CN101128930A - 用于改进的无源液体冷却的系统 - Google Patents

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Abstract

根据某些实施例，可以提供实现改进的无源液体冷却的系统。在某些实施例中，一种系统可以包括蒸发器和冷凝器。根据某些实施例，所述蒸发器可以包括接收热量的第一侧、第二侧和从所述第二侧上突起的一个或多个鳍。在某些实施例中，所述冷凝器可以包括界定了空腔和一个或多个沟槽的内表面、连接至所述蒸发器从而将所述蒸发器的一个或多个鳍设置在所述空腔内的第一末端以及第二末端，其中，所述一个或多个沟槽至少部分地在所述冷凝器的第一和第二末端之间延伸。

Description

用于改进的无源液体冷却的系统
背景技术
通常采用诸如热管的无源液体冷却装置消除电子部件散发的热量。例如，中央处理单元(CPU)和/或其他电子部件可以将热量转移至一个或多个热管。热管内的液体可以接受热量并由此产生相变(例如，沸腾)。通常可以将热管构造为使受热蒸汽离开电子部件，并通过将热量转移至热沉或其他装置而受到冷却。所述冷却使得所述蒸汽还原至液态，并且可以将热管构造为使液体流回到电子部件附近的区域，从而再次接收热量，继续冷却循环。
但是，由于电子部件生成的热量越来越高，而冷却解决方案可用的空间却越来越小，因此，典型的热管和/或无源液体冷却解决方案可能不适于足以消除电部件所散发的热量。
附图说明
图1是系统的方框图。
图2A是根据某些实施例的蒸发器的透视图。
图2B是根据某些实施例的蒸发器的透视截面图。
图3A是根据某些实施例的冷凝器的透视截面图。
图3B是根据某些实施例的冷凝器的透视端面图。
图4是根据某些实施例的系统的透视截面图。
图5是根据某些实施例的系统的方框图。
具体实施方式
首先参考图1，其示出了系统100的方框图。文中所描述的各种系统仅用于对所描述的实施例进行解释，而不是对其加以限制。在不背离某些实施例的范围的情况下，可以采用文中描述的任何系统的不同类型、布局、数量和构造。在不背离某些实施例的情况下所采用的部件可以多于或少于联系文中描述的系统示出的部件。
系统100可以包括，例如，电子装置102(例如，处理器、存储器件、调压器等)、蒸发器110、冷凝器130和/或热沉150。在某些构造中，电子装置102可以生成热量和/或可以将热量转移至蒸发器110。蒸发器110可以，例如，连接至电子装置102，以接收和/或散除来自电子装置102的热量。在某些实施例中，热量可以通过传导从电子装置102转移至蒸发器110(例如，在图1中由波形线表示)。
在某些构造中，蒸发器110可以将热量转移至冷凝器130。例如，蒸发器110可以将热量转移至与蒸发器110和/或冷凝器130接触的液体。所述液体可以，例如，存在于由蒸发器110和/或冷凝器130界定的空腔内(图1未示出)。根据某些构造，蒸发器110可以通过向液体传输热量而使液体产生相变(例如，从液体变为蒸汽)。之后，受热蒸汽可以，例如，流入和/或流经冷凝器130(例如，通过波形线表示)。
在某些构造中，受热蒸汽可以传输至连接至热沉150的冷凝器130的一部分。例如，所述热沉150可以是被构造为排出和/或散发热量的热沉和/或散热器。假设热沉150包括用于散热的鳍(图1中未示出)，例如，受热蒸汽可以将热量(例如，经由冷凝器130)转移至热沉150的鳍。蒸汽的冷却(即，将热量从蒸汽转移至热沉150)可以使得蒸汽相变回液态。之后，例如，所述液体可以流回到蒸发器110，从而继续无源冷却的循环。
在某些构造中，蒸发器110和/或冷凝器130可以包括热管160。热管160可以是，例如，用来散发来自电子装置102的热量的典型热管。在某些构造中，可以利用多个热管160散发来自电子部件102的热量。例如，可以将所述多个热管160构造为将热量转移至热沉150的芯部。热沉150可以界定中空型芯(未示出)，例如，各个热管160(和/或其冷凝器130)可以至少部分地设置在所述中空型芯内。在某些构造中，可以将几个热管冷凝器130连接到一起，从而匹配到热沉150的中空型芯内和/或向其转移热量。在某些实施例中，例如，假设热管160包括典型的热管，那么冷凝器130和蒸发器110可以是或包括相同的部件或器件。例如，典型的热管160可以不包括单独的蒸发器110。
来看图2A和2B，其分别示出了根据某些实施例的蒸发器210的透视图和透视截面图。在某些实施例中，蒸发器210可以类似于结合图1描述的蒸发器110。例如，可以将蒸发器210构造为消除来自电子部件的热量和/或将热量转移至与蒸发器210接触的液体。在某些实施例中，蒸发器210可以包括接收热量的第一侧212和/或提供热量的第二侧214。根据某些实施例，第二侧214可以包括一个或多个鳍216，所述鳍界定了位于其间的一个或多个缝隙和/或通道218。在某些实施例中，通道218可以包括一个或多个成核特征220，其用于促进与第二侧214接触的液体的相变。蒸发器210可以还包括或可替换地包括连接至冷凝器和/或其他冷却系统部件的第一区域222和/或第二区域224。在某些实施例中，蒸发器210中包括的部件可以多于或少于图2A和/或图2B所示的部件。
根据某些实施例，可以将蒸发器210连接至热源和/或诸如电子装置102的电子装置或部件(在图2A或2B中未示出)。例如，可以将蒸发器210的第一侧212连接至处理器和/或其他电子部件。在某些实施例中，蒸发器210可以由诸如铜的材料构成，所述材料能够促进从蒸发器210的第一侧212到第二侧214的热传导。例如，可以将从电气部件转移到第一侧212的热量通过蒸发器210传导至第二侧214(和/或蒸发器210的其他区域)。在某些实施例中，第二侧214可以与液体(未示出)接触。例如，所述第二侧214可以将热量转移到液体当中，从而引起液体沸腾和/或不然将受到相变。根据某些实施例，位于第二侧214上的鳍216可以增大第二侧214的表面积，从而提高蒸发器210的第二侧214可以基本同时加热的液体的量。换言之，鳍216可以实现从蒸发器210的第二侧214到液体的更为均匀和/或有效的热传递。
在某些实施例中，可以将形成于相邻鳍216之间的缝隙和/或通道218构造为进一步促进将热量转移至流体和/或促进液体的相变。例如，鳍216可以是密集的，从而使通道218基本上比较狭窄。根据某些实施例，通道218可以基本上是零点四毫米到一点五毫米宽。根据某些实施例，通道218的狭窄宽度可以，例如，促进在液体内形成较小的蒸汽气泡和/或充分限制较大蒸汽气泡的形成，由此减少蒸发障碍。或者，鳍216和/或通道218还可以减少不利的温度梯度的产生和/或降低引起蒸汽气泡的形成所需的温度差。
或者，根据某些实施例，鳍216和/或通道218还可以促进液体在蒸发器210之内和/或之上来回传送。例如，假设通道218基本上平直、平行和/或狭窄，那么通道218可以促进液体朝向蒸发器210的中央部分的毛细传送。在某些实施例中，无论蒸发器210相对于重力的方向如何均可以发生毛细传送。例如，即使通道218的取向垂直于重力，通道218的狭窄性也可以允许液体通过毛细作用而跨越蒸发器210的第二侧214的表面传送。或者，根据某些实施例，还可以使通道218的曲线平行于任何重力，以促进液体的传输。
根据某些实施例，蒸发器210和/或通道218可以还包括或可替换地包括成核特征220。例如，所述成核特征220可以是或包括位于通道218内的定位点(detent)或凹陷。在某些实施例中，成核特征220可以包括位于通道218内的一个或多个锥形凹陷。根据某些实施例，成核特征220可以将相邻的液体暴露于更高的温度下，从而促进蒸汽气泡的形成和/或可以提供形成蒸汽气泡的部位。在某些实施例中，可以在蒸发器210上和/或在其第二侧上包括任何数量、类型和/或构造的成核特征220。例如，根据某些实施例，在蒸发器210上包括的成核特征220可以多于或少于图2A和/或图2B所示的成核特征220。
在某些实施例中，蒸发器210还可以包括将蒸发器210连接至冷凝器和/或其他冷却系统部件的第一区域222和/或第二区域224。例如，所述第一区域222可以是所述第二侧214的未受鳍216遮挡的部分。在某些实施例中，可以利用所述第一区域222连接至冷凝器的一个或多个特征。类似地，可以将第二区域224构造为连接至冷凝器。例如，可以将冷凝器的壁和/或表面连接至由第一和/或第二区域222、224界定的基本为平面的表面。或者，在某些实施例中，还可以将任何数量和/或类型的接合和/或固定媒介连接至区域222、224。例如，可以将粘合、焊接、热接合材料、紧固件、O形环和/或其他装置连接至区域222、224和/或区域222、224与冷凝器和/或其他冷却系统部件之间，以促进冷凝器和/或其他部件与蒸发器210的接合。
根据某些实施例，例如如图2B所示，还可以在区域222、224之一或二者上包括沟槽226和/或其他特征。例如，可以将沟槽226构造为接收O形环和/或其他紧固件，以促进蒸发器210到冷凝器的连接和/或在其间建立密封。在某些实施例中，在蒸发器210和冷凝器之间建立的密封可以是或包括液压和/或真空密封，从而在与蒸发器210的第二侧相邻的区域内(例如，在由蒸发器210和/或冷凝器界定的空腔内)充分包含液体。根据某些实施例，可以利用任何尺寸和/或形状的蒸发器210。换言之，尽管图2A和图2B示出的蒸发器210界定了圆形和/或圆盘形，但是根据某些实施例也可以采用其他形状和/或构造。
现在来看图3A和图3B，其分别示出了根据某些实施例的冷凝器330的透视截面图和冷凝器330的透视端面图。在某些实施例中，冷凝器330可以与结合图1描述的冷凝器130类似。在某些实施例中，冷凝器330可以包括第一末端332和/或第二末端334。或者，根据某些实施例，冷凝器330还可以界定空腔336。在某些实施例中，可以在空腔336内设置一个或多个沟槽338。例如，可以将沟槽338设置在冷凝器330的内壁340上。根据某些实施例，冷凝器330可以还包括或可替换地包括第一区域342和/或第二区域344，可以利用其中之一或二者将冷凝器330连接至蒸发器和/或其他冷却系统部件。在某些实施例中，冷凝器330可以定义宽度和/或直径346和/或可以包括外壁348。在某些实施例中，系统300中包括的部件可以多于或少于图3A和/或图3B所示的部件。
在某些实施例中，冷凝器330可以在空腔336内含有液体(未示出)。例如，可以通过处于冷凝器330的第一末端332附近的诸如蒸发器110、210的蒸发器(在图3A或图3B内未示出)对液体加热。根据某些实施例，可以将所述蒸发器连接至所述冷凝器330的第一末端332。例如，可以将所述第一区域342和/或第二区域344连接至蒸发器的一个或多个区域和/或部分。在某些实施例中，可以将蒸发器连接至冷凝器330，从而在第一末端332的附近形成空腔336的密封。例如，所述密封可以促进液体在空腔336内的存留。或者，在某些实施例中(尽管在图3A中未示出)，还可以在冷凝器330的第二末端的附近密封空腔336。
受到位于冷凝器330的第一末端332附近的蒸发器加热的流体可能因受热而发生相变。根据某些实施例，例如，假设冷凝器330的取向相对于重力垂直，那么蒸汽可能通过空腔336的中央部分朝向冷凝器330的第二末端334上升。在某些实施例中，随着蒸汽沿冷凝器330的长度传输其可能受到冷却。例如，可以将冷凝器330的外壁348设置在热沉(未示出)的空腔内，并且/或者所述冷凝器330的外壁348可以包括一个或多个连接至其上的鳍(同样未示出)。根据某些实施例，所述冷凝器330(和/或其第二末端334)可以受到空气冷却和/或否则可以从蒸汽散除热量。或者，在某些实施例中，所述热沉可以密封冷凝器330的第二末端334，从而充分防止液体从空腔336中泄漏。
在某些实施例中，受到冷却的蒸汽可以通过相变返回至液态，并且可以返回到冷凝器330的第一末端332。根据某些实施例，液体可以通过沟槽338流动。例如，假设冷凝器330的取向相对于重力垂直，那么沟槽338可以提供垂直通道，液体可以在所述通道内冷凝(例如，从蒸汽状态)，并且/或者液体可以通过所述通道朝向第一末端332流动(例如，流回到蒸发器)。在某些实施例中，沟槽338可以是打磨出的、切割出的和/或不然将其结合到冷凝器330的内壁340内。根据某些实施例，可以通过连接至冷凝器330的内壁340的一个或多个突出、鳍和/或其他特征界定沟槽338。
在某些实施例中，沟槽338可以促进朝向冷凝器330的第二末端334的蒸汽流和朝向其第一末端332的液体流的分离。换言之，沟槽338可以降低空腔336内双向流体流之间的干扰，由此提供更为有效的冷却。不管冷凝器330相对于重力的取向如何，都可以实现所述流之间的分离。例如，假设冷凝器330的取向相对于重力水平，那么蒸汽可以通过空腔336的中央部分和/或通过一个或多个高度较高的沟槽338传输，同时液体可以通过高度较低的沟槽338和/或通过一个或多个高度较高的沟槽338传输。在某些实施例中，可以将沟槽338构造为提供毛细作用，从而将液体朝向第一末端往回传送。例如，通过这种方式，液体甚至可以通过取向与重力相反的沟槽338流动(例如，否则在所述通道中液体将滴出)。在某些实施例中，液体可以通过沟槽338流动，同时蒸汽可以通过空腔336的中央和/或其他部分流动。
或者，根据某些实施例，还可以将冷凝器330的直径346设置为提供更高的冷却效率。例如，冷凝器330的直径346可以基本大于典型热管的直径。例如，在某些实施例中，冷凝器330的直径346可以为十到四十毫米左右(与典型热管大约四到十毫米的直径形成对比)。根据某些实施例，冷凝器330的大直径346可以促进空腔336内流体流路径的分离和/或可以促进冷凝器330和/或蒸汽的更为有效的冷却。例如，可以将冷凝器330的大直径346至少部分地设置在热沉(未示出)的中空型芯内，从而将热量传输至热沉的芯部。
在某些实施例中，单个大直径346冷凝器330替代了典型的、通过将多个热管连接起来向换热器的芯部传输热量的布局。通过提高用来向热沉传输热量的表面积的量，和/或降低接合多个热管的必要性，单个大直径346的冷凝器330可能比典型的热管应用更有效。多个热管的接合将生成提高的热阻。类似地，假设耦接鳍(未示出)以散除来自冷凝器330的热量，那么更大的直径346可以提供连接所述鳍的更大面积。例如，提高的耦接面积可以提高连接至冷凝器330的鳍的数量，并相应提高冷凝器330的热效率。
现在来看图4，其示出了根据某些实施例的系统400的透视截面图。在某些实施例中，系统400可以是或包括诸如无源液体冷却系统的冷却解决方案。系统400可以包括，例如，蒸发器410。蒸发器410可以包括接收热量的第一侧412、提供热量的第二侧414、一个或多个鳍416、一个或多个通道418、一个或多个成核特征420和/或第一区域422和/或第二区域424。在某些实施例中，系统400可以还包括或可替换地包括冷凝器430。冷凝器430可以包括第一末端432和/或第二末端434。
冷凝器430还可以界定空腔436和/或包括设置在内壁440上的一个或多个沟槽438。冷凝器430可以还包括或可替换地包括连接至蒸发器410的第一区域442和/或第二区域444，和/或传递来自冷凝器430的热量的外壁448。根据某些实施例，系统400的部件410、412、414、416、418、420、422、424、430、432、434、436、438、440、442、444、448可以在构造和/或功能性方面与结合图1、图2A、图2B、图3A和/或图3B中的任何一幅附图描述的具有类似名称的部件类似。在某些实施例中，系统400所包括的部件可以多于或少于图4所示的部件。
在某些实施例中，可以将系统400构造为散除来自电部件和/或装置(图4中未示出)的热量。例如，可以连接蒸发器410，从而通过蒸发器410的第一侧412接收来自电装置的热量。之后，例如，可以通过蒸发器410将经由蒸发器410的第一侧412接收的热量传导至第二侧414。例如，如图4所示，可以将第二侧414(至少部分地)设置在空腔436内。或者，根据某些实施例，还可以将液体(未示出)布置在空腔436内。例如，所述液体可以接收来自蒸发器410的第二侧414的热量。
根据某些实施例，蒸发器的第二侧414可以包括鳍416和/或通道418。例如，可以通过鳍416将从电装置接收的热量更为有效地传输至液体。在某些实施例中，鳍416可以在与蒸发器410接触的液体内提供更为均匀的温度梯度。根据某些实施例，鳍416之间的通道418相对较窄(例如，鳍416可以是密集排布的)。例如，窄通道418可以促进小蒸汽气泡的生成，其能够提高液体的相变效率。或者，在某些实施例中，成核特征420还可以促进蒸汽气泡的形成和/或降低蒸汽气泡形成所需的温度。例如，成核特征420可以包括位于通道418内的锥形凹陷，所述锥形凹陷提供了用于蒸汽气泡成核的部位和/或将局部液体暴露于由蒸发器410的第二侧414导致的更高温度下。
根据某些实施例，受热蒸汽可以从蒸发器410的第二侧414(和/或从第二侧414附近的位置)和/或从冷凝器430的第一末端432朝向冷凝器430的第二末端434传输。在某些实施例中，蒸汽可以通过空腔436的中央部分传输。之后，例如，可以在冷凝器430的附近对蒸汽冷却和/或冷凝。例如，冷凝器430的外壁448可以与一个或多个鳍和/或其他能够接收热量以冷却冷凝器430的第二末端434的冷却装置相关。在某些实施例中，可以将冷凝器430的外壁布置在热沉(未示出)的芯内，并且/或者所述冷凝器430的外壁可以具有直接耦接至其上的一个或多个鳍(同样未示出)。
根据某些实施例，外壁448的任何部分都可以与冷却冷凝器430和/或蒸汽相关。例如，鳍和/或热沉可以朝向冷凝器430的第一末端432延伸，和/或延伸至其上。相应地，空腔436内从蒸发器410的第二侧414迁移的蒸汽可以在空腔436的任何区域内(例如，至少部分地)冷凝和/或受到冷却。在某些实施例中，一些蒸汽可以沿内壁440的任何部分受到冷却、冷凝和/或相变回液体。例如，可以将冷凝器430和/或蒸汽的冷却设置为，在蒸汽抵达和/或变得接近第二末端434时基本上全部受到冷凝、冷却和/或发生相变。根据某些实施例，基本上可以在冷凝器430的第二末端434处和/或附近执行蒸汽的全部冷却。
在某些实施例中，受到冷凝和/或冷却的蒸汽可以恢复液态，并且可以朝向冷凝器430的第一末端432和/或蒸发器410的第二侧414往回传输。例如，液体可以在沟槽438上、之内和/或附近冷凝和/或可以利用沟槽438往回传输至蒸发器410。根据某些实施例，沟槽438可以允许蒸汽和液体在空腔436内流动，并基本保持分离。例如，液体可以沿冷凝器430的内壁440和/或在沟槽438之内传输，同时，蒸汽可以在空腔436的中央和/或其余部分传输。在系统400的某些取向中，沟槽438可以提供毛细作用，从而将液体输送回蒸发器410。类似地，蒸发器410的鳍416和/或通道418可以为液体提供毛细作用传输，以促进液体返回至蒸发器410的第二侧414。
可以通过任何已经或变得已知或实用的方式连接冷凝器430和蒸发器410。在某些实施例中，可以将蒸发器410的第一和/或第二区域422和424分别连接至冷凝器430的第一和/或第二区域442和444。例如，冷凝器430的第一区域442可以是或包括相邻沟槽438之间的区域。在某些实施例中，例如，假设沟槽438形成于内壁440的突起之间，那么第一区域442可以是或包括可以连接至蒸发器410的第一区域422的突起的末端区域。换言之，沟槽438可以基本从冷凝器430的第一末端432延伸至第二末端434，和/或可以朝向鳍416的底部和/或基底延伸。根据某些实施例，沟槽438可以延伸至鳍416的顶部，并且/或者，可以不将第一区域442连接至蒸发器410的第一区域422。
在某些实施例中，可以通过任何已经或变得已知或实用的方式配置沟槽438、鳍416、通道418和/或成核特征420。例如，鳍416可以不覆盖蒸发器410的整个第二侧414，并且/或者，可以仅在内壁440的部分上提供沟槽438。在某些实施例中，在系统400中提供的沟槽438、鳍416、通道418和/或成核特征420可以多于或少于图4所示。
来看图5，其示出了根据某些实施例的系统500的方框图。在某些实施例中，系统500可以与结合图1和/或图4描述的系统100、400类似。例如，系统500可以包括处理器502、存储器504、蒸发器510、冷凝器530和/或热沉550.根据某些实施例，系统500的部件502、510、530、550可以在构造和/或功能性方面类似于结合图1、图2A、图2B、图3A、图3B和/或图4描述的具有类似名称的部件。在某些实施例中，系统500所包括的部件可以多于或少于图5所示的部件。
处理器502可以是或包括任何数量的处理器，所述处理器可以是已经或变得已知或可用的任何类型或构造的处理器、微处理器和/或微引擎。在某些实施例中，除了处理器502之外可以利用其他电子和/或电器件，或者可以利用其他电子和/或电器件替代处理器502。例如，处理器502可以是或包括任何生成、存储热量和/或需要散除热量的装置、对象和/或部件。根据一些实施例，处理器502可以是XScale处理器，例如IntelPXA270XScale处理器。
根据某些实施例，存储器504可以是或包括一个或多个诸如硬盘的磁存储装置、一个或多个光存储装置和/或固态存储器。存储器504可以存储带有通过处理器502执行的指令的应用、程序、流程和/或模块。根据某些实施例，存储器504可以包括用于存储数据的任何类型的存储器，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)。
在某些实施例中，处理器502可能在执行存储在存储器504内的指令的同时生成热。根据某些实施例，必须从处理器502散除这一热量，从而允许处理器502正常运行和/或防止对处理器502造成热损害。在某些实施例中，可以连接蒸发器510，以散除来自处理器502的热量。例如，蒸发器510可以将热量传输至空腔内(图5中未示出)的液体，所述空腔由蒸发器510和/或冷凝器530界定。在某些实施例中，蒸发器510可以包括鳍、通道和/或成核特征(在图5中未示出)，以促进热量向流体的传输。液体可以在热交换的作用下而沸腾和/或蒸发，并且可以(例如，作为蒸汽)通过流动离开处理器502和/或蒸发器510。
根据某些实施例，可以将冷凝器530至少部分地设置在热沉550内。例如，蒸汽在接触邻近热沉550的冷凝器530的区域时可能被冷却和/或冷凝回液态。在某些实施例中，蒸汽可以通过冷凝器530传递热量并将热量传递到热沉550内。之后，例如，热沉550可以为冷凝器530散发和/或去除热量。在某些实施例中，热沉550可以是或包括已经或变成已知或实用的任何型式的换热器。例如，热沉550可以是典型的鳍型、风冷换热器。根据某些实施例，可以将换热器550连接至和/或结合到冷凝器530上。例如，冷凝器530可以包括一个或多个鳍(未示出)，以促进对蒸汽的冷却。
在某些实施例中，冷却部件510、530、550中的任何一个或全部可以是或包括与文中描述的类似的部件。根据某些实施例，冷却部件510、530、550中的一个或全部可以还包括或可替换地包括一个或多个常规装置，以执行所要求的特定部件的功能。例如，在某些实施例中，热沉550可以是典型的热沉和/或散热器装置。在某些实施例中，热沉550可以包括和/或界定接收热量的中空型芯。例如，所述冷凝器530和蒸发器510可以包括无源液体冷却芯，以填充热沉的中空型芯并向其转移热量。根据文中描述的某些实施例，与典型的无源液体冷却装置相比，冷凝器530和蒸发器510的构造可以提供改进的散热(例如，所述热量来自处理器502和/或接近其的区域)和/或改进的效率。
文中描述的几个实施例仅出于举例说明的目的。可以通过仅由权利要求限制的变型和修改实践其他实施例。

Claims (20)

1.一种系统，其包括：
蒸发器，其包括：
接收热量的第一侧；
第二侧；以及
从所述第二侧突出的一个或多个鳍；以及
冷凝器，其包括：
界定空腔以及一个或多个沟槽的内表面；
第一末端，其连接至所述蒸发器，从而使所述蒸发器的所述一个或多个鳍设置在所述空腔内；以及
第二末端，其中，所述一个或多个沟槽至少部分地在所述冷凝器的所述第一和第二末端之间延伸。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个鳍基本上平行。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，隔开所述一个或多个鳍，从而在相邻鳍之间形成一个或多个通道。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述一个或多个通道具有大约0.4mm到1.5mm的宽度。
5.根据权利要求3所述的系统，其中，在所述一个或多个通道内设置一个或多个定位点。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述一个或多个定位点包括一个或多个位于相邻鳍之间的通道底部内的基本为锥形的凹陷。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述冷凝器包括在所述冷凝器的所述第一和第二末端之间延伸的长度尺寸和垂直于所述长度尺寸的宽度尺寸，其中，所述宽度尺寸大约为10mm到40mm。
8.根据权利要求1所述的系统，还包括：
耦接至所述冷凝器，并从其延伸的一个或多个鳍。
9.根据权利要求1所述的系统，还包括：
连接至所述冷凝器的热沉。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述热沉界定了第二空腔，并且所述冷凝器至少部分地设置在所述第二空腔内。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述冷凝器基本上填充了所述第二空腔。
12.根据权利要求10所述的系统，其中，所述热沉为辐射热沉，所述第二空腔为圆柱形空腔，所述冷凝器基本上为圆柱形，且所述蒸发器为圆盘形。
13.一种系统，包括：
处理器；
与所述处理器通信的双数据率存储器；
蒸发器，其包括：
接收来自所述处理器的热量的第一侧；
第二侧；以及
从所述第二侧突出的一个或多个鳍；以及
冷凝器，其包括：
界定空腔以及一个或多个沟槽的内表面；
第一末端，其连接至所述蒸发器，从而使所述蒸发器的一个或多个鳍设置在所述空腔内；以及
第二末端，其中，所述一个或多个沟槽至少部分地在所述冷凝器的所述第一和第二末端之间延伸。
14.根据权利要求13所述的系统，还包括：
换热器，连接其以散除来自所述冷凝器的热量。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述热沉界定了第二空腔，并且所述冷凝器至少部分地设置在所述第二空腔内。
16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述冷凝器基本上填充了所述第二空腔。
17.根据权利要求15所述的系统，其中，所述热沉为辐射热沉，所述热沉的所述第二空腔基本为圆柱形，所述冷凝器基本为圆柱形，所述冷凝器的所述空腔基本为圆柱形，所述蒸发器基本为圆盘形。
18.根据权利要求13所述的系统，其中，所述一个或多个鳍基本上平行。
19.根据权利要求13所述的系统，其中，隔开所述一个或多个鳍，从而在相邻鳍之间形成一个或多个通道。
20.根据权利要求19所述的系统，其中，在所述一个或多个通道内设置一个或多个定位点。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102287688A (zh) * 2011-07-20 2011-12-21 复旦大学 热管式灯杆与led光源一体结构的路灯装置
CN106033749A (zh) * 2015-03-13 2016-10-19 上海交通大学 并联式平行微通道多芯片散热器
CN107883360A (zh) * 2016-09-30 2018-04-06 惠普赛天使公司 发光二极管散热器

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2256883B1 (en) * 2009-05-15 2013-01-23 ABB Oy An electrical cabinet
JPWO2012060461A1 (ja) * 2010-11-02 2014-05-12 日本電気株式会社 冷却装置及びその製造方法
US9879888B2 (en) * 2012-10-30 2018-01-30 Lennox Industries Inc. Auxiliary heat exchanger having fluid retention member for evaporative cooling
NL2013617B1 (en) * 2014-10-10 2016-10-04 Solabcool B V Reactor vessel and cooling system comprising the same.
FR3043448B1 (fr) * 2015-11-05 2019-10-04 Valeo Vision Module lumineux refroidi par caloduc avec surface texturee
JP6624119B2 (ja) * 2017-02-24 2019-12-25 トヨタ自動車株式会社 熱交換器
CN109883227A (zh) * 2019-01-29 2019-06-14 株洲智热技术有限公司 强化沸腾装置
US20210080157A1 (en) * 2019-09-17 2021-03-18 Jesse Krug Systems and methods for vapor compression refrigeration using a condenser apparatus
CN111076584B (zh) * 2019-11-28 2021-04-13 北京空间机电研究所 一种航天器用桁架热管和环路热管耦合传热组件

Family Cites Families (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2883591A (en) * 1954-10-04 1959-04-21 Westinghouse Electric Corp Semiconductor rectifier device
CH342661A (de) 1956-08-11 1959-11-30 Bbc Brown Boveri & Cie Kühler für die Kühlung eines Halbleiterelementes
US3971435A (en) * 1971-07-13 1976-07-27 Ncr Corporation Heat transfer device
JPS5241149B2 (zh) * 1974-03-16 1977-10-17
US4050507A (en) 1975-06-27 1977-09-27 International Business Machines Corporation Method for customizing nucleate boiling heat transfer from electronic units immersed in dielectric coolant
US4126879A (en) * 1977-09-14 1978-11-21 Rca Corporation Semiconductor device with ballast resistor adapted for a transcalent device
US4633371A (en) * 1984-09-17 1986-12-30 Amdahl Corporation Heat pipe heat exchanger for large scale integrated circuits
US4982274A (en) 1988-12-14 1991-01-01 The Furukawa Electric Co., Ltd. Heat pipe type cooling apparatus for semiconductor
US5629840A (en) * 1992-05-15 1997-05-13 Digital Equipment Corporation High powered die with bus bars
US5308920A (en) 1992-07-31 1994-05-03 Itoh Research & Development Laboratory Co., Ltd. Heat radiating device
JPH08264694A (ja) 1995-03-20 1996-10-11 Calsonic Corp 電子部品用冷却装置
JP3677135B2 (ja) 1997-01-09 2005-07-27 株式会社東芝 半導体集積回路とその製造方法
US5880524A (en) * 1997-05-05 1999-03-09 Intel Corporation Heat pipe lid for electronic packages
US5956229A (en) * 1998-04-01 1999-09-21 Intel Corporation Injection molded thermal interface system
US20010050164A1 (en) * 1999-08-18 2001-12-13 Agilent Technologies, Inc. Cooling apparatus for electronic devices
US6694416B1 (en) * 1999-09-02 2004-02-17 Micron Technology, Inc. Double data rate scheme for data output
US6410982B1 (en) * 1999-11-12 2002-06-25 Intel Corporation Heatpipesink having integrated heat pipe and heat sink
US6382309B1 (en) * 2000-05-16 2002-05-07 Swales Aerospace Loop heat pipe incorporating an evaporator having a wick that is liquid superheat tolerant and is resistant to back-conduction
CN2446662Y (zh) * 2000-09-01 2001-09-05 刘宏彩 高效散热器
US6531206B2 (en) * 2001-02-07 2003-03-11 3M Innovative Properties Company Microstructured surface film assembly for liquid acquisition and transport
US6381135B1 (en) * 2001-03-20 2002-04-30 Intel Corporation Loop heat pipe for mobile computers
US6844054B2 (en) * 2001-04-30 2005-01-18 Thermo Composite, Llc Thermal management material, devices and methods therefor
US6397618B1 (en) * 2001-05-30 2002-06-04 International Business Machines Corporation Cooling system with auxiliary thermal buffer unit for cooling an electronics module
US7152667B2 (en) 2001-10-10 2006-12-26 Fujikura Ltd. Tower type finned heat pipe type heat sink
US7067088B2 (en) * 2002-01-12 2006-06-27 Saudi Basic Industries Corporation Stratified flow chemical reactor
US6907918B2 (en) * 2002-02-13 2005-06-21 Thermal Corp. Deformable end cap for heat pipe
TW557350B (en) 2003-01-06 2003-10-11 Jiun-Guang Luo One-way airstream hollow cavity energy transferring device
TW575156U (en) * 2003-05-08 2004-02-01 Jiun-Guang Luo Heat pipe
US6793009B1 (en) * 2003-06-10 2004-09-21 Thermal Corp. CTE-matched heat pipe
US6994152B2 (en) 2003-06-26 2006-02-07 Thermal Corp. Brazed wick for a heat transfer device
US6938680B2 (en) * 2003-07-14 2005-09-06 Thermal Corp. Tower heat sink with sintered grooved wick
TW577969B (en) * 2003-07-21 2004-03-01 Arro Superconducting Technolog Vapor/liquid separated heat exchanging device
US7137441B2 (en) * 2004-03-15 2006-11-21 Hul-Chun Hsu End surface capillary structure of heat pipe
US7013957B2 (en) * 2004-03-15 2006-03-21 Hsu Hul-Chun End surface structure of heat pipe
US6986383B2 (en) * 2004-03-30 2006-01-17 Hul-Chun Hsu End surface structure of a heat pipe for contact with a heat source
US6889756B1 (en) * 2004-04-06 2005-05-10 Epos Inc. High efficiency isothermal heat sink
TWI263029B (en) * 2005-01-14 2006-10-01 Foxconn Tech Co Ltd Cooling device with vapor chamber

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102287688A (zh) * 2011-07-20 2011-12-21 复旦大学 热管式灯杆与led光源一体结构的路灯装置
CN106033749A (zh) * 2015-03-13 2016-10-19 上海交通大学 并联式平行微通道多芯片散热器
CN106033749B (zh) * 2015-03-13 2019-02-05 上海交通大学 并联式平行微通道多芯片散热器
CN107883360A (zh) * 2016-09-30 2018-04-06 惠普赛天使公司 发光二极管散热器
US10448459B2 (en) 2016-09-30 2019-10-15 Hp Scitex Ltd. Light emitting diode heat sink

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006105220A1 (en) 2006-10-05
TW200702621A (en) 2007-01-16
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US20060213211A1 (en) 2006-09-28

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