用于改进的热交换器的系统的制作方法

专利名称：用于改进的热交换器的系统的制作方法
用于改进的热交换器的系统
背景技术：
例如计算机的电气设备包括多个电气部件(例如处理器、电压调 节器和/或存储器设备)。电气部件典型地将未使用的电能以热的形式 消散，该热可能损坏电气部件和/或其环境(例如其他电气部件，和/ 或例如外壳、壳体的结构设备，和/或电气互连件)。例如散热器和热 管的多种装置已用于控制和/或去除来自电气部件和它们的环境的 热。
当电气设备，例如个人计算机(PC)设备和甚至计算机服务器在
尺寸上减小时，则空间和成本的约束成为限制性设计因素。典型的热 减轻设备例如占据了电气设备内相当大的空间量和/或包括昂贵的部 件。因为电气设备的处理速度和功率的增加，它们的部件将生成更多 的需去除的热。典型的热减轻设备可能不适合于从电气部件去除足够 的热的量，特别是当考虑空间和成本时。


图l是系统的方框图。
图2是根据一些实施例的热交换器的截面图。 图3是根据一些实施例的热交换器的透视图。 图4是根据一些实施例的系统的截面图。 图5是根据一些实施例的冷板的透视图。 图6是根据一些实施例的叶轮的透视图。 图7是根据一些实施例的冷却系统的截面图。 图8是#>据一些实施例的系统的方框图。
具体实施例方式
首先参考图1，图1中示出了系统100的方框图。描绘了在此描述 的多种系统以用于解释但非限制所描述的实施例。在此所描述的任何 系统的不同的类型、布置、量和构造可以不偏离一些实施例的范围而 使用。比关于在此描述的系统所显示的更少或更多的部件可以不偏离
一些实施例地使用。系统IOO可以例如包括电子设备102 (例如处理器、存储器设备、 电压调节器等)、冷板110、热交换器120、储存器148、泵150和/ 或风扇180。在一些构造中，电子设备102可能生热和/或可以将热传 递到冷板110。冷板110例如可以联接到电子设备102以从电子设备 102接受和/或去除热。热可以通过传导行进，在一些构造中从电子设 备102行进到冷板110 (例如通过图1中的波浪线描绘)。在一些构造中，冷板110可以将热传递到热交换器120。热交换器 120例如可以是散热器和/或辐射器，它构造为将热排除和/或消散。在 热交换器120包括用于消散热的散热片(在图1中未示出)的情况中， 例如风扇180可以便于从热交换器120去除和/或消散热。风扇180在 一些构造中可以将空气引导向热交换器120 (和/或它的任何散热片) 以便于强制对流来从热交换器120去除热。系统100也可以或替代地 包括泵150。根据一些构造，泵150可以使流体在系统100内循环。例如，由电子设备102传递到冷板110上的热可以被引导到和/或 传递到(例如传导到)流体(例如水)，该流体通过冷板110循环。 已加热的流体然后例如可以行进到热交换器120以将热传递到热交换 器120和/或另外地将热消散在流体内。热交换器120例如可以从流体 去除热。已冷却的流体(例如相对于已加热的流体和/或冷板110被冷 却)然后可以行进到储存器148。储存器148例如可以贮存一定量的流 体以用于系统IOO内。流体然后可以例如通过泵150(例如离心泵)循 环和/或通过泵150从储存器148抽取。流体可以然后行进(和/或引 导)回到冷板110以从冷板110去除更多热(例如通过允许热从冷板 IIO传递到已冷却的流体)。转到图2，图2中示出了根据一些实施例的热交换器220的截面 图。在一些实施例中，热交换器220可以类似于结合图1描述的热交 换器120。热交换器220例如可以构造为去除、传递和/或消散(例如 辐射)热。在一些实施例中，在热交换器220内可以包括比在图2中 示出的部件更少或更多的部件。在一些实施例中，热交换器220可以 包括芯222。在一些实施例中，热交换器22 0可以包括一个或多个从芯 222向外延伸的散热片224。散热片224可以例如构造为从芯222消散 和/或传导热。根据一些实施例，芯222可以限定腔226。如在图2中
示出，例如热交换器220的截面图示出芯222为限定了腔226的环形 和/或空心圆柱形构造。芯222 (和/或散热片224 )例如可以包括低成 本铝的空心形式挤出件。
根据一些实施例，热交换器220可以从芯222的腔226内接受热。 例如流体可以在腔226内循环以将热传递和/或传导到热交换器220。 在一些实施例中，热交换器220可以包括联接到芯222的第一端盖228 以将流体保持在腔226内。根据一些实施例，在芯222和第一端盖228 之间可以形成液压和/或气密密封。以这样的方式，例如可以大体上阻 止在芯222的腔226内循环的流体从热交换器220的左侧(例如在图2 中的取向)泄漏，和/或可以大体上防止空气进入在腔226内流动的流 体内(例如从热交换器220外侧进入)。
在一些实施例中，热交换器220也可以或替代地包括第二端盖 230。第二端盖230例如可以联接到芯222以大体上防止流体从热交换 器220的右侧泄漏(和/或大体上防止空气进入腔226 )。在一些实施 例中，笫二端盖230可以构造为提供、接收、排出和/或另外地传输流 体。例如，第二端盖230可以包括入口 232和/或出口 234。根据一些 实施例，入口 232和/或出口 234可以是流体路径或包括流体路径(例 如导管和/或通道)，以分别接收和/或排出流体。流体通过入口 232 例如以已加热的状态被接收，可以被热交换器220冷却(即流体可以 将热传递到热交换器220 )，且可以通过出口 234以已冷却状态排出。 在一些实施例中，入口 232和/或出口 234可以构造和/或定向为已知 或可实行的或变成已知或可实行的任何方式。如在图2中示出，例如 入口 232和/或出口 234可以构造为将流体传输到芯222的腔226内的 特定和/或特殊的区内，和/或从该特定和/或特殊的区内传输出。在一 些实施例中，流体可以进入热交换器220的任一端或者两端和/或从热 交换器220的任一端或者两端排出。热交换器220例如可以并联和/或 串联连接到任何数量的其他设备，诸如其他热交换器220。
在一些实施例中，第一端盖228和/或第二端盖230到芯222的联
如，笫一 0型圈236可以布置在第一端盖228和芯222之间，和/或第 二 0型團238可以布置在第二端盖230和芯222之间。根据一些实施 例，0型圏236、 238可以4更于在芯222和端盖228、 230之间造成液
压和/或气密密封。在一些实施例中，端盖228、 230可以构造为接受0 型圏236、 238以提供改进的密封。端盖228、 230例如可以包括任何 个数的凹槽、凹陷、螺紋、唇部、座和/或其他便于联接到芯222和/ 或造成液压和/或气密密封(例如，大体上防止流体从腔226泄漏，和 /或大体上防止空气渗透到腔226 )的特征。
根据一些实施例，热交换器220也可以或替代地包括布置在芯222 的腔226内的元件240。元件240例如可以构造为传输和/或引导芯222 的腔226内的流体。元件240也可以或替代地便于将流体保持在热交 换器220内，和/或将腔226密封。在一些实施例中，元件240可以包 括一个或多个凹槽242 (和/或其他特征)。凹槽242可以例如限定一 个或多个通道，流体可以通过通道在芯222的腔226内运输和/或引 导。在一些实施例中，凹槽242可以包括构造在元件240的外表面上 的大体上螺旋形式的单一的凹槽242。螺旋凹槽242例如可以在元件 240的外表面和芯222的内表面之间限定通道(例如沿芯222的腔226 的表面)。
在一些实施例中，第二端盖230的入口 232可以定向为将流体引 导到由螺旋凹槽242所限定的通道内。流体例如可以通过通道沿芯222 的内表面行进，从而从芯222的腔226的右侧前进到芯222的腔226 的左侧(例如根据由螺旋凹槽242所限定的螺旋通道)。根据一些实 施例，流体当通过通道行进时可以将热传递到芯222。凹槽242例如可 以构造为引导流体经过芯222的内表面的大区域以传递相当大量的热 到芯222 (例如通过传导)。
流体例如可以由凹槽242 (和/或由其所限定的通道)引导以掠过 芯222的内表面的相当大的量来传递相当大量的热到芯222。在一些实 施例中，元件240和/或凹槽242可以构造为调整芯222的腔226内的 流体流特性。凹槽242可以设计和/或构造为例如确立由凹槽242所限 定的通道的某些特性。根据一些实施例，通道特性可以构造为和/或限 定为导致流体以层流或紊流流动，如为传递热到芯222所希望和/或可
^热对流，因此增加A传4到4 ;22;壁的效率。' ， '
在一些实施例中，凹槽242可以终止在和/或通向元件240的左端 和/或大体上终止在芯222的腔226的左端。流体例如可以从凹槽242
且沿第一端盖228的表面前进。在一些实施例中，流体可以通过元件 240的中心部分被引导向出口 234。流体例如可以流过从元件240的左 端延伸到元件240的右端的中心导管244。中心导管244例如可以将 已冷却的流体(例如已传递热到芯222的流体)直接从元件240和/或 腔226左端传输到出口 234。导管244例如可以通过维持进入流体流 和出离流体流之间的分离而大体上防止已冷却的流体被从入口 232进 入腔226的已加热的流体再加热。
在一些实施例中，热交换器220也可以或替代地包括允许已冷却 的流体进入储存器248 (和/或允许来自储存器248内的流体离开储存 器248且进入中心导管244 )的流体路径246。储存器248例如可以是 由元件240限定的腔。根据一些实施例，储存器248可以布置在元件 240的中心部分的空闲的和/或空的区内，和/或由该区所限定u中心导 管244例如可以通过储存器。在一些实施例中，储存器248可以提供 热质量(例如空气、水和/或其他流体)以降低大的和/或严重的热情 况的冲击。储存器248例如可以贮存一定量的流体以在需要额外的流 体和/或按要求提供热衰减的情况下供给额外的流体到热交换器220。 根据一些实施例，如果在热交换器220的寿命中流体从热交换器220 泄漏(例如因为老化的0型團236、 238和/或因为吸湿性塑料元件或 部件的渗漏)，则例如在储存器248内的额外的流体可以补充损失的 量。
在热交换器220的流体路径内的流体的替换和/或增加例如可以大 体上防止气泡形成和/或被引入到流体流内。在一些实施例中，储存器 248例如也可以或替代地用作空气捕获器来从流体流中收集气泡。根据 一些实施例，储存器248可以包括一个或多个插入件和/或嚢(未示 出)。泡沫元件(未示出)可以例如布置在储存器248内。在一些实 施例中，在流体在热交换器220内膨胀以在热交换器220内施加增加 的力的情况中，泡沫元件可以压缩。如果流体在加热时和/或因其他环 境因素而膨胀，例如泡沫可以吸收热交换器220内的增加的压力以大 体上避免对与流体流动路径相关的任何或所有部件的损坏。
现在参考图3，图3中示出了根据一些实施例的热交换器320的透 视图。在一些实施例中，热交换器320可以类似于结合图1和/或图2 的任一个描述的热交换器120、 220。热交换器320例如可以构造为去
除、传递和/或消散热。在一些实施例中，热交换器320可以包括芯 322、散热片324、由芯322限定的腔326、第一端盖328、第二端盖 330、入口 332、出口 334、第一0型圏336、笫二0型團338、元件 340、元件340上的凹槽342、元件340内的中心导管344和/或储存 器348。才艮据一些实施例，系统300的部件320、 322、 324、 326、 328、 330、 332、 334、 336、 338、 340、 342、 344、 348可以在构造上和/ 或功能性上类似于结合图2描述的类似地命名的部件。在一些实施例 中，系统300内可以包括比在图3中示出的更少或更多的部件。在一些实施例中，热交换器320可以包括芯322。如在图2中示出， 例如芯322可以包括空心的圆柱形形式，在一些实施例中，热交换器 320可以包括一个或多个从芯322向外延伸的散热片324。散热片324:消散和/或,辐"射4征。;在图3中;:，^散热片3;4例如可:乂是从芯 322突出的径向弯曲散热片(RCF)。根据一些实施例，散热片324可 以构造为使其表面积的相当大的百分比或全部处于从一个或多个风扇 (在图3中未示出)引导来的最高速度的空气流内。散热片324也可 以例如是如所示出的弯曲的，以捕获被风扇向散热片324所引导的任 何空气的涡旋分量。根据一些实施例，芯322和散热片324的组合包 括单个的挤出件和/或其他元件。芯322和散热片324例如可以包括低 成本铝空心形式的挤出件。才艮据一些实施例，芯322可以限定腔326。腔326可以例如是布 置在圆柱形形状的芯322内的圆柱形的空隙。在一些实施例中，腔326 可以降低热交换器320的重量和/或成本。典型的热交换器例如可以包 括实心芯，该实心芯是昂贵的和/或大体上增加了典型的冷却方案的重 量。然而图3中的热交换器320可以比典型的热交换器更轻且更便宜 地生产。至少通过利用流体将热传递到芯322，例如空心的芯322可以 比典型的热交换器更轻和/或要求大体上更少的材料(例如铝和/或其 他金属)。使用流体来将热传递到芯322也可以或替代地允许芯322 的直径比典型的热交换器更大，这又允许芯322和散热片324的表面 积更大，从而增加了从热交换器320传递热的效率。根据一些实施例，热交换器320可以包括第一端盖328和/或第二 端盖330。端盖328、 330例如可以便于保持、引导、运输和/或管理
用于将热传递到芯322的流体。在一些实施例中，第一端盖328可以 联接到芯322的笫一端(例如在图3的取向中为底端)和/或第二端盖 330可以联接到芯322的第二端(例如在图3的取向中为上端)。端盖 328、 330例如可以大体上防止在腔326内循环的流体从腔326泄漏和 /或可以大体上防止空气进入腔326。在一些实施例中，第二端盖330可以包括入口 332和/或出口 334。 第二端盖330可以用作流体歧管，从而例如将流体通过入口 332引导 到腔326内，和/或通过出口 324将流体从腔326内排出。在一些实施 例中， 一个或者多个这样的歧管可以包括在热交换器320中。根据一 些实施例，端盖328、 330可以以已知或可实行的或变成已知或可实行 的任何材料和/或以任何方式构成。端盖328、 330例如可以包括模制 和/或挤出的塑料。在一些实施例中，端盖328、 330可以联接到芯322 以形成液压和/或气密密封，该密封大体上防止流体从腔326的泄漏和 /或大体上防止空气进入腔326。根据一些实施例，通过利用一个或多 个0型圏326、 328可以便于液压和/或气密密封的造成(和/或端盖 328、 330到芯322的联接)。第一 0型圈336可以位于笫一端盖328 和芯322之间，和/或第二0型團338可以位于第二端盖330和芯332 之间。在一些实施例中，可使用其他密封剂、粘合剂、紧固件、系统、 设备和/或方法将端盖328、 330联接和/或密封到芯322。在一些实施例中，元件340可以布置在腔326内。元件340例如 可以引导腔326内的流体的流动。# 据一些实施例，元件340可以成 形为配合在腔326内。如在图3中所示，元件340可以大体上是圆柱 形形状的。在一些实施例中，元件340可以在其外表面上包括一个或 多个凹槽342 (和/或其他特征)。例如元件340可以包括构造为绕其 外表面的螺旋形式的单个的凹槽342。在元件340插入到腔326内的 情况中，凹槽342可以限定一个或多个通道，腔3W内的流体可以在 通道内流动。例如，当插入到腔326内时，元件340的外表面可以接触芯322 的内表面。在一些实施例中，元件340的在凹槽342的路径之间的外 表面的区可以大体上形成由凹槽342所造成的通道之间的密封。例如 可以促使和/或引导进入腔326的流体到在芯322的壁和凹槽342之间 形成的空间内。根据一些实施例，凹槽342和/或元件340的其他构造
可以如希望地用于腔326内引导流体。在一些实施例中，例如在利用 螺旋凹槽342的情况中，元件340和/或凹槽342的构造可以导致流体 通过芯322的内壁的大量表面积。此构造例如可以增加从流体传递到 芯322的热的量。根据一些实施例，在热交换器320内可能不需要元 件340。凹槽342和/或其他流体方向特征例如可以包括在挤出件中， 挤出件包括芯322和/或散热片324。在一些实施例中，凹槽324可以 切割和/或另外地包括在芯322的内壁内。
在一些实施例中，流体在完成了通过腔326的螺旋路径后(例如 在图3中示出的热交换器320的底端处)可以被引导到元件340的中 心导管344内。中心导管344可以例如是将已冷却的流体向第二端盖 330的出口 334引导的出口路径。根据一些实施例，储存器348可以 将中心导管344从元件340的内壁分开，该元件34 0的内壁限定了用 于传输已加热流体的通道的背部。例如以这样的方式可以大体上防止 已冷却的流体被进入腔326的已加热流体再加热。在一些实施例中， 这可以增加已冷却的流体从热交换器320外部的任何要求的和/或希望 的元件收集热的效率。根据一些实施例，热交换器320可以用于任何 系统和/或与任何个数、类型、数量和/或构造的泵、储存器、冷板和/ 或其他部件接口，或者联接到任何个数、类型、数量和/或构造的泵、 储存器、冷板和/或其他部件。热交换器320例如可以将已冷却的流体 排出到已知或者变成已知的任何类型或者构造的泵。
根据一些实施例，储存器348也可以或替代地贮存流体储备(例 如以补充由热交换器320和/或其他与流体路径相关的部件所损失的流 体)和/或提供热质量以衰减热交换器320和/或流体所经受的峰值热 情况。在一些实施例中，储存器348可以包括泡沫元件(未示出)， 该泡沫元件一般可用于吸收和/或均衡在热交换器320内和/或在流体 路径内的压力。在一些实施例中，热交换器320的部件322、 324、 328、 330、 340可以已知或可实行的或变成已知或可实行的任何方式联接。 如在图3中示出，例如端盖328、 330可以使用紧固件382紧固到芯 322和/或散热片324。紧固件382可以包括但不限制于铆钉、螺钉、 销、粘合剂和/或任何它们的组合。在一些实施例中，端盖328、 330 可以直接模制在芯320上和/或散热片322上(例如在芯322和散热片 324挤出件上)。
现在转到图4，图4中示出了根据一些实施例的系统400的截面 图。在一些实施例中，系统400可以构造为与结合图1、图2和/或图 3的任一个描述的系统100和/或热交换器120、 220、 320 —起起作用， 和/或可以另外地与它们相关联。系统400可以例如包括冷板410，冷 板410包括中心部分412、散热片414、半径416和/或表面418。系 统400也可以或替代地包括泵450，泵450包括壳体452、入口 454和 /或出口 456。泵450也可以或替代地包括叶轮460，叶轮460包括叶 片462。在一些实施例中，系统400和/或泵450可以包括马达470, 马达470包括一个或多个电磁体472、 一个或多个磁体474、转子476 和/或一个或多个轴承478。根据一些实施例，系统400的部件410、 450可以在构造和/或功能性上类似于结合图1描述的类似地命名的部 件。在一些实施例中，在系统400内可以包括比在图4中示出的更少 或更多的部件。
如在图4中示出，系统400可以包括组合冷板410和泵450 (和/ 或马达470 )。冷板410例如可以整合到泵450内。在一些实施例中， 冷板410可以构造为不仅将热传递到泵450内的流体，而且便于泵壳 体452内的流体的引导。例如，冷板410可以包括中心部分412。在 一些实施例中，冷板410的中心部分412可以是冷板410的最热的部 分。与到冷板的其他部分相比，电气部件(在图4中未示出)例如可 以传递更多的热到冷板410的中心。在一些实施例中，通过入口 454 进入泵450的流体可以最初被引导向冷板410的中心部分412。中心 部分412可以如在图4中所示例如向上延伸和/或延伸到流体路径内。
冷板414例如可以包括一个或多个散热片414。根据一些实施例， 散热片414可以在靠近冷板的中心部分412处更高，且可以随冷板410
的半径的增加在高度和/或尺寸上减小。以这样的方式，例如流体可以 与冷板410的最热的部分(例如中心部分412)更大接触，从而增加了 从冷板410到流体的热传递效率。根据一些实施例，冷板410的散热 片414和/或中心部分412可以构造为以径向方式从冷板410的中心部 分412向外引导流体到冷板410的末端。以这样的方式，例如可以通 过引导最冷的流体(例如进入入口 454的流体)经过冷板412的最热 的部分(例如中心部分412)而实现热交换的交叉流动，同时逐渐增加 地被加热的流体行进经过冷板410的逐渐增加地更冷的部分。才艮据一
些实施例，此交叉流动热交换可以实现在冷板410和流体之间的高效 热传递。
在一些实施例中，冷板410也可以或替代地用作用于叶轮460的 流动诱导器。冷板410的散热片414例如可以是弯曲的和/或另外地构 造为将从入口 454进入的流体引导到叶轮460的叶片462。根据一些 实施例，散热片414可以以通过叶轮460来增加流体的摄取效率的方 式来引导进入流体。换言之，通过冷板410的散热片414的流体引导 可以降低在流体流中的摩擦损失和/或大体上防止气穴现象和/或其他 流动中断。在一些实施例中，散热片414的弯曲的属性也可以或替代 地增加从散热片414到流体的热传递效率。当通过弯曲的散热片414 促使流体改变方向时，流体例如可以掠过散热片414。
才艮据一些实施例，冷板410的散热片414可以从冷板410的中心 部分412延伸到冷板410的半径416处。例如散热片414可以终止于 半径416处，以提供冷板410上的表面418。根据一些实施例，表面 418可以提供叶轮460的叶片462可通过它行进的区。叶轮460的叶 片462例如可以绕冷板410的半径416行进(例如绕散热片414和/ 或在表面418上)。根据一些实施例，叶片462可以将从散热片414 接收的流体引导到出口 456。在一些实施例中，入口 454和/或出口 456 可以由泵壳体452限定和/或形成。才艮据一些实施例，冷板410可以联 接到泵壳体452。冷板410例如可以联接到泵壳体452，以造成液压和 /或气密密封，以大体上防止流体从泵壳体452泄漏和/或大体上防止 空气进入泵壳体452。在一些实施例中，冷板410和泵壳体452之间 的密封可以包括O型圏(在图4中未示出)和/或其他密封剂或紧固件。
根据一些实施例，入口 454可以从另一个设备和/或部件接收流 体。流体例如可以是从储存器(例如储存器148、 248、 348 )接收的 和/或从例如本文中所描述的热交换器120、 220、 320的热交换器接收 的已冷却的流体。根据一些实施例，流体可以被冷板410加热且被冷 板410和/或叶轮向出口 456引导。出口 456例如可以引导已加热的流 体到另一个设备或部件，例如热交换器(例如热交换器120、 220、 320 )。 以这样的方式，例如系统400和/或泵450可以使流体循环以运4亍冷却 循环来从冷板410去除热(和/或从联接到冷板410的电子部件去除 热)。
在一些实施例中，系统400也可以或替代地包括马达470。马达 470例如可以驱动叶轮460以将流体向出口 456引导。根据一些实施 例，利用已知的或变成已知的任何类型和/或构造的马达来驱动叶轮 420。如在图4中所示，例如马达470可以是或包括无刷马达，例如无 刷直流(DC)马达。马达470例如可以包括一个或多个电磁体472 (和 /或电磁线團)、 一个或多个磁体474 (例如永磁体)和/或转子476。 在一些实施例中，磁体474可以联接到转子476 (例如典型地在无刷 DC马达中)。根据一些实施例，可以利用一个或多个轴承478来降低 摩擦和/或便于转子476的运动。如在图4中示出，马达470可以整合到泵450内。转子476 (和 联接到其上的磁体474 )例如可以在泵壳体452内旋转。根据一些实施 例，轴承478可以便于转子476在泵壳体452内的旋转。在一些实施 例中，马达470的部件472、 474、 476的一些可以被泵壳体452的壁 分开。如在图4中示出，例如转子476和磁体474可以布置在泵壳体 452内(例如暴露于流体)，而电磁体472可以布置和/或联接到泵壳 体452的外侧(例如不暴露于流体)。马达470运行所要求的磁力和/ 或电磁力例如通过泵壳体452的壁以允许马达470整合到泵450。在一些实施例中，将马达470整合到泵450内可以消除对轴的需 要(例如以驱动叶轮)和/或可以消除对动态液压和/或气密密封的需 要(例如这将典型地被要求围绕从泵壳体452伸出的驱动轴)。叶轮 460例如可以布置在转子476上和/或联接到转子476。如在图4中示 出，例如叶轮460的叶片462可以布置在转子476的在冷板410的表 面418上方旋转的底部部分上。根据一些实施例，将马达470整合到 泵450内可以降低磨损、泄漏和/或其他与泵450相关的问题的可能 性。在系统400内所要求的唯一的非流体路径密封例如可以是冷板 410和泵壳体452之间的密封。整合的马达47 0可以是无刷马达和/或 可以不要求轴穿过泵壳体452。根据一些实施例，将转子476和/或磁 体474合并到泵壳体452内的流体内也可以或替代地造成了吸湿轴承 效果，该效果可以降低系统400的多种部件上的磨损(例如轴承478、 转子476和/或泵壳体452自身)。在一些实施例中，整合的马达470 也可以或替代地允许叶轮460和/或转子476的直径比在典型的泵和/
或马达中更大。叶轮460和/或转子476的更大的直径例如可以允许马 达以比典型马达更低的每分钟转数(RPM)旋转，同时产生更高的转矩、 流量和/或压力。
参考图5，图5中示出了根据一些实施例的冷板510的透视图。在 一些实施例中，冷板510可以类似于结合图1和/或图4的任何图描述 的冷板IIO、 410。冷板510例如可以包括中心部分512、 一个或多个 散热片514、半径516和/或表面518。根据一些实施例，系统500的 部件512、 514、 516、 518可以在构造和/或功能性上类似于结合图4 描述的类似地命名的部件。在一些实施例中，系统500内可以包括比 图5中示出的更少或更多的部件。
根据一些实施例，冷板510可以是或包括盘和/或其他圆形构造。 如在图5中示出，例如冷板510可以是带散热片的盘(例如包括散热 片514)。在一些实施例中，冷板510可以包括铜和/或另一种导热材 料。冷板510例如可以是带散热片的铜盘。根据一些实施例，冷板510 可以使用金属注模(MIM)过程或多种锻造技术制造。冷板510在一些
S内部和/或"另夕f地与泵制成整体: '
根据一些实施例，冷板510可以是联接到电子设备和/或电气部件 (在图5中未示出)的集成热散器(IHS)。冷板510例如可以从电子 设备(例如联接到冷板510下侧)接收热。根据一些实施例，粘合剂 和/或热滑脂和/或其他热界面材料可以施加在电子设备和冷板510之 间，以便于热传递和/或热耦合。在一些实施例中，流体也可以或替代 地在冷板510上方经过和/或通过冷板510以将热从冷板510去除。
在一些实施例中，冷板510的中心部分512可以是冷板510的最 热的部分(例如冷板510的温度可以随半径增加而下降)。这可以至 少部分地例如由于来自电子设备的热集中向冷板510的中心部分 512。根据一些实施例，冷板510的散热片514构造为有效地将热从冷 板510去除和/或消散。如在图5中示出，散热片514例如可以在靠近 冷板510的中心部分512处更高，且可以随冷板510的半径的增加在 高度、尺寸和/或表面积上减小。散热片514也可以或替代地随冷板510 的半径的增加而在个数上增加(例如在图5中示出)。根据实施例， 散热片514的个数和/或尺寸可以设计和/或控制为作为冷板510的半
径的函数管理冷板510的截面积。比值可以维持为大体上恒定的值， 例如以增加冷板510可以将热传递到流体的效率。
冷板510的散热片514也可以或替代地是弯曲的，例如在图5中 示出。根据一些实施例，散热片514的取向导致被引导向冷板510的 流体以径向方式向冷板510的半径516引导。例如，散热片514可以 终止于半径516处，使得叶轮(例如叶轮460 )可以绕散热片514旋 转。位于半径516和冷板510的边沿之间的表面518例如用于绕散热 片514旋转叶轮的叶片。根据一些实施例，散热片514的弯曲可以将 流体向叶轮的叶片引导，从而增加流体流动通过叶轮的效率。
现在转到图6，图6示出了根据一些实施例的叶轮660的透视图。 在一些实施例中，叶轮660可以类似于结合图4描述的叶轮460。叶轮 660例如可以包括一个或多个叶片662、轴664和/或底部边缘666。 在一些实施例中，叶轮660也可以或替代地限定了腔668。根据一些实 施例，系统600的部件662可以在构造和/或功能性上类似于结合图4 所描述的类似地命名的部件。在一些实施例中，系统600内可以包括 比图6中示出的更少或更多的部件。
根据一些实施例，叶轮660的透视图可以是叶轮660的底部的视 图。叶轮660的底部边缘666例如可以构造为沿冷板410、 510的表面 418、 518行进。在一些实施例中，叶轮660的轴部分664也可以或替 代地是或包括马达470的转子476。叶轮660例如可以配合在泵壳体 452内，使得冷板410配合在由叶轮660所限定的腔668内。在一些 实施例中，例如用于从冷板传递热的流体可以行进达到通过腔668向 叶片662。流体例如可以被冷板的不同的散热片(例如散热片414、 514)引导和/或导致以流向叶片662。
根据一些实施例，叶轮660可以绕冷板旋转，从而接收流体且将 流体引导向一个或多个特定点。流体例如可以被引导向例如由泵壳体 452所限定的出口 456的出口。在一些实施例中，叶片662可以是弯 曲的(如在图6中示出)。根据一些实施例，叶片662的弯曲类似于 布置在腔668内的冷板的散热片(在图6中未示出)的弯曲，和/或另 外地与冷板的散热片的弯曲相关。叶轮660和/或叶片662可以包括已
知或可实行的或变成已知或可实行的任何材料。
现在参考图7，图7中示出了根据一些实施例的冷却系统700的截说明书第14/18页
面图。在一些实施例中，冷却系统700可以类似于结合图1描述的系 统100。冷却系统700例如可以包括冷板710，和/或热交换器720, 冷板710包括中心部分712，和/或一个或多个散热片714，热交换器 720包括芯722、 一个和多个散热片724和/或端盖728、 730。才艮据一 些实施例，笫二端盖730可以包括和/或限定入口 732和/或出口 734。 在一些实施例中，热交换器也可以或替代地包括元件740来引导热交 换器内和/或储存器748内的流体。在一些实施例中，冷却系统700可 以包括泵75 0，泵750包括泵壳体752、入口 754和/或出口 756。
根据一些实施例，泵75 0可以包括叶轮760和/或可以与马达770 整合。马达770可以包括电磁体772、永磁体774和/或转子776。冷 却系统700也可以或替代地包括风扇780和/或冷却方案空间790。根 据一些实施例，冷却系统700的部件710、 712、 714、 720、 722、 724、 728、 730、 732、 734、 740、 748、 750、 752、 754、 756、 760、 770、 772、 774、 776、 780可以在构造上和/或功能性上类似于结合图1、图 2、图3、图4、图5和/或图6的任一个所描述的类似地命名的部件。 在一些实施例中，冷却系统700内可以包括比在图7中示出的更少或 更多的部件。
根据一些实施例，冷却系统700可以是或包括冷却方案。例如， 冷却系统7 00可以包括用于例如PC或计算机服务器的电子设备的冷却 方案。在一些实施例中，冷却系统700可以包括联接的和/或另外地连 通的多个部件，以去除、移除和/或消散热。冷却系统700例如可以包 括冷板710以从源(例如电子部件)接收热。根据一些实施例，流体 可以在冷板710上方流动和/或流动通过冷板710以从冷板710去除 热。在一些实施例中，冷板710可以包括中心部分712，尺寸减小的散 热片714可以从中心部分712沿冷板710延伸。散热片714例如可以 便于将热从冷板710传递到流体和/或可以导致流体在一个和多个特定 的方向^危动。
冷却系统7 00也可以包括泵75 0，泵75 0例如可以与冷板710整 合(例如冷板710可以至少部分地布置在泵壳体752内)。在一些实 施例中，泵750可以使得流体在系统700内循环。来自冷板710的已 加热的流体例如可以被冷板710的散热片714引导向泵750的叶轮 760。根据一些实施例，叶轮760可以由马达770驱动。在一些实施例
中，马达770也可以或替代地与泵750整合。马达770的电磁体772 例如可以布置和/或联接到泵壳体752的外侧，而马达770的转子776 和/或永磁体774可以布置和/或联接到泵壳体752的内侧。根据一些 实施例，马达770可以使叶轮760旋转且引导流体向由泵壳体752所 限定的出口 756。已加热的流体例如通过出口 756被引导到热交换器720 (和/或第 二端盖730 )的入口 732。在一些实施例中，热交换器720可以从流体 去除热和/或将热辐射(和/或传导)到冷却系统700内和/或周围的环 境中。才艮据一些实施例，热交换器720可以包括芯722和/或从芯722 发出的散热片724。散热片724例如可以使热从芯722传导，且将热 辐射(和/或传导)到散热片724周围、之间和/或附近的区内。在一 些实施例中，风扇780可以通过在散热片724上方、之间和/或向散热 片724吹送和/或引导空气而便于从散热片724去除热。在一些实施例 中，散热片724可以以径向方式从圆柱形成形的芯7"发出以有效地 利用由风扇780提供的空气流。根据一些实施例，热交换器720也可以或替代地包括端盖728、730 以将流体保持在热交换器720内，和/或布置在热交换器720内以引导 热交换器720内的流体的元件740。元件740例如可以构造为增加流 体在芯722内所通过的表面积的量。根据一些实施例，元件740可以 限定一个和多个引导流体沿芯722的壁的路径或通道。路径可以是长 的，以增加流体可以掠过壁以将热传递到芯722的时间量和/或表面积 的量。路径例如可以包括沿芯722的内壁的螺旋路径。在一些实施例 中，热交换器720和/或冷却系统700也可以或替代地包括储存器748， 以提供、接收和/或贮存用于冷却系统700的流体。离开热交换器720 的已冷却的流体例如可以贮存在储存器748内。在一些实施例中，已冷却的流体可以通过出口 734离开热交换器。 出口 734例如可以联接到泵750的入口 754和/或另外地与泵750的入 口 754相关。以此方式，例如已冷却的流体可以被引导回到泵壳体752 内的冷板710。在一些实施例中，已冷却的流体可以从冷板710接收热 且被叶轮760引导回到热交换器720已从流体去除热。根据一些实施 例，此冷却回路大体上连续地(和/或如需要地)从电气部件(在图7 中未示出)去除热。在一些实施例中，在冷却系统700内循环的流体
在一些实施例中，流体可以大体上包括水。根据一些实施例，流体可 以是例如水和丙二醇的组合的流体组合。根据一些实施例，丙二醇可
以以大约35%的体积百分比利用，以大体上减轻冷却系统700可能遇到
(例如在运输中)的例如冻结的环境影响。
在一些实施例中，冷却系统700可以构造为配合在冷却方案空间 790内。冷却方案空间790例如可以是电气设备或部件内可用于放置和 /或安装冷却方案的区和/或体积。在一些实施例中，冷却方案空间790 例如可以是或包括根据由Intel Corporation发布的Balanced Technology eXtended( BTX )Interface Specif icat ion Vers ion 1. 0a
(2004年2月)构造的设备内的冷却方案空间。根据一些实施例，冷 却系统700可以配合在冷却方案空间790内且在提供冷却方案空间790 内提供空间，以允许来自风扇780的空气流消散和/或传递从热交换器 720的散热片724去除的已加热的空气。在一些实施例中，冷却系统 700的一个或多个部件710、 720、 750、 770、 780可以构造为配合在 冷却方案空间790内。如在图7中所示，例如一个或多个散热片724
(和/或其部分)可以被改变，以配合在冷却方案空间790内。
在一些实施例中，冷却系统700可以提供优于典型的冷却方案的 许多优点。多个部件(例如泵750、冷板710和/或马达770 )的整合 和/或紧密地将热交换器720联接到泵750的构造例如可以大体上降低 冷却系统700所要求的空间。在一些实施例中，降4氐所要求的空间也 可以降低与来自风扇780的空气流干涉的量，从而增加了冷却系统700 的效率。在热交换器720的散热片7"以径向方式从芯722发出的情 况中，冷却系统700也可以或替代地通过将散热片724的面积的大百 分比直接定位在由风扇780造成的流线内而提供对来自风扇780的空 气流的高效使用。
才艮据一些实施例，可以通过将流体管理部件(728、 730、 732、 734、 740、 748 )放置在风扇780的毂的遮盖区内的构造来进一步降低对冷 却系统700内的空气流的妨碍。换言之，流体管理部件可以如在图7 中所示定位在风扇780的中心部分后，风扇780的中心部分可以典型 地是产生最小空气流或不产生空气流的风扇毂。在冷却系统的部件 710、 720、 750、 770、 780如在本文中的一些实施例中所描述J也构造 的情况中，冷却系统也可以或替代地大体上比典型的冷却方案更轻和/或制造更便宜。在热交换器720包括低成本铝挤出件和/或空心的芯 722的情况中，例如可以大体上降低热消散所要求的金属的量和/或质 量的量。类似地，利用塑料来形成端盖728、 730和/或元件740可以 进一步降低冷却系统700的重量和/或成本。在一些实施例中，冷却系统700的部件710、 720、 750、 770、 780 的紧密联接和/或取向也可以或替代地增加冷却系统700的可靠性。如 在图7中示出的，部件710、 720、 750、 770、 780的紧密联接例如可 以大体上降低流体通过它可能损失而泄漏(例如通过吸湿塑料元件) 的距离和/或面积。热交换器的入口 732和出口 734例如可以大体上是 通过它流体可能渗出的唯一的塑料流体路径区。典型的系统包括更长 的与暴露在外部的塑料区相接触的流体路径长度。例如在冷却系统700 内不需要软管和/或管子。冷却系统700的可靠性也可以或替代地通过 将泵750和冷板710和/或马达770整合而增加。此整合例如可以降寸氐 泵750内的动态密封和/或磨损表面的个数，从而增加了泵750的可靠 性。马达770自身也可以例如无任何大体上可磨损的零件或部件(例 如电刷)。现在转到图8，图8中示出了根据一些实施例的系统800的方框 图。在一些实施例中，系统800可以类似于结合图1和/或图7的任一 个所描述的系统IOO、 700。系统800例如可以包括处理器802、冷板 810、热交换器820、储存器848、泵850、马达870、风扇880和/或 存储器892。根据一些实施例，系统800的部件802、 810、 820、 848、 850、 870、 880可以在构造和/或功能性上类似于结合图1、图2、图3、 图4、图5、图6和/或图7的任一个所描述的类似地命名的部件。在 一些实施例中，系统800可以包括比在图8中所示出的更少或更多的 部件。处理器802可以是或包括任何个数的处理器，处理器可以是已知或可得到的或变成已知或可得到的任何类型或构造的处理器、微处理 器和/或微型发动机。在一些实施例中，可以利用其他电子和/或电气 设备以代替处理器802或作为处理器802的附加。例如，处理器802 可以是或包括任何生成热、贮存热和/或要求去除热的设备、对象和/ 或部件。才艮据一些实施例，处理器802可以是例如Intel
PXA270XScale⑧处理器的XScale⑧处理器。才艮据一些实施例，存储器 892可以是或包括例如硬盘的一个或多个磁性存储设备、 一个或多个光 学存储设备和/或固态贮存器。存储器892例如可以贮存应用软件、程 序、工序和/或贮存了待由处理器802执行的指令的模块。根据一些实 施例，存储器892可以包括任何类型的贮存数据的存储器，例如单数 据率随机存取存储器(SDR-RAM)、双数据率随机存取存储器(DDR-RAM) 或可编程只读存储器(PROM)。
在一些实施例中，冷板810可以是联接到处理器802的IHS。冷 板810例如可以从处理器802去除和/或接收(例如通过传导)热(例 如在图8中以波浪线代表)。根据一些实施例，例如在图8中示出， 冷板810可以与泵850整合。如在本文中所描述，冷板810例如可以 将热传递到泵850内的流体和/或便于泵850内的流体的流动。在一些 实施例中，马达870也可以或替代地与泵850整合。马达870例如可 以包括布置在泵850内的部件和/或布置在泵850外部的部件。在一些 实施例中，马达870可以驱动泵850以引导流体(例如已加热流体) 到热交换器820。热交换器820然后例如可以从流体传递和/或接收热 且消散和/或去除来自系统800的热和/或系统800内的热。在一些实 施例中，风扇880可以通过将空气向热交换器820吹送来便于去除和/ 或消散热。根据一些实施例，贮存流体(和/或其部分)的储存器848 可以与热交换器820整合。流体(例如已冷却流体)例如可以从热交 换器820引导到储存器848内。根据一些实施例，可以将已冷却流体 送回到泵850 (和/或泵850、马达870、冷板810的组合)以继续冷 却循环。
在一些实施例中，冷却部件810、 820、 848、 850、 870、 880的 任何或全部可以是或包括类似于在本文中描述的那些部件。根据一些 实施例，冷却部件810、 820、 848、 850、 870、 880的一个或全部也 可以或替代地包括一个或多个常规设备，以执行所要求的特定部件的 功能性。例如，在一些实施例中，热交换器820可以是典型的散热器 和/或热管。例如泵850也可以或替代地是由标准DC马达(例如通过 轴联接到泵850 )驱动的典型的离心泵。
在此描述的数个实施例仅用于图示目的。可以以仅通过权利要求 书所限制的修改和改变来实行其他实施例。
权利要求
1.一种系统，其包括热交换器，其包括限定了腔的芯；多个从芯向外延伸的散热片；和布置在芯的腔内的元件，其中，该元件用于引导腔内的流体。
2. 根据权利要求1所述的系统，其中腔大致从芯的第一端延伸到 芯的第二端。
3. 根据权利要求2所述的系统，进一步包括 联接到芯的笫一端的笫一盖，其中，第一盖至少用于保持腔内的流体。
4. 根据权利要求3所述的系统，进一步包括 布置在第一盖和芯的第一端之间的密封件。
5. 根据权利要求2所述的系统，进一步包括 联接到芯的第二端的第二盖。
6. 根据权利要求5所述的系统，进一步包括 布置在第二盖和芯的第二端之间的密封件。
7. 根据权利要求1所述的系统，其中芯或者元件的至少一个限定 一个或者多个通道，以在腔内引导流体。
8. 根据权利要求1所述的系统，其中该元件包括接触腔的内表面 的外表面，以及其中，该元件的外表面包括至少一个凹槽。
9. 根据权利要求8所述的系统，其中该至少一个凹槽限定元件的 外表面和腔的内表面之间的至少一个通道，以及其中，该至少一个通 道用于引导流体。
10. 根据权利要求9所述的系统，其中该至少一个通道以大致螺 旋构造取向。
11. 根据权利要求1所述的系统，进一步包括 布置在腔的中心部分内的储存器。
12. 根据权利要求11所述的系统，其中储存器由该元件限定。
13. 根据权利要求11所述的系统，其中储存器液压地联接到延伸 通过腔的中心部分的路径。
14. 才艮据权利要求11所述的系统，进一步包括 布置在储存器中的泡沫元件，其中，该泡沫元件用于在流体膨胀 以施加力到泡沫的情况下压缩。
15. 根据权利要求1所述的系统，其中，芯大致是圓柱形的，且 散热片以径向方式从芯延伸。
16. 根据权利要求1所述的系统，其中散热片是弯曲的。
17. 根据权利要求1所述的系统，其中芯包括大致挤出的铝。
18. 根据权利要求1所述的系统，其中该元件是大致包括塑料的 成形的元件。
19. 根据权利要求1所述的系统，其中流体用于将热传递到芯。
20. 根据权利要求1所述的系统，其中流体大致是水。
21. 根据权利要求1所述的系统，其中流体大致包括水和丙二醇。
22. —种系统，其包括 热交换器，其包括具有笫一端和第二端的芯，其中，芯限定了在第一端和笫二端之 间延伸的腔；多个在第一端和第二端之间从芯向外延伸的散热片；接受流体的入口；排出流体的出口；和布置在芯的腔内的成形的元件，其中，该成形的元件用于引导腔 内的流体；用于移动流体的泵； 用于将热传递到流体的冷板； 联接到冷板的处理器；和 联接到处理器的双数据率存储器。
23. 根据权利要求22所述的系统，其中，芯或者成形的元件的至 少一个限定一个或者多个通道，以在腔内引导流体。
24. 根据权利要求23所述的系统，其中该一个或者多个通道以大 致螺旋构造取向。
全文摘要
一种系统包括热交换器，其包括限定了腔(226)的芯(222)；多个从芯(222)向外延伸的散热片(224)；和布置在芯(222)的腔(226)内的元件(240)，其中，该元件(240)用于引导腔(226)内的流体。
文档编号F28F3/12GK101107708SQ200580045597
公开日2008年1月16日 申请日期2005年12月29日 优先权日2004年12月31日
发明者D·卡特, M·克洛克 申请人:英特尔公司