用于低成本共轴液体冷却的系统的制作方法

专利名称：用于低成本共轴液体冷却的系统的制作方法
用于低成本共轴液体冷却的系统
背景技术：
诸如计算机之类的电气设备包括多个电气部件(例如，处理器、调压器、和/ 或存储器设备)。电气部件通常将未使用的电能耗散为热量，热量会损坏电气部件 和/或其围绕物(例如，其它电极部件和/或诸如壳体、外壳和/或电气互连件之类的 结构设备)。已经采用了诸如翼片和热管之类的各种途径来从电气部件及其围绕物 中控制和/或去除热量。
随着诸如个人计算机(PC)设备甚至计算机服务器之类的电气设备尺寸的减 小，就使得空间和成本约束变成限制性的设计要素。通常的散热设备例如占据电气 设备内的大量空间和/或包括昂贵的部件。因为电气设备在处理速度和功率上的提 高，它们的部件将产生更多的热量，而这些热量必须被去除。通常的散热设备不适 于从电气设备中去除足够的热量，尤其是在考虑到空间和成本的情况下。


图1是根据一些实施例的系统的框图。
图2A是根据一些实施例的系统的截面图。
图2B是根据一些实施例的系统的立体截面图。
图3是根据一些实施例的系统的框图。
具体实施例方式
首先参见图1，示出了根据一些实施例的系统100的框图。这里所述的各种系 统用于说明而不是限制所述的实施例。在不脱离一些实施例的范围的前提下，可使 用这里所述的任何系统的不同的类型、布局、数量和构造。在不脱离一些实施例的 前提下，可采用比涉及这里所述系统示出的部件更少或更多的部件。
系统100可包括例如电子设备102 (诸如处理器、存储器设备、调压器等)、 冷板110、换热器120、贮存器148、泵150、电动机170和/或风扇180。在一些实 施例中，电子设备102可产生热量和/或可将热量转移至冷板110。冷板110可以例
如联接至电子设备102以从电子设备102接受和/或去除热量。在一些实施例中，
热量可通过传导从电子设备102移动至冷板110 (例如，如图1中用波浪线所示)。
在一些实施例中，冷板110可将热量转移至换热器120。换热器120可以例如 是构造成热量排放和/或耗散的翼片和/或散热器。例如在换热器120包括用于耗散 热量的翼片(未在图1中示出)的情况下，风扇180可促进从换热器120中去除和 /或耗散热量。在一些实施例中，风扇180可将空气引导朝向换热器120 (和/或其 任何翼片)，以促进强制对流，从而从换热器120中去除热量。在一些实施例中， 风扇180可以被设置、构造成和/或以其它方式工作以从各个方向中的一个或多个 方向朝向换热器120引导空气。风扇180可以例如定位成沿图1所示方向中的一个 或两个方向朝向换热器120引导空气。
系统100可以还包括或者替换地包括泵150。根据一些实施例，泵150可以使 流体在系统100内循环。在一些实施例中，泵150可以包括由电动机170驱动的叶 轮(未在图l中示出)。例如，由电子设备102转移至冷板110的热量可以被引导 至和/或转移至(例如，传导至)循环通过和/或越过冷板110的流体(诸如水和/ 或丙二醇)。受热的流体然后可以例如被泵150推动至换热器120以将热量转移至 换热器120和/或以其它方式耗散流体内的热量。换热器120可以例如从流体中去 除热量。冷却的流体(例如，相对于受热的流体和/或冷板110是冷却的)然后可 以行进至贮存器148。贮存器148可以例如贮存在系统100中使用的一定量的流体。 流体然后可以例如循环通过泵150 (例如，离心泵)和/或被泵150从lt存器148 中抽出。流体然后可以行进(和/或被引导)回到冷板IIO，以从冷板110去除更多 的热量(例如，通过使热量从冷板110转移至冷却的流体)。
在一些实施例中，系统IOO可以包括图1中未示出的各种部件和/或设备。换 热器120可以例如包括第一端和第二端，其中，两端沿着一轴线设置。根据一些实 施例，换热器120可以还包括或替换地包括内芯，该内芯限定在第一端和第二端之 间延伸的内腔。换热器120还可包括例如多个从内芯向外延伸的翼片(例如，在第 一端和第二端之间)、用来(例如，从泵150)接受流体的入口、在第一端处用来 沿着轴线排放流体的出口 (例如，将流体排放至泵150和/或贮存器148)、和/或设 置在内芯的内腔内的成形元件，其中该成形元件用来引导内腔内的流体。
类似的是，泵150可以例如包括外壳，该外壳限定用来(例如，从换热器120 的出口)接纳流体的入口、和/或用来排放流体(例如，至换热器120的入口)的 出口。根据一些实施例，泵的叶轮(同样未在图1中示出)可以绕轴线转动和/或
旋转，以朝向泵出口引导流体。根据一些实施例，冷板110可以还是或替换地是至 少局部设置在泵150的外壳内。电动机170可以还包括或替换地包括设置在泵150 的外壳内和/或泵150的外壳外(即，在其外面)的部件。
在一些实施例中，系统100的诸部件102、 110、 120、 148、 150、 170、 180 中的任何或所有部件可被定向和/或构造用以节省空间和/或提高效率。如图1所示， 例如，处理器102、冷板IIO、换热器120、贮存器148、泵150、电动机170、和/ 或风扇180可以共轴地和/或共线地定向。换句话说，换热器120可以沿着轴线定 向(例如，换热器120的第一端和第二端可以沿着轴线设置)和/或泵150的叶轮 可以被设置成绕该轴线旋转。根据一些实施例，泵150的外壳和/或冷板110还可 以是或替换地是沿着轴线和/或以轴线为中心设置。将部件102、 110、 120、 148、 150、 170、 180中的一些或所有部件布置和/或联接成共线和/或以其它方式处于基 本线性的方式可以例如减小系统100内的流体移动路径的长度，减小系统IOO所占 据和/或需要的空间，减小在系统100中需要的动态密封件和/或其它流体密封件的 数量，和/或可以以其它方式提供与现有冷却解决系统相比的优点。
转到图2A和图2B，分别示出了根据一些实施例的系统200的截面图和系统 200的立体截面图。在一些实施例中，系统200可以类似于结合图1所述的系统100。 系统200可以例如被构造用以去除、转移、和/或耗散(例如，辐射)热量。在一 些实施例中，在系统200中可以包括比图2所示的部件更少或更多的部件。在一些 实施例中，系统200可以限定一轴线204。系统200的各个部件可以例如关于和/ 或沿着该轴线204来被定向和/或构造。
在一些实施例中，系统200可以包括冷板210。冷板210可以例如包括中心部 分212、翼片214、辐条216和/或表面218。根据一些实施例，冷板210可以是或 包括圆盘和/或其它圆形构造。如图2A和2B所示，例如，冷板210可以是带翼片 的圆盘(例如，包括翼片214)。在一些实施例中，冷板210可以由铜和/或其它导 热材料构成。冷板210可以例如是带翼片的铜圆盘。根据一些实施例，冷板210 可以使用金属注射成型(MIM)工艺或各种锻造技术来制成。在一些实施例中， 冷板210可以居中于轴线204上和/或以其它方式与轴线204对齐。在冷板210是 基本上圆形和/或其它基本上对称形状的情况下，轴线204可以例如穿过冷板210 的中心(和/或中心部分212)。根据一些实施例，冷板210可以包括多个冷板(例 如从多个电子设备中去除热量)。
根据一些实施例，冷板210可以是或可以包括联接至电子设备和/或电子部件
(在图2A或图2B中未示出)的集成放热器(IHS)。冷板210可以例如从电子设 备(例如，联接至冷板210的底面)接受热量。根据一些实施例，粘合剂和/或热 油脂和/或其它热界面材料可以施加在电子设备和冷板210之间，以促进热转移和/ 或联接。在一些实施例中，流体还可以或替换地越过和/或穿过冷板210以从冷板 210去除热量。
在一些实施例中，冷板210的中心部分212可以是冷板210的最热部分(例如， 冷板210的温度可以随着半径的增大而降低)。这可以至少部分地由于例如从电子 设备到冷板210的中心部分212的热集聚。根据一些实施例，冷板210的翼片214 可以被构造用以从冷板210有效地去除和/或耗散热量。如图所示，翼片214可以 在靠近冷板210的中心部分212处较高，随着冷板210半径的增大而在高度、尺寸 和/或表面积上减小。翼片214还可以或替换地随着冷板210半径的增大而在数量 上增多。根据一些实施例，翼片214的数量和/或尺寸可以被设计和/或控制用以将 冷板210的横截面积处理为冷板210的半径的函数。该比例可以例如保持在基本恒 定的值，以增大冷板210将热量转移至流体的效率。
根据一些实施例，系统200可以还包括或替换地包括换热器220。换热器220 可以例如包括内芯222。在一些实施例中，内芯222可以包括第一端和第二端(未 在图2A或2B中明确显示)，其中这两端沿着轴线204设置。在一些实施例中，换 热器220可以包括一个或多个从内芯222向外延伸的翼片224。翼片224可以例如 构造成从内芯222耗散和/或传导热量。在一些实施例中，翼片224可以从内芯222 向外延伸。翼片224可以是任何已知或正变得已知或是可实行的热耗散和/或热辐 射特征的构造和/或类型。在一些实施例中，翼片224可以是从内芯222径向弯曲 的翼片(RCF)突起。根据一些实施例，翼片224可被构造用以将翼片224的表面 积中的相当大比例或所有都放置在从一个或多个风扇(未在图2A或图2B中示出) 引导来的最高速气流内。翼片224还可以例如是弯曲的，以获得获由风扇引向翼片 224的任何空气的涡流成分。根据一些实施例，内芯222和翼片224的组合可以由 单个挤压件和/或其它元件构成。内芯222和翼片224可以例如由低成本的铝的中 空形式挤压件构成。
根据一些实施例，内芯222可以限定内腔226。内腔226可以例如是设置在圆 柱形内芯222内的圆柱形空隙。根据一些实施例，内腔226可以沿着轴线204在第 一点和第二点之间延伸。在一些实施例中，内腔226可以减小换热器220的重量和 /或成本。典型的换热器例如会包括实心的内芯，这是昂贵的和/或大大增大各典型
冷却解决方案的重量。然而，图2A和图2B中的换热器220制造起来可以比典型 的换热器更轻和/或更便宜。至少通过利用流体将热量转移至内芯222，则例如中空 的内芯222可以比通常换热器更轻和/或所需材料(例如，铝和/或其它金属)大幅 减少。使用流体以将热量转移至内芯222还可以或替换地使内芯222的直径大于通 常的换热器中的，这又使内芯222和翼片224的表面积变得更大，从而增大从换热 器220转移热量的效率。在一些实施例中，内芯222和/或内腔226可以与轴线204 对齐。在内芯222和/或内腔226是圆柱形的情况下，例如该轴线204可以延伸穿 过内芯222和域内腔226的中心(例如从圆柱形的一端到另一端和/或在内芯222 的第一端和第二端之间)。
根据一些实施例，换热器220可以从内芯222的内腔226之内接受热量。例如， 来自于冷板210的流体可以在内腔226内循环，以将热量转移和/或传导至换热器 220。在一些实施例中，换热器220可以包括第一端盖228，该第一端盖228联接 至内芯222以将流体保持在内腔226内(例如，在内芯222的第一端处或附近)。 根据一些实施例，液压和/或气密密封件可形成于内芯222和第一端盖228之间。 这样，例如可以基本上防止在内芯222的内腔226内循环的流体从换热器220中泄 漏出来和/或可以基本上防止空气(例如，从换热器的外部)进入内腔226内的流 体流。
在一些实施例中，换热器220可以还包括或替换地包括第二端盖230 (例如， 在内芯222的第二端处和/或附近)。第二端盖230可以例如联接至内芯222，以基 本上防止流体从换热器220中泄漏出来(和/或基本上防止空气进入内腔226)。在 一些实施例中，第二端盖230可以被构造用以提供、接纳、排放和/或以其它方式 输送流体。例如，第二端盖的第一部分230a可以包括入口 232和/或第二端盖的第 二部分230b可以与出口 234相关联。根据一些实施例，入口 232和/或出口 234可 以是或包括流体通路(例如，导管和/或通道)，以分别接受和/或排放流体。
可以通过入口 232来接受例如处于受热状态的流体，并由换热器220冷却该流 体(即，它将热量转移至换热器220)，然后通过出口 234排放处于冷却状态的流 体。在一些实施例中，入口 232和/或出口 234可以任何方式来构造和/或定向，这 些方式是已知或正变成已知的或可实行的。如图2A和2B所示，例如，入口 232 和/或出口 234可以被构造用以将流体输送至内芯222的内腔226内的特定和/或具 体区域和/或从这些特定和/或具体区域输送流体。出口 234可以例如被设置成基本 上沿着轴线204排放流体和/或可以被构造成在内芯222的第二端处和/或附近排放
流体。在一些实施例中，第二端盖的部分230a-b可以结合成和/或形成单个部分和 /或部件。在第二端盖的部分230a-b是分离的和/或是可移动地联接部件的情况下， 密封件236 (诸如O形圈)可以存在于部分230a-b之间，以防止流体逸出换热器 220。密封件236还可以或替换地与粘合、成型、胶合、配合(例如，过盈配合)、 和/或任何已知或正变成己知或可实行的其它类型的密封件和/或密封技术相关联。
在一些实施例中，内芯222的第一端盖228和/或第二端盖230 (和/或其第一 部分230a)的联接可以任何已知或正变成已知或可实行的方式进行。例如，任何 是已知或正变成已知的密封件的类型和/或构造(未明确示出)可以用来促进在内 芯222和端盖228、 230之间产生液压和/或气密密封。在一些实施例中，端盖228、 230可被构造用以接受和/或接纳密封材料，从而形成改进的密封。端盖228、 230 可以例如包括任何数量的凹槽、掣子、螺纹、突缘、支座和/或其它促进联接至内 芯222和/或产生液压和/或气密密封(例如，用来基本上防止流体从内腔226中泄 漏出来和/或基本上防止空气渗入内腔226)的结构元件。在一些实施例中，密封件 可以类似于密封件236。在一些实施例中，可以使用其它密封剂、粘合剂、固定件、 系统、设备、和/或方法来将端盖228、 230联接和/或密封至内芯222。
根据一些实施例，换热器220可以还包括或替换地包括设置在内芯222的内腔 226内的元件240。元件240可以例如被构造成将流体输送和/或引导至内芯222的 内腔226内。元件240还可以或替换地促进将流体保持在换热器220和/或密封内 腔226内。在一些实施例中，元件240可以包括一个或多个凹槽242 (和/或其它结 构元件)。凹槽242可以例如形成一个或多个通道，流体可以通过这些通道被输送 和/或引导至内芯222和内腔226内。在一些实施例中，凹槽242可以包括在元件 240的外表面上被构造成大致呈螺旋图案的单个凹槽242。螺旋凹槽242可以例如 形成元件240的外表面和内芯222的内表面之间的通道(例如，沿着内芯222的内 腔226的表面)。
例如，当插入内腔226时，元件240的外表面可以接触内芯222的内表面。在 一些实施例中，在凹槽242的通路之间的元件240的外表面区域可以基本上形成由 凹槽242产生的通道之间的密封。进入内腔226的流体可以例如被推动和/或引导 至在内芯222的壁和凹槽242之间形成的空间中。根据一些实施例，可以使用其它 构造的凹槽242和/或元件240，以将流体按需引导至内腔206内。在一些实施例中， 诸如在采用螺旋凹槽242 (和/或所得的通道)的情况下，元件240和/或凹槽242 的构造可以引起流体通过内芯222的内壁和/或表面的大量表面区域。该构造可以
例如增加从流体转移至内芯222的热量。根据一些实施例，元件240无需处于换热 器220中。凹槽242和/或其它流体导向结构元件可以例如被包括在含有内芯222 和/或翼片224的挤压件中。在一些实施例中，凹槽224可以被切割和/或以其它方 式被包括在内芯222的内壁或表面中。
在一些实施例中，第二端盖230 (和/或其第一部分230a)的入口 232可以定 向成将流体引导入由螺旋凹槽242限定的通道内。该流体可以例如沿着内芯222 的内表面行进通过通道，从内芯222的内腔226 (例如，如图2A和图2B所定向 的)的底部行进至内芯222的内腔226的顶部(例如，根据由螺旋凹槽242限定的 螺旋通道)。根据一些实施例，流体可以在其行进通过通道时将热量转移至内芯 222。凹槽242可以被构造成例如引导流体越过内芯222的内表面的大部分区域， 以将相当大量的热量转移至内芯222 (例如，通过传导)。
可以例如由凹槽242 (和域由此限定的通道)引导流体以擦洗内芯222相当大 量的内表面，从而将相当大量的热量转移至内芯222。在一些实施例中，元件240 和/或凹槽242可以被构造用以调节内芯222的内腔226内的流体流动性质。凹槽 242可以被设计和/或构造成例如建立由凹槽242限定的通道的某些性质。根据一些 实施例，通道性质可以被构造和/或限定引起流体流成为层流或紊流，这对于将热 量转移至内芯222是所想要的和/或可实行的。通道内的流体紊流可以例如增加通 过流体和/或流体内的热量对流，由此增大将热量转移至内芯222的内壁和/或表面 的效率。
在一些实施例中，凹槽242可以在内芯222的和/或元件240的上端和/或第一 端(例如，如图2A和图2B所定向的)处终止和/或通向该处。流体可以例如从凹 槽242且沿着第一端盖228的表面行进。在一些实施例中，可以引导流体通过内腔 226和/或元件240的中心部分而朝向出口 234。流体可以例如流动通过中心导管 244，该中心导管从内芯222的第一端和/或元件240的上端延伸至元件240的下端 和/或内芯222的第二端。中心导管244可以例如将冷却的流体(例如，已将热量 转移至内芯222的流体)从第一端直接输送至在第二端处和/或附近的出口 234。通 过保持流入和流出的流体流之间的分离，导管244可以例如基本上防止冷却流体被 从入口 232进入内腔226的受热流体重新加热。根据一些实施例，中心导管244 可以与轴线204基本上对齐和/或一致(如图所示)。
在一些实施例中，换热器220可以还包括或替换地包括流体通路246，该流体 通路246允许冷却的流体进入IC存器248(和/或允许流体从JJt存器248内排出IC存
器248并进入中心导管244)。换句话说，流体通路246可以液压地联接至贮存器 248。 It存器248可以例如是由元件240限定的内腔。根据一些实施例，贮存器248 可以设置在元件240的中心部分中的空白和减空隙区域内和/或由该区域来限定。 中心导管244可以例如通过贮存器248。在一些实施例中，贮存器248可以提供热 质(例如，空气、水、和/或其它流体)以减小较大的和/或剧烈的热事件的冲击。 在额外的流体必须和/或用来提供根据需要的散热作用的情况下，贮存器248可以 例如贮存一定量的流体以将额外的流体供给至换热器220。根据一些实施例，假如 在换热器220超过寿命之后流体从换热器220泄漏出来(例如，由于密封件236 和/或0形圈的老化和/或渗透穿过吸水的塑料元件或部件)，例如贮存器248中的 额外流体可以补充失去的量。
流体在换热器220的流体通路内的置换和/或增加可以例如基本上防止气泡形 成和/或被引入流体流中。在一些实施例中，贮存器248还可以或替换地例如用作 空气收集器以从流体流中收集气泡。根据一些实施例，贮存器248可以包括一个或 多个插入件和/或囊(未示出)。泡沫元件(未示出)可以例如设置在贮存器248内。 在一些实施例中，在换热器220中的流体膨胀以在换热器220内施加增大的压力的 情况下，泡沫元件可以压縮。假如流体一旦受热和/或由于其它环境因素发生膨胀， 例如该泡沫可以吸收换热器220中增大的压力，以基本上避免对于与流体流动路径 相关联的任何或所有部件造成损坏。
系统200可以还包括或替换地包括泵250，该泵250包括外壳252、外壳入口 254、和/或外壳出口 256。泵250可以还包括或替换地包括叶轮260，该叶轮260 包括叶片262。在一些实施例中，系统200和/或泵250可以包括电动机270，该电 动机270包括一个或多个电磁体272、 一个或多个磁体274、转子276、和/或一个 或多个轴承278。根据一些实施例，系统200可以包括冷板210和泵250 (和/或电 动机270)的组合。冷板210可以例如结合在泵250中。在一些实施例中，冷板210 可以被构造用以不仅将热量转移至泵250中的流体，而且促进流体流向泵外壳250 内。
例如，冷板210的中心部分212会是冷板210的最热部分。相对于冷板210 的其它部分来说，电气部件(未在图2A或图2B中示出)会例如将更多的热量转 移至冷板210的中心。在一些实施例中，通过外壳入口 254进入泵250的流体可在 最初被引导至冷板210的中心部分212。如图2A和图2B所示，例如，中心部分 212可以向上延伸和/或进入流体通路。
根据一些实施例，冷板210的翼片214可以在靠近冷板中心部分212处较高， 并且可以随着冷板210半径的增大而在高度和/或尺寸上减小。这样，例如，流体 可以与冷板210的最热部分(例如，中心部分212)更好地接触，从而增大将热量 从冷板210转移至流体的效率。根据一些实施例，冷板210的翼片214和/或中心 部分212可以被构造成以径向的方式将流体从冷板210的中心部分212向外引导至 冷板210的末端。这样，例如，可以通过将最冷的流体(例如，进入入口 254的流 体)引导越过冷板212的最热部分(例如，中心部分212)来实现换热横流，同时 越来越多的受热流体移动越过冷板210越来越多的较冷部分。根据一些实施例，这 种横流换热可以实现在冷板210和流体之间高效率的热转移。
在一些实施例中，冷板210还可以或替换地用作叶轮260的导流器。冷板210 的翼片214可以例如弯曲成和/或以其它方式构造成将从外壳入口 254进入的流体 引导至叶轮260的叶片262。根据一些实施例，翼片214可以以某一方式引导迸入 的流体，从而增大由叶轮260吸入流体的效率。换句话说，由冷板210的翼片214 弓I导流体可以减小流体流中的摩擦损失和/或基本上防止气穴和/或其它流动中断。 在一些实施例中，翼片214的弯曲性质还可以或替换地增大将热量从翼片214转移 至流体的效率。例如当通过弯曲的翼片214来迫使流体改变方向时，流体可以擦洗 横穿翼片214。
根据一些实施例，冷板210的翼片214可以从冷板210的中心部分212延伸至 由冷板210限定的辐条216。翼片214可以例如终止于辐条216处，以在冷板210 上形成表面218。根据一些实施例，表面218可以提供叶轮260的叶片262可以移 动通过的区域。叶轮260的叶片262可以例如围绕冷板210的辐条216 (例如，围 绕翼片214和/或在表面218上)移动。根据一些实施例，叶片262可以将从翼片 214接纳的流体引导至外壳出口 256。在一些实施例中，外壳入口 254和/或外壳出 口 256可以由泵外壳252来限定和/或形成。根据一些实施例，冷板210可以联接 至泵外壳252。冷板210可以例如联接至泵外壳252以形成液压和/或气密密封，从 而基本上防止流体从泵外壳252泄漏出来和/或基本上防止空气进入泵外壳252。在 一些实施例中，冷板210和泵外壳252之间的密封件可以包括O形圈(未在图2A 或图2B中示出)和/或其它密封剂或固定件。
根据一些实施例，外壳入口 254可以从换热器220的出口 234接纳流体。在一 些实施例中，外壳入口 254可以与轴线204对齐和/或一致。例如，可以基本上沿 着轴线204通过外壳入口 254来引导进入泵250的流体。在一些实施例中，外壳入
口 254可以穿透换热器220的第二端盖230和/或贮存器248。如图2A和图2B所 示，例如，外壳入口 254可以沿着轴线204延伸且进入换热器220。在一些实施例 中，第二端盖230 (和/或其第二部分230b)可以在构造上是环形的和/或可以以其 它方式限定一孔或通道，外壳入口 254可以通过该孔或通道进入以联接至换热器 220的出口 234。在一些实施例中，外壳入口 254可以联接至第二端盖230。根据 一些实施例，外壳入口 254与第二端盖230的联接可以用密封件258添加。密封件 258可以例如类似于在第二端盖的部分230a-b之间使用的密封件236。在一些实施 例中，将中心导管244连接至贮存器248的流体通路246可以包括在外壳入口 254 中。外壳入口 254可以例如包括一个或多个孔、空隙、通道、和/或其它可用作流 体通路246的通路。根据一些实施例，流体通路246还可以或替换地包括在中心导 管244中。在一些实施例中，换热器220的外壳252和内芯222可以结合和/或可 以以其它方式包括相同的设备和/或部件。
在一些实施例中，系统200可以还包括或替换地包括电动机270。电动机270 可以例如驱动叶轮260以朝向外壳出口 256引导流体。根据一些实施例，可以使用 是己知或正变成已知的任何类型和/或构造的电动机来驱动叶轮260。如图2A和图 2B所示，例如，电动机270可以是或包括无刷电动机，诸如无刷直流(DC)电动 机。例如，电动机270可以包括一个或多个电磁体272 (和/或电磁线圈)、 一个或 多个磁体274 (例如，永磁体)、和/或转子276。在一些实施例中，磁体274可以 联接至转子276 (例如，如同在无刷直流电动机中是通常的那样)。根据一些实施 例，可以使用一个或多个轴承278来减少摩擦和/或促进转子276的运动。
如图2A和图2B所示，电动机270可以结合在泵250中。转子276 (和联接 至其的磁体274)可以例如在泵外壳252内转动。在一些实施例中，转子276还可 以或替换地绕轴线204转动。根据一些实施例，轴承278可以促进转子276在泵外 壳252内转动。在一些实施例中，电动机270的部件272、 274、 276中的一些可以 由泵外壳252的壁来隔开。如图2A和2B所示，例如，转子276和磁体274可以 设置在泵外壳252内(例如，暴露于流体)，而电磁体272可以设置和/或联接至泵 外壳252的外(例如，不暴露于流体)。要求使电动机270工作的磁力和/或电磁力 可以例如穿过泵外壳252的壁，以允许将电动机270结合在泵250中。
在一些实施例中，将电动机270结合在泵250中可以免除轴(例如，用来驱动 叶轮)的需要和/或可以免除动态液压和/或气密密封件(例如，通常需要密封件来 围绕从泵外壳252突出的驱动轴)的需要。叶轮260可以例如设置在转子276上和/或联接至转子276。如图2A和图2B所示，例如，叶轮260的叶片262可以设置 在转子276的底部上，该转子276在冷板210的表面218上方转动。根据一些实施 例，将电动机270结合在泵250中可以减少磨损、泄漏和/或其它与泵250相关问 题的可能性。
在系统200中需要的唯一非流体通路密封件例如可以是冷板210和泵外壳252 之间的密封件。结合的电动机270可以是无刷的和/或可以不需要穿过泵外壳252 的轴。根据一些实施例，将转子276和/或磁体274结合入泵外壳252内的流体还 可以或替换地产生吸水轴承效应，该效应可减少各个系统200部件(诸如轴承278、 转子276、和/或泵外壳252自身)上的磨损。在一些实施例中，结合的电动机270 还可以或替换地允许叶轮260和/或转子276的直径大于其在通常的泵和/或电动机 中的直径。较大直径的叶轮260和/或转子276可以例如允许该电动机以比通常电 动机低的每分钟转速(RPM)旋转，同时产生较高的扭矩、流量、和/或压力。
在一些实施例中，系统200可以提供相对于通常的冷却解决方案的许多优点。 例如，多个部件(例如，换热器220、泵250、冷板210、和/或电动机270)的结 合和/或共轴定向、和/或将换热器220紧密联接至泵250的构造可以基本上减小冷 却系统200所要求的空间，可以基本上减小流体通路的长度，和/或可以以其它方 式增大系统200的效率。换句话说，换热器220沿着轴线204的对齐和/或将叶轮 260设置成绕轴线204旋转可以例如基本上减小流体移动所要求通路的长度和/或 基本上减小与流体通路相关联的摩擦损失。通过减小流体通路中的摩擦损失、减小 流体通路的长度和/或尺寸(例如，要求较小的流体体积)、和/或减小流体泄漏的 可能性(例如，由于动态密封件的减少和/或由于减少了流体渗过的部件湿区域)， 系统200的共轴定向不仅可以减小冷却解决方案的空间，而且可以增大系统200 的效率。通常的系统包括较长的与外露塑料区域相接触的流体通路长度。例如，在 冷却系统200中软管和/或管子就不再是必需的了。
参见图3，示出了根据一些实施例的系统300的框图。在一些实施例中，系统 300可以类似于联系图1、图2A和/或图2B中的任一所述的系统100、 200。系统 300可以包括例如处理器302、存储器306、冷板310、换热器320、贮存器348、 泵350、电动机370、和/或风扇380。根据一些实施例，系统300的部件302、 310、 320、 348、 350、 370、 380在构造和/或功能上可以类似于联系图1、图2A和/或图 2B中的任一所述的类似命名的部件。在一些实施例中，比图3所示更少或更多的 部件可包括在系统300中。
处理器302可以是或包括任何数量的处理器，它们可以是任何类型或构造的已 知或正变成已知或可用的处理器、微处理器、和/或微引擎。在一些实施例中，可
以使用其它电子和/或电气设备来替换处理器302或添加至处理器302。处理器302 可以例如是或包括产生、存储、和/或要求去除热量的任何设备、物体、和/或部件。 根据一些实施例，处理器302可以是诸如Intel PXA270 XScale 处理器之类的 XScale⑧处理器。根据一些实施例，存储器306可以是或包括诸如硬盘之类的一个 或多个磁性存储设备、 一个或多个光存储设备、和/或固态存储设备。存储器306 可以存储例如应用软件、程序、过程、和/或模块，它们存储指令以便由处理器302 来执行。根据一些实施例，存储器306可以包括用于存储数据的任何类型的存储器， 诸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310可以是或包括联接至处理器302的IHS。冷板310 可以例如从处理器302中去除和/或接纳热量(例如，通过传导)(例如，由图3中 的波浪线所示)。根据一些实施例，如图3所示，例如，冷板310可以与泵350结 合在一起。如这里所述，冷板310可以例如将热量转移至泵350中的流体和/或促 进泵350内的流体流动。在一些实施例中，电动机370还可以或替换地与泵350 结合在一起。电动机370可以例如包括设置在泵350内的部件和/或设置在泵350 外的部件。在一些实施例中，电动机370可以驱动泵350以将流体(例如，受热的 流体)引导至换热器320。换热器320则可以例如从流体转移和/或接纳热量，以及 耗散和/或去除来自系统300和/或在系统300内的热量。在一些实施例中，风扇380 可以通过朝向换热器320吹气来促进去除和/或耗散热量。在一些实施例中，风扇 380可以被设置成和/或构造成从一个或多个不同位置向换热器320引导空气(例 如，如图3所示)。根据一些实施例，用来存储流体的贮存器348 (和/或其一部分) 可以与换热器320结合在一起。流体(例如，冷却的流体)可以例如从换热器320 引入贮存器348内。根据一些实施例，冷却的流体可以被送回泵350 (和/或泵350、 电动机370、冷板310的组合)以继续冷却循环。
在一些实施例中，冷却部件310、 320、 348、 350、 370、 380中的任何或所有 可以是或包括类似于这里所述的部件。根据一些实施例，冷却部件310、 320、 348、 350、 370、 380中的一个或所有可以还包括或替换地包括一个或多个常规设备以执 行特定部件所要求的功能。例如，在一些实施例中，换热器320可以是典型的散热 片和/或热管。泵350还可以或替换地可以例如是由标准DC电动机(例如，用轴
联接至泵350)驱动的通常的离心泵。
根据一些实施例，系统300的部件302、 310、 320、 348、 350、 370、 380中的
两个或多个可以定向成共线的和/或以其它方式紧密联接(例如，沿着诸如轴线204 之类的轴线)。处理器302、冷板310、泵350 (和/或电动机370)、和/或换热器320 (和/或贮存器348)可以例如定向和/或联接成基本直线的构造。在一些实施例中， 换热器320可以在沿着轴线204设置的第一端和第二端之间延伸，和/或泵350的 叶轮可以被设置成绕轴线204旋转。这样的构造可以例如减小系统300所要求的空 间量，减小系统300内流体移动路径的长度，减小和/或免除对动态密封件的需要， 和/或减小和/或免除对外部管道、管子和/或其它流体处理部件的需要。根据一些实 施例，可以通过以下构造来减小系统300内的气流阻碍在风扇380的毂的遮蔽中 设置流体处理、冷却、和/或其它部件(302、 310、 320、 348、 350、 370、 380)。 换句话说，系统300的共轴和/或共线部件302、 310、 320、 348、 350、 370、 380 可以定位在风扇的中心部分(这通常会是风扇毂)的后面，从而产生最小的气流或 不产生气流。在冷却系统的部件302、 310、 320、 348、 350、 370、 380如这里的一 些实施例中所述的构造的情况下(例如，使用共轴定向)，冷却系统还可以或替换 地比通常的冷却系统制造起来基本上更轻和/或更便宜。
这里所述的若干实施例仅仅是为了示例。还可以用只由权利要求书来限定的修 改和变型来实践其它实施例。
权利要求
1.一种系统，包括换热器，包括具有第一端和第二端的内芯，其中所述两端沿着一轴线设置，并且所述内芯形成在所述第一端和第二端之间延伸的内腔；多个翼片，所述翼片从在所述第一端和第二端之间的所述内芯向外延伸；接受流体的入口；在所述第二端处沿着所述轴线排放所述流体的出口；以及设置在所述内芯的所述内腔内的元件，其中，所述元件用来将流体引导至所述内腔内；以及泵，包括外壳，限定用来在所述第二端处从所述换热器的所述出口接纳所述流体的外壳入口以及被设置用以将所述流体排放至所述换热器的所述入口的外壳出口；设置在所述外壳内的叶轮，其中所述叶轮朝向所述外壳出口移动所述流体，并且所述叶轮被设置成绕所述轴线旋转；用来驱动所述叶轮的电动机；以及至少部分地被设置在所述外壳内的冷板。
2. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，所述泵外壳和所述换热器内芯是 整合的。
3. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，所述冷板包括多个冷板。
4. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，所述内芯或所述元件中的至少一 个限定一个或多个通道以引导所述内腔内的流体。
5. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，所述元件包括与所述内腔的内表 面相接触的外表面，并且所述元件的所述外表面包括至少一个凹槽。
6. 如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述至少一个凹槽限定在所述元 件的所述外表面和所述内腔的所述内表面之间的至少一个通道，并且所述至少一个 通道引导所述流体。
7. 如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述至少一个通道被定向成基本 上螺旋的构造。
8. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，还包括 被设置在所述内腔的中心部分内的贮存器。
9. 如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述贮存器由所述元件来限定。
10. 如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述贮存器液压地联接至沿着所述轴线延伸穿过所述内腔的所述中心部分的通路。
11. 如权利要求8所述的系统，其特征在于，还包括被设置在所述贮存器内的泡沫元件，其中所述泡沫元件用来在流体膨胀以给所述泡沫施加压力的情况下压縮。
12. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电动机包括设置在所述外壳内的转子和至少两个磁体以及设置在所述外壳外的至少两个电磁线圈。
13.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述叶轮被设置在所述转子的至少一部分上。
14. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，所述外壳入口被设置用以基本上沿着所述轴线接纳所述流体。
15. —种系统，包括 换热器，包括具有第一端和第二端的内芯，其中所述两端沿着一轴线设置，并且所述内芯形成在所述第一端和第二端之间延伸的内腔；多个翼片，所述翼片从在所述第一端和第二端之间的所述内芯向外延伸； 用来接受流体的入口；在所述第二端处沿着所述轴线排放所述流体的出口；以及设置在所述内芯的所述内腔内的元件，其中所述元件引导所述内腔内的流体；以及泵，包括外壳，限定用来在所述第一端处从所述换热器的所述出口接纳所述流体的外壳入口和被设置成将所述流体排放至所述换热器的所述入口的外壳出口;设置在所述外壳内的叶轮，其中所述叶轮朝向所述外壳出口移动所述流体，并且所述叶轮被设置成绕所述轴线旋转；用来驱动所述叶轮的电动机；以及至少部分地设置在所述外壳内的冷板； 联接至所述冷板的处理器；以及耦合至所述处理器的双数据率存储器。
16. 如权利要求15所述的系统，其特征在于，所述电动机包括设置在所述外壳 内的转子和至少两个磁体以及设置在所述外壳外的至少两个电磁线圈。
17. 如权利要求16所述的系统，其特征在于，所述叶轮被设置在所述转子的至少一部分上。
18. 如权利要求15所述的系统，其特征在于，所述外壳入口被设置用以基本上 沿着所述轴线接纳所述流体。
19. 如权利要求15所述的系统，其特征在于，所述冷板包括 设置在所述外壳内的第一部分；以及 设置在所述外壳外的第二部分。
20. 如权利要求19所述的系统，其特征在于，所述冷板的所述第二部分联接至 所述处理器。
全文摘要
提供了一种可提供用于低成本共轴液体冷却的系统。该系统包括联接至泵(250)的换热器(220)，其中，该换热器和该泵关于一轴线来定向。该换热器包括用一元件(240)来设置的空腔(226)以将流体引导至空腔内。该系统可用于冷却诸如计算机的电气设备。
文档编号H01L23/473GK101208797SQ200680023205
公开日2008年6月25日 申请日期2006年6月29日 优先权日2005年6月29日
发明者D·卡特, K·科茨亚, M·科罗克 申请人:英特尔公司