冷却模块和电子设备的制作方法

超声波风的效果已被知晓了大约180年。该超声波风能够用于冷却电子部件和组件，例如尤其是诸如大功率LED（LED = 发光二极管）的功率部件。然而，例如，单独的超声波风通常不足以冷却电子部件和组件，诸如功率部件。相反，通常需要通过其他现象来辅助和增强超声波风的冷却作用。例如，WO 2013/150071 A2公开了一种共振方法，其根据停止的风琴管的原理操作，并且增强超声波风的冷却效果几乎一个数量级。然而，仍然期望进一步增强超声波风的冷却作用。

因此，本发明的目的是详细说明一种冷却模块，其与现有技术相比被改进且其尤其允许超声波风的改进的冷却作用。本发明的另外的目的是提供一种具有改进的冷却模块的改进的电子设备。

本发明的这些目的通过具有权利要求1中详细说明的特征的冷却模块以及还通过具有权利要求9中详细说明的特征的电子设备来实现。本发明的优选改进能够从相关的从属权利要求、以下描述和附图中获得。

根据本发明的冷却模块具有用于冷却功率部件的散热器、超声源以及布置在超声源和散热器之间的共振管。共振管被设计成至少也在周向优选方向上引导流过共振管的空气流。因此，在根据本发明的冷却模块中显著地支持声风的形成。由于空气流的周向引导，所以空气流在一定程度上形成涡流。该涡流确保在到散热器的界面处形成额外的漩涡，使得隔离空气层（其能够在散热器和空气之间的界面处形成）减少。因此，与现有技术相比，根据本发明的冷却模块的冷却作用被改进。

在其他方面，冷却模块有利地以在WO 2013/150071 A2中描述的方式被确定尺寸。尤其，除非在本说明书中不同地描述，否则共振管以在WO 2013/150071 A2中描述的方式被确定尺寸和布置。

在这种情况下，尤其有利地规定，超声源被设计为产生预定波长的超声波，并且超声源和散热器之间的距离对应于波长的四分之一的整数倍。以这种方式，由于在共振管中产生共振，所以借助于超声波风产生的冷却效果能够显著地被增强。

在根据本发明的冷却模块的情况下，共振管的平均直径优选地基本上对应于波长。在这种情况下，共振管的平均直径旨在被理解为意指与共振管的内侧横截面相比具有相同的表面积的圆的直径。不言而喻，基本上对应于波长的共振管的直径也能够略微不同于波长，也就是说，尤其相差至多波长的八分之一，优选地相差至多波长的十六分之一，理想地相差至多波长的三十二分之一。在这种情况下，能够在共振管中以尤其简单的方式激励共振。

在根据本发明的冷却模块的有利改进中，所述冷却模块具有在共振管内的，尤其是布置在共振管的内部圆周上的，至少一个流动引导装置。因此，有利地，共振管能够具有圆筒形设计，其中，流动引导装置被设计为呈凸缘形式或带有尖锐边缘。

进一步优选地，至少一个流动引导装置具有螺旋形设计，尤其是呈螺旋形金属条的形式。在本发明的该改进中，也产生具有涡流的空气流动。

作为替代方式或额外地且同样优选地，在本发明的改进中的冷却模块的情况下，共振管具有在径向和周向上延伸的至少一个开口。由于根据本发明所必需的开口还具有至少周向外形，所以通过开口流入共振管中的空气同样在周向方向上运动，也就是说同样地形成涡流。

在根据本发明的冷却模块的有利改进中，至少一个开口有利地形成狭槽，尤其是纵向狭槽。在该作为狭槽或纵向狭槽的改进中，空气能够以高的流入速率进入共振管中，使得涡流尽可能地强烈。

至少一个纵向狭槽延伸超过共振管的纵向尺寸的50％，有利地超过75％，以及尤其是超过90％。

在除了上述改进之外的根据本发明的冷却模块的额外或替代的且同样优选的改进中，共振管具有呈多边形形式的内侧横截面轮廓。随着沿共振管的纵向范围前进，该多边形的角周向地旋转。在本发明的该改进中，根据本发明的冷却模块的共振管还具有周向引导外形，其周向地引导流过共振管的空气。因此，在本发明的该改进中，流过共振管的空气也在周向方向上形成涡流。

在根据本发明的冷却模块的优选改进中，随着沿共振管的纵向范围前进，多边形的角描绘直的内部边缘。在根据本发明的冷却模块的该改进中，共振管能够以非常简单的方式制造。

根据本发明的电子设备具有功率部件和如上所述的为了冷却目的而设置的冷却模块。冷却模块的散热器被设计和布置成冷却功率部件。有利地，该布置原则上对应于文献WO 2013/150071 A2的示例性实施例的布置。

下面将参考附图中示出的示例性实施例来更详细地解释本发明，其中：

图1示意性地示出了通过根据本发明的冷却模块的纵向截面，

图2A示意性地示出了根据图1的根据本发明的冷却模块的共振管的透视图，

图2B示出了通过根据图2A的共振管的横截面，

图3A示意性地示出了根据图1的根据本发明的冷却模块的共振管的另外的示例性实施例的透视图，

图3B示意性地示出了通过根据图3A的共振管的横截面，

图4示意性地示出了根据图1的根据本发明的冷却模块的共振管的另外的示例性实施例的透视图，以及

图5示意性地示出了通过根据本发明的电子设备的纵向截面。

图1中所示的根据本发明的冷却模块具有用于冷却功率部件的散热器C、呈超声波发生器S形式的超声源、以及布置在超声波发生器S和散热器C之间的共振管5。如下所述，共振管5被设计成沿周向优选方向引导流过共振管5的空气流A。由于空气流A的该周向引导，所以空气流A在一定程度上形成涡流。该涡流确保在到散热器C的界面处形成额外的漩涡，使得能够在散热器C处形成的隔离空气层减少。

超声波发生器S被设计成产生预定波长的超声波。超声波发生器S和散热器C之间的距离对应于该波长的四分之一的整数倍。共振管5的平均直径D为一个波长。

图1中所示的根据本发明的冷却模块的共振管5（在图2A和图2B中详细示出）具有横截面，该横截面的轮廓分别在径向内侧和径向外侧上与环K的圆形内部或外部轮廓一致。共振管5具有开口10，其沿共振管5的纵向方向L延伸并且其存在于共振管5的整个纵向范围。以这种方式，开口10形成狭槽，在这种情况下为纵向狭槽。这些开口沿与共振管5的周向方向成45°延伸。沿着该45°，开口10从共振管5的外部圆周延伸到内部圆周。开口10以喷嘴的方式朝向内侧变窄，也就是说，随着前进通过开口10，开口10在由周向和径向方向R跨越的平面中径向向内变窄。

由于开口10的纵向范围沿共振管5的整个纵向尺寸，所以共振管5被分解为多个单独的纵向板条15，如图2A和图2B中所示。这些纵向板条借助于周向套管20保持在一起，纵向板条被紧固到周向套管20。

在根据本发明的冷却模块的另外的示例性实施例中，图3A和图3B中所示的共振管5'替代图1中所示的冷却模块的共振管5。共振管5'原则上具有与根据图2A和图2B的构造类似的构造。然而，与上述共振管5相对，共振管5'不具有其内部轮廓和外部轮廓在径向内侧和外侧上与环K的内部轮廓和外部轮廓一致的横截面，而是更确切地说，共振管5'的纵向板条15'与此相对具有波浪形横截面。类似于上述示例性实施例，呈喷嘴形式朝着共振管5'的内部中变窄并且沿共振管5'的整个纵向范围延伸的狭槽借助于所述波浪形横截面形成。

在根据本发明的冷却模块的另外的示例性实施例中，图4中所示的共振管5''替代上述冷却模块的共振管5、5'。在所示的示例性实施例中共振管5''具有多边形（六边形）的内侧横截面轮廓I。随着沿共振管5''的纵向范围因而在纵向方向L上前进，该六边形的角周向地旋转。

六边形的角以这样的方式旋转，使得随着沿着共振管5''的纵向范围前进，角描绘直的内部边缘25。以这种方式在一定程度上形成扭曲的六角形管，所述扭曲的六角形管因此迫使流过共振管5''的空气流周向地形成涡流。在另外的示例性实施例（未单独示出）中，多边形是具有不同数量的角的正多边形。

在根据本发明的冷却模块的另外的示例性实施例（未具体示出）中，共振管具有圆筒形构造并且具有在壁内或在壁上延伸的螺旋形、凸缘状或尖锐边缘结构，例如呈以螺旋形方式延伸的金属条的形式。

根据本发明的冷却模块的另外的示例性实施例能够各自在文献WO 2013/150071 A2的冷却器械的示例性实施例中找到，其中，在那里描述的圆筒形共振管分别被具有如上所述的构型的共振管替代。

图5中所示的电子设备具有功率部件L和如上所述的为了冷却目的而设置的冷却模块M。冷却模块M的散热器C具有扁平设计，以用于冷却功率部件L的目的，并且被布置成使得其平坦支撑抵靠功率部件L。