专利名称：计算机特殊器件的液体冷却装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是利用计算机各特殊器件的热传导进行液体冷却的装置，所述的这些器件装在计算机的壳体中，以便降低这些器件的工作温度。
当计算机的某些器件，例如微处理器或硬盘驱动器的功率越大，结构越复杂时，为了保持具有紧凑的结构，所以就需要有更有效的热控制，以保持所需的工作温度。众所周知，根据Arrhennius方程，故障率随工作温度的增加成指数地增加。例如假定激活能为1.0eV，则工作温度每增加10℃，故障率就增加一倍。所以，为了防止工作温度出现不理想的升高，增加例如奔腾类的计算机芯片的功率就要求有更有效的热控制。
已知的有将风冷风扇组件直接用到各电子器件上，以便利用翅片式热交换器的热传导和与该热交换器的对流传热进行散热，所述的热交换器由空气流冷却。例如用合适的翅片式热交换器冷却英特尔486计算机，而用表面延伸超出奔腾机实际接触面积(有时认为是延伸面的热交换器)的翅片式热交换器冷却英特尔奔腾机的芯片。某些器件(例如新版英特尔奔腾机芯片)的运行功率已经达到了需要大量强迫冷风进行散热的程度，但是，冷却翅片组件的强迫冷风的局限性在于因为噪声或其它需要增加功率的因素使冷却空气流量的上限受到了限制。
在现有技术中，除了翅片表面热交换器之外，通常用的是冷却系统。例如已知的珀尔帖冷却器和热管。但是，由于本身效率不高，珀尔帖冷却器的势能高度以及额外冷却负载的需要就可能减少了向高热负载器件的连续冷却。另外，热管的传热能力受到限制的原因主要在于热的和冷的热力容器在连接过程中造成的损失，而且还由于内部设计的局限性造成的有限传热。
人们还知道用冷却板使液体冷却剂进行循环，该冷却板与各功率组件接触，功率组件例如是三极管，二极管以及整流器。例如EG&G ComponentsDivision ofWakefild Engineering of Wakefild，Massachusetts将制造出的薄板弯曲，也就是说绕着冷却管和水冷实心铜板使薄板起皱，冷却管和水冷实心铜板用于冷压安装的整流器，并且每个设备的SCR的散热高达2kw。Wakefild冷却板的缺点在于铜管和铝板之间的所有界面上存在很大的热阻，另一缺点是用这种方法使管子起皱后导致高达百分之五十的冷却变化。
目前许多专利致力于利用液体冷却剂来冷却电子器件，特别是用来冷却特大型计算机中的电子器件。美国专利US 5159529使用的内冷式塑料芯件上装有一块或多块冷却铜板，铜板上安装各种电子器件。但是，由于各材料并不相配，将铜板固定到塑料芯件上时会引起泄漏问题。美国专利US 5144532所用的两块液体冷却板设置在相反两侧，这些板与多层印刷线路板相反两侧上的印刷线路接触。美国专利US 4748495公开了一种用于若干组装在一起的高度不齐的芯片的液体冷却组件，其中冷却流体或是流过一组热链，或是间接地流过各个热链。另外，美国专利US 4758926公开的是使用具有微型通道的热链，冷却流体流过这些通道冷却芯片。
虽然现有技术通常是用冷却流体或冷却剂来冷却电子器件的，但仍需要开发大容量的冷却系统，这种冷却系统装在台式计算机的壳体内和服务规模计算机的壳体内，在该壳体内，冷却系统直接与功率最大和发热量最大的电子器件接触，例如最近的更大功率版本的奔腾处理器以及硬盘驱动器。因此本发明的目的在于提供一种专用于这些器件的冷却系统。
根据本发明的不同实施例，所提供的装置用于把上述例如大功率计算机芯片和硬盘驱动器类的发热量高的电子器件产生的热散发出去。在一个实施例中，这种装置包括一个大体为矩形的底盘，该底盘有若干包括母板在内的器件，以及安装在母板上的其中一个处理器槽口中的处理器芯片。热交换器组件包括一个安装在底盘一角上的电源，靠近电源有一个风扇。热交换器组件用来将芯片产生的热量散发到一个空气-液体热交换器中，该空气-液体热交器设置在底盘上的风扇旁边，将一个泵安装在底盘的合适位置处，一块传热板的形状基本与发热量高的芯片的底面相同。通过一个合适的管线将传热板与空气侧热交换器相连，以便使液体冷却剂可以传送到传热板上，从发热量高的芯片上除去热量，同时加热后的冷却剂在空气侧热交换器中得到冷却，再由泵连续返送到传热板上。
在本发明的另一个实施例中，所提供的装置用来冷却正在运行的硬盘驱动器，该装置包括一个可弹性地安装在硬盘驱动器容器一侧上的大体为U型的热交换夹。U型夹包括固定在该夹外侧的外部液体冷却剂流路，以便为硬盘驱动器散热。在另一个用于冷却单个硬盘驱动器的实施例中，该装置包括一个大体为矩形的传热板，该板的尺寸基本与硬盘驱动器容器的表面尺寸相同，用于为该盒散热。
所提供的另一个装置用来为垂直设置的一排或一组硬盘驱动器元件散热。这种装置包括一个或多个设置在垂直相邻的硬盘驱动器元件之间的嵌板，以便同时除去相邻驱动器元件上的热。
本发明的摘要用于从总体上描述本发明，而在下面要比较详细地描述本发明，同时，权利要求书用于叙述需要保护的发明主题。
图1是用于说明本发明第一个优选实施例的计算机的示意图，该实施例用来向发热量高的处理器提供液体冷却介质；图2是安装在发热量高的处理器上的热交换板的示意图；图3是侧视图，表示冷却从图2热交换板流出的液体的空气-液体热交换器；图4是热交换器上的将热交换液体冷却剂提供给硬盘驱动器的夹的透视图；图5是装在硬盘驱动器热交换器上的夹的后侧透视图；图6是装在硬盘驱动器表面上的传热板的透视图；和图7是使用热交换嵌板的透视图，将这些嵌板插在垂直相邻的叠置式硬盘驱动器之间。
现在参考附图，主要参见图1至3，用A表示的装置用于连续冷却发热量高的器件P，例如由英特尔公司生产的奔腾机，这种机器因为其功率需要所以会产生很大的热量。当英特尔起初开发奔腾芯片时，英特尔就提出用散热片和气流相结合的方法来冷却奔腾芯片，热链的尺寸和气流量是相关的。早先公开的奔腾芯片版本的规格包括最大功率为16W的66MHZ插件式PGA奔腾处理器，处理器尺寸为2.16″×2.16″，盒体的最高温度为70℃。对于这种奔腾处理器，英特尔在规定中还提出了设备的最高结温为90℃。
在通常的计算机壳体中，已知环境温度为40℃到45℃之间，定义环境空气温度为奔腾插件周围的未扩散的环境空气温度。经试验，对于英特尔机来讲，通常在插件上游12英寸处测量环境温度，而在系统周围，定义环境温度为插件上游和其附近处的空气的温度。
随着奔腾处理器和其它工作温度高或发热量高的芯片的不断更新，所以只用散热片或翅片式气流热交换器的组合方式来将运行处理器保持在所要求的工作温度范围内的难度变得更大，上述工作温度高的芯片例如是专用集成电路(ASICS)，后面将该电路称作″发热量高的处理器″或″工作温度高的芯片″。本发明的装置A是用液体作为冷却剂的冷却系统，该冷却系统专用于将工作温度高的处理器或芯片的温度保持在厂家规定的范围内。此外还知道芯片厂家一般将超过规定工作温度的芯片扔掉或降价出售。用本发明的装置A可以利用以前能以低价买到的抛弃掉的芯片。
现在参见图1，标号10表示计算机壳体。壳体10为现有技术公知的矩形箱体。作为例子的壳体10包括一个底11，第一组相对的两侧部12a和12b以及第二组相对的两侧部14a和14b，所有这些侧部都与底11相互连接或组合在一起。用公知方法将标号13表示的底盘装在壳体10内。底盘13一般为矩形，这样底盘就有相对的各侧部(未示出，但各侧部均与计算机壳体的各侧部平行，其尺寸略小于计算机壳体)，使底盘能与计算机壳体的底11和各侧部12a-b和14a-b配合，底盘还有母板15。
如现有技术所知的那样，将母板15设置在壳体10的底11的附近，以便安装现有技术所用的各计算机器件。此处不介绍使计算机进行正常运行所需的所有器件，但计算机设计领域中的技术人员对此十分了解。这里专门介绍的器件是与本发明最相关的器件。
母板15包括一系列安装槽(未示出，但本领域技术人员知道)，在这些安装槽上装有一系列″子″板，子板包括例如实际安装奔腾机或其他发热量高的处理器的微处理器板16。将发热量高的主要处理器P安装到活动板16上的好处在于可以把板16换成具有新改进的发热量高的芯片的板。另外还安装了其他子板，例如有周边器件接口板或视频接口板，这些板用标号17和18表示。公知的还有将处理器芯片装到(ZIF)或(LIF)插块中。如公知技术那样，壳体门或开口19安装一个或多个用于放置软盘驱动器或高密度盘驱动器的机架。用标号20表示的矩形结构是一个或多个这种周边器件单元的安装区域。
将电源21设置在壳体的侧部14a和12b构成的角上，这样，在任何运行情况下，冷却剂都不会因气流的重力或气流的传送而泄漏到电源的主侧。将计算机冷却风扇22安装在电源21的附近。在一侧或一面14b上开有一系列槽口23，以便让循环空气流入或流出壳体。
本发明装置A连续向高温运行的芯片P提供液体冷却剂，该装置包括一个泵30，一个空气侧热交换器32和一个传热板34。可以装在底盘13区域内的任何合适位置处的泵30有一个闭式液体冷却剂循环系统，该系统用于泵送空气侧热交换器32和板式热交换器34之间的冷却剂。空气侧热交换器32在图3中详细描述。空气侧热交换器32可以是市场上供应的大量合适热交换器中的任何一种热交换器。在本优选实施例中，图3的热交换器32可以类似于720系列热交换器，该热交换器为EG&G Division of Wakefild Engineering of WakefildMassachusetts出售的传热量为18kw的热交换器。720系列热交换器32使用的铜管32a从入口32c延伸，铜管做成盘管形，并从出口32b引出。安装盘管形铜管32a的框架33为矩形，框架由铝制成。将空气侧翅片32d装在铝框架33内，并以公知方法固定到盘管形铜管上。该单元成为有效的RotronMuffin标准风扇(型号为No.MX2A3的tm XL风扇)或可以用本领域技术人员已知的风扇单元。总之，要求将空气侧热交换器32紧靠着风扇单元，以便使传热效率最大，降低流过其的液体冷却剂的温度。所用泵30的直径不大于2。5英寸，长度不大于5英寸。泵30的可燃规格为tm UL9494V-2和UL超载电机以及同步转子的规格为UL1950。作为说明，泵30有低压进口30a和高压出口30b。
图2对冷却板34进行示意性说明。冷却板34为矩形实心铜块，在其出口34b装有黄铜管线35，在其入口34c装有黄铜管线36。因为泵可以安装在底盘13区域中的所有合适位置，所以黄铜管线35和36在图1中用虚线表示。所示的铜块34钻有U型孔34a，该孔穿透块，也可用其他方法制成该孔。但也可用其他形状的流路来有效地增加传热，这种流路包括具有沿块的长度方向伸长的多个孔的流路。铜块的长和宽的所有尺寸均与奔腾芯片的合金材料底或陶瓷下表面的长度和宽度配合，或与工作温度高的芯片的其他底面相配合。可以对与发热量高的芯片底面相接触的铜块表面的形状进行机加工，使该芯片的底面与热油脂的间隙贴合面或与本领域技术人员知道的等同物的间隙贴合面配合，以避免气穴。除了用实心铜块外，用中空块也在本发明的范围之内，这种中空块有底，顶和四个边，该中空块由铜或黄铜制成，它有一个或多个沿壳体长度的纵长部分延伸的隔板，该隔板将翘体分割成多个腔室，使进口管道36和出口管道35进行流体连通。管子应当是黄铜或耐火塑料，规定管子满足所需的工作温度，其可燃规格应当为UL62VW-1。
液体冷却剂可以是水，也可以是具有公知防腐性能的50％乙二醇和水的混合物。液体系统要用本领域公知的连接器获得密闭冷却剂系统，该系统在任何时侯都是密封的，但并不适于在所有场合使用。
已知安装在底盘上的各电子器件在计算机壳体10中的环境温度通常会升高10℃左右。另外还知道象奔腾类的发热量高的芯片的工作温度大约在60-70℃的范围内。本发明的用于将芯片P冷却到55℃以下工作温度的装置是为了能使用当前不符合某些芯片厂家规定的芯片。这可以通过设计热交换器32的尺寸和泵30的流量，同时考虑到冷却板的有效传热得到实现，这样就会从工作的芯片P中传出足够的热量，哪怕在最坏的工作条件下，也可将工作温度降到55℃左右，即可降到比集成块底部的工作温度范围低5℃。55℃工作温度假定的环境温度为40℃。所需要的流量根据具体处理器改变，即根据冷却的ASIC和/或硬盘驱动器改变，但相信流量会小于现有技术所用的液体冷却剂的流量。
现参见图4-6。装置B-1和B-2提供用于降低硬盘驱动器工作温度的液体冷却剂。图4中的硬盘驱动器D-1和图6中的硬盘驱动器D-2的安装方式和外壳均和市场上的标准器件相符。将驱动器D-1和D-2单独或以密集层叠排列(这将在图7中进行讨论)的方法安装在计算机壳体内。因为是叠装式，所以硬盘驱动器通常由气流冷却而不用散热片冷却。硬盘驱动器D-1和D-2分两种基本尺寸，即″半高度″和″全高度″。它们之间的唯一区别在于半高度硬盘驱动器的高度约为1英寸，全高度硬盘驱动器的高度约为1.63英寸。硬盘驱动器系统基本由钢材容器构成，并有一个图4和6中用标号50表示的单块印刷线路板(PWB)，印刷线路板直接拧到硬盘驱动器壳体51的底部51a上。硬盘驱动器壳体51的其他面包括顶51b，前后侧51c和51d以及相反的两侧51e和51f。如现有技术公知的那样，硬盘驱动器容器51有一组安装在一个心轴上的硬件驱动盘，心轴的转速为每分钟几千转。旋转作用的结果是使内部硬盘驱动器容器的环境温度达到均匀温度，或将其称作″充分搅动容器″。硬盘驱动器D-1和D-2包括一些测温设备，测温设备包括但不限于电机轴承。
已知的技术是通过安装轨道的热传导部分地冷却硬盘驱动器，这种技术由于轨道上的界面热传导损失和轨道整个长度上的热传导损失而使效率受到限制。
现在参见图4，装置B-1是一种用夹子夹上去的热交换器，这种热交器弹性地安装在硬盘驱动器D-1单元壳体51相对的两面。夹着热交换器60的夹是U型弹簧夹60，弹簧夹由铜铍合金，磷青铜或其他合适金属构成。U型弹簧夹60包括第一和第二夹臂60a和60b，这两个夹臂通过两个整体构成的可弯曲的圆形或弧形件60d和60e与夹座或夹背60c结合在一起。所以U型热交换器夹60包括便于弹性地膨胀的侧边60a和60b，这两个侧边插到硬盘驱动器壳体51的侧边51e和51f上，由于夹的弹簧作用所具有的弹性压力，该夹就固定在适当的位置上。
现在参见图4和5，U型弹簧夹包括处于弧形件上的开口60f和60g。管的入口62和管的出口63安装在热交换夹的背部60c和侧部60a及60b上，以便冷却热交换夹本身，由此利用热导吸收硬盘驱动器壳体51发出的热量。入口管线62通过具有Y形连接件(未示出)的接头64，以便把入口管线分成第一和第二入口管线部分62a和62b。用Y形连接件将出口管线63分成出口管线部分63a和63b。入口管线部分62a和62b分别延伸通过热交换夹的开口60f和60g，并沿着各侧60b和60a的外表面的长度纵向延伸。通过焊点65将管线部分固定到侧部60a和60b上。入口管线部分62a在部位62c处做成U型，与返回冷却剂管线63a相连，该冷却剂管线向后延伸到冷却剂出口管线63。热交换夹的冷却剂入口管线62延伸到图1所示的泵30的泵出口处，热交换夹的冷却剂出口管线63延伸到空气侧热交换器32的入口处，这样泵30中的热交换器32就成为图4-5的整个硬盘驱动器冷却剂系统的一部分，以便连续除去运行硬盘驱动器上的热量。
现在参见图6，介绍硬盘驱动器D-2。驱动器D-1的壳体和驱动器D-2的壳体基本一样，所不同的只是将驱动器D-2固定到一侧或多侧(例如51e)的固定件上，固定件在计算机壳体内，所以必须提供装置B-2来冷却硬盘驱动器。装置B-2包括一块铜板70，铜板为矩形，其长和宽与硬盘驱动器D-2的顶面51b配合。冷却剂入口管线部分71a从泵30(图1)的出口管线(而不是合适的泵)延伸，并通过图6所示的各焊点65固定到冷却板70的顶上，该入口管线部分在冷却板70的周边按照矩形模式进行延伸，其终点在出口部分71b处，出口部分与入口部分形成一体，该出口部分71b延伸到空气侧热交换器32或其他合适的空气侧热交换器的入口处，所以图1的泵30和空气侧热交换器构成了图6热交换系统B-2的一部分。将一个或多个定位夹72安装到硬盘驱动器D-2的一侧或多侧51c，51e和/或51f上以便使冷板或冷却板70固定到硬盘驱动器51的顶面51b上。
现在参见图7，装置B-3用于冷却垂直的一排硬盘驱动器D-3，D-4，D-5和D-6，这些驱动器沿垂直方向一个层叠在另一个上面，用螺孔80将这些驱动器固定到计算机合适的固定件上，例如公知的轨道式固定件(未示出)。垂直排列的硬盘驱动器D-3至D-6会产生大量的热，使用常规的散热片和空气冷却方式不能将其冷却到所需的工作温度。硬盘驱动器D-3至D-6均为箱式矩形壳体或容器，它们包括一个顶面，一个底面和相对的侧面，所以驱动器单元D-3至D-6的各容器可使用相同形状的壳体。由于需要冷却大量的空气，所以空气冷却并不是理想的技术，冷却大量空气有可能导致稳定性差的危险，因为这有可能损坏风扇，而且还会产生噪声。将冷却系统B-3安插或夹在相邻的两个硬盘驱动器(例如D-3和D-4)之间，以便从相邻硬盘驱动器向一系列柔性热交换机构或板件81传热。
各个柔性热交换构件81均由很薄的片状中空矩形板构成，并且里面充满了冷却剂液体，例如充的是50％水和50％乙二醇的混合物。柔性热交换构件81有周边密封件81a，密封件绕着矩形周边延伸，这样里面就构成了一个腔或室。柔性热交换构件内包括五层柔性体，这五层从上到下包括聚酰胺薄膜材料的顶层，中间层和底层以及FEP碳氟化合物薄膜材料的两个插入层，聚酰胺薄膜材料主要是由Dupont公司生产的名叫KAPTON的材料，插入层主要是由Dupont公司生产的名叫TEFLON的材料。间隔地配置环形互连件81b后在两片碳氟化合物薄膜材料之间的中心区域形成一些通道，这样就有一个U型流路82通过柔性热交换板或构件81。薄膜81b的各固定点也用来固定外片，以防止出现不应有的膨胀或隆起，这种膨胀或隆起会产生不应有的作用到驱动器印刷线路板50上的力。取而代之的是，可以控制这种力，以便只提供有利于传热的压力，增加与硬盘驱动器表面的传热接触。环形互连件的位置可以改变，以提供不同的流路，但在所示的实施例中，互连件81b沿着三条线设置，并在一条线的四点上，这三条线沿盘81的纵向延伸。
为了进一步描述这种柔性热交换板的制造方法，本申请人结合申请号为08/674081的美国专利申请(发明人为Messr.Daniel N.Donahoe和MichaelT.Gill，申请日为1996年7月17日，授让人为本申请的同一授让人Compaq计算机公司)进行说明。在作完整说明的同时参考说明书、权利要求书和附图，以便能够使描述和请求保护的内容更清楚，本申请人特别注意对图3-7的描述和第9-12页对于流路横截面的描述，但主要参考的还是图3和4。当然也可用更简单的板形结构，这种结构的两层邻接的合适柔软塑性材料的周边被密封起来，并有一些焊点，在这些焊点处板材和密封边缘从内部焊接在一起。
各个柔性热交换板件81均有一个冷却剂进口或入口81c及一个冷却剂出口81d。由于板件81位于或夹在相邻层叠硬盘驱动器(例如D-3和D-4)之间，所以各板81的流动冷却剂出口81d通过连接件85a，85b和85c与总回流管85相连。类似的入口总管87将各安插或夹住的柔性冷却板81连接在一起。然后将入口总管87固定到图1所示泵30的出口处。出口总管85与空气侧热交换器，例如与图1和3所示的空气侧热交换器32的入口相连。
在运行期间，由流体压力引起的板件膨胀具有另外的有利特点在运行期间，各驱动器更紧地靠在一起；当给板件放气时，比较容易拆下驱动器。
本发明上面的描述是作为实例的说明，在不超出本发明范围的前提下，可以对上述装置和结构以及运行方法的细节作各种改变。例如，在本发明的范围内，可以把本发明的各种传热实施例组合起来用在单个计算机中。图1-3的装置在合适地采用了泵30，风扇22和空气侧热交换器32的尺寸以后就可以冷却多个芯片，同时向多块传热板34提供合适的冷液冷却剂。此外，可以合适地采用泵30，风扇22和空气侧热交换器32的尺寸来冷却硬盘驱动器壳体51，该壳体采用图4-5的装置B-1的U型夹60或采用图6的装置B-2的传热板70，同时与图1-3的系统结合在一起。或者可以将冷却图7的垂直排列硬盘驱动器D-3到D-6的系统B-3与图1-3的冷却系统结合起来。此外，硬盘冷却装置B-1和B-2可以与图1-2的空气侧热交换器32及泵30一起使用。装置A，B-1，B-2和/或B-3之一的任何其他组合都可以与单个泵，空气侧热交换系统一起使用。
权利要求
1.电子装置包括一个大体为矩形的底盘，该底盘具有第一和第二组相对的侧部；若干电子器件，这些电子器件安装在包括一个母板在内的所述底盘上；所述母板有若干膨胀槽口，一个处理器板安装在所述的一个处理器槽口中，该处理器板上还装有一个发热量高的芯片；一个电源，该电源安装在所述底盘的第一组侧部的任一侧部和第二组侧部的任一侧部的接头处，靠近所述电源还安装了一个风扇；一个热交换系统，该热交换系统用于将所述的发热量高的芯片发出的热散发掉，所述的热交换系统包括一个设置在所述底盘上的风扇旁边的空气-液体热交换器，所述空气-液体热交换器有一个入口和一个出口，入口和出口与若干隔开的液体冷却剂通路流体相通，以接收风扇产生的空气流，从而降低流过所述通路的冷却剂的温度，冷却剂从所述入口流到所述出口；一个安装在所述底盘上的泵，该泵有一个低压进口和一个高压出口；一块传热板，该传热板的形状基本与发热量高的芯片的底面相同，传热板在运行时固定到芯片的底面上，所述传热板有一个液体冷却剂入口和一个液体冷却剂出口，并在内部有一个通路，从而使冷却剂从所述入口流到所述出口；和在所述传热板的出口和所述空气液体热交换器的入口之间延伸的管件以及在所述传热板的入口和所述泵的出口之间延伸的管件。
2.根据权利要求1所述的电子装置，包括所述泵、传热板、管件和空气侧热交换器构成使液体冷却剂循环的闭合系统。
3.根据权利要求2所述的电子装置，包括所述的冷却剂是约50％水和约50％乙二醇的混合物。
4.根据权利要求1所述的电子装置，包括所述风扇为矩形，所述空气侧热交换器也有大体类似的形状。
5.根据权利要求1所述的电子装置，包括所述电子底盘装在计算机壳体内时使环境空气温度升高10℃，所述的发热量高的芯片的设计工作温度为60-70℃，所述空气-液体热交换器为所述入口到所述出口提供足够的温度变化，以便使所述发热量高的芯片的工作温度保持在55℃左右。
6.一种计算机包括一个箱式矩形壳体，该壳体有一个矩形底盘，底盘包括第一和第二组相对的侧部，矩形底盘安装在所述的壳体中；若干电子器件，这些电子器件安装在包括一个母板在内的所述底盘上；所述母板有若干膨胀槽口；一个安装在所述的一个处理器槽口中的处理器板，该处理器板上还装有一个发热量高的芯片；一个电源，该电源安装在所述底盘的第一组侧部的任一侧部和第二组侧部的任一侧部的接头处，靠近所述电源还安装了一个风扇；一个热交换系统，该热交换系统用于将所述的发热量高的芯片发出的热散发掉，所述的热交换系统包括一个设置在所述底盘上的风扇旁边的空气-液体热交换器，所述空气-液体热交换器有一个入口和一个出口，入口和出口与若干隔开的液体冷却剂通路流体相通，以接收风扇产生的空气流，从而降低流过所述通路的冷却剂的温度，冷却剂从所述入口流到所述出口；一个安装在所述底盘上的泵，该泵有一个低压进口和一个高压出口；一块传热板，该传热板的形状基本与发热量高的芯片的底面相同，传热板在运行时固定到芯片的底面上，所述传热板有一个液体冷却剂入口和一个液体冷却剂出口，并在内部有一个通路，从而使冷却剂从所述入口流到所述出口；和在所述传热板的出口和所述空气液体热交换器的入口之间延伸的管件以及在所述传热板的入口和所述泵的出口之间延伸的管件。
7.根据权利要求6所述的计算机，包括所述泵，传热板，管件和空气侧热交换器构成使液体冷却剂循环的闭合系统。
8.根据权利要求7所述的计算机，包括所述的冷却剂是约50％水和约50％乙二醇的混合物。
9.根据权利要求6所述的计算机，包括所述风扇为矩形，所述空气侧热交换器也有大体类似的形状。
10.根据权利要求6所述的计算机，包括所述计算机外壳的环境空气温度升高10℃，所述的发热量高的芯片的设计工作温度为60-70℃，所述空气-液体热交换器为所述入口到所述出口提供足够的温度变化，以便使所述发热量高的芯片的工作温度保持在55℃左右。
11.电子装置包括一个大体为矩形的底盘，该底盘具有第一和第二组相对的侧部；若干电子器件，这些电子器件安装在包括一个硬盘驱动器的所述底盘上，所述硬盘驱动器有一个大体为箱式的容器；所述硬盘驱动器的一个热交换系统，该系统包括一个大体为U型的热交换夹，该夹包括第一和第二夹臂，夹臂与一个底构成一体；用所述的U型热交换夹安装的冷却剂回路，所述冷却剂回路包括固定到热交换夹的第一夹臂上的第一回路段和固定到热交换夹的第二夹臂上的第二回路段，以使液体冷却剂进行循环，从而吸收所述硬盘驱动器容器传送到所述热交换夹的第一和第二夹臂上的热量；所述U型夹的夹臂与所述底弹性构成一体，夹臂与所述硬盘驱动器彼此弹性啮合地插到该硬盘驱动器容器上；和一个闭合循环系统，该系统使液体冷却剂循环到所述回路中，该回路安装在所述U型夹上，并在使所述的冷却剂循环到所述冷却回路以前，降低从所述冷却剂回路流出的冷却剂。
12.根据权利要求11所述的电子装置，包括所述冷却剂回路的第一和第二回路段由引导液体冷却剂流的管道组成，所述冷却剂回路包括分别固定到所述底和所述U型夹的第一和第二夹臂上的第一和第二入口管段以及固定到所述底和所述U型夹的第一和第二夹臂上的第一和第二出口管段，所述入口和出口段利用所述任一夹臂进行互连，以便使液体冷却剂从所述第一和第二入口段流到所述第一和第二出口段，从而吸收所述硬盘驱动器的容器发出的热量。
13.根据权利要求11所述的电子装置，包括所述U型夹的第一和第二夹臂均有一个开口，所述第一回路段和所述第二回路段延伸通过所述第一夹臂和所述夹臂上的开口，以便固定到各夹臂的外表面上。
14.电子装置包括一个大体为矩形的底盘，该底盘具有第一和第二组相对的侧部；若干电子器件，这些电子器件安装在包括所述硬盘驱动器的所述底盘上，所述硬盘驱动器有一个大体为箱式的容器，容器有一个顶面，一个底面和两组相对的侧面；和一个用于控制所述硬盘驱动器工作温度的热交换装置，该装置包括一块矩形传热板，该板的尺寸和所述硬盘驱动器的箱式矩形容器表面的尺寸基本相同，所述传热板装在所述硬盘驱动器的箱式矩形容器的其中一个表面上；一个冷却管段，该管段装在所述传热板上并延伸通过大体为矩形的传热板，该管段有一个出口段和一个入口段；和循环设备，该设备在运行时与安装在所述传热板上的冷却管段相连，以便降低所述冷却管段出口段流出的冷却剂的温度，并使所述降温的冷却剂循环到安装在所述传热板上的所述冷却管段的入口段。
15.电子装置包括一个大体为矩形的底盘，该底盘用于安装电子器件；若干垂直排列的硬盘驱动器单元，所述硬盘驱动器单元均有大体为箱式的壳体，壳体有一个矩形顶面和一个矩形底面；一个用于所述垂直排列的硬盘驱动器单元的散热系统，该系统包括一块安装在所述一个硬盘驱动器壳体底面和另一个硬盘驱动器壳体顶表面之间的传热板，所述板有一个使液体冷却剂循环的液体冷却剂循环路径，以便吸收所述硬盘驱动器单元在运行时发出的热量；和一个冷却剂循环系统，该系统连续从已经被所述硬盘驱动器单元加热过的板的冷却剂中除去热量，降低所述冷却剂的温度，并使所述冷却剂返回到所述板上，以便将所述硬盘驱动器单元发出的热量散发掉。
16.根据权利要求15所述的电子装置，其中所述传热板是柔性的。
17.根据权利要求15所述的电子装置，包括所述传热板是中空的，它由至少两片彼此平行相对的柔性材料构成。
18.根据权利要求17所述的电子装置，其中所述中空传热板有一个入口孔和一个出口孔；和所述冷却剂循环系统有一个与所述入口孔连通的泵以及一个与所述出口孔连通的空气侧热交换器。
19.根据权利要求15所述的电子装置，其中所述冷却剂是水和乙二醇的混合物。
20.根据权利要求19所述的电子装置，其中所述液体是约50％体积的水和约50％体积的乙二醇的混合物。
21.根据权利要求15所述的电子装置，包括所述热交换板由相对的柔性片材构成；和所述热交换板为密闭的周边，这样板内形成接收所述冷却剂的中空腔室。
22.根据权利要求21所述的电子装置，包括在所述中空腔室中的若干互连点，其中所述各相对柔性板连接在一起。
23.根据权利要求18所述的电子装置，其中所述散热系统包括两个或两个以上的所述传热板；一个入口气流总管与所述两个或两个以上的传热板的入口孔进行流体相连，一个出口气流总管与所述两个或两个以上的传热板的任一出口孔进行流体相连；和所述的入口气流总管和出口气流总管与所述冷却剂循环系统流体连通。
24.根据权利要求16所述的电子装置，包括所述传热板在液体冷却剂流过时得到膨胀，该传热板收缩时很容易将所述硬盘驱动器单元除去。
全文摘要
本装置是直接固定到发热量高的芯片上的传热系统,该装置包括一个泵,与一个风扇相邻的空气侧热交换器和一个固定到发热量高的器件上,以便在运行条件下除去该器件发出的热量的传热板。在另一个实施例中,装置用于散发硬盘驱动器的热量,该硬盘驱动器包括一个U型热交换夹,该夹弹性地装在硬盘驱动器的相对的两个面上。在又一个实施例中,硬盘驱动器的散热装置包括一个大体为矩形的板件,该板件装在硬盘驱动器的顶上或底部。在再一个实施例中,装置为垂直排列的硬盘驱动器传热,该装置包括一个或多个安插在垂直相邻设置的硬盘驱动器之间的板件。
文档编号G11B33/14GK1193762SQ9710726
公开日1998年9月23日 申请日期1997年12月31日 优先权日1996年12月31日
发明者D·N·多纳霍, M·T·吉尔 申请人:康帕克电脑公司