DE112020002361B4

DE112020002361B4 - Dampfkammer-thermobandanordnung und verfahren

Info

Publication number: DE112020002361B4
Application number: DE112020002361.3T
Authority: DE
Inventors: Jerome Toth; Bradley R. Whitney
Original assignee: Aavid Thermal Corp
Current assignee: Aavid Thermal Corp
Priority date: 2019-05-15
Filing date: 2020-05-15
Publication date: 2024-04-11
Anticipated expiration: 2040-05-16
Also published as: KR102415707B1; KR102683236B1; KR20210144898A; KR20220093406A; DE112020002361T5; US11662154B2; US20220205731A1; CN113826455B; CN113826455A; WO2020232377A1

Abstract

Wärmeübertragungssystem (10), umfassend:eine erste Dampfkammer (18);eine zweite Dampfkammer (22), die von der ersten Dampfkammer (18) beabstandet ist; undein flexibles thermisches Band (26), wobei das flexible thermische Band (26) eine Achse definiert und ein erstes axiales Ende und ein gegenüberliegendes zweites axiales Ende aufweist, wobei das flexible thermische Band (26) mit der ersten Dampfkammer (18) als auch mit der zweiten Dampfkammer (22) gekoppelt ist,wobei das erste axiale Ende des flexiblen thermischen Bands (26) einem zweiten Ende (62) der ersten Dampfkammer (18) entlang der Achse gegenüberliegt und das zweite axiale Ende des flexiblen thermischen Bandes (26) einem zweiten Ende (86) der zweiten Dampfkammer (22) entlang der Achse gegenüberliegt, undwobei das flexible thermische Band (26) ebene Schichten aus wärmeleitendem Material umfasst; undwobei das flexible thermische Band (26) konfiguriert ist, um eine Drehung der zweiten Dampfkammer (22) relativ zur ersten Dampfkammer (18) zu ermöglichen.

Description

Hintergrund
Viele elektronische Geräte, einschließlich mobiler elektronischer Geräte (z. B. Smartphones, Tablets usw.), umfassen einen Anzeigebildschirm, der erhebliche Mengen an Licht und Wärme erzeugt. Diese Geräte umfassen in der Regel ferner große Mengen elektronischer Komponenten und andere Wärmequellen, die alle in unmittelbarer Nähe zueinander und zur Anzeige angeordnet sind. Die elektronischen Komponenten werden zur Stromzufuhr für die Anzeige und/oder zur Bereitstellung anderer elektronischer Funktionen für das Gerät verwendet. Die kleine Größe und geringe Dicke vieler dieser Geräte sowie die Anzahl der Wärmequellen und die erzeugte Wärmemenge stellen oft eine Herausforderung für die Wärmeübertragung und die Aufrechterhaltung der Geräte auf den gewünschten Betriebstemperaturen dar.
Die US 2015 / 0 345 872 A1 , US 2016 / 0 128 227 A1 , US 2016 / 0 381 781 A1 , US 10 959 357 B2 , US 5 847 925 A und US 6 356 447 B2 offenbaren Wärmeübertragungssysteme.
Zusammenfassung
Gemäß einigen Ausführungsformen umfasst ein Wärmeübertragungssystem eine erste Dampfkammer, eine zweite Dampfkammer, die von der ersten Dampfkammer beabstandet ist, und ein flexibles thermisches Band, das zwischen der ersten Dampfkammer und der zweiten Dampfkammer angeordnet und mit beiden gekoppelt ist. Das flexible thermische Band ermöglicht eine Drehung der zweiten Dampfkammer relativ zur ersten Dampfkammer.
Gemäß anderen Ausführungsformen umfasst ein Wärmeübertragungssystem einen ersten Wärmetauscher, der konfiguriert ist, um an einem ersten Abschnitt eines mobilen Geräts befestigbar zu sein, einen zweiten Wärmetauscher, der konfiguriert ist, um an einem zweiten Abschnitt des mobilen Geräts befestigbar zu sein, und ein thermisches Band, das zwischen dem ersten Wärmetauscher und dem zweiten Wärmetauscher angeordnet und mit diesen gekoppelt ist. Das thermische Band umfasst mindestens eine Schicht aus Graphitmaterial und ist konfiguriert, sich zu biegen, wenn das mobile Gerät gebogen wird.
Gemäß noch anderen Ausführungsformen umfasst ein Wärmeübertragungssystem eine erste Dampfkammer mit einem ersten Rahmen, einer ersten oberen Abdeckplatte, die sich über ein Ende des ersten Rahmens hinaus erstreckt, und einer ersten unteren Abdeckplatte, die sich über das Ende des ersten Rahmens hinaus erstreckt. Das Wärmeübertragungssystem umfasst ferner eine zweite Dampfkammer mit einem zweiten Rahmen, einer zweiten oberen Abdeckplatte, die sich über ein Ende des zweiten Rahmens hinaus erstreckt, und einer zweiten unteren Abdeckplatte, die sich über das Ende des zweiten Rahmens hinaus erstreckt. Das Wärmeübertragungssystem umfasst ferner ein thermisches Band mit einem ersten Ende, das mit dem Ende des ersten Rahmens gekoppelt ist, und einem zweiten Ende, das mit dem Ende des zweiten Rahmens gekoppelt ist, wobei sich die erste obere Abdeckplatte, die zweite obere Abdeckplatte, die erste untere Abdeckplatte und die zweite untere Abdeckplatte jeweils über einen Abschnitt des thermischen Bandes erstrecken.
Gemäß noch anderen Ausführungsformen umfasst ein Wärmeübertragungssystem eine erste Dampfkammer, eine erste obere Abdeckplatte, die mit der ersten Dampfkammer verbunden ist, eine zweite Dampfkammer, die von der ersten Dampfkammer beabstandet ist, und eine zweite obere Abdeckplatte, die mit der zweiten Dampfkammer verbunden ist. Das Wärmeübertragungssystem umfasst auch ein flexibles thermisches Band, das sowohl mit der ersten Dampfkammer als auch mit der zweiten Dampfkammer gekoppelt ist, und einen Durchgang, der sich durch das flexible thermische Band erstreckt und sowohl mit dem flexiblen thermischen Band als auch mit der ersten oberen Abdeckplatte gekoppelt ist.
Gemäß noch anderen Ausführungsformen umfasst ein Wärmeübertragungssystem einen Kern mit mehreren Schichten aus wärmeleitendem Material und einen wärmeleitenden Durchgang, der sich durch die mehreren Schichten aus wärmeleitendem Material erstreckt.
Weitere Ausführungsformen und Aspekte der Ausführungsformen werden durch die Betrachtung der detaillierten Beschreibung und der beiliegenden Zeichnungen deutlich.
Kurzbeschreibungen der Zeichnungen

1 zeigt eine schematische Querschnitts-Seitenansicht eines Wärmeübertragungssystems gemäß einer Ausführungsform.
2 zeigt eine schematische Explosionsansicht des Wärmeübertragungssystems aus 1.
3 zeigt eine schematische Querschnitts-Seitenansicht eines Abschnitts des Wärmeübertragungssystems aus 1.
4A zeigt eine schematische Querschnitts-Seitenansicht eines Wärmeübertragungssystems gemäß einer anderen Ausführungsform.
4B zeigt eine schematische Querschnitts-Draufsicht auf das Wärmeübertragungssystem aus 4A.

Detaillierte Beschreibung
Bevor jegliche Ausführungsformen im Detail erläutert werden, ist zu verstehen, dass die hier offengelegten Ausführungsformen nicht auf die Einzelheiten der Konstruktion und die Anordnung der Komponenten beschränkt sind, die in der folgenden Beschreibung beschrieben oder in den begleitenden Zeichnungen veranschaulicht sind. Andere Ausführungsformen sind möglich, und die hierin beschriebenen und veranschaulichten Ausführungsformen sind geeignet, auf verschiedene Weise ausgeführt zu werden bzw. durchgeführt zu werden. Die hier verwendeten Ausdrücke und Terminologien dienen lediglich dem Zweck der Beschreibung und sind nicht als einschränkend zu betrachten. Die Verwendung von „umfassend“, „aufweisend“ oder „mit“ und Abwandlungen davon soll die nachfolgend aufgelisteten Elemente und Äquivalente davon sowie zusätzliche Elemente umfassen. Die Begriffe „angeordnet“, „verbunden“ und „gekoppelt“ werden im weitesten Sinne verwendet und umfassen sowohl die direkte als auch die indirekte Anordnung, Verbindung und Kopplung. Ferner sind die Begriffe „verbunden“ und „gekoppelt“ nicht auf physische oder mechanische Verbindungen oder Kupplungen beschränkt, sondern können elektrische Verbindungen oder Kupplungen umfassen, unabhängig davon, ob diese direkt oder indirekt sind.
1-3 veranschaulichen ein Wärmeübertragungssystem 10 zur Verwendung mit einem mobilen oder tragbaren Gerät 14 (die Begriffe „tragbar“ und „mobil“ werden hier austauschbar verwendet), beispielsweise einem Mobiltelefon oder Tablet. Wie in 1 und 2 veranschaulicht, umfasst das Wärmeübertragungssystem 10 eine erste Dampfkammer 18, eine zweite Dampfkammer 22, die in der in 1-3 gezeigten Anordnung von Elementen von der ersten Dampfkammer 18 beabstandet ist, und ein flexibles thermisches Band 26, das mit der ersten Dampfkammer 18 und der zweiten Dampfkammer 22 gekoppelt ist. Bei der in 1-3 gezeigten Anordnung von Elementen ist das flexible thermische Band 26 zwischen der ersten und der zweiten Dampfkammer 18, 22 angeordnet. Das flexible thermische Band 26 ermöglicht eine Dreh- oder Schwenkbewegung der ersten Dampfkammer 18 relativ zur zweiten Dampfkammer 22 und umgekehrt.
In einigen Ausführungsformen kann die zweite Dampfkammer 22 um mindestens 30 Grad, mindestens 60 Grad, mindestens 90 Grad, mindestens 120 Grad oder mindestens 150 Grad relativ zur ersten Dampfkammer 18 gedreht werden. In jedoch weiteren Ausführungsformen kann die zweite Dampfkammer 22 um mindestens 180 Grad relativ zur ersten Dampfkammer 18 gedreht werden. In einigen Ausführungsformen kann die zweite Dampfkammer 22 um nahezu 360 Grad gedreht werden (z. B. um bis zu 300, 320 oder 340 Grad). In einigen Ausführungsformen kann die zweite Dampfkammer 22 nicht weiter als 30 Grad, 60 Grad, 90 Grad, 120 Grad, 150 Grad oder 180 Grad relativ zur ersten Dampfkammer 18 gedreht werden. Andere Ausführungsformen können andere Werte und Bereiche der Drehung aufweisen.
In einigen Ausführungsformen kann die zweite Dampfkammer 22 gedreht werden (z. B. im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn, wie in 1 gezeigt) bis die zweite Dampfkammer 22 über der ersten Dampfkammer 22 liegt und/oder in einer gestapelten Orientierung und Position in Bezug auf die erste Dampfkammer 22 angeordnet ist. In solchen Ausführungsformen können Elemente des tragbaren Geräts 14 die erste und die zweite Dampfkammer 18, 22 in einer solchen gefalteten oder gestapelten Orientierung und Position noch trennen, beispielsweise ein Gehäuse, ein Anzeigebildschirm oder ein anderes Element des tragbaren Geräts 14, während in anderen Ausführungsformen die erste und die zweite Dampfkammer 18, 22 in einer solchen Orientierung und Position sogar miteinander in Kontakt kommen können.
Beispielsweise sind, wenn die erste und die zweite Dampfkammer 18, 22 der dargestellten Ausführungsform in ihrer gefalteten und gestapelten Position und Orientierung sind, die erste und die zweite Dampfkammer 18, 22 in unmittelbarer Nähe zueinander, können aber zum Beispiel durch mindestens ein Gehäuse des mobilen Geräts 14 voneinander getrennt sein. Das Gehäuse kann die erste und die zweite Dampfkammer 18, 22 sowie eine Batterie, einen Sender, einen Empfänger, einen Lautsprecher und/oder ein Mikrofon zumindest teilweise umschließen. Obwohl das in 1-3 veranschaulichte flexible thermische Band 26 angepasst ist, sich zu biegen, sodass sich die zweite Dampfkammer 22 gegen den Uhrzeigersinn dreht (in 1 und 2), um über der ersten Dampfkammer 18 zu liegen, ist das flexible thermische Band 26 in anderen Ausführungsformen stattdessen oder auch angepasst, sich zu biegen, sodass sich die zweite Dampfkammer 22 auch oder stattdessen im Uhrzeigersinn drehen kann (wiederum mit Bezug auf 1 und 2), um unter der ersten Dampfkammer 18 zu liegen. In einigen Ausführungsformen kann das flexible thermische Band 26 flexibel genug sein, um eine Drehung der zweiten Dampfkammer 22 aus einer neutralen Position (wie in 1 und 2 gezeigt) in eine erste Drehposition zu ermöglichen, in der die zweite Dampfkammer 22 gegen den Uhrzeigersinn (z. B. 160 Grad) gedreht wurde, sodass die zweite Dampfkammer 22 über der ersten Dampfkammer 18 angeordnet ist. Das flexible thermische Band 26 kann auch oder alternativ hinreichend flexibel sein, um eine Drehung der zweiten Dampfkammer 22 aus der neutralen Position (wie in 1 und 2 gezeigt) in eine zweite Drehposition zu ermöglichen, in der die zweite Dampfkammer 22 im Uhrzeigersinn (z. B. um 160 Grad) gedreht wurde, sodass die zweite Dampfkammer 22 unter der ersten Dampfkammer 18 angeordnet ist. Wie in 1 und 2 veranschaulicht, ist in einigen Ausführungsformen die neutrale Position eine Position, in der die erste Dampfkammer 18, die zweite Dampfkammer 22 und das flexible thermische Band 26 alle miteinander ausgerichtet sind (z. B. entlang einer gemeinsamen Achse oder einer gemeinsamen Ebene). In der veranschaulichten Ausführungsform umfasst das flexible thermische Band 26 in dieser neutralen Position ein allgemein gerades Profil. In anderen Ausführungsformen kann die neutrale Position eine Position sein, in der das flexible thermische Band 26 zumindest teilweise gebogen, gefaltet oder anderweitig nicht in einem geraden Profil ist, aber immer noch flexibel genug ist, um die oben beschriebenen Arten von Drehungen zu ermöglichen. Während die erste Dampfkammer 18 und die zweite Dampfkammer 22 in der veranschaulichten Ausführungsform in der neutralen Position ausgerichtet sind, kann die zweite Dampfkammer 22 in anderen Ausführungsformen in einem Winkel (z. B. um 10 Grad, 20 Grad, 30 Grad usw.) relativ zur zweiten Dampfkammer in der neutralen Position geneigt sein. Die neutrale Position kann beispielsweise einem Gebrauchszustand des mobilen Geräts 14 entsprechen, beispielsweise wenn das mobile Gerät 14 an das Ohr eines Benutzers gehalten ist, von einem Benutzer betrachtet ist, oder anderweitig benutzt ist. Alternativ kann die neutrale Position einer Nichtgebrauchsposition des mobilen Geräts 14 entsprechen, in der das mobile Gerät 14 nicht in Gebrauch ist, beispielsweise wenn ein Gehäuse oder eine Abdeckung das mobile Gerät 14 bedeckt oder wenn das mobile Gerät 14 in einer Tasche aufbewahrt ist.
Das mobile Gerät 14 ist in 1 in schematischer Explosionsform gezeigt, wobei das Wärmeübertragungssystem 10 vom Rest des mobilen Geräts 14 entfernt ist. In einigen Ausführungsformen ist zumindest ein Element („oder alle Elemente“) des Wärmeübertragungssystems 10 innerhalb des mobilen Gerätes 14 umschlossen. Das in 1 veranschaulichte mobile Gerät 14 umfasst beispielsweise ein Gehäuse, eine Batterie, eine Antenne, einen Empfänger, einen Sender, ein Mikrofon und einen Lautsprecher (nicht gezeigt), wie bei vielen mobilen elektronischen Geräten üblich. Die Batterie kann mit der Anzeige, dem Sender, dem Empfänger, dem Lautsprecher und dem Mikrofon gekoppelt und zur Stromversorgung daran angepasst sein. Das in 1 veranschaulichte Wärmeübertragungssystem 10 kann beispielsweise zumindest teilweise innerhalb des Gehäuses des mobilen Geräts 14 angeordnet sein. In anderen Ausführungsformen kann ein beliebiges Element des gesamten Wärmeübertragungssystems 10 außerhalb des mobilen Geräts 14 angeordnet sein (z. B. eine äußere Oberfläche des Geräts zu bilden und/oder unmittelbar daneben positioniert zu sein). Andere Ausführungsformen umfassen andere Arten von mobilen Geräten als die veranschaulichten. Beispielsweise umfasst das mobile Gerät 14 in einigen Ausführungsformen kein Mikrofon oder weist Merkmale auf, die bei dem veranschaulichten mobilen Gerät 14 nicht vorhanden sind.
Wie in 1 veranschaulicht, umfasst das mobile Gerät 14 einen ersten Bereich 30, einen zweiten Bereich 34 und einen flexiblen Bereich 38, der zwischen dem ersten Bereich 30 und dem zweiten Bereich 34 angeordnet ist. Der erste Bereich 30, der zweite Bereich 34 und/oder der flexible Bereich 38 können zumindest ein Element des Gehäuses oder einen anderen Abschnitt des mobilen Geräts 14 bilden. Der flexible Bereich 38 ermöglicht eine Dreh- oder Schwenkbewegung des ersten Bereichs 30 relativ zum zweiten Bereich 34. Beispielsweise kann in einigen Ausführungsformen der zweite Bereich 34 um etwa 180 Grad entweder im oder gegen den Uhrzeigersinn gedreht werden, wie in 1 gezeigt, bis der zweite Bereich 34 mit dem ersten Bereich 30 anliegt oder anderweitig in Kontakt ist oder in unmittelbarer Nähe des ersten Bereichs 30 liegt. In jedoch weiteren Ausführungsformen ist der zweite Bereich 34 geeignet, sich um bis zu etwa 90 Grad aus der in 1 veranschaulichten Position zu drehen (d. h. in eine vertikale Orientierung nach oben oder in eine vertikale Orientierung nach unten gemäß der Orientierung aus 1 und 2). In einigen Ausführungsformen sind der erste Bereich 30 und der zweite Bereich 34 auch flexible Bereiche (d.h. sie umfassen ein gewisses Maß an Flexibilität oder dieselbe Flexibilität wie der des flexiblen Bereichs 38), sodass das gesamte mobile Gerät 14 flexibel ist und in verschiedene Formen biegbar ist. In einigen Ausführungsformen sind der erste Bereich 30 und/oder der zweite Bereich 34 starr und nicht zum Biegen eingerichtet. Andere Ausführungsformen umfassen unterschiedliche Mengen und Positionen der flexiblen Bereiche sowie andere relative Größen und Längen der flexiblen Bereiche als die Veranschaulichten.
Mindestens einer aus dem ersten Bereich 30, dem zweiten Bereich 34 und dem flexiblen Bereich 38 kann eine Anzeige umfassen (z. B. eine digitale Anzeige, wie es beispielsweise bei einem Smartphone, Tablet oder einem anderen tragbaren elektronischen Gerät üblich ist). In einigen Ausführungsformen umfassen nur der erste Bereich 30 und der zweite Bereich 34 eine Anzeige, während der flexible Bereich 38 keine Anzeige umfasst (und somit zum Bilden einer Vorrichtung mit zwei separaten Anzeigen). In der veranschaulichten Ausführungsform kann die Anzeige beispielsweise von der ersten und der zweiten Dampfkammer 18, 22 abgewandt sein. In einigen Ausführungsformen umfasst nur der flexible Bereich 38 eine Anzeige. Der erste Bereich 30, der zweite Bereich 34 und/oder der flexible Bereich 38 können jeweils eine Anzeige umfassen oder sich verschiedene Abschnitte derselben Anzeige teilen. Die Anzeige(n) des ersten Bereichs 30, des zweiten Bereichs 34 und des flexiblen Bereichs 38 können einen einzigen, gesamten Anzeigebereich für das mobile Gerät 14 bilden. Dementsprechend können ein oder mehrere Abschnitte des Anzeigebereichs (z. B. der Abschnitt am flexiblen Bereich 38) des mobilen Geräts 14 gekrümmt und/oder gebogen sein, sodass ein Abschnitt der Anzeige auf einen Benutzer gerichtet ist, während ein anderer Abschnitt der Anzeige vom Benutzer weggeklappt ist. Der Abschnitt der Anzeige, der tatsächlich gekrümmt oder gefaltet ist, kann (beispielsweise) einen oder mehrere Bereiche mit verringerter Dicke oder Aussparungen umfassen, um die Biegefähigkeit zu verbessern, oder kann aus einem Material (z. B. einem polymeren Material) gefertigt sein, das ausreichend dünn ist und/oder aus einem Material gefertigt ist, das flexibel genug ist, um das Krümmen oder Falten zu ermöglichen. In einigen Ausführungsformen ist die Anzeige, das durch einen oder mehrere des ersten Bereichs 30, des zweiten Bereichs 34 und des flexiblen Bereichs 38 gebildet ist, eine interaktive Anzeige und kann beispielsweise einen Touchscreen oder eine andere interaktive Funktion umfassen, die einem Benutzer ermöglicht, die Anzeige physisch zu berühren, um mit dem mobilen Gerät 14 zu interagieren.
Unter fortgesetzter Bezugnahme auf 1 ist in der dargestellten Ausführungsform die erste Dampfkammer 18 mit dem ersten Bereich 30 gekoppelt (z. B. mit Befestigungselementen oder Klebstoff befestigt), und die zweite Dampfkammer 22 ist mit dem zweiten Bereich 34 gekoppelt (z. B. mit Befestigungselementen oder Klebstoff befestigt), sodass, wenn das mobile Gerät 14 an dem flexiblen Bereich 38 gebogen oder gekrümmt wird, das flexible thermische Band 26 eine entsprechende Biegung und Drehung der zweiten Dampfkammer 22 relativ zur ersten Dampfkammer 18 ermöglicht, und umgekehrt. In einigen Ausführungsformen ist die erste Dampfkammer 18 nicht befestigt, sondern lösbar mit dem ersten Bereich 30 gekoppelt (z. B. durch Schnappverschluss, Presspassung usw.). In ähnlicher Weise kann die zweite Dampfkammer 22 lösbar mit dem zweiten Bereich 34 gekoppelt sein (z. B. durch Schnappverschluss, Presspassung usw.). Eine solche lösbare Kopplungsverbindung kann bei Bedarf den Austausch und/oder die Reparatur der Dampfkammern 18, 20 sowie des flexiblen thermischen Bandes 26 ermöglichen.
Unter Bezugnahme auf 1 und 2 umfasst die erste Dampfkammer 18 in der veranschaulichten Ausführungsform einen Rahmen 42 (z. B. aus Kupfer, Aluminium, Edelstahl, Titan oder einem anderen geeigneten Material). In der veranschaulichten Ausführungsform ist auf dem Rahmen 42 eine obere Abdeckplatte 46 positioniert und unter dem Rahmen 42 eine untere Abdeckplatte 50 positioniert. Die oberen und unteren Abdeckplatten 46, 50 können aus demselben Material wie der Rahmen 42 oder aus einem anderen Material gefertigt sein (z. B. Kupfer, Aluminium, rostfreier Stahl, Titan oder einem anderen geeigneten Material). In einigen Ausführungsformen ist eine oder mehrere der oberen Abdeckplatten 46 und der unteren Abdeckplatten 50 beispielsweise neben und/oder in thermischer Verbindung mit einer Anzeige, einem Schaltungselement, einer anderen elektronischen Komponente des mobilen Geräts 14 oder einer anderen Wärmequelle positioniert. In der in 1 und 2 dargestellten Ausführungsform ist die obere Abdeckplatte 46 beispielsweise neben dem ersten Bereich 30 positioniert, der eine Anzeige umfassen kann, das Wärme erzeugt. In einigen Ausführungsformen ist die untere Abdeckplatte 50 auch oder alternativ neben einer anderen Wärmequelle angeordnet (z. B. von einem Schaltungselement innerhalb eines Abschnitts des mobilen Geräts 14, der unter der unteren Abdeckplatte 50 angeordnet ist). In jedoch anderen Ausführungsformen kann die untere Abdeckplatte 50 beispielsweise außerhalb des mobilen Geräts 14 freigelegt sein und vom mobilen Gerät 14 abgewandt sein. Die untere Abdeckplatte 50 (oder die obere Abdeckplatte 46) kann, wie hier weiter beschrieben, als Kondensatorbereich dienen, um Wärme vom mobilen Gerät 14 abzuleiten.
In der veranschaulichten Ausführungsform bilden der Rahmen 42, die obere Abdeckplatte 46 und die untere Abdeckplatte 50 zusammen einen Innenraum 54 (2). Der Rahmen 42 der in 1 und 2 gezeigten Ausführungsform umfasst, wenn von der Seite der 1 und 2 betrachtet, eine allgemein rechteckige Form, aber kann auch andere Formen als die Gezeigte umfassen. Beispielsweise kann der Rahmen 42 in einigen Ausführungsformen eine quadratische Form, eine ovale Form, eine kreisförmige Form usw. umfassen, wenn von der Seite oder von oben betrachtet. Zusätzlich umfasst der Rahmen 42 der veranschaulichten Ausführungsform (und/oder beispielsweise das Volumen, das den durch den Rahmen gebildeten Innenraum 54 umfasst) auch eine rechteckige Querschnittsform. In anderen Ausführungsformen kann der Rahmen 42 (und/oder das Volumen, das den Innenraum 54 bildet) eine kreisförmige, ovale oder andere Querschnittsform umfassen.
Unter fortgesetzter Bezugnahme auf 1 und 2 umfasst der Rahmen 42 der Dampfkammer 18 in der veranschaulichten Ausführungsform ein erstes Ende 58 und ein zweites, gegenüberliegendes Ende 62, die sich jeweils (z. B. vertikal) zwischen der oberen Abdeckplatte 46 und der unteren Abdeckplatte 50 erstrecken. In der dargestellten Ausführungsform erstrecken sich die obere Abdeckplatte 46 und die untere Abdeckplatte 50 jeweils lateral (z. B. horizontal) über das zweite Ende 62 des Rahmens 42 hinaus (d.h. in Richtung der zweiten Dampfkammer 22). In anderen Ausführungsformen erstreckt sich nur eine aus der oberen Abdeckplatten 46 und der unteren Abdeckplatte 50 lateral (z. B. horizontal) über das zweite Ende 62 des Rahmens 42 hinaus (d. h. in Richtung der zweiten Dampfkammer 22). Wie oben beschrieben, umfasst der Rahmen 42 eine allgemein rechteckige Form. Daher erstrecken sich das erste Ende 58 und das zweite Ende 62 vertikal und bilden eine Dicke T des Rahmens 42 entlang der vertikalen Richtung, wie in 1 gezeigt. In der dargestellten Ausführungsform ist diese Dicke deutlich geringer als eine Länge L (z. B. die horizontale Länge, wie in 1 gezeigt) des Rahmens 42. In einigen Ausführungsformen umfasst der Rahmen 42 beispielsweise eine Länge L, die mindestens doppelt so groß oder dreimal so groß ist wie die Dicke T. Andere Ausführungsformen umfassen andere Verhältnisse oder Werte.
In einigen Ausführungsformen ist oder bildet die erste Dampfkammer 18 (und/oder die zweite Dampfkammer 22) mindestens ein Wärmerohr 64 mit einem darin angeordneten Arbeitsfluid. Das Wärmerohr 64 kann zum Beispiel länglich und rohrförmig sein und/oder gerade oder mit einer oder mehreren Biegungen oder Kurven versehen sein. Das Wärmerohr 64 kann so bemessen und geformt sein, um die von mindestens einer Wärmequelle (z. B. aus dem ersten Bereich 30 oder dem zweiten Bereich 34 des mobilen Geräts 14) erzeugte thermische Energie zu übertragen und/oder zu verteilen. Das Wärmerohr 64 kann ein erstes Ende und ein zweites, gegenüberliegendes Ende umfassen und einen Verdampferbereich oder mehrere Verdampferbereiche (z. B. am ersten Ende oder an Bereichen entlang des Wärmerohrs 64, die Wärme aus dem ersten Bereich 30 des mobilen Geräts 14 ausgesetzt sind) umfassen und kann auch einen Kondensatorbereich (z. B. am zweiten Ende oder an anderen Stellen entlang des Wärmerohrs 64) umfassen. Das Wärmerohr 64 kann eine Vielzahl von Formen und Gestalten aufweisen. Beispielsweise kann in einigen Ausführungsformen das Wärmerohr 64 ein einzelnes längliches axiales Rohr sein. In anderen Ausführungsformen kann das Wärmerohr 64 mindestens eine Kurve oder Krümmung umfassen. In einigen Ausführungsformen ist das Wärmerohr 64 ein Kreislaufwärmerohr 64 oder ein Thermosiphon oder ein Wärmerohr 64 mit variablem Leitwert. Alternativ oder zusätzlich kann das Wärmerohr 64 ein im Wesentlichen flaches und rechteckiges Profil ähnlich der in 1 und 2 dargestellten ersten Dampfkammer 18 aufweisen (z. B. mit Längen- und Breitenabmessungen, die wesentlich größer sind als die Dicke des Wärmerohrs 64), wobei die Verdampfer- und Kondensatorbereiche des Wärmerohrs 64 durch gegenüberliegende, im Wesentlichen flache Seiten des Wärmerohrs 64 gebildet sein können. Andere Ausführungsformen umfassen verschiedene Formen und Größen des Wärmerohrs 64 außerhalb des veranschaulichten.
In der veranschaulichten Ausführungsform wirken die Dampfkammern 18, 22 als Wärmerohre 64 und als Wärmetauscher. So kann ein Arbeitsmedium (z. B. Wasser, Ammoniak, Freon®, Aceton, Ethan, Ethanol, Heptan, Methanol, Kohlenwasserstoffe, Fluorkohlenwasserstoffe, Methylchlorid, NaK, Kohlendioxid, Methylamin, Pentan, Propylen, Methan, Sauerstoff, Neon, Wasserstoff, flüssige Metalle wie beispielsweise Cäsium, Kalium, Natrium, Blei, Natrium, Lithium, Quecksilber, Rubidium und Silber, kryogene Fluide wie Helium und Stickstoff sowie andere hergestellte oder natürlich vorkommende Arbeitsfluide) können in den Innenräumen 54, 78 der ersten und der zweiten Dampfkammer 18, 22 angeordnet sein und verwendet werden, um die Wärme in Verdampferbereichen zu sammeln (z. B. an einer Seite der Dampfkammer 18, 22, beispielsweise an den oberen Abdeckplatten 46, 70 oder an den unteren Abdeckplatten 50, 74), und die Wärme zu einem Kondensatorbereich (z. B. an einer gegenüberliegenden Seite der Dampfkammer 18, 22, beispielsweise an den unteren Abdeckplatten 50, 74 oder an den oberen Abdeckplatten 46, 70) zu übertragen. Im Allgemeinen kann eine Dampfkammer Wärme von einer Wärmequelle, beispielsweise von einem elektronischen Gerät, durch Dampfwärmeübertragung übertragen. Die Dampfkammern 18, 22 umfassen also jeweils ein Arbeitsmittel, einen Verdampferbereich und einen Kondensatorbereich. Das Arbeitsmedium wird im Verdampferbereich verdampft. Der Dampf wird in den Kondensatorbereich aufgenommen, woraufhin der Dampf kondensiert (Wärmeabgabe) wird, um ein flüssiges Arbeitsmedium zu bilden. Das kondensierte Arbeitsmittel kehrt dann in den Verdampferbereich zurück, beispielsweise durch schwerkraftbedingte Strömung und/oder durch Kapillarwirkung über eine Dochtstruktur, wodurch ein Arbeitsmittelkreislauf geschlossen wird. Die erste Dampfkammer 18 umfasst das Arbeitsfluid und in einigen Ausführungsformen mindestens eine Schicht aus Dochtmaterial, die eine innere Oberfläche des Rahmens 42, der oberen Abdeckplatte 46 und/oder der unteren Abdeckplatte 50 ganz oder teilweise bedeckt. Jedes geeignete Dochtmaterial kann nach Wunsch verwendet werden, beispielsweise ein gesinterter Metallkapillardocht (z. B. gesintertes Kupferpulver), ein Netzmaterial und dergleichen.
In einigen Ausführungsformen und wie oben beschrieben, kann die obere Abdeckplatte 46, die neben einer Anzeige des mobilen Geräts 14 positioniert ist, zumindest einen Abschnitt des Verdampfungsbereichs bilden, der Wärme aufnimmt. Die untere Abdeckplatte 50, das erste Ende 58 und/oder das zweite Ende 62 können zumindest einen Abschnitt des Kondensatorbereichs bilden. In anderen Ausführungsformen kann die untere Abdeckplatte 50, die beispielsweise benachbart zu einer elektronischen Komponente des mobilen Geräts 14 angeordnet ist, zumindest einen Abschnitt des Verdampferbereichs bilden, der Wärme aufnimmt, und die obere Abdeckplatte 46, das erste Ende 58 und/oder das zweite Ende 62 können zumindest einen Abschnitt des Kondensatorbereichs bilden. In jedoch anderen Ausführungsformen kann das erste Ende 58 oder das zweite Ende 62 zumindest einen Abschnitt des Verdampferbereichs bilden. Die Verdampfer- oder Kondensatorbereiche können sich somit ändern, je nachdem beispielsweise, welche elektronischen Komponenten zu einem bestimmten Zeitpunkt erwärmt werden, oder ob ein Wärmezufluss beispielsweise durch das flexible thermische Band 26 selbst erfolgt. Zusätzlich und in einigen Ausführungsformen können die Dampfkammern 18, 22 mehr als einen Verdampferbereich und/oder mehr als einen Kondensatorbereich umfassen, je nach Stelle(n) und Anzahl der Wärmequellen, die in thermischer Verbindung mit den Dampfkammern 18, 22 stehen.
Unter fortgesetzter Bezugnahme auf 1 und 2 ähnelt die zweite Dampfkammer 22 in Struktur und Betrieb der ersten Dampfkammer 18 und umfasst daher einen Rahmen 66, eine obere Abdeckplatte 70, die auf dem Rahmen 66 positioniert ist, und eine untere Abdeckplatte 74, die unter dem Rahmen 66 positioniert ist. Der Rahmen 66, die obere Abdeckplatte 70 und die untere Abdeckplatte 74 bilden zusammen einen Innenraum 78 (2). Wie in 2 veranschaulicht, umfasst der Rahmen 66 eine allgemein rechteckige Form, ähnlich wie der Rahmen 42, kann aber auch andere Formen als die veranschaulichte umfassen. Der Rahmen 66 umfasst ein erstes Ende 82 und ein zweites, gegenüberliegendes Ende 86, die sich jeweils zwischen der oberen Abdeckplatte 70 und der unteren Abdeckplatte 74 erstrecken. Ähnlich wie die erste Dampfkammer 18 ist auch die zweite Dampfkammer 22 ein Wärmetauscher und wirkt wie ein Wärmerohr 64. Somit umfasst die zweite Dampfkammer 22 ein Arbeitsfluid und nimmt Wärme von mindestens einer Wärmequelle (z. B. einer elektronischen Komponente im mobilen Gerät und/oder dem thermischen Band 26, wie unten näher beschrieben) in einem Verdampferbereich oder -bereichen der zweiten Dampfkammer 22 (z. B. der oberen Abdeckplatte 70, der unteren Abdeckplatte 74, dem ersten Ende 82 und/oder dem zweiten Ende 86) auf und leitet die Wärme von der Wärmequelle oder den Wärmequellen zu einem Kondensatorbereich oder - bereichen der zweiten Dampfkammer 22 ab.
Wie in 1 und 2 veranschaulicht, umfasst das flexible thermische Band 26 eine oder mehrere flexible Schichten (z. B. gestapelte Blätter) aus Kernmaterial 90. In der veranschaulichten Ausführungsform sind einige oder alle der flexiblen Schichten aus Graphitmaterial gefertigt oder umfassen Schichte aus Graphitfolien (z. B. natürliches Graphitmaterial, synthetisches Graphitmaterial wie pyrolytischer oder geglühter pyrolytischer Graphit, k-Core®-Graphitmaterial und dergleichen), Kupfer, Aluminium, thermisch-leitender Kunststoff oder anderes flexibles wärmeleitendes Material, das Wärme von dem zweiten Ende 62 der ersten Dampfkammer 18 zu dem zweiten Ende 86 der zweiten Dampfkammer 22 oder von dem zweiten Ende 86 der zweiten Dampfkammer 22 zu dem zweiten Ende 62 der ersten Dampfkammer 18 übertragt. In einigen Ausführungsformen sind die Schichten des Kernmaterials 90 dünne Schichten, die beispielsweise durch Elektronenstrahlschweißen oder Widerstandsschweißen oder mit einem Bindemittel miteinander verbunden sind. Die Schichten können eine hohe Flächenleitfähigkeit (z. B. zwischen 1000 W/mK und 1700 W/mK) aufweisen, aber in einigen Ausführungsformen allgemein schlechte Durchgehende-Dicke-Leitfähigkeitswerte umfassen (z. B. etwa 6 W/mK). Andere Ausführungsformen umfassen unterschiedliche Bereiche und Werte für thermische Leitfähigkeit, basierend zumindest teilweise auf dem Material der Schichten, aus denen das flexible thermische Band 26 gefertigt ist.
In der veranschaulichten Ausführungsform der 1-3 umfasst das flexible thermische Band 26 ein erstes Befestigungsende 94, das an dem zweiten Ende 62 der ersten Dampfkammer 18 anliegt oder in anderem Kontakt mit diesem steht oder in unmittelbarer Nähe zu diesem angeordnet ist, und ein zweites Befestigungsende 98, das an dem zweiten Ende 86 der zweiten Dampfkammer 22 anliegt oder in anderem Kontakt mit diesem steht oder in unmittelbarer Nähe zu diesem angeordnet ist. Das flexible thermische Band 26 steht sowohl mit der ersten Dampfkammer 18 als auch mit der zweiten Dampfkammer 22 in thermischer Verbindung durch die Verbindungen der ersten und zweiten Befestigungsenden 94, 98 mit der ersten und zweiten Dampfkammer 18, 22. Die Länge des flexiblen thermischen Bandes 26 (entlang einer Richtung, die sich zwischen der ersten Dampfkammer 18 und der zweiten Dampfkammer 22 erstreckt) kann gewählt werden, um eine minimal gewünschte Drehung für die zweite Dampfkammer 22 relativ zur ersten Dampfkammer 18 (z. B. 90 Grad, 180 Grad) zu ermöglichen. In einigen Ausführungsformen kann die Länge beispielsweise weniger als 2 Zoll, weniger als 1 Zoll, weniger als 0,5 Zoll, weniger als 0,25 Zoll usw. betragen. Die Dicke des flexiblen thermischen Bandes 26 (d. h. entlang einer Richtung senkrecht zur Länge und im Allgemeinen entlang einer vertikalen Richtung, wie in 1 gezeigt) kann auch gewählt werden, sodass die Dicke des flexiblen thermischen Bandes 26 kleiner oder gleich der Dicke der ersten und der zweiten Dampfkammer 18, 22 ist. Beispielsweise kann die Dicke weniger als 0,5 Zoll, weniger als 0,25 Zoll, weniger als 0,1 Zoll usw. betragen. In der in den 1-3 dargestellten Ausführungsform ist die Dicke des flexiblen thermischen Bandes 26 gewählt, um gleich der Dicke T der Rahmen 42, 66 der Dampfkammern 18, 22 zu sein. In jedoch anderen Ausführungsformen kann die Dicke des flexiblen thermischen Bandes 26 größer sein als die Dicke T der Rahmen 42, 46, sodass das flexible thermische Band 26 noch eine gewisse Flexibilität aufweist. In einigen Ausführungsformen kann das flexible thermische Band 26 zusätzlich Kerben, Perforationen, Aussparungen oder andere Bereiche aufweisen, in denen Material entfernt wurde, um die Flexibilität des flexiblen thermischen Bandes 26 zu erhöhen, und/oder kann einen oder mehrere Bereiche umfassen, die aus einem Material gefertigt sind, und andere Bereiche, die aus einem anderen Material gefertigt sind, das einem oder mehreren Bereichen des flexiblen thermischen Bandes 26 erhöhte Flexibilität verleiht.
Wie in 2 gezeigt, umfasst das veranschaulichte flexible thermische Band 26 zusätzlich Befestigungslöcher 102 sowohl an dem ersten Anordnungsende 94 als auch an dem zweiten Anordnungsende 98. Die Befestigungslöcher 102 der veranschaulichten Ausführungsform erstrecken sich durch jede der Schichten des Kernmaterials 90. Auch in der veranschaulichten Ausführungsform umfassen die oberen Abdeckplatten 46 und 70 sowie die unteren Abdeckplatten 50 und 74 zusätzlich Befestigungslöcher 102. Wie in 1 und 2 veranschaulicht, erstrecken sich die oberen Abdeckplatten 46, 70 sowie die unteren Abdeckplatten 50, 74 jeweils über die jeweiligen zweiten Enden 62, 86 der Rahmen 42 und 66 (z. B. als Überhänge), sodass die Befestigungslöcher 102 der oberen Abdeckplatten 46, 70 und der unteren Abdeckplatten 50, 74 mit den Befestigungslöchern 102 im flexiblen thermischen Band 26 fluchten. Auf diese Weise ist das Kernmaterial 90 (z. B. Graphit) in den Raum eingesetzt, der zwischen den überhängenden oberen Abdeckplatten 46, 70 und den unteren Abdeckplatten 50, 74 gebildet ist, oder ist darin eingebettet. Andere Ausführungsformen umfassen andere Zahlen und Anordnungen der Befestigungslöcher 102 als die veranschaulichte. Zusätzlich kann in einigen Ausführungsformen das flexible thermische Band 26 keine Befestigungslöcher 102 umfassen. Beispielsweise können die Schichten des Kernmaterials 90 und/oder die oberen und unteren Abdeckplatten 46, 50, 70, 74 auf andere Weise zusammengeklebt oder anderweitig befestigt sein.
In der dargestellten Ausführungsform und während des Zusammenbaus des Wärmeübertragungssystems 10 werden Durchgänge 106 (z. B. Stifte oder Zapfen) in die Befestigungslöcher 102 der oberen Abdeckplatten 46, 70, der unteren Abdeckplatten 50, 74 und/oder der Schichten des Kernmaterials 90 des flexiblen thermischen Bandes 26 eingeführt. Nachdem die Durchgänge 106 in die Befestigungslöcher 102 eingeführt worden sind, können die Durchgänge 106 nach unten gedrückt werden, bis die oberen Abdeckplatten 46, 70, die unteren Abdeckplatten 50, 74 und die zugehörigen Schichten des Kernmaterials 90 durch die Durchgänge 106 sicher in Position gehalten werden.
Die Befestigungslöcher 102 und die Durchgänge 106 können eine beliebige Anzahl von Formen und Gestalten umfassen. Beispielsweise können die Befestigungslöcher 102 jeweils dieselbe Größe umfassen, und die Durchgänge 106 können jeweils ein Einzelstück sein, das entlang der Länge davon einen konstanten oder variierenden Durchmesser umfasst. Wenn die Durchgänge 106 zunächst in die Befestigungslöcher 102 eingeführt werden, können sich die Durchgänge 106 an einem oder beiden Enden teilweise außerhalb der Befestigungslöcher 102 erstrecken. Die Durchgänge 106 können dann gedrückt werden, sodass sich die Durchgänge 106 verformen und sich in den Befestigungslöchern 102 erstrecken, um die Befestigungslöcher 102 auszufüllen und eine sichere Presspassung zu bilden, um die Durchgänge 106 in Position zu befestigen. In einigen Ausführungsformen werden durch das Drücken der Durchgänge 106 vergrößerte Köpfe an den Durchgängen 106 an einem oder beiden Enden gebildet, um die Durchgänge 106 innerhalb der Befestigungslöcher 102 zu befestigen. In einigen Ausführungsformen sind nach der Befestigung in Position in den Befestigungslöchern 102 eines oder beide Enden der Durchgänge 106 mit den benachbarten äußeren Oberflächen des flexiblen thermischen Bandes 26 oder der oberen und/oder unteren Abdeckplatten 46, 70, 50, 74 bündig oder darin eingesetzt.
In jedoch anderen Ausführungsformen und wie in 3 veranschaulicht, können die Befestigungslöcher 102 in verschiedenen Schichten des Kernmaterials 90 unterschiedliche Formen (z. B. unterschiedliche Durchmesser) umfassen. Jeder Durchgang 106 kann zusätzlich aus mehreren Stücken (z. B. mit einer Dicke der Schicht des Kernmaterials 90) gebildet sein, die aufeinander positioniert sind, oder aus mehreren Abschnitten desselben Durchgangs 106, die entlang der Länge des Durchgangs 106 unterschiedliche Querschnittsformen und/oder -größen umfassen. Beim Zusammendrücken während des Zusammenbaus können die einzelnen Elemente das Befestigungsloch 102 ausfüllen und somit eine sichere Presspassung bilden, um den Durchgang 106 in Position zu befestigen. Nach dem Anordnen und wie oben angegeben, können die Durchgänge 106 vertikale Höhen umfassen, die einer Höhe des flexiblen thermischen Bandes 26 oder der kombinierten Dicke des flexiblen thermischen Bandes 26 und der oberen und/oder unteren Abdeckplatten 46, 70, 50, 74 entsprechen, sodass die Durchgänge 106 im Allgemeinen mit den oberen und unteren Oberflächen des flexiblen thermischen Bandes 26 oder der oberen und/oder unteren Abdeckplatten 46, 70, 50, 74 bündig sind.
Die Durchgänge 106 wirken als leitende Säulen innerhalb des flexiblen thermischen Bandes 26, um Wärme vertikal durch die Schichten des Kernmaterials 90 zu übertragen. In der veranschaulichten Ausführungsform sind an jedem der ersten Befestigungsenden 94 und des zweiten Befestigungsendes 98 fünf Durchgänge 106 angeordnet, obwohl andere Ausführungsformen andere Mengen und Anordnungen der Durchgänge 106 umfassen als die veranschaulichte. In einigen Ausführungsformen sind die Durchgänge 106 aus isotropem Metall wie beispielsweise Kupfer oder Aluminium gefertigt, obwohl andere Ausführungsformen andere Materialien umfassen. Die Durchgänge 106 können beispielsweise eine thermische Leitfähigkeit von mehr als 50 W/mK aufweisen, wobei andere Ausführungsformen Durchgänge 106 mit unterschiedlichen thermischen Leitfähigkeitswerten und -bereichen umfassen. Die Durchgänge 106 können auch in direktem Kontakt mit den oberen Abdeckplatten 46, 70 und/oder den unteren Abdeckplatten 50, 74 stehen und können in direktem Kontakt mit dem umgebenden Graphit oder einem anderen Material der Schichten des Kernmaterials 90 stehen (z. B. Ermöglichung der hohen Flächenleitfähigkeit des Graphits für eine effiziente Bewegung und Verteilung der Wärme).
Die Verwendung der Durchgänge 106 verbessert zusätzlich die Fähigkeit des flexiblen thermischen Bandes 26 zur effizienten Übertragung von Wärme über das flexible thermische Band 26 nicht nur horizontal (d.h. in der Ebene entlang der Schicht oder Schichten, die das Kernmaterial 90 bilden, wie oben beschrieben), sondern auch vertikal oder in jeder schrägen Richtung relativ zu den Schichten des Kernmaterials 90. Beispielsweise kann in einigen Ausführungsformen das flexible thermische Band 26 mit einer Wärmequelle (z. B. von dem mobilen Gerät 14) direkt oberhalb des flexiblen thermischen Bandes 26 oder direkt unterhalb des flexiblen thermischen Bandes 26 physisch in Kontakt stehen oder in der Nähe davon angeordnet sein. Wärme kann daher nicht nur vom zweiten Ende 62 oder vom zweiten Ende 86 in das flexible thermische Band 26 eingeführt werden, sondern auch oder alternativ von über dem flexiblen thermischen Band 26 oder unter dem flexiblen thermischen Band 26. Die Durchgänge 106 ermöglichen eine schnelle Bewegung der Wärme in vertikaler Richtung (wie in 1 gezeigt) nach unten (oder nach oben) in die Schichten aus Graphit oder einem anderen Material, die das Kernmaterial 90 des flexiblen thermischen Bandes 26 bilden, sodass Wärme in mehr als einer Richtung innerhalb des flexiblen thermischen Bandes 26 von einem Bereich mit höherer Wärme zu einem Bereich mit niedrigerer Wärme strömen kann.
Mit Bezug auf 2 umfasst das Wärmeübertragungssystem 10 in einigen Ausführungsformen zusätzlich ein Beschichtungsmaterial 110, das die Schichten des Kernmaterials 90 des flexiblen thermischen Bandes 26 einkapselt. Das Beschichtungsmaterial 110 kann eine Kupferfolienhaut oder -häute sein, die die Schichten des Kernmaterials 90 teilweise oder vollständig einkapselt und schließt. Das Beschichtungsmaterial 110 kann sich teilweise oder vollständig um das flexible thermische Band 26 sowie über die Durchgänge 106 und unter den Überhängen der oberen Abdeckplatten 46, 70 und der unteren Abdeckplatten 50, 74 erstrecken. Das Beschichtungsmaterial 110 kann beispielsweise durch Verfahren von Metallbeschichtung, Lackierung, Beschichtung oder Abscheidung erzeugt sein. Andere Ausführungsformen umfassen unterschiedliche Materialien für das Beschichtungsmaterial 110.
4A und 4B veranschaulichen eine weitere Ausführungsform einer Wärmeübertragungsvorrichtung 210, die auch als ein thermisches Band verwendet werden kann, um die erste Dampfkammer 18 mit der zweiten Dampfkammer 22 in dem mobilen Gerät 14 zu verbinden, oder die verwendet werden kann, um andere Strukturen zu verbinden oder anderweitig Wärme innerhalb eines allgemein dünnen, mobilen Geräts 14 abzuleiten. Die Wärmeübertragungsvorrichtung 210 umfasst eine einzelne, dicke Schicht aus einem hochleitfähigen Kernmaterial 214. Das Kernmaterial 214 kann flexibel sein, ähnlich wie das Kernmaterial 90. In der nur beispielhaft veranschaulichten Ausführungsform ist das Kernmaterial 214 geglühter pyrolytischer Graphit (APG). Geglühter pyrolytischer Graphit (APG)-Material kann in dicken Abschnitten gefertigt sein, je nachdem, wie lange das Material einem Kohlenstoffabscheidungsverfahren unterzogen wird. Die Wärmeübertragungsvorrichtung 210 umfasst daher nur eine einzelne Schicht aus dem APG-Material, die bis zu einer gewünschten Dicke verarbeitet werden kann.
Wie in 4A und 4B veranschaulicht, ist die einzelne Schicht des Kernmaterials 214 mit einem dünnen metallischen oder organischen Beschichtungsmaterial 218 beschichtet oder darin eingekapselt, sodass ein Material ähnlich dem oben beschriebenen Beschichtungsmaterial 110 verwendet wird. Das Beschichtungsmaterial 218 kann als äußere Schicht dienen, zum Schließen der Graphitschicht des Kernmaterials 214, zum Verhindern des Zerkleinerns des Graphits und/oder zum Bereitstellen einer sauberen, robusten Anordnungsfläche, um zu ermöglichen, dass die resultierende Wärmeübertragungsvorrichtung 210 an einer anderen Komponente (z. B. an der ersten Dampfkammer 18, der zweiten Dampfkammer 22 oder einer anderen Struktur) befestigt werden kann.
Ähnlich wie das oben beschriebene flexible thermische Band 26 umfasst die Wärmeübertragungsvorrichtung 210 auch mindestens einen thermisch leitenden Durchgang 222 (z. B. eine leitende Säule) innerhalb der Wärmeübertragungsvorrichtung 210, um Wärme vertikal durch die Schicht aus Graphit zu übertragen. In der veranschaulichten Ausführungsform sind zwei Durchgänge 222 dargestellt, obwohl andere Ausführungsformen andere Mengen von Durchgängen 222 umfassen. Ähnlich wie die Durchgänge 106 können die Durchgänge 222 aus isotropem Metall, beispielsweise Kupfer oder Aluminium, gefertigt sein, obwohl andere Ausführungsformen andere Materialien umfassen.
Die Durchgänge 222 sowie die Durchgänge 106 können sich, wie veranschaulicht, vertikal oder in anderen Winkeln erstrecken. Beispielsweise können in einigen Ausführungsformen das flexible thermische Band 26 und/oder die oben beschriebene Wärmeübertragungsvorrichtung 210 Durchgänge 106, 222 umfassen, die sich horizontal oder in schrägen Winkeln relativ zu den Schichten des Kernmaterials 90, 214 oder den Beschichtungsmaterialien 110, 218 erstrecken. Die Durchgänge 106, 222 können nicht nur als Mechanismen dienen, um Schichten aus leitfähigem Material aneinander zu befestigen (und diese Schichten mit äußeren Schichten aus Beschichtung oder anderem Material zu befestigen), sondern auch, um Wärmeübertragung zu ermöglichen. Beispielsweise können in einigen Ausführungsformen die Durchgänge 106, 222 aus einem leitfähigen Material gefertigt sein, das Wärme schneller leitet als das umgebende Material (z. B. das Kernmaterial 90, 214). Zusätzlich können die Durchgänge 106, 222 allgemein längliche (z. B. zylindrische) Elemente sein, wenn gebildet oder angeordnet, aber in anderen Ausführungsformen können die Durchgänge 106, 222 andere Formen und Größen als die veranschaulichten aufweisen. Beispielsweise können die Durchgänge 106, 222 Formen mit sich ändernden Querschnitten entlang einer länglichen Abmessung oder einer beliebigen anderen Abmessung sowie Formen umfassen, die in einem Bereich des flexiblen thermischen Bandes 26 oder der Wärmeübertragungsvorrichtung 210 größer sind als in einem anderen Bereich.
Während die Schichten des Kernmaterials 90, 214 und die Durchgänge 106, 222 vorstehend im Zusammenhang mit der Verwendung mit einem mobilen Gerät und beispielsweise mit einem flexiblen thermischen Band für ein mobiles Gerät beschrieben wurden, können in anderen Ausführungsformen die Schichten des Kernmaterials 90, 214 und/oder die Durchgänge 106, 222 in anderen Zusammenhängen und mit anderen Geräten (beispielsweise nicht flexiblen Geräten oder Abschnitten von Geräten) verwendet werden. Somit kann in einigen Ausführungsformen ein Wärmeübertragungssystem im Allgemeinen einen Kern umfassen, der mehrere Schichten aus thermisch leitfähigem Material (z. B. eine oder mehrere Schichten aus Kernmaterial 90, 214, beispielsweise Platten aus Graphitmaterial) und mindestens einen thermisch leitfähigen Durchgang (z. B. eine oder mehrere der Durchgänge 106, 222, beispielsweise einen Stift oder Zapfen) umfasst, der sich durch die mehreren Schichten aus thermisch leitfähigem Material erstreckt. In einigen Ausführungsformen können die Schichten des Kernmaterials 90, 214 und/oder die Durchgänge 106, 222 auch mit einem Beschichtungsmaterial (z. B. Beschichtungsmaterial 110 oder 218) eingekapselt sein.
Obwohl verschiedene Ausführungsformen im Detail mit Bezug auf bestimmte in den Zeichnungen veranschaulichte Beispiele beschrieben wurden, ergeben sich Variationen und Modifikationen innerhalb des Umfangs und des Geistes eines oder mehrerer unabhängiger, beschriebener und veranschaulichter Aspekte.

Claims

Wärmeübertragungssystem (10), umfassend: eine erste Dampfkammer (18); eine zweite Dampfkammer (22), die von der ersten Dampfkammer (18) beabstandet ist; und ein flexibles thermisches Band (26), wobei das flexible thermische Band (26) eine Achse definiert und ein erstes axiales Ende und ein gegenüberliegendes zweites axiales Ende aufweist, wobei das flexible thermische Band (26) mit der ersten Dampfkammer (18) als auch mit der zweiten Dampfkammer (22) gekoppelt ist, wobei das erste axiale Ende des flexiblen thermischen Bands (26) einem zweiten Ende (62) der ersten Dampfkammer (18) entlang der Achse gegenüberliegt und das zweite axiale Ende des flexiblen thermischen Bandes (26) einem zweiten Ende (86) der zweiten Dampfkammer (22) entlang der Achse gegenüberliegt, und wobei das flexible thermische Band (26) ebene Schichten aus wärmeleitendem Material umfasst; und wobei das flexible thermische Band (26) konfiguriert ist, um eine Drehung der zweiten Dampfkammer (22) relativ zur ersten Dampfkammer (18) zu ermöglichen.
Wärmeübertragungssystem (10) nach Anspruch 1, wobei das flexible thermische Band (26) zwischen der ersten Dampfkammer (18) und der zweiten Dampfkammer (22) in mindestens einer Drehposition der ersten Dampfkammer (18) in Bezug auf die zweite Dampfkammer (22) angeordnet ist.
Wärmeübertragungssystem (10) nach Anspruch 1, wobei das flexible thermische Band (26) am ersten axialen Ende mit der ersten Dampfkammer (18) und am zweiten axialen Ende mit der zweiten Dampfkammer (22) verbunden ist.
Wärmeübertragungssystem (10) nach Anspruch 1, wobei das flexible thermische Band (26) Graphit umfasst.
Wärmeübertragungssystem (10) nach Anspruch 1, wobei jede der ebenen Schichten eine Graphitschicht ist.
Wärmeübertragungssystem (10) nach Anspruch 1, wobei das flexible thermische Band (26) konfiguriert ist, um eine Drehung der zweiten Dampfkammer (22) um einen Bereich von mindestens 90 Grad relativ zur ersten Dampfkammer (18) zu ermöglichen.
Wärmeübertragungssystem (10) nach Anspruch 1, wobei das flexible thermische Band (26) konfiguriert ist, um eine Drehung der zweiten Dampfkammer (22) um einen Bereich von mindestens 180 Grad relativ zur ersten Dampfkammer (18) zu ermöglichen.
Wärmeübertragungssystem (10) nach Anspruch 1, das ferner eine Anzeige umfasst, die in thermischer Verbindung mit der ersten Dampfkammer (18) und/oder der zweiten Dampfkammer (22) steht; wobei die Anzeige in verschiedene Formen faltbar ist, die verschiedenen Drehpositionen der zweiten Dampfkammer (22) relativ zur ersten Dampfkammer (18) entsprechen.
Wärmeübertragungssystem (10), umfassend: einen ersten Wärmetauscher, der konfiguriert ist, um an einem ersten Abschnitt eines mobilen Geräts (14) befestigbar zu sein; einen zweiten Wärmetauscher, der konfiguriert ist, um an einem zweiten Abschnitt des mobilen Geräts (14) befestigbar zu sein; und ein thermisches Band (26), das sowohl mit dem ersten Wärmetauscher als auch mit dem zweiten Wärmetauscher verbunden ist, wobei das thermische Band (26) mindestens eine Schicht aus Graphitkernmaterial umfasst, wobei das thermische Band (26) konfiguriert ist, sich zu biegen, wenn das mobile Gerät (14) gebogen wird; wobei der erste Wärmetauscher eine erste Aussparung zum Aufnehmen eines Endes (94) des thermischen Bandes (26) umfasst, und wobei der zweite Wärmetauscher eine zweite Aussparung zum Aufnehmen eines gegenüberliegenden Endes (98) des thermischen Bandes (26) umfasst.
Wärmeübertragungssystem (10) nach Anspruch 9, wobei das mobile Gerät (14) ein tragbares Telefon umfasst.
Wärmeübertragungssystem (10) nach Anspruch 9, wobei das thermische Band (26) zwischen dem ersten Wärmetauscher und dem zweiten Wärmetauscher in mindestens einer Drehposition des ersten Wärmetauschers in Bezug auf den zweiten Wärmetauscher angeordnet ist.
Wärmeübertragungssystem (10) nach Anspruch 9, wobei das thermische Band (26) ebene Schichten aus wärmeleitendem Material umfasst.
Wärmeübertragungssystem (10) nach Anspruch 9, wobei das thermische Band (26) konfiguriert ist, um eine Drehung des zweiten Wärmetauschers um einen Bereich von mindestens 90 Grad relativ zum ersten Wärmetauscher zu ermöglichen.
Wärmeübertragungssystem (10) nach Anspruch 9, wobei das thermische Band (26) konfiguriert ist, um eine Drehung des zweiten Wärmetauschers um einen Bereich von mindestens 180 Grad relativ zum ersten Wärmetauscher zu ermöglichen.
Wärmeübertragungssystem (10) nach Anspruch 9, wobei der erste Wärmetauscher eine Dampfkammer (18) mit einem ersten rechteckigen Rahmen (42) ist, die einen ersten Verdampferbereich entlang einer oberen Seite des ersten rechteckigen Rahmens (42) und einen Kondensatorbereich entlang einer unteren Seite des ersten rechteckigen Rahmens (42) definiert, und wobei der zweite Wärmetauscher eine Dampfkammer (22) mit einem zweiten rechteckigen Rahmen (66) ist, die einen zweiten Verdampferbereich entlang einer oberen Seite des zweiten rechteckigen Rahmens (66) und einen Kondensatorbereich entlang einer unteren Seite des zweiten rechteckigen Rahmens (66) definiert.
Wärmeübertragungssystem (10), umfassend: eine erste Dampfkammer (18) mit einem ersten Rahmen (42), einer ersten oberen Abdeckplatte (46), die sich über ein Ende (62) des ersten Rahmens (42) hinaus erstreckt, und einer ersten unteren Abdeckplatte (50), die sich über das Ende (62) des ersten Rahmens (42) hinaus erstreckt; eine zweite Dampfkammer (22) mit einem zweiten Rahmen (66), einer zweiten oberen Abdeckplatte (70), die sich über ein Ende (86) des zweiten Rahmens (66) hinaus erstreckt, und einer zweiten unteren Abdeckplatte (74), die sich über das Ende (86) des zweiten Rahmens (66) hinaus erstreckt; und ein thermisches Band (26) mit einem ersten Ende (94), das mit dem Ende (62) des ersten Rahmens (42) gekoppelt ist, und einem zweiten Ende (98), das mit dem Ende (86) des zweiten Rahmens (66) gekoppelt ist, wobei sich die erste obere Abdeckplatte (46), die zweite obere Abdeckplatte (70), die erste untere Abdeckplatte (50) und die zweite untere Abdeckplatte (74) jeweils über einen Abschnitt des thermischen Bandes (26) erstrecken.
Wärmeübertragungssystem (10) nach Anspruch 16, das ferner eine Anzeige umfasst, die in thermischer Verbindung mit dem ersten Wärmetauscher und/oder dem zweiten Wärmetauscher steht; wobei die Anzeige in verschiedene Formen faltbar ist, die verschiedenen Drehpositionen des zweiten Wärmetauschers relativ zum ersten Wärmetauscher entsprechen.
Wärmeübertragungssystem (10), umfassend: eine erste Dampfkammer (18); eine erste obere Abdeckplatte (46), die mit der ersten Dampfkammer (18) verbunden ist; eine zweite Dampfkammer (22), die von der ersten Dampfkammer (18) beabstandet ist; eine zweite obere Abdeckplatte (70), die mit der zweiten Dampfkammer (22) verbunden ist; ein flexibles thermisches Band (20), das sowohl mit der ersten Dampfkammer (18) als auch mit der zweiten Dampfkammer (22) gekoppelt ist; und einen Durchgang (106), der sich durch das flexible thermische Band (20) erstreckt und sowohl mit dem flexiblen thermischen Band (20) als auch mit der ersten oberen Abdeckplatte (46) gekoppelt ist.
Wärmeübertragungssystem (10) nach Anspruch 18, wobei der Durchgang (106) ein erster Durchgang ist und das Wärmeübertragungssystem (10) ferner einen zweiten Durchgang (106) umfasst, der sich durch das flexible thermische Band (20) erstreckt und sowohl mit dem flexiblen thermischen Band (20) als auch mit der zweiten oberen Abdeckplatte (70) gekoppelt ist.
Wärmeübertragungssystem (10) nach Anspruch 18, wobei der Durchgang (106) eine leitende Säule ist, die ein isotropes Metall umfasst.
Wärmeübertragungssystem (10) nach Anspruch 18, wobei ein Ende des Durchgangs (106) mit einer äußeren Oberfläche des flexiblen thermischen Bandes (20) bündig ist.
Wärmeübertragungssystem (10) nach Anspruch 18, wobei der Durchgang (106) ein Stift ist.
Wärmeübertragungssystem (10) nach Anspruch 18, wobei die erste obere Abdeckplatte (46) ein Befestigungsloch (102) umfasst und wobei sich der Durchgang (106) durch das Befestigungsloch (102) erstreckt.
Wärmeübertragungssystem (10) nach Anspruch 18, wobei der Durchgang (106) über eine Presspassung innerhalb des flexiblen thermischen Bandes (20) gehalten ist.
Wärmeübertragungssystem (10) nach Anspruch 1, wobei das flexible thermische Band (26) koplanar zu der ersten Dampfkammer (18) und der zweiten Dampfkammer (22) ausgerichtet ist.