CN101676658A - 用于电子设备的冷却装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于电子设备的冷却装置。在本发明中，穿过冷凝器(10)的冷却剂被引入补偿器(15)并填充在补偿器(15)中。穿过补偿器(15)的冷却剂被引入汽化器(20)并通过与设置在汽化器的外部的辅助热源H2的热交换而汽化。此外，由多孔材料制成的汽化单元(22)设置在汽化器(20)中。穿过汽化器(20)的冷却剂和从冷凝器(10)供给的液体冷却剂在涡流产生单元(30)中混合以形成冷却剂喷雾，并且冷却剂喷雾沿着螺旋轨迹移动以形成涡流。同时，涡流的冷却剂喷雾喷射为与蒸发器(50)的内壁形成紧密的接触，以与定位在蒸发器外部的主热源H1进行热交换，从而冷却主热源H1。根据如上所述的本发明，邻近于蒸发器的主热源更活跃地与冷却剂进行热交换，从而改善电子设备的冷却性能。而且，还减小了从文丘里管喷出的冷却剂的压力损失。
Description
相关申请
本公开涉及包含在2008年6月27日提交的韩国优先权申请No.10-2008-0061826中的主题，其全部内容通过引用确切地并入此处。
技术领域
本发明涉及电子设备，更具体而言涉及用于电子设备的冷却装置，其用于有效地冷却从设置在电子设备中的热源产生的热量。
背景技术
在现代社会中，信息技术快速进步，诸如计算机的电子设备被认为是在家、办公室、政府等中的必要工具。由于数据存储密度的增加、操作速度的改进和生产成本的降低，所以这样的电子设备的生产和销售趋于增长。
在诸如计算机的电子设备的设计中，热辐射是应该被考虑的问题之一。最近，当诸如笔记本、PMP、以及手机等小型便携式电子设备的发展加速，在这样的便携式电子设备中热辐射是非常重要的因素。这是因为随着电子设备变得更小，安装在这样的电子设备中的半导体元件被更大规模地集成，这产生更大的热量。
具体而言，在计算机中，构成CPU的芯片作为最大的热源，最近进入市场的双核芯片产生超过35W的巨大热量。当安装在电子设备中的部件具有更高性能时，它们产生的热量增加。因此，问题在于通过具有冷却风扇或热管的现有冷却装置将从电子设备产生的热排出至外界是不合理的。结果，为了冷却大规模集成部件，需要具有更好冷却性能的冷却装置。
发明内容
因此，提出本发明来解决现有技术中的上述问题。本发明的一个目的是通过允许涡旋的冷却剂被引入蒸发器而改善冷却性能。
本发明的另一目的是最小化在冷却剂循环过程中发生的压力损失。
根据本发明的一个方面，为了实现上述目的，提供一种用于电子设备的冷却装置，该冷却装置包括：用于冷凝冷却剂的冷凝器；具有汽化单元的汽化器，穿过冷凝器的冷却剂被引入汽化单元并通过与设置在汽化单元的外部的辅助热源的热交换而汽化，汽化单元由多孔材料制成；文丘里管，该文丘里管允许穿过所述汽化器的冷却剂在低压下喷出；定位在文丘里管的喷出端口中的喷射单元，该喷射单元导致穿过文丘里管的冷却剂沿着螺旋轨迹移动并形成为涡流；以及蒸发器，该蒸发器允许冷却剂喷雾与位于蒸发器的外部的主热源之间进行热交换，在涡旋的冷却剂喷雾穿过蒸发器的同时，涡旋的冷却剂喷雾通过离心力喷射为与具有圆形流动横截面积(flow cross sectional area)的蒸发器的内壁紧密接触。
喷射单元可以包括本体；和涡流肋，该涡流肋螺旋地形成在本体的外表面上以形成涡流。
喷射单元还可以包括设置在本体的前端处的导向部，所述导向部具有与喷出端口相应的形状，并定位成与文丘里管的限定喷出端口的内壁间隔开，从而形成冷却剂沿着其移动的喷出路径。
导向部可以形成为锥形形状。
涡流肋可以被部分地切割，使得冷却剂朝着蒸发器移动。
文丘里管可以形成有引入端口，穿过冷凝器的处于液体状态的冷却剂被引入引入端口。
冷却装置还可以包括：冷却剂通道管，从冷凝器排出的冷却剂移动通过冷却剂通道管；分叉端，该分叉端安装在冷却剂通道管的一侧处以将冷却剂引导至汽化器和引入端口；以及分叉管，该分叉管的一端连接至分叉端，另一端连接至引入端口的一端。
引入通道可以形成在汽化单元的前端处，穿过冷凝器的冷却剂通过该引入通道引入；多个排出肋可以在汽化单元的后端处以规律的间隔形成在汽化单元的外表面周围；并且排出通道可以形成在排出肋之间，在汽化器中由热交换而汽化的冷却剂通过该排出通道排出。
引入通道可以形成为定位在汽化单元的纵向截面上的中心处，并且多个排出通道形成为环绕引入通道。
汽化器、涡流产生单元和蒸发器可以具有管形状以彼此连通。
辅助热源和主热源可以是单个的发热部件。
根据本发明的另一方面，提供一种用于电子设备的冷却装置，其包括：用于冷凝冷却剂的冷凝器；具有汽化单元的汽化器，穿过冷凝器的冷却剂被引入汽化单元并通过与设置在汽化单元的外部的辅助热源的热交换而汽化，汽化单元由多孔材料制成；文丘里管，该文丘里管允许穿过汽化器的冷却剂在低压下喷出；喷出端口，该喷出端口与文丘里管接续地形成，并以预定角度形成以加宽流动横截面积；导向部，该导向部位于所述喷出端口的内部，并形成喷出路径，该喷出路径沿着离开所述导向部的中心的方向引导穿过文丘里管的冷却剂；以及蒸发器，蒸发器允许在冷却剂穿过蒸发器的同时冷却剂与位于蒸发器的外部的主热源之间进行热交换。
喷出路径可以引导冷却剂朝着所述蒸发器的内壁移动，冷却剂在该蒸发器中与所述主热源进行热交换。
导向部可以形成为锥形形状。
文丘里管可以形成有引入端口，穿过冷凝器的处于液体状态的冷却剂被引入引入端口。
冷却装置还可以包括：冷却剂通道管，从冷凝器排出的冷却剂移动通过冷却剂通道管；分叉端，该分叉端安装在所述冷却剂通道管的一侧，以将冷却剂引导至汽化器和引入端口；以及分叉管，该分叉管的一端连接至分叉端，另一端连接至引入端口的一端。
引入通道可以形成在汽化单元的前端处，穿过冷凝器的冷却剂通过该引入通道引入；多个排出肋可以在汽化单元的后端处以规律的间隔形成在汽化单元的外表面周围；并且排出通道可以形成在排出肋之间，在汽化器中由热交换而汽化的冷却剂通过该排出通道排出。
引入通道可以形成为定位在汽化单元的纵向截面上的中心处，并且多个排出通道形成为环绕引入通道。
汽化器、涡流产生单元和蒸发器可以具有管形状以彼此连通。
辅助热源和主热源可以是单个的发热部件。
根据本发明的又一方面，提供一种用于电子设备的冷却装置，其包括：用于冷凝冷却剂的冷凝器；具有汽化单元的汽化器，穿过冷凝器的冷却剂被引入汽化单元并通过与设置在汽化单元的外部的辅助热源的热交换而汽化，汽化单元由多孔材料制成；文丘里管，该文丘里管允许穿过汽化器的冷却剂在低压下喷出；喷出端口，该喷出端口与文丘里管接续地形成，并以预定角度形成以加宽流动横截面积；引入端口，该引入端口允许穿过冷凝器的处于液体状态的冷却剂被引入文丘里管；冷却剂通道管，该冷却剂通道管允许从冷凝器排出的冷却剂移动通过冷却剂通道管；分叉端，该分叉端安装在冷却剂通道管的一侧，以将冷却剂引导至汽化器和引入端口；分叉管，该分叉管的一端连接至分叉端，另一端连接至引入端口的一端；以及蒸发器，该蒸发器允许在所述冷却剂穿过蒸发器的同时冷却剂与位于蒸发器的外部的主热源之间进行热交换，该蒸发器将冷却剂排出至所述冷凝器。
辅助热源和主热源可以是单个的发热部件。
根据本发明的仍又一方面，提供一种用于电子设备的冷却装置，其包括：用于从热源吸收热量的蒸发器；冷凝器，该冷凝器允许从蒸发器引入的处于气体状态的冷却剂被冷凝；以及用于将蒸发器和冷凝器连接以形成闭环的管，该管允许冷却剂穿过该管，其中，汽化器安装在如下路径上，即所述冷凝器中冷凝的冷却剂沿着所述路径通过所述管流动至所述蒸发器；由多孔材料制成的汽化单元安装在所述汽化器中；引入通道形成在汽化单元的前端，使得穿过所述冷凝器的冷却剂被引入引入通道；并且排出通道形成在汽化单元的后端处，使得在汽化单元中由热交换汽化的冷却剂通过排出通道排出。
引入通道可以形成为定位在汽化单元的纵向截面上的中心处，并且多个排出通道形成为环绕引入通道。
引入通道可以在汽化单元的纵向截面上形成为通过汽化单元直至汽化单元的预定深度，并且排出通道与引入通道部分地重叠并暴露于外部。
冷却装置还可以包括：定位在排出通道的后端处的喷射单元，该喷射单元允许从所述排出通道排出的冷却剂沿着螺旋轨迹移动并形成为涡流；以及蒸发器，所述蒸发器允许冷却剂和位于所述蒸发器的外部的主热源之间进行热交换，在所述涡旋的冷却剂穿过所述蒸发器的同时，所述涡旋的冷却剂通过离心力喷射到蒸发器的具有圆形流动横截面积的蒸发器的内壁。
冷却装置还可以包括：文丘里管，该文丘里管定位在汽化单元与喷射单元之间，以允许从汽化器的排出通道排出的冷却剂在低温下喷出；以及喷出端口，该喷出端口与文丘里管接续地形成，并以预定角度形成以加宽流动横截面积，所述喷出端口允许所述冷却剂移动至所述喷射单元。
冷却装置还可以包括导向部，所述导向部位于所述喷射端口的内部，并形成喷出路径，该喷出路径沿着离开导向部的中心的方向引导穿过文丘里管的冷却剂。
附图说明
图1是示出了根据本发明用于电子设备的冷却装置的优选实施例的图；
图2是示出了根据本发明用于电子设备的冷却装置的主要部分的透视图；
图3a是示出了在本发明的实施例中使用的蒸发单元的透视图；
图3b是示出了在本发明的实施例中使用的蒸发单元的后视图；
图4是示出了在本发明的实施例中使用的文丘里管的透视图；
图5是示出了在本发明的实施例中使用的喷射单元的侧视图；
图6是用于比较具有和没有在本发明的实施例中使用的喷射单元的情形的图；
图7是曲线图，示出了从根据本发明优选实施例的文丘里管排出的冷却剂的压力损失；
图8是示出了根据本发明用于电子设备的冷却装置的另一实施例的透视图；
图9是示出了根据本发明实施例的涡旋的冷却剂的路径的图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细地描述根据本发明用于电子设备的冷却装置的优选实施例。
图1是示出了根据本发明用于电子设备的冷却装置的优选实施例的图，且图2是示出了根据本发明用于电子设备的冷却装置的主要部分的透视图。
如这些图所示，根据本发明用于电子设备的冷却装置包括冷凝器10、补偿器15、汽化器20、涡流产生单元30、以及蒸发器50。这里，补偿器15、汽化器20、涡流产生单元30和蒸发器50具有按顺序连接为整体的管形状，并彼此连通。
冷凝器10用来冷凝从蒸发器50引入的冷却剂。即，在蒸发器50中汽化的冷却剂被引入冷凝器10，然后通过热交换冷凝成液体冷却剂。在此实施例中，冷凝器10设置有冷却针。在冷凝器10中冷凝的冷却剂在分叉端12处分开，然后分别被引入补偿器15和涡流产生单元30。冷却剂通过分叉管P1引入涡流产生单元30，该分叉管P1的一端连接至分叉端12的一端，其另一端连接至将在之后描述的引入端口37。
即，在冷凝器10中冷凝的冷却剂的一部分通过冷却剂通道管P引入补偿器15。补偿器15是充满液体冷却剂的部分。在此实施例中，补偿器15并非必须是必要的，在冷凝器10中冷凝的冷却剂被直接引入汽化器20的构造也是可能的。
塞子16设置在冷凝器10的一端，以封闭补偿器15的一端。在图中，塞子16在其右侧端和左侧端具有以中心轴线作为中心的通孔，从而允许冷却剂流动。在图中塞子16的左侧端插入连接管18，而其右侧端定位在补偿器15内。塞子16的右侧端的直径大于左侧端的直径，从而防止塞子16被完全插入连接管18中。另外，连接管18被连接到冷却剂通道管P。
在此实施例中，塞子16和连接管18不是必要的，而是补偿器15的一端可以构造成与冷却剂通道管P直接连通。
汽化器20连接至补偿器15的一端。汽化器20用来汽化从补偿器15引入的液体冷却剂。为此目的，另外的辅助热源H2设置在汽化器20的外侧。汽化器20使用从辅助热源H2吸收的热量来汽化液体冷却剂。辅助热源H2还可以是安装在电子设备中以产生热量的加热部件。这里，辅助热源H2是温度相对低于将在之后描述的主热源H1的热源。
此外，制成蒸汽的冷却剂通过汽化器20两端之间的压力差而传送到将在之后描述的涡流产生单元30。即，汽化器20用来提供用于使冷却剂在冷却装置中循环的动力。
汽化单元22设置在汽化器20中。在图3a和图3b中很好地示出汽化单元22的构造。汽化单元22大致形成汽化器20的基本功能。汽化单元22具有基本圆形形状，且由多孔材料制成。即，汽化单元22由多孔材料制成，并用来通过毛细管的表面张力增加已汽化的气体的压力。
在本发明中，汽化单元22由烧结金属制成。更具体而言，汽化单元22通过烧结不锈钢粉末而形成。同样，取决于在汽化单元中蒸汽产生的程度，汽化单元22可以包括聚乙烯、金属纤维、活性碳纤维等。
连接器23设置成在汽化单元22的一端处突出，该连接器23插入补偿器15的一端从而连接至补偿器15。连接器23具有比汽化单元22相对较小的直径。
汽化单元22的最大直径部形成为具有与汽化器20的内壁的直径大致相等的直径，使得汽化单元22与汽化器20的内壁紧密接触地定位。
而且，引入通道24形成为在汽化单元22的前端处延伸。引入通道24形成为具有在汽化单元22的前端的中心处进入汽化单元22的预定深度，并且引入通道24不完全穿过汽化单元22。引入通道24是从补偿器15流出的液体冷却剂被引入的部分。穿过如上所述的引入通道24引入的液体冷却剂通过与辅助热源H2的热交换而汽化。因为汽化单元22由多孔材料制成以几乎处于真空状态，所以冷却剂可以容易地在低温下汽化。
汽化单元22的后端形成为具有相对小的直径，并且排出肋26设置在汽化单元22的外表面周围。排出肋26以规律的间隔形成在汽化单元22的后端。同样，排出通道27形成在排出肋26之间。排出通道27用作通路，被引入引入通道24中的冷却剂通过该通路吸收并且气态冷却剂通过该通路排出到涡流产生单元30。引入通道24和排出通道27彼此不连通，但是它们都独立地形成在汽化单元22中。吸收入引入通道24的冷却剂通过由多孔材料制成的汽化单元22的内部移动到排出通道27，然后被排出到外部。
引入通道24位于纵向截面上的中心处，并且排出通道27形成为与引入通道24重叠差不多预定长度。从而，被引入引入通道24中的冷却剂被汽化，从而更容易被吸收入排出通道27然后被排出。
环形突起(未示出)可以形成为在补偿器15和汽化器20之间的连接部的内侧上突出预定长度。该突起的直径大于汽化器20的连接器23的直径。从而，连接器23位于补偿器15内，但是即使在汽化单元22的外侧和汽化器20的内壁之间存在间隙，汽化单元22的较大部分也位于汽化器20中。
同时，气态冷却剂通过汽化单元22的两端之间的压力差传送至涡流产生单元30。即，冷却剂通过压力差传输，该压力差由在冷却剂汽化的过程中的相变导致。
涡流产生单元30连接到汽化器20的一端。涡流产生单元30在穿过汽化器20的冷却剂的流中产生涡流，然后朝着蒸发器50的内壁喷射涡旋的冷却剂，所以冷却剂流动同时通过离心力与蒸发器50的内壁紧密接触。为此目的，文丘里管32和喷射单元40分别设置在涡流产生单元30的内侧。
首先，将参照图4描述文丘里管32。文丘里管32具有基本柱形形状。文丘里管32具有形成在连接到汽化器20的部分处的入口34。入口34是穿过汽化器20的冷却剂通过其引入的通路，并且具有基本锥形形状。入口34形成为使得冷却剂的流动横截面沿冷却剂的移动方向逐渐减小。
喷雾产生通道36连接到入口34的后端。喷雾产生通道36允许从冷凝器10引入的液体冷却剂与气态冷却剂混合，从而制成喷雾形式的冷却剂。因为喷雾产生通道36具有小直径，所以当气态冷却剂穿过喷雾产生通道36时，液体冷却剂由于压力下降而停止，从而产生喷雾。在下文中，为了方便解释，此称为冷却剂喷雾。
同样，引入端口37形成在文丘里管32中，其开口为使得喷雾产生通道36与冷凝器10连通。因此，冷凝在冷凝器10中的冷却剂通过连接到分叉端12和引入端口37的分叉管P1引入喷雾产生通道36。
喷出端口38连接至喷雾产生通道36的后端。喷出端口38是穿过喷雾产生通道36的冷却剂喷雾被喷出所穿过的通路，并具有与入口34类似的大致锥形形状。即，喷出端口38的流动横截面积沿着冷却剂的移动方向逐渐增加。
同时，喷射单元40设置在与喷出端口38相邻的部分。在图5很好地示出了喷射单元40的形状。喷射单元40与涡流产生单元30紧密接触并被固定至涡流产生单元30的内壁。喷射单元40用来在排出到喷出端口38的冷却剂喷雾中产生涡流，然后朝着蒸发器50的内壁喷射冷却剂喷雾。即，如果冷却剂喷雾通过喷射单元40涡旋地形成，然后通过离心力朝着蒸发器50的内壁喷射，则可用冷却剂喷雾通过来自主热源H1的热量蒸发，从而促进热交换并提供更大冷却效果。
基本柱形本体41设置在喷射单元40中。而且，涡流肋42设置成在本体41的外表面上突出。涡流肋42在本体41上形成为螺旋形状。因此，通过喷出端口38排出的冷却剂喷雾沿着涡流肋42形成为涡流同时穿过本体41，然后喷射至蒸发器50。涡流肋42不仅可以形成为图中所示的形状还可以形成为能够在冷却剂喷雾中形成涡流的其它形状，诸如双螺旋形状。
在此实施例中，涡流肋42在其中间部被切割，从而冷却剂的一部分通过该切口部朝着蒸发器50直接流动，而其它冷却剂通过涡流肋42形成为涡流，然后喷射至蒸发器50。这里，涡流肋42可以形成为具有多个切口部。
另外，导向部44设置在本体41的前端。导向部44设置成在本体41的前端上突出并定位在喷出端口38上。导向部44形成为具有与喷出端口38的排出角度相同的角度，并具有比喷出端口38的直径相对较小直径的锥形形状。导向部44定位成与文丘里管32的与喷出端口38相应的内壁间隔开。即，导向部44的外表面形成为平行于文丘里管32的内壁。导向部44用来引导通过喷出端口38排出的冷却剂喷雾以将其引入涡流肋42。
在此实施例中，将参照图6和图7描述为什么导向部44定位于喷出端口38中的原因。为了参考，图7示出了从锥形扩散器喷出的冷却剂的压力损失。即，它示出了与扩散器的喷出端口的排出角度θ相应的冷却剂的压力损失的程度。
如果冷却剂喷雾从文丘里管32的窄通道排出并且然后到达喷出端口38，则压力降低从而减小冷却剂的流速和流量。
参照图6和图7，在没有导向部44定位在喷出端口38中的情形(图6(a))中，如果喷出端口38形成为具有30度的排出角度θ，则冷却剂喷雾的流速或压力大部分地损失，同时冷却剂喷雾被排出。然而，在喷出端口38的最终端的直径基本等于涡流产生单元30的内壁的直径的情形中，从文丘里管32的端部到喷出端口38的最终端的距离可以构造成相对较短。
另一方面，在喷出端口38形成为具有15度的排出角度θ的情形中，损失的程度降低至大约40％，但是缺点在于从文丘里管32的端部到喷出端口38的最终端的距离现对增加。
因此，为了减少这样的损失，导向部定位在喷出端口38中。
在导向部44定位在喷出端口38中的情形(图6(b))中，如果喷出端口38形成为具有30度的排出角度θ，则形成在喷出端口38和导向部44之间的空间中的喷出路径39的流动横截面积保持恒定。即，因为冷却剂喷雾流动通过喷出路径39，所以压力损失的程度可以降低大约40％，这确保与喷出端口38形成为具有15度的排出角度θ的情形基本上相等的效果，并且使得减小文丘里管32的长度成为可能。
在本发明中，导向部44具有锥形形状，使得喷出路径39的流动横截面积是恒定的，但是还可能的是流动横截面积在与涡流肋42相邻的部分处增加。
而且，虽然在此实施例中喷射单元40的导向部44和涡流肋42整体地形成，但是涡流肋42可以不形成在导向部44上。在此情形中，冷却剂喷雾不形成涡流，但是朝着蒸发器50的内壁排出。
此外，在此实施例中，不是必须设置导向部44。导向部44是用来最小化从文丘里管32排出的冷却剂喷雾的压力损失，从而还可能的是穿过喷出端口38排出的冷却剂形成为涡流同时沿着没有导向部44的涡流肋42流动。
而且，虽然在此实施例中文丘里管32和喷射单元40是分开地制备然后被组装的，但是文丘里管32和喷射单元40可以形成为单一构件，从而保持喷出路径39的设计横截面积。
此外，虽然在此实施例中喷射单元40的涡流肋42的最外侧插入涡流产生单元30，但是本发明不限于此。喷射单元40可以通过另外的固定构件(未示出)固定，使得喷射单元40不旋转。
接着，蒸发器50连接至涡流产生单元30。蒸发器50是穿过涡流产生单元30的冷却剂喷雾通过邻近于蒸发器50设置的主热源H1蒸发的部分。冷却剂喷雾通过与主热源H1的热交换从主热源H1获得热量，从而冷却主热源H1。主热源H1可以是安装在电子设备中的诸如CPU的发热部件。
此时，冷却剂喷雾通过涡流产生单元30形成涡流，并以小滴的形式喷射到蒸发器50的内壁。因为如上所述形成为涡流的冷却剂喷雾通过离心力喷射为与蒸发器50的内壁紧密接触，所以能够促进蒸发，并能够更活跃地执行与主热源H1的热交换。因此，与冷却剂仅沿着蒸发器50流动的现有技术相比，可以改善冷却效果。蒸发器50的内壁具有圆形的流动横截面积，使得涡旋的冷却剂能够容易地流动。
蒸发器50的外周可以形成为具有矩形板形状，从而增加与主热源H1的接触面积。
塞子52设置在蒸发器50的一端，以阻塞蒸发器50的端部。此外，连接管54设置为穿过塞子52并连接至冷却剂通道管P。塞子52在形状和安装方面等同于塞子16。塞子52和连接管54不是必须设置的，而是蒸发器50的一端可以构造成与冷却剂通道管P直接连通。
在下文中，将详细地描述根据本发明用于电子设备的冷却装置的操作。
首先，将参照图1描述冷却剂在根据本发明用于电子设备的冷却装置中循环的过程。在下文中，在穿过冷凝器10的冷却剂C中，被引入冷凝器15的冷却剂被称为C1，被引入引入端口37的冷却剂被称为C2。
穿过冷凝器10的冷却剂在穿过分叉端12的同时部分地填充在补偿器15中。填充在补偿器15中的冷却剂C1根据汽化单元22的材料而变化。穿过补偿器15的冷却剂C1被引入汽化器20。
具体而言，冷却剂C1被引入汽化器20并被引入汽化单元22的引入通道24中。被引入引入通道24的冷却剂C1经受与邻近于汽化器20设置的辅助热源H2的热交换。即，处于液体状态的冷却剂C1通过与辅助热源H2的热交换而汽化，然后处于气体状态的冷却剂C1穿过由多孔材料制成的汽化单元22移动到排出通道27并且然后被排出。当汽化冷却剂时汽化单元22通过毛细管的表面张力增加压力。增加的压力用作冷却剂循环的动力。
因为汽化器20的内部几乎处于真空状态，所以甚至在较低的温度也能够容易地进行热交换，并且能够容易地汽化液体冷却剂C1。
然后，处于气体状态的冷却剂C1通过汽化器20两端的压力差引入涡流产生单元30。冷却剂C1经由文丘里管32的入口34引入喷雾产生通道36。此时，处于液体状态的冷却剂C2通过引入端口37引入喷雾产生通道36。如上所述，冷却剂C2从冷凝器10引入，即，当冷却剂穿过冷凝器10时冷却剂C2通过压力降低而被吸入窄的喷雾产生通道36。如上所述，当冷却剂C2被引入喷雾产生通道36时，处于液体状态的冷却剂C2与气态冷却剂C1混合，从而形成冷却剂喷雾C。
冷却剂喷雾C通过喷出端口38排出。冷却剂喷雾C沿着文丘里管32的内壁与导向部44之间的喷出路径39引导和传输。这里，参照图7，应该理解的是，与导向部44不存在的情形相比，减少了冷却剂喷雾C的大约40％的压力损失。
穿过导向部44的冷却剂喷雾C穿过本体41的涡流肋42。冷却剂喷雾C沿着经由涡流肋42的螺旋轨迹移动以形成涡流，然后排出至蒸发器50。如上所述形成为涡流的冷却剂喷雾C不是沿着蒸发器50不旋转地流动而是以小滴的形式喷射至蒸发器50的内壁，然后朝着蒸发器50的后端逐渐扩散至蒸发器50的内壁。在图9中很好地示出了冷却剂喷雾C沿着其流动同时在蒸发器50中形成涡流的路径。即，通过离心力使冷却剂喷雾C具有增加的速度，从而与蒸发器50的内壁形成紧密接触。
因为冷却剂喷雾C以小滴的形式喷射到蒸发器50的内壁，因此在蒸发器50中确保更有效的蒸发。因此，冷却剂喷雾C与邻近于蒸发器50的主热源H1之间的热交换更加有效地进行，从而确保主热源H1更好的冷却。穿过蒸发器50的冷却剂喷雾C被引入冷凝器10，其中冷却剂喷雾C再次被冷凝为液体冷却剂。
在如上说明的冷却剂循环过程中，冷却可以在汽化器20和蒸发器50中执行。在汽化器20和蒸发器50之中，在电子设备中产生最大热量的主热源H1与蒸发器50邻近地设置。即，邻近于汽化器20的辅助热源H2用来推动在汽化器20中液体冷却剂C1的汽化而不是冷却。
然而，辅助热源H2不是必须用作用于简单地供给热量的元件，而是邻近于蒸发器50的诸如主热源H1的另外的发热部件可以邻近于汽化器20定位。在此情形中，两个主发热部件在电子设备中被冷却，从而进一步改善了冷却性能。如上所述，与主热源H1相比，辅助热源H2具有相对更低的温度。
同时，在下文中，将参照图8描述根据本发明的另一实施例的冷却热源的过程。在图8中的部件之中，增加了一百的附图标识给予如前述实施例的相同元件，并且在这里不对它们进行详细地描述。
在此实施例中，换向架(reverse carrier)128被连接至汽化器120的一端。换向架128是基本U形管的形状。这导致穿过汽化器120的冷却剂沿着反方向传输。
换向架128的另一端连接至涡流产生单元130。穿过换向架128的冷却剂在涡流产生单元130中形成涡流，然后被喷射至蒸发器150的内壁并与蒸发器150的内壁紧密接触。此时，热源H3设置在汽化器120和蒸发器150的附近。热源H3可以是安装在电子设备中的诸如CPU的发热部件。
热源H3同时与汽化器120和蒸发器150进行热交换。即，热源H3通过与汽化器120的热交换而汽化冷却剂，并通过与蒸发器150的热交换而被冷却。如上所述，与前述实施例相反，此实施例构造为使得由蒸发器150冷却的热源H3还与汽化器120进行热交换。因此，可以在没有设置在汽化器120处的另外的热源的情况下驱动冷却装置。
在穿过冷凝器和汽化器的冷却剂喷雾穿过涡流产生单元的过程中，冷却剂喷雾形成为涡流并借助于喷射单元喷射至蒸发器的内壁。即，当冷却剂在蒸发器中流动时，冷却剂形成为涡流，从而由于离心力而旋转并且与蒸发器的内壁紧密接触地移动。因此，优点在于邻近于蒸发器的主热源与冷却剂进行更活跃的热交换，从而改善电子设备的冷却性能。
进一步，在本发明中，导向部位于文丘里管的喷出端口中，所以减小了冷却剂的排出角度。因此，减小了从文丘里管喷出的冷却剂的压力损失，从而冷却剂平稳地循环。
本发明的范围不限于上述实施例，但是由所附权利要求限定。显而易见的是，本领域的技术人员能够在由权利要求限定的发明范围内作出各种变型和改变。
例如，在没有在邻近于蒸发器50或150的位置处设置另外的热源的情况下，蒸发器50或150本身可以用作热源。
而且，涡流肋42或142可以形成在涡流产生单元30或130的内壁上，或者在涡流产生单元30或130的区域中的管可以制作成柱形线圈形状，使得冷却剂形成为涡流。
此外，虽然在本发明中汽化器20、涡流产生单元30和蒸发器50连续地整体形成，但是可以单独地制备和使用汽化器20和涡流产生单元30。
而且，在本发明中，涡流肋42形成为使得冷却剂形成涡流，同时沿着蒸发器的内壁流动。可选地，代替涡流肋42，导向通路可以形成为使得冷却剂朝着与主热源H1形成接触的内壁集中。
Claims (28)
1.一种用于电子设备的冷却装置，包括：
用于冷凝冷却剂的冷凝器；
具有汽化单元的汽化器，穿过所述冷凝器的冷却剂被引入所述汽化单元并通过与设置在所述汽化单元外部的辅助热源进行热交换而汽化，所述汽化单元由多孔材料制成；
文丘里管，所述文丘里管允许穿过所述汽化器的冷却剂在低压下喷出；
定位在所述文丘里管的喷出端口中的喷射单元，所述喷射单元导致穿过所述文丘里管的冷却剂沿着螺旋轨迹移动并形成为涡流；以及
蒸发器，所述蒸发器允许冷却剂喷雾与位于所述蒸发器外部的主热源之间进行热交换，在涡旋的冷却剂喷雾穿过所述蒸发器的同时，所述涡旋的冷却剂喷雾通过离心力喷射为与具有圆形流动横截面积的所述蒸发器的内壁紧密接触。
2.如权利要求1所述的冷却装置，其中，所述喷射单元包括本体和涡流肋，所述涡流肋螺旋地形成在所述本体的外表面上以形成涡流。
3.如权利要求2所述的冷却装置，其中，所述喷射单元还包括设置在所述本体的前端处的导向部，所述导向部具有与所述喷出端口相应的形状，并定位成与所述文丘里管的限定所述喷出端口的内壁间隔开，从而形成喷出路径，冷却剂沿着该喷出路径移动。
4.如权利要求3所述的冷却装置，其中所述导向部形成为锥形形状。
5.如权利要求2所述的冷却装置，其中所述涡流肋被部分地切割，使得冷却剂朝着所述蒸发器移动。
6.如权利要求1所述的冷却装置，其中所述文丘里管形成有引入端口，穿过所述冷凝器的处于液体状态的冷却剂被引入所述引入端口。
7.如权利要求6所述的冷却装置，还包括：冷却剂通道管，从所述冷凝器排出的冷却剂移动通过所述冷却剂通道管；分叉端，所述分叉端安装在所述冷却剂通道管的一侧处以将冷却剂引导至所述汽化器和所述引入端口；以及分叉管，所述分叉管的一端连接至所述分叉端，所述分叉管的另一端连接至所述引入端口的一端。
8.如权利要求1所述的冷却装置，其中，引入通道形成在所述汽化单元的前端处，穿过所述冷凝器的冷却剂通过所述引入通道被引入；多个排出肋在所述汽化单元的后端处以规律的间隔形成在所述汽化单元的外表面周围；并且排出通道形成在所述排出肋之间，在所述汽化器中由热交换而汽化的冷却剂通过所述排出通道排出。
9.如权利要求8所述的冷却装置，其中，所述引入通道形成为定位在所述汽化单元的纵向截面上的中心处，并且多个排出通道形成为环绕所述引入通道。
10.如权利要求1所述的冷却装置，其中所述汽化器、所述涡流产生单元和所述蒸发器具有管形状以彼此连通。
11.如权利要求1所述的冷却装置，其中所述辅助热源和所述主热源是单个的发热部件。
12.一种用于电子设备的冷却装置，包括：
用于冷凝冷却剂的冷凝器；
具有汽化单元的汽化器，穿过所述冷凝器的冷却剂被引入所述汽化单元并通过与设置在所述汽化单元外部的辅助热源进行热交换而汽化，所述汽化单元由多孔材料制成；
文丘里管，所述文丘里管允许穿过所述汽化器的冷却剂在低压下喷出；
喷出端口，所述喷出端口与所述文丘里管接续地形成，并以预定角度形成以加宽流动横截面积；
导向部，所述导向部位于所述喷出端口的内部，并形成喷出路径，以沿着离开所述导向部的中心的方向引导穿过所述文丘里管的冷却剂；以及
蒸发器，所述蒸发器允许在冷却剂穿过所述蒸发器的同时冷却剂与位于所述蒸发器外部的主热源之间进行热交换。
13.如权利要求12所述的冷却装置，其中所述喷出路径引导冷却剂朝着所述蒸发器的内壁移动，冷却剂在所述蒸发器中与所述主热源进行热交换。
14.如权利要求12所述的冷却装置，其中所述导向部形成为锥形形状。
15.如权利要求12所述的冷却装置，其中所述文丘里管形成有引入端口，穿过所述冷凝器的处于液体状态的冷却剂被引入所述引入端口。
16.如权利要求12所述的冷却装置，还包括：冷却剂通道管，从所述冷凝器排出的冷却剂移动通过所述冷却剂通道管；分叉端，所述分叉端安装在所述冷却剂通道管的一侧，以将冷却剂引导至所述汽化器和所述引入端口；以及分叉管，所述分叉管的一端连接至所述分叉端，所述分叉管的另一端连接至所述引入端口的一端。
17.如权利要求12所述的冷却装置，其中，引入通道形成在所述汽化单元的前端处，穿过所述冷凝器的冷却剂通过所述引入通道被引入；多个排出肋在所述汽化单元的后端处以规律的间隔形成在所述汽化单元的外表面周围；并且排出通道形成在所述排出肋之间，在所述汽化器中由热交换而汽化的冷却剂通过所述排出通道排出。
18.如权利要求17所述的冷却装置，其中所述引入通道形成为定位在所述汽化单元的纵向截面上的中心处，并且多个排出通道形成为环绕所述引入通道。
19.如权利要求12所述的冷却装置，其中所述汽化器、所述涡流产生单元和所述蒸发器具有管形状以彼此连通。
20.如权利要求12所述的冷却装置，其中所述辅助热源和所述主热源是单个的发热部件。
21.一种用于电子设备的冷却装置，包括：
用于冷凝冷却剂的冷凝器；
具有汽化单元的汽化器，穿过所述冷凝器的冷却剂被引入所述汽化单元并通过与设置在所述汽化单元外部的辅助热源进行热交换而汽化，所述汽化单元由多孔材料制成；
文丘里管，所述文丘里管允许穿过所述汽化器的冷却剂在低压下喷出；
喷出端口，所述喷出端口与所述文丘里管接续地形成，并以预定角度形成以加宽流动横截面积；
引入端口，所述引入端口允许穿过所述冷凝器的处于液体状态的冷却剂被引入所述文丘里管；
冷却剂通道管，所述冷却剂通道管允许从所述冷凝器排出的冷却剂移动通过所述冷却剂通道管；
分叉端，所述分叉端安装在所述冷却剂通道管的一侧，以将冷却剂引导至所述汽化器和所述引入端口；
分叉管，所述分叉管的一端连接至所述分叉端，所述分叉管的另一端连接至所述引入端口的一端；以及
蒸发器，所述蒸发器允许在所述冷却剂穿过所述蒸发器的同时冷却剂与位于所述蒸发器外部的主热源之间进行热交换，所述蒸发器将冷却剂排出至所述冷凝器。
22.如权利要求21所述的冷却装置，其中所述辅助热源和所述主热源是单个的发热部件。
23.一种用于电子设备的冷却装置，包括：
用于从热源吸收热量的蒸发器；
冷凝器，所述冷凝器允许从所述蒸发器引入的处于气体状态的冷却剂被冷凝；以及
用于将所述蒸发器和所述冷凝器连接以形成闭环的管，所述管允许冷却剂从中穿过，
其中，汽化器安装在如下路径上，即所述冷凝器中冷凝的冷却剂沿着所述路径通过所述管流动至所述蒸发器；由多孔材料制成的汽化单元安装在所述汽化器中；引入通道形成在汽化单元的前端，使得穿过所述冷凝器的冷却剂被引入所述引入通道；并且排出通道形成在所述汽化单元的后端处，使得在所述汽化单元中由热交换汽化的冷却剂通过所述排出通道排出。
24.如权利要求23所述的冷却装置，其中，所述引入通道形成为定位在所述汽化单元的纵向截面上的中心处，并且多个排出通道形成为环绕所述引入通道。
25.如权利要求23所述的冷却装置，其中，所述引入通道在所述汽化单元的纵向截面上形成为通过所述汽化单元直至所述汽化单元的预定深度，并且所述排出通道与所述引入通道部分地重叠并暴露于外部。
26.如权利要求23所述的冷却装置，还包括：定位在所述排出通道的后端处的喷射单元，所述喷射单元允许从所述排出通道排出的冷却剂沿着螺旋轨迹移动并形成为涡流；以及蒸发器，所述蒸发器允许冷却剂和位于所述蒸发器的外部的主热源之间进行热交换，在涡旋的冷却剂穿过所述蒸发器的同时，所述涡旋的冷却剂通过离心力喷射到具有圆形流动横截面积的所述蒸发器的内壁。
27.如权利要求26所述的冷却装置，还包括：文丘里管，所述文丘里管定位在所述汽化单元与所述喷射单元之间，以允许从所述汽化器的所述排出通道排出的冷却剂在低温下喷出；以及喷出端口，所述喷出端口与所述文丘里管接续地形成，并以预定角度形成以加宽流动横截面积，所述喷出端口允许所述冷却剂移动至所述喷射单元。
28.如权利要求27所述的冷却装置，还包括导向部，所述导向部位于所述喷射端口的内部，并形成喷出路径，以沿着离开所述导向部的中心的方向引导穿过所述文丘里管的冷却剂。
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