朝着散热器(2，9)移动，以便从液体形式的冷却流体向周围环境放出热量，以及冷凝器(2，10)，用于冷凝蒸发的冷却流体(3)并散发出冷凝热。
2.如权利要求1所述的冷却系统(100，110，120，130，140，150)，其中，气泡泵具有出口(5)，其中该出口(5)在冷却系统工作期间位于系统的液面上方。
3.如权利要求1所述的冷却系统(100，110，120，130，140，150)，其中还包括第二受热部件(7)，用于与发热元件相适应。
4.如权利要求1-3中任一项所述的冷却系统(100，110，120，130，140，150)，其中还包括多个气泡泵(1a，1b)。
5.如权利要求3所述的冷却系统(100，110，120，130，140，150)，其中，至少一些气泡泵是串连连接的。
6.如权利要求4或5所述的冷却系统(100，110，120，130，140，150)，其中，至少一些气泡泵是并联连接的。
7.如前述权利要求中任一项所述的冷却系统(100，110，120，130，140，150)，其中，冷却流体(4)包括至少两种具有不同沸点的流体。
8.如前述权利要求中任一项所述的冷却系统(100，110，120，130，140，150)，其中，冷却流体(4)中的第一流体选自乙醇、甲醇、丙酮、乙醚、以及丙烷。
9.如前述权利要求中任一项所述的冷却系统(100，110，120，130，140，150)，其中，冷却流体(4)中的第二流体是水。
10.如前述权利要求中任一项所述的冷却系统(100，110，120，130，140，150)，其中，冷却系统(100，110，120，130，140，150)中的压力被调节为需要的压力。
11.如权利要求10所述的冷却系统(100，110，120，130，140，150)，其中，该压力被调节成使得流体的最低沸点温度基本等于所述至少一个发热元件的需要的工作温度。
12.如权利要求10或11所述的冷却系统(100，110，120，130，140，150)，其中，冷却系统中的压力低于大气压力。
13.如前述权利要求中任一项所述的冷却系统(100，110，120，130，140，150)，其中，发热元件结合在受热部件(6，7)中，并与冷却系统中的冷却流体(4)直接接触。
14.如前述权利要求中任一项所述的冷却系统(100，110，120，130，140，150)，其中，受热部件包括多个分开的液体腔。
15.一种电子设备，其具有一个或多个在该电子设备工作过程中要被冷却的元件，其中，该电子设备包括如权利要求1-14中任一项所述的冷却系统(100，110，120，130，140，150)。
16.如权利要求1-14中任一项所述的冷却系统(100，110，120，130，140，150)在冷却电子元件中的应用。
全文摘要
本发明涉及用于冷却一个或多个发热元件的封闭系统，其没有活动部件且处于低噪音水平。该系统包括第一受热部件，适于从至少一个发热元件接收热量；冷却流体，通过加热和蒸发来吸热；气泡泵，用于在系统中产生流体流，该气泡泵位于第一受热部件的下游并将冷却流体向着散热器移动，散热器将来自液态冷却流体的热量散发到周围环境中，以及冷凝器，用于将蒸发的冷却流体冷凝并散发冷凝热。
文档编号H01L23/473GK1902754SQ200480040130
公开日2007年1月24日 申请日期2004年12月7日 优先权日2003年12月8日
发明者亨利·马德森, 亨里克·奥尔森 申请人:诺伊斯利米特公司