专利名称：冷却护套、冷却单元及电子设备的制作方法
技术领域：
本说明书所描述的实施例涉及冷却护套、冷却单元以及电子设备。
背景技术：
使用液体冷却介质冷却来安装于电子设备中的电子部件的技术是公知的。在冷却
介质流经的流道中可能产生气泡。已存在在指定位置捕获这些气泡的技术。 然而，在冷却介质的流速很快的情况下，可能不能在指定的位置捕获到气泡。
发明内容
因此，本发明实施例的一个方案的目的是提供一种冷却护套、冷却单元以及电子 设备，借此容易捕获产生于冷却介质的流道中的气泡。
根据本发明的一个方案，冷却护套包括流道构件，冷却介质流经所述流道构件， 所述流道构件的至少一部分与待冷却的物体接触，并且所述流道构件包括通道截面积大于 其它区域的通道截面积的区域；以及突出部，其设于通道截面积大的所述区域的下游侧。
本发明的目的和优点是借助权利要求书中具体指出的元件和组合来实现和获得 的。 应认识到，前面的概述和下面的详细描述均是示例性和解释性的，而非像权利要 求那样对于本发明是限定性的。
图1A至图1C是笔记本电脑的示意性视图；
图2是冷却单元的立体图；
图3是护套的内部结构的示意性视图；
图4是泵的周缘的示意图； 图5A是沿图3中的线A-A剖开而得的剖面图，并且图5B是当笔记本电脑正常使 用时与图5A对应的视图； 图6A是沿图3中的线B-B剖开而得的剖面图，并且图6B是当笔记本电脑正常使 用时与图6A对应的视图； 图7是图6B中示出的突出部的放大图；以及 图8A是沿图3的线C-C剖开的剖面图，图8B是当笔记本电脑正常使用时与图8A 对应的视具体实施例方式
以下将参考附图描述实施例。 将描述作为电子设备的一个示例的笔记本电脑。图1A至图1C是笔记本电脑1的 示意性视图。笔记本电脑1包括显示部2和主体部3，该显示部2和主体部3相连成能够打开和关闭。显示部2设有液晶显示器4。主体部3设有键盘5。主体部3配备有各种电 子部件。图1C是当从笔记本电脑的底侧观察时笔记本电脑1的立体图，并示出了从笔记本 电脑移除底盖后的笔记本电脑l。如图1C所示，冷却单元8安装于主体部3中。冷却单元 8冷却笔记本电脑1中包括的电子部件。图2是冷却单元8的立体图。冷却单元8安装于 印刷衬底上。冷却单元8包括冷却护套10、泵20、散热器30以及冷却风扇40。
冷却介质流经冷却护套(以下称作护套)10。护套10包括壳体lla和盖llb。壳 体lla和盖lib由例如像铜或铝这样的具有良好热传导性的金属制成。护套10具有扁平 的形状。 泵20使冷却介质在护套10与散热器30之间循环。泵20是电动的。另外，泵20 和护套10通过橡胶管60连通。设置橡胶管60为的是防止冷却介质泄漏。橡胶管60由金 属带紧固。泵20具有扁平的形状。 散热器30散发冷却介质从护套10吸收的热。散热器30由例如像铝这样的金属 制成。散热器30包括管34、围板(surrounding plate) 36、出口管32a以及入口管32b。 冷却介质流经的管34为扁平形状和大体的U字形。出口管32a和导入管32b分别连通到 管34的端部。而且，围板36围绕管34。出口管32a和入口管32b连通到护套10。出口管 32a和入口管32b经由橡胶管60与护套10连通。另外，在围板36与管34之间设有多个翅 片(未示出)。而且，在管34的相对的表面之间设有多个翅片(未示出)。
冷却风扇40具有开口 41并容置扇叶42。当扇叶42旋转时，空气经由开口 41被 吸入到冷却风扇40中，并随后从送风孔46排出。送风孔46面向散热器30。从送风孔46 排出的空气吹到散热器30中，这有助于散热器30中的冷却介质散热。
印刷衬底50是硬质的印刷线路板，并且在该印刷衬底上印制指定的图案。多个电 子部件安装于印刷衬底50上。这些电子部件因被供电而发热。CPU(中央处理器)70b是安 装于印刷衬底50上的一个电子部件。CPU 70b与盖lib接触。因此，流经护套10的冷却介 质从CPU 70b吸热，由此使CPU70b冷却。护套10、散热器30以及冷却风扇40固定于印刷 衬底50上。 冷却介质例如是水或防冻液。防冻液是通过将防冻剂(例如丙二醇)添加到水中 来形成的。 图3是护套10的内部结构的示意性视图。图3示出了盖lib从壳体lla移除后 的状态。 流道12a和流道12b设于护套10内。具体地，流道12a和流道12b设于壳体lla 中。壳体lla和盖lib相当于限定流道12a和流道12b的流道构件。流道12a与流道12b 由分隔壁18分隔开。即，流道12a和流道12b不汇合。 流道12a包括入口 12ai，冷却介质经由入口 12ai被引入到流道12a中；以及出 口 12ao，冷却介质经由出口 12ao从流道12a排出。而且，流道12b包括入口 12bi，冷却介 质经由入口 12bi被引入到流道12b中；以及出口 12bo，冷却介质经由出口 12bo从流道12b 排出。图4是泵20的周缘的示意图。 从散热器30排出的冷却介质经由入口 12ai被引入到流道12a中。从出口 12ao排 出的冷却介质被吸入到泵20中。被吸入的冷却介质经由入口 12bi被排放到流道12b中， 从而冷却介质经由出口 12bo排放到散热器30。而且，入口 12ai连通到出口管32a，并且出
4口 12bo连通到入口管32b。 流道12a设有突出部15a和突出部16a。将在下面更详细地描述突出部15a和突 出部16a。冷却介质在流道12a中围绕分隔壁18a流动。 流道12b设有翅片15b。翅片15b沿流道12b的弯曲部延伸。冷却介质在流道12b 中围绕分隔壁18b流动。壳体11a在与翅片15b对应的位置与CPU70b接触。翅片15b用 于确保与冷却介质接触的接触面积。因此，CPU 70b的热经由翅片15b有效地传递到冷却 介质。 接着，将描述突出部15a和突出部16a。 突出部15a设于流道12a的下游侧，而突出部16a设于流道12a的上游侧。每个 突出部15a和突出部16a具有相同的形状。突出部15a和突出部16a允许冷却介质流动并 捕获气泡。突出部15a和突出部16a从限定流道12a的壳体lla的内表面延伸到盖lib的 内表面。壳体lla的内表面相当于第一内表面，并且盖lib的内表面相当于面向该第一内 表面的第二内表面。另外，当正常使用笔记本电脑1时，壳体lla位于上侧，而盖lib位于 下侧。即，壳体lla的位置在上侧，而盖llb的位置在下侧。突出部15a和突出部16a设于 流道12a的内表面的上侧。而且，正常使用的意思是主体部3的底面置于水平面上。下面 将更详细地描述突出部15a和突出部16a的形状。 按照从入口 12ai到出口 12ao的这种顺序，流道12a包括入口周缘部12al ;宽部 12a2 ;弯曲部12a3 ;直线部12a4 ;以及出口周缘部12a5。突出部15a和突出部16a设于宽 部12a2中。突出部15a设于宽部12a2的下游侧，而突出部16a设于宽部12a2的上游侧。 宽部12a2具有直线形状并宽于其它区域。另外，宽部12a2高于任何其它区域。
图5A是沿图3中的线A-A剖开而得的剖面图。图5B是当笔记本电脑正常使用时 与图5A对应的视图；如图5A和图5B所示，壳体lla在分别与突出部15a、16a对应的位置 与电子部件70a接触。电子部件70a安装于印刷衬底50上。经由入口 12ai被引入到流道 12a中的冷却介质流经突出部16a。冷却介质经过突出部16a，流经宽部12a2，并随后经过 突出部15a，从而流经弯曲部12a3。当气泡经由入口 12ai渗透到流道12a中时，气泡即被 突出部16a或突出部15a捕获。这防止了气泡流入泵20中。还抑制了因泵吸入气泡而引 起的噪声。 如图3、图5A以及图5B所示，宽部12a2中的通道截面积大于入口周缘部12al的 通道截面积。即，流道12a的通道截面积从入口 12ai到突出部15a变大了。因此，在宽部 12a2中的冷却介质的流速低于入口周缘部12al中的冷却介质的流速。因此，由于冷却介质 的流速在宽部12a2中降低，所以即使气泡因入口周缘部12al中的冷却介质具有较高流速 而通过了突出部16a，也可防止气泡通过突出部15a。 而且，冷却介质的流速在宽部12a2中降低，由此确保了从突出部15a捕获到小气 泡的时刻、到许多这样的小气泡调整为大气泡的时刻的时间间隔。结果是，小气泡变成了大 气泡，由此大气泡难以通过突出部15a。 而且，突出件15al沿冷却介质流动的方向延伸。这降低了冷却介质在多个突出件 15al的前方的流速。这种设置还防止气泡通过突出部15a。 而且，如图3所示，突出部15a设于弯曲部12a3的前方的宽部12a2中。通常，流 动的流体会在流道的弯曲部附近处部分地停滞不前。突出部15a设于该位置，从而防止气泡通过突出部15a。 而且，通过突出部16a，防止了被突出部15a捕获的气泡返回到上游侧。这样能够 在突出部15a与突出部16a之间捕获到气泡。例如，在搬运笔记本电脑1时，冷却介质可能 逆向流动。即使在这种情况下，也可捕获气泡。 接着，将描述突出部15a的形状。图6A是沿图3中的线B_B剖开而得的剖面图。 图6B是当笔记本电脑正常使用时与图6A对应的视图。图7是图6B中示出的突出部15a 的放大图。 如图7所示，突出部15a包括多个突出件15al。突出件15al从壳体lla的内表面 延伸到盖lib的内表面。多个突出件15al沿着与冷却介质的流动方向垂直的方向并排地 排列。在相邻的突出件15al之间的间隙中，位于上侧的间隙UC比位于下侧的间隙LC窄。 每个突出件15al为薄板状，而沿冷却介质的流动方向延伸。 另外，气泡漂浮到壳体lla的内表面，即因浮力而漂浮到上侧。由于位于上侧的间 隙UC窄，因此可防止气泡通过突出部15a。而且，由于位于下侧的间隙LC大，因此可确保冷 却介质流过。 而且，如图5A、图5B、图6A以及图6B所示，壳体lla在与突出部15a对应的位置与 电子部件70a接触。这样就将电子部件70a的热经由突出部15a传递到冷却介质。而且， 突出部15a包括多个突出件15al，由此充分地确保了冷却介质与突出部15a接触的接触面 积。通过这种方式，突出部15a具有捕获气泡和提高电子部件70a的冷却效率的功能。与 突出部15a相似，突出部16a具有类似的功能。护套10、泵20、散热器30以及电子部件70a 相当于一个冷却系统。电子部件70a例如是LSI (大规模集成电路)。 另外，突出部15a的形状可表述如下突出部15a设有沿冷却介质的流动方向延伸 的多个通道。突出部15a中的每个通道的宽度在壳体lla的内表面处比在盖lib的内表面 处窄。 而且，如图5A、图5B、图6A以及图6B所示，突出件15al的端部与盖lib的内表面 接触。即使因长时间使用笔记本电脑1而使冷却介质的液面下降，也可确保突出件15al与 冷却介质接触。由此防止电子部件70a的冷却效率降低。 CPU 70b的发热量大于电子部件70a的发热量。突出部15a和突出部16a用于冷 却发热量低于CPU 70b的发热量的每个电子部件70a。这是因为气泡聚集在突出部15a和 突出部16a的附近，因此，如果突出部15a和突出部16a冷却发热量高的CPU 70b，则CPU 70b可能不能被有效地冷却。 图8A是沿图3中的线C-C剖开而得的剖面图。图8B是当笔记本电脑1正常使用 时与图8A对应的视图。如图8A和图8B所示，出口周缘部12a5的高度小于直线部12a4的 高度。即，在突出部15a与出口 12ao之间，壳体lla的内表面设置为邻近盖lib的内表面。 当直线部12a4的附近存在气泡时，气泡因浮力而聚集于直线部12a4的内表面附近。另外， 由于浮力的作用，气泡难以从直线部12a4流向出口周缘部12a5，这样就防止了气泡被泵吸 入。 可以不设置突出部16a。突出部15a和突出部16a可以不具有相同的形状。突出 部15a和突出部16a不限于上述形状。 在此描述的所有示例和条件语句旨在用于示范的目的，以帮助读者理解发明人所
6提出的发明和概念从而改进技术，并应理解为不构成对以上具体描述的示例和条件的限 制，且本说明书中的这些示例的组合不涉及示出本发明的优点和缺点。尽管详细地描述了 本发明的实施例，但是应当认识到，可在不偏离本发明的原理和范围的情况下对本发明进 行各种修改、更换以及替代。
权利要求
一种冷却护套，其包括流道构件，冷却介质流经所述流道构件，所述流道构件的至少一部分与待冷却的物体接触，并且所述流道构件包括通道截面积大于任何其它区域的通道截面积的区域；以及突出部，其设于通道截面积大的所述区域的下游侧。
2. 如权利要求1所述的冷却护套，其中所述突出部设于所述流道构件的上侧内表面处。
3. 如权利要求1所述的冷却护套，其中通道截面积大的所述区域的上侧内表面高于任 何其它区域的上侧内表面。
4. 如权利要求1所述的冷却护套，其中所述突出部设于与所述物体对应的位置。
5. 如权利要求1所述的冷却护套，其中在通道截面积大的所述区域的上游侧设置第二 突出部。
6. 如权利要求5所述的冷却护套，其中所述第二突出部设于所述流道构件的上侧内表 面上。
7. 如权利要求6所述的冷却护套，其中所述第二突出部设于与所述物体对应的位置。
8. —种冷却单元，其包括 冷却护套，其包括流道构件，冷却介质流经所述流道构件，所述流道构件的至少一部分与待冷却的物体 接触，并且所述流道构件包括通道截面积大于任何其它区域的通道截面积的区域；以及 突出部，其设于通道截面积大的所述区域的下游侧； 散热器，其散发所述冷却介质从所述冷却护套吸收的热。 泵，其使所述冷却介质在所述冷却护套与所述散热器之间循环。
9. 如权利要求8所述的冷却单元，其还包括冷却风扇，该冷却风扇装载于所述散热器上。
10. —种电子设备，其包括 冷却单元，所述冷却单元包括 冷却护套，所述冷却护套包括流道构件，冷却介质流经所述流道构件，所述流道构件的至少一部分与待冷却的物体 接触，并且所述流道构件包括通道截面积大于任何其它区域的通道截面积的区域；以及 突出部，其设于通道截面积大的所述区域的下游侧； 散热器，其散发所述冷却介质从所述冷却护套吸收的热； 泵，其使所述冷却介质在所述冷却护套与所述散热器之间循环；以及 所述物体。
全文摘要
一种冷却护套，其包括冷却介质流经的流道构件，该流道构件的至少一部分与待冷却的物体接触，并且该流道构件包括通道截面积大于任何其它区域的通道截面积的区域；以及突出部，其设于通道截面积大的区域的下游侧。本发明能够在指定位置从冷却介质中捕获气泡并提高冷却效率。
文档编号H05K7/20GK101752331SQ200910206578
公开日2010年6月23日 申请日期2009年10月22日 优先权日2008年12月4日
发明者角田洋介, 铃木真纯, 青木亨匡 申请人:富士通株式会社