CN1345527A - 电子装置的冷却器 - Google Patents

电子装置的冷却器 Download PDF

Info

Publication number
CN1345527A
CN1345527A CN00805637A CN00805637A CN1345527A CN 1345527 A CN1345527 A CN 1345527A CN 00805637 A CN00805637 A CN 00805637A CN 00805637 A CN00805637 A CN 00805637A CN 1345527 A CN1345527 A CN 1345527A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat exchange
cooler
switching path
hot switching
exchange elements
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN00805637A
Other languages
English (en)
Inventor
E·罗帕廷斯基
L·A·菲多塞耶夫
Y·I·菲多索夫
N·阿斯克哈托夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Advanced Rotary Systems LLC
Original Assignee
Advanced Rotary Systems LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from RU99127326/28A external-priority patent/RU99127326A/ru
Application filed by Advanced Rotary Systems LLC filed Critical Advanced Rotary Systems LLC
Publication of CN1345527A publication Critical patent/CN1345527A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/46Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
    • H01L23/467Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing gases, e.g. air
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及准备用于冷却电子装置的装置,藉用由鼓风机产生的气流(特别是空气流)来排除热量。本新发明的装置包括一热交换器元件,在其表面上制有发散形热交换通道;及一以这样方式安装在该热交换器的元件上的离心式鼓风机,使其为冷却流流经该热交换器创造条件。离心式鼓风机可以是鼓型的,该离心式鼓风机的叶轮与该热交换通道入口对置设置。根据第二结构选择方案采用盘型离心式鼓风机,而该离心式鼓风机具有至少一个圆盘。该离心式鼓风机的圆盘的安装方式,使面向该热交换元件的圆盘表面的边缘与该热交换通道的入口对置。

Description

电子装置的冷却器
发明领域
本申请所包含的发明,涉及准备用于冷却电子装置的装置,藉由气体的流动,特别是空气流,来排除热量;该流动是由一鼓风机所产生。
发明背景
最为普及的一种装置,是一种包括由散热器所代表的热交换器,在其一表面上安装一电子装置(例如,半导体装置或电脑)、而另一表面则作成一散热面的形式。空气流由鼓风机产生(轴向风扇可作为一鼓风机使用)。
已知有几个这一类型的装置—例如,见美国专利No.5867365“中央处理单元散热组合(CPU heat sink assmbly)”1999年2月2日公布(优先权日—1997年6月10日),国际分类号HO5K7/20;及美国专利No.5661638号“高性能螺旋散热器(High performance spiralheat sink)”1997年8月26日公开(优先权授与日期-1995年11月3日),国际分类号HO5K 7/20。
在美国专利No 5867365中所记述的装置结构,包括一轴向风扇,其产生一流动,流经该散热器的热交换通道。该热交换通道的大部分入口,设置得适与该轴向风扇的叶轮相对置,同时有一定数目的该通道相对于风扇轴成辐射状位置。
美国专利No.5661638还包括应用一轴向风扇。在该专利中所请求保护的装置的特定实施例,包含散热器的热交换通道的安置方式,是使该等热交换通道对于该风扇轴成中心对称形式设置。为了增加热交换面积,该热交换通过是制作成螺旋形状,并沿鼓风机旋转方向向后弯曲。在此情况下,该风扇安装在散热器体内制出的凹部中。
在上述的两种结构中,该轴向风扇可产生足够高的空气压力。然而,由于邻接风扇轴区域中的弱空气流,散热器在风扇下面的中央部分的冷却条件是不理想的。在此情况下,该散热器和电子装置(在本申请案中是处理器)会发生不均匀冷却。另外,从风扇叶轮沿轴向向外流出的空气流的能量,在此空气流进入热交换通道之前消耗在减速上并转变为运动。这个事实降低了通过该热交换通道的空气流速度,这就不可能获得有利于热交换过程的各种条件。
为产生空气流的目的,在冷却装置设计中采用离心式鼓风机,是非常少见的。
具体地说,美国专利No.5838066“半导体装置的小型化冷却风扇式散热器(Miniaturized cooling fan type heat sink forsemiconductor device)”,1998年11月17日公开(优先权日-1996年12月16日),国际分类号HO5K 7/20,提出一种设计,是用一离心式鼓风机安装在散热器的旁侧。在本发明的一个特定的实施例中,该冷却空气流是通过该散热器的直热交换通道。
可是,将离心式鼓风机设置在散热器的旁侧会增加装置的体积。之所以如此是因为离心式鼓风机这样的设置会引起通道的入口方向和由鼓风机供应的空气流方向之间不充分的协调。空气流能量的损耗导致在热交换通道中的空气流的运动速度减低及热交换效率的下降。也有一部分的能量消耗在与包封该鼓风机的壳体的摩擦上。
与请求保护的本发明最接近的是记述于日本专利No.8-195456,标题为“电子装置冷却器(Cooler for electronicapparatus)”的发明(优先权日-1995年1月17日;专利申请公开于1996年6月30日;国际分类号HO1L 023/467)。
该装置结构包括一离心式风扇,包封在壳体中并安装在成发散式的热交换通道的上方。制作另一散热表面,以提供与一电子装置成热接触的可能性。该离心式风扇的入口面对该散热器。风扇产生一空气流,空气流流过热交换通道,然后被吸进离心式风扇的入口。
因为离心式风扇以抽吸工作,在散热器的中央部分有一区域,空气流吹送不良(此可从该专利刊出的图式中见到)。所以,散热器最热的中央部分的冷却,不很有效。这一缺点是由于散热器的不均匀冷却引起的。为避免散热器的不均匀冷却,必须提高风扇的功率。此外,该装置的高度会显得相当高,因为离心式风扇设在散热器的上面。
发明概要
要藉助在本文中请求保护的本发明来解决的工程问题,是发展一种电子装置用的冷却器,由于热交换元件的中央部分有更为有效的冷却,其可确保电子装置有更为均匀的冷却,并确保冷却装置体积的缩小。
在此提出两种解决这个问题的可选择方案。
按照第一方案本发明的要点在于如下所述。
电子装置冷却器,包括一热交换元件(即散热器),在其一侧制有发散的热交换通道,而在另一侧则制成提供与一电子装置成热接触的可能性,并且在该热交换元件上安装一离心式鼓风机,以产生冷却流,使其流经热交换通道。
离心式电子装置是安装在热交换通道的对称中心上。它供应冷却流(譬如,空气流)到热交换通道的中央部分。因为鼓风机的叶轮是正好设在该热交换通道入口的对面,于是将该冷却流供应到通道入口,而当冷却流移过该通道时,将该热交换元件冷却下来。
因为该离心式鼓风机是与该热交换通道安装在同一水平上,该装置的高度尺寸就可以降低,而冷却流被导向到该热交换通道中去而无能量消耗在转向(从轴向到径向)上。后者可以这样解释:流动的转向是由于离心鼓风机的结构特性所致。
本文所提出的装置的上述特点,提供一特别的冷却方式,其特征为:该热交换元件的最热部分(亦即其中央部分)最先获得冷却,而当与上述的原型比较时,整个的冷却过程进行得较为均匀而无损耗;这损耗在该原型中,当该冷却流(从叶轮流出的)进入该热交换通道中时,由流动转向以及摩擦而引起。其结果是,当使用本发明时,只需要一种功率和体积都较小的鼓风机。
离心式鼓风机配备鼓型的叶轮,也是很适当的。在此情况下,叶轮要有足够宽的吸入孔,以便其可产生够强力的流动,来充分冷却该热交换元件的中央部分。此外,对于一给定的鼓风机容量来说,一个具有鼓型叶轮离心式鼓风机,在和具有其它型式的叶轮的离心式鼓风机比较起来,具有最小的体积和旋转速度。
为了增加热交换的面积,该热交换通道可以制作成成排的具特别轮廓元件的形式。尤其,这些元件可制作成针形。
作为本发明一特定的实施例中,热交换通道可制作成似螺旋状,并沿离心式鼓风机旋转方向弯曲,这可使空气流和热交换件之间的接触延长。
还有,该热交换通道可以制作成不变的宽度。这便能确保空气流以定常的速度吹送过热交换通道的表面。除此之外,将热交换通道制作成定常宽度,会使在热交换元件表面上能够获得最大「密度」的热交换通道,可以获得较大的热交换面积。
在制作螺旋形或定常宽度的热交换通道的时候,将其入口沿离心式鼓风机叶轮所产生的输出流的传送方向取向,是比较适当的。在这种情况下,可以获得在通道和进入空气流之间的最佳的匹配,而这最佳匹配就可维持该空气流的速度在其最大的可能程度。
为要获得在该热交换元件中央部分的热交换的改进,在离心式鼓风机吸入孔下面的表面可以制作成针状。热交换元件的这一部分,本质上,是设置在离心式鼓风机的内侧-主空气流的区域内。这种热交换元件的安排,对于经过针状通道的流动来说,实际上,是不会有额外的损耗,而热交换却可获得改变。
使鼓风机下面的热交换元件弯曲,将会提高热交换的效率。因为离心式鼓风机与该热交换通道设置在同一水平上,冷却流被导向到热交换通道而没有任何能量消耗在流动的(从轴向到径向)转向上。这种流动的转向是由于离心式鼓风机结构特点和在鼓风机下面的热交换元件的形状所致。将位于鼓风机叶轮中央部分的热交换元件部分弯曲,和平直制作的热交换元件比较起来,会有较大的热交换表面。沿该热交换元件的弯曲部分侧边的锥形表面通过的空气流动,除径向速度分量以外,具有额外的切向速度分量。因此,由于吹过热交换表面的速度有所增加的事实,也获得了在热交换效率方面额外的增加。另外,弯曲表面和鼓风机入口之间的距离在此情况下获得缩小,这又给予在该热交换元件和鼓风机叶轮的间隙中的空气流的速度增加的便利,于是可以给与冷却效率额外的增益。
本申请专利装置的小高度,代表另一项重要工程成就。半导体装置或处理机是设置在由热交换元件凹洼部分所制成的凹部中。此热交换元件的凹洼部分是向鼓风机叶轮的中央部分凹进,这也缩小了尺寸。
上述装置的结构特点产生的结果是,冷却流是最先供应给热交换元件的中央部分,该处是最热的部分。这部分的冷却进行得较为均匀,而在该冷却流(出自叶轮)进入热交换通道时,没有损失消耗在流动的转向和摩擦上。其结果是,当使用本发明设计的热交换元件中央部分有弯曲的热交换元件时,就只需要一较小功率和较小尺寸的鼓风机。
为改善热交换起见,热交换元件弯曲部分的表面(即面对离心式鼓风机入口开口的表面)可以制作成具有特别的轮廓,其可以产生一扩大的热交换表面(例如,针形表面)成成排的成型元件的形式。热交换元件的这个部分,实质上,是设在离心式鼓风机内侧-主空气流的范围内。这种热交换元件的安排,对于经过针状通道的流动来说,实际上,是不会有额外的损耗,而热交换却可获得改善。
为避免在热交换通道入口因冷却流的压力脉动所引起的额外噪音,很适宜在安装一离心式鼓风机叶轮时,与该热交换通道的入口,保持一不小于0.03d的径向间隙(其中d为该离心式叶轮的直径)。
该热交换通道可从上面用一平板覆盖。这种情况下,冷却空气流将只顺着通道传送。
根据第二选择方案的电子装置的冷却器是按下述制作。
该装置包括一热交换元件(亦即散热器),一些发散的热交换通道制作在其一侧,而在其另一侧则制作成与一电子装置具有热接触的可能性,并且在该热交换元件上安装一离心式鼓风机,使其冷却流流经该热交换通道。
在此结构中采用一具有至少一个圆盘的盘式离心鼓风机。该圆盘设置的方式,应使面对该热交换元件的圆盘表面的边缘,处于该热交换通道的入口的对面。
该离心式鼓风机供应冷却流(例如,空气流)给该热交换元件的中央部分,这给该热交换元件有效冷却最热部分以很大的便利。从鼓风机圆盘传送能量到空气流是由摩擦力进行的。
空气流不只在辐射方向而且还在切向方向吹过热交换元件的中央部分,由于这一项事实,使得在该装置的中央部分的空气流速度产生额外的增加,并且使冷却效率额外的增益。
因为面对该热交换元件的鼓风机圆盘表面的边缘处于该热交换通道的入口的对面,将该冷却流供给该入口,而当该空气流经经该通道时,便使该热交换元件冷却下来。圆盘型离心式鼓风机产生冷却流的径向分量,而该径向分量则与该热换通道的入口配合得很好。
圆盘型离心式鼓风机特征为尺寸小(就高度论),但是足够有效。此外,其特征还在于,当与其它型式的离心式鼓风机比较,在所有其它因素都相同时,有最小的噪音声级。
本文提出的装置的上述特点,提供一种特别的冷却方式,其特征为:该热交换元件的最热部分(亦即其中央部分)最先获得冷却,而当与前述原型比较时,整个的冷却过程进行得较为均匀而无损耗;这损耗在该原型中是当该冷却流(从叶轮流出的)进入该热交换通道中时,由流动转向以及摩擦所引起。其结果是,当使用本发明时,仅需要有一种功率和尺寸都较小的鼓风机。
另外,该盘式离心鼓风机的圆盘至少有一个的表面(面对该热交换元件的),可以装备径向的散热片,其可增加空气流的径向分量。
此外,轴向鼓风机桨叶可安装在该离心式鼓风机的至少一个圆盘上,接近其中央开口,这些桨叶是固定在该圆盘上。这些桨叶可设置在一个或几个圆盘上。在圆盘中央开口附近安装轴向鼓风机桨叶,提高了空气流在该热交换元件中央部分冷却流的压力,而该鼓风机的风量仍然一样。盘式离心鼓风机这样的一种结构配合轴向鼓风机桨叶的安装,使其达到以较低的转速达到相同的鼓风机的风量成为可能。这个事实也导致由鼓风机所产生噪音声级得以降低。
根据结构选择方案之一,该轴向鼓风机桨叶可由将圆盘固定在离心式鼓风机轮轴上的狭长条带来制成。
在鼓风机下面的热交换元件,可制作成朝向鼓风机的方向弯曲,以使热交换元件的弯曲部分位于盘型鼓风机入口的下面。在这种情况下,该装置的总尺寸可予降低(因为电子装置可装进凹部),而冷却过程可予改善(因为最热的中央部分由较高速度的流动部分所吹过)。
为了增加热交换的面积起见,该热交换通道可以制作成成排的成型元件的形式。尤其,这些元件可制作成针状。
作为本发明一特定的实施例,热交换通道可制作成螺旋状,并沿离心式鼓风机旋转方向弯曲,这可使空气流和热交换件之间的接触延长。
在后者情况里,该热交换通道可制作成定常的宽度。这便能确保空气流吹过热交换表面的速度定常不变。除此之外,将热交换通道制作成定常宽度,会在热交换元件表面上能够获到最大“密度”的热交换通道,可以获得较大的热交换面积。
当热交换通道制作成螺旋形(包括当其制作成定常宽度的情况),其入口的方向沿离心式鼓风机所产生的输出流传送的方向取是很适宜的做法。在这样的情况下,可以达到通道和进入的空气流之间的最佳匹配,如是,就可使空气流的速度维持在最大可能程度。
为获得热交换的改进,热交换元件的表面面对离心式鼓风机入口的部分,可以制作成有特别的轮廓,以使产生一扩大的热交换面积(例如,可以是制成针状)。这部分的热交换元件是设在主空气流的区域中。所以,它可以获得有效的冷却。这种热交换元件的安排,实际上,不会有流过针状通道的额外的损失,而热交换却可获得相当的改善。
此外,从内侧,热交换通道可用一平板从上面覆盖,固定到热交换元件的表面。在此情况下,全部的冷却空气流将只能沿着通道传送,这也有利于热交换的改进。
附图简述
图1-本专利申请装置的第一结构选择方案总图(热交换通道是作辐射布置);
图2-一辐射发散形热交换通道的样本设计;
图3-一辐射发散的螺旋状热交换通道的样本设计;
图4-一定常宽度螺旋状热交换通道的样本设计;
图5-定常宽度螺旋状热交换通道外形计算所需几何关系的说明图解;
图6-一由成排针状轮廓元件所构成的热交换通道的样本设计;
图7-有离心式鼓风机固定在轮轴并有平板从上面覆盖到热交换通道的装置的样本设计;
图8-图7中所示申请专利装置之剖视图(根据第一设计选择方案),具有一鼓型离心鼓风机的叶轮和一在鼓风机的下面弯曲的热交换元件;
图9-一辐射热交换通道的样本设计,有一热交换元件在鼓风机的下面曲屈(根据第一设计选择方案);
图10-本申请专利装置的样本设计(根据第二设计选择方案),离心式鼓风机具有数个圆盘;
图11-热交换元件(根据第二设计选择方案)的辐射的热交换通道的样本设计;
图12-本申请专利装置的样本设计(根据第二设计选择方案)离心式鼓风机具有一个圆盘;
图13-离心式鼓风机圆盘;
图14-本申请专利装置的样本设计(根据第二设计选择方案)离心式鼓风机具有一个圆盘,圆盘上安装有散热片;
图15-离心式鼓风机圆盘连同辐射状散热片(底视图);
图16-本申请专利装置的样本设计(根据第二设计选择方案)离心式鼓风机具有一个圆盘,在其中央开口区中设置轴向鼓风机桨片;
图17-带有轴向鼓风机桨片的离心式鼓风机圆盘;
图18-图17中所示离心式鼓风机圆盘的剖视图(在轴向鼓风机桨片区内)。
优先实施例的详细说明
以下就本发明装置的第一结构选择方案加以说明。
电子装置用的冷却器(图1和图2)包括一热交换元件101,有一发散形热交换通道103制作在其一表面102上,而其另一表面104则制作成可提供与一电子装置(图1中未显示)有热接触的可能性。该装置还包括一离心式鼓风机105,安装在热交换元件101上相对于热交换通道103的对称中心106上。
图1和图2呈现辐射发散的热交换通道103。离心式鼓风机105的叶轮107是设在热交换通道103的入口108对面。具有鼓型叶轮107的离心式鼓风机105的样本结构,显示于图6和图9中。这种鼓型离心式鼓风机具有的特征是:叶轮内径对其外径的比值不小于0.75。
在本发明装置中(图3)热交换通道103可以制作成螺旋形,并顺着离心式鼓风机105的旋转方向弯曲。
还有一个装置结构的实施例(见图4)的特征是热交换通道103的宽度是定常的。
在图3和图4所显示的装置结构的施例中,热交换通道103的入口108是沿离心式鼓风机105叶轮107所产生的输出流的输送方向取向的。最好把热交换通道入口的方向定在热交换通道入口的轴线和叶轮所产生的空气流进入的方向之间所成的夹角为士5°范围之内(见图5)。
图5显示由两个散热片109(弧线AB和CD)所构成的热交换通道103及计算定常宽度热交换通道的外形所需的相应的几何结构。对于弧线AB上的任意一点E,其位置距离对称中心O为r,及弧线CD上的一点F(对应于该点E)[该两点之间的距离t(r)代表热交换通道的宽度],也距离对称中心O为r的弧线CD的点G可以算定。点E和点G之间的距离a(r),对于众多的热交换通道Z来说,是几乎等于弧线EG的长度-即a(r)≈2πr/Z。在相同的条件下t(r)的值可定为t(r)≈a(r)·sin[b(r)]。用数值方法对于t(r)=T(式中T为常数),可以计算出角b(r)的值,于是确定了热交换通道的外形。图4表示有多数个Z=22的热交换通道的样本设计的例子及最小距离r=r0(点A)和最大距离r=rk(点B)之间的关系:r0=0.4rk。对于这一给定例子,便确定了角b(r)的值,该值处在b(r0)=34.22°到b(rk)=13.0°范围内。
为改善热交换过程,设在离心式鼓风机105吸入口的下面的热交换元件101的表面制作成针状(如图1中所示),其中110为一些针。
相对于热交换通道103的入口108,离心式鼓风机105的叶轮107的设置留有径向间隙111,该间隙的值须不小于0.33d,式中d为离心式鼓风机105的叶轮107的直径。
热交换通道103可以由成排的圆形的、矩形的、和其它截面的成型元件来构成。上述成型元件可制作成彼此互相紧邻(如图6中所示),其中诸成型元件是制作成针112的形状。此外,这些成型元件可藉在形成通道103的连续散热片(例如,散热片109-见图4)上进行锯割而制成。
就上述所有实施例而言,热交换元件101可用不同方法制作(例如铸造或铣制)。
离心式鼓风机105可藉轴承114固定到轮轴113(见图7)。为确保全部受迫的空气流能流经热交换通道103,后者用平板从上面加盖。在这种情形下,平板115藉助狭长条带116将轮轴113锁定。
在本发明的一个实施例中(见图8和图9),位于离心式鼓风机105下方的热交换元件101的中央部分117,被制成上弯曲。热交换元件101的弯曲部分118,位于该离心式鼓风机入口106的对面-在叶轮108的中央部分117。
根据本发明第一结构选择方案的装置以下列方式操作。
当离心式鼓风机105的叶轮107旋转时(风图1),空气流首先吹过包括其针体110的热交换元件101的中央部分。强烈的热交换在热交换元件101的此一地区进行,这是该热交换元件的最热地区。离心式鼓风机105的叶轮107将空气输送到热交换通道103的入口108。在热交换通道103被制成螺旋状并顺着鼓风机105旋转方向弯曲(见图3和图4)的情况下,空气流被导向通道103而没有减速,这表示空气流在进入通道103时没有速度损失。在定常宽度热交换通道103(见图4)内的空气流速度维持不变。在热交换元件101和空气流之间,在空气流通过热交换通道103之际,发生热交换。由该热交换过程所得到的结果是使与热交换元件101成热接触的电子装置得以冷却下来。
借助于热交换元件101的弯曲中央部分118(图8和图9),沿着热交换元件弯曲部分的边侧锥形表面通过的空气流,具有额外的切向速度分量。因此,由于吹拂热交换表面的速度增加的缘故,在热交换元件101和鼓风机105的叶轮107间的间隙中的空气流速度获得增长,其结果是热交换效率获得额外的提高。
以下要对本发明装置的第二结构选择方案加以说明。
电子装置用冷却器(图10和图11)包括一热交换元件201,在其一表面202上制有发散式热交换通道203,而其另一表面204是制成提供与电子装置205成热接触的可能性。该装置还包括一离心式鼓风机206,安装在该热交换元件201上,为冷却流流经热交换通道203创造条件。
采用具有至少一个圆盘207的盘式离心鼓风机206。在该结构中。图10表示一具有四个圆盘207的离心式鼓风机206的样本结构。圆盘207被安装成使各圆盘的面对热交换元件201的边缘208处在热交换通道203入口209的对面。具有辐射状热交换通道203的装置的横截面示于图11中。
在图12中表示具有一个圆盘207的离心式鼓风机206的结构选择方案。在此情况下,热交换元件201可被制成很小的高度。
具有辐射状条带212的圆盘207的结构选择方案示于图13中,藉该辐射状条带之助,圆盘207才能固定到鼓风机206的轮轴213上。
面对热交换元件201的圆盘207的表面,可配备辐射形散热210(见图14和图15)。
在鼓风机下面的热交换元件201可这样弯曲-如在图14中所示-使热交换元件的弯曲部分处在离心式鼓风机206的圆盘207的中央开口205的对面。
固定到圆盘207的轴向鼓风机桨叶211(见图16和图17)可以安装在圆盘207的中央开口215的地区。图16表示在一圆盘207上装有桨叶211的装置的实施例。在此情形下,桨叶211也可用作将圆盘固定到鼓风机206的轮轴213上的辐射条带212。
如同本发明装置的第一结构选择方案一样,发散状热交换通道可制成螺旋形(见图3)。此外,热交换通道可制成定常宽度(见图4)。热交换通道可由多排成型元件-例如针制成(见图6)。
位于盘式鼓风机206入口215底下的热交换元件201的部分表面,可制成成型轮廓(例如,针形-一如在图10-12、图14和16中所示,其中216为针)。
为要产生沿通道203导向的空气流,用一平板217从外侧覆盖住热交换通203(见图10、图12、图14、和图16),是很适当的。
就本发明的所有实施例而言,热交换元件101或201可用不同方法制作-例如铸造或铣制。
离心式鼓风机206可藉轴承219固定到轮轴213(见图10、图12、图14、和图16)。在此情况下,平板217具有一开口(准备让空气通过)。此外,平板217将轮轴213固定到热交换元件201。
根据第二结构选择方案的本发明的装置,以下述方式的操作。
当离心式鼓风机206的圆盘207旋转时(见图10),空气流最初吹拂包括针216在内的热交换元件201。强烈的热交换在热交换元件201的此一地区进行,这是该热交换元件的最热地区。离心式鼓风机206的圆盘207将空气输送到热交换通道203的入口209。在将热交换通道203制作成螺旋状并顺着鼓风机206的旋转方向弯曲(见图3和图4)的情况下,空气流被导向通道203而没有减速,这表示空气流在进入通道203时没有速度损失。在定常宽度热交换通道203(见图4)内的空气流速度,维持不变。
在热交换元件201和空气流之间,在空气流通过热交换通道203之际,发生热交换。由这热交换过程所产生的结果,就使与热交换元件205成热接触的电子装置得以冷却下来。
圆盘207所产生的空气流不只在径向上播送而且在切向方向上传送。安装在圆盘207上的散热片210(图14和图15)增强了空气流的径向分量。
在轴向风扇的桨叶211安装在圆盘207的中央开口215的区面中的情况下(图16和图18),该桨叶产生额外的空气流压力,因此有利于改进中央部分的冷却,因而有利于改善整个热交换元件201的冷却。
本发明可用于冷却电子装置(主要是半导体装置)、微型电路和微处理器等为目的。
为冷却电子装置,采用具有一离心式鼓风机的装置其叶轮设在热交换通道入口的对面,便能制造有效而体积小的冷却电子装置的装置。

Claims (28)

1.一种电子装置用冷却器,包括一热交换元件及一离心式鼓风机,其中热交换元件具有在其一表面上制出的发散形热交换通道,而将其另一表面制成具有与一电子装置热接触的可能性,该离心式鼓风机安装在热交换通道的对称中心处的热交换元件上,为冷却流通过热交换通道创造条件,该离心式鼓风机的叶轮设置在该热交换通道的入口的对面。
2.权利要求1的冷却器,其特征在于离心式鼓风机具有一鼓型叶轮。
3.权利要求1的冷却器,其特征在于该热交换通道由成排的成型元件所构成。
4.权利要求3的冷却器,其特征在于该成型元件被制成针形。
5.权利要求1的冷却器,其特征在于该热交换通道被制成螺旋状,且沿鼓风机旋转方向弯曲。
6.权利要求5的冷却器,其特征在于热交换通道的入口沿由离心式鼓风机叶轮所产生的输出流的传送方向取向。
7.权利要求5的冷却器,其特征在于热交换通道被制成定常宽度。
8.权利要求7的冷却器,其特征在于热交换通道的入口沿由离心式鼓风机叶轮所产生的输出流的传送方向取向。
9.权利要求1的冷却器,其特征在于位于离心式鼓风机吸入孔底下的热交换元件表面被制成针状。
10.权利要求1的冷却器,其特征在于在离心式鼓风机底下的热交换元件被制成沿该离心式鼓风机方向弯曲,热交换元件的弯曲部分设置在该离心式鼓风机入口对面。
11.权利要求10的冷却器,其特征在于在离心式鼓风机入口对面的热交换元件弯曲部分的表面被制成成型轮廓,能产生一增大的热交换表面。
12.权利要求11的冷却器,其特征在于该热交换元件的弯曲部分的成型表面被制成针状。
13.权利要求1的冷却器,其特征在于该离心式鼓风机叶轮是以不小于0.03d(此处d为离心式鼓风机叶轮的直径)的径向间隙相对于热交换通道的入口安装。
14.权利要求1的冷却器,其特征在于该热交换通道用一平板从上面覆盖。
15.一种电子装置用冷却器,包括一热交换元件及一离心式鼓风机,其中该热交换元件在其一表面上制有发散形热交换通道,而将其另一表面制作成具有与一电子装置热接触的可能性,该离心式鼓风机安装在热交换元件上,为冷却流通过热交换通道创造条件,该离心式鼓风机为具有至少一个圆盘的盘式鼓风机,该圆盘这样安装,使面对热交换元件的圆盘表面的边缘处在该热交换通道入口的对面。
16.权利要求15的冷却器,其特征在于至少一个面对热交换元件的圆盘的表面配备有辐射状散热片。
17.权利要求15的冷却器,其特征在于在该离心式鼓风机的至少一个圆盘上,在该圆盘的中央开口区内装有轴向鼓风机桨叶,而该桨叶固定在该圆盘上。
18.权利要求17的冷却器,其特征在于轴向鼓风机桨叶也用作将圆盘固定到离心式鼓风机轮轴上的条带。
19.权利要求15的冷却器,其特征在于在离心式鼓风机底下的热交换元件被制成沿该离心式鼓风机方向弯曲,热交换元件的弯曲部分设置在盘型离心式鼓风机入口下面。
20.权利要求15的冷却器,其特征在于该热交换通道由成排成型元件构成。
21.权利要求20的冷却器,其特征在于该成型元件被制成针状。
22.权利要求15的冷却器,其特征在于该热交换通道被制成螺旋状,且沿鼓风机旋转方向弯曲。
23.权利要求22的冷却器,其热交换通道的入口沿由离心式鼓风机叶轮所产生的输出流的传送方向取向。
24.权利要求22的冷却器,其特征在于该热交换通道被制成定常宽度。
25.权利要求24的冷却器,其特征在于热交换通道的入口沿由离心式鼓风机叶轮所产生的输出流的传送方向取向。
26.权利要求15的冷却器,其特征在于在离心式鼓风机入口底下的热交换元件部分的表面被制成具有成型轮廓,能产生一增大的热交换表面。
27.权利要求26的冷却器,其特征在于设在离心式鼓风机入口底下的热交换元件成型表面被制成针状。
28.权利要求15的冷却器,其特征在于热交换通道用平板从外覆盖,同时该平板固定在热交换元件表面上。
CN00805637A 1999-12-09 2000-12-07 电子装置的冷却器 Pending CN1345527A (zh)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99127326 1999-12-09
RU99127326/28A RU99127326A (ru) 1999-12-09 Устройство для охлаждения электронного прибора
RU2000111919/28A RU2000111919A (ru) 2000-05-05 Устройство для охлаждения электронного прибора (варианты)
RU2000111919 2000-05-05
RU2000115814/28A RU2000115814A (ru) 2000-06-09 Устройство для охлаждения электронного прибора
RU2000115814 2000-06-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1345527A true CN1345527A (zh) 2002-04-17

Family

ID=27354209

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN00805637A Pending CN1345527A (zh) 1999-12-09 2000-12-07 电子装置的冷却器

Country Status (5)

Country Link
KR (1) KR20010112263A (zh)
CN (1) CN1345527A (zh)
AU (1) AU2066801A (zh)
TW (1) TWI222344B (zh)
WO (1) WO2001043519A1 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6664673B2 (en) 2001-08-27 2003-12-16 Advanced Rotary Systems Llc Cooler for electronic devices
US7071587B2 (en) * 2001-09-07 2006-07-04 Rotys Inc. Integrated cooler for electronic devices
KR100450326B1 (ko) * 2002-01-22 2004-09-30 성이제 방열면적을 크게한 씨피유냉각용 히트싱크구조
US8295046B2 (en) * 2010-07-19 2012-10-23 Hamilton Sundstrand Corporation Non-circular radial heat sink
TWI471084B (zh) * 2012-02-21 2015-01-21 Wistron Corp 適用於電子裝置之散熱機構及其電子裝置
CN105378417A (zh) * 2013-04-26 2016-03-02 酷奇普科技股份有限公司 具有固定式翅片的动力学散热器
US9639125B2 (en) 2013-10-31 2017-05-02 Microsoft Technology Licensing, Llc Centrifugal fan with integrated thermal transfer unit
US9746888B2 (en) 2014-09-12 2017-08-29 Microsoft Technology Licensing, Llc Uniform flow heat sink
US20200348089A1 (en) * 2019-04-30 2020-11-05 Hamilton Sundstrand Corporation High efficiency integrated ax-radial blower and heat exchanger

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2632598A (en) * 1950-04-05 1953-03-24 Theodore Backer Centrifugal blower
JPH03253794A (ja) * 1990-03-02 1991-11-12 Nissho Giken Kk 起流機及びその製造方法
JP2901867B2 (ja) * 1993-03-19 1999-06-07 富士通株式会社 ヒートシンク及びヒートシンクの取付構造
JP2765801B2 (ja) * 1993-08-20 1998-06-18 山洋電気株式会社 電子部品冷却装置
US5661638A (en) * 1995-11-03 1997-08-26 Silicon Graphics, Inc. High performance spiral heat sink
JPH09172113A (ja) * 1995-12-18 1997-06-30 Nec Corp 半導体装置用ヒートシンク
JP3206436B2 (ja) * 1996-07-03 2001-09-10 松下電器産業株式会社 ヒートシンク装置
US5794687A (en) * 1997-08-04 1998-08-18 International Business Machine Corp. Forced air cooling apparatus for semiconductor chips

Also Published As

Publication number Publication date
AU2066801A (en) 2001-06-18
TWI222344B (en) 2004-10-11
KR20010112263A (ko) 2001-12-20
WO2001043519A1 (en) 2001-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6659169B1 (en) Cooler for electronic devices
US7063504B2 (en) Cooling fan
US20090008067A1 (en) Heat dissipation device
US7201565B2 (en) Fan blade set for cooling fan
CN1345527A (zh) 电子装置的冷却器
CN1813135A (zh) 轴流式风扇罩的导向叶片
CN1914424A (zh) 送风机的叶轮以及具有这种叶轮的空调机
CN1254645C (zh) 空气调节机
CN1311167C (zh) 电动风机及使用该风机的电动吸尘器
US20100232971A1 (en) Air fan module and a flow directing blade assembly thereof
US7136285B1 (en) Wave-fans and wave-fans with heat sinks
CN201218235Y (zh) 散热风扇的扇叶装置
JP4631867B2 (ja) 遠心ファン装置及びそれを備えた電子機器
JP2009156187A (ja) 遠心ファン装置を備えた電子機器
US20090060730A1 (en) Centrifugal fan and impeller thereof
CN100340050C (zh) 用于车辆的ac发电机
CN1254644C (zh) 一体型空调机
US7377751B2 (en) Cooling fan and shroud with modified profiles
CN117155002B (zh) 电机转子散热装置及电机
CN101236936A (zh) 铝制半导体器件散热器
CN108880101A (zh) 一种永磁调速器的散热结构
CN1185446C (zh) 空调器及其室内单元
JP3077491U (ja) 気流集中式導風装置
CN2544122Y (zh) 具有可枢转叶片的散热风扇装置
CN219220791U (zh) 散热风罩及带散热风扇的设备

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication