JP2019087728A - ゼロ電力自動熱調節のためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[0001]本出願は、参照により本明細書に全体として援用される、「SYSTEMS AND METHODS FOR ZERO POWER AUTOMATIC THERMAL REGULATION」と題する、2017年11月8日出願の米国仮特許出願第62/583,222号の利益を主張し、かつその優先権を主張する米国特許出願である。
米国政府の実施権
[0002]本発明は、DARPA CMOによって与えられた政府契約第HR0011−16−C−0122号の下で、米国政府の助成を受けてなされたものである。米国政府は、本発明における一定の権利を有する。
実施形態例
[0054]例1は、自己発熱電子デバイスと流体容器の中に保持される冷却流体との間の熱インタフェースを介した熱伝導率を確立するステップと、冷却流体の熱的に制御された膨張を用いて、流体容器から、流体容器から延出する少なくとも1つのチャネルに延出する冷却流体の柱の長さを制御するステップであって、少なくとも1つのチャネルが、冷却流体が入り込んで膨張する、再循環しない経路を提供し、冷却流体の柱の長さが、冷却流体によって自己発熱電子デバイスから吸収された熱を使用して、熱的に制御される、ステップと、少なくとも1つのチャネルの中の冷却流体の柱の長さに応じて、外部環境に熱的に結合されるヒートシンクインタフェースと電子デバイスとの間の1次熱経路を選択的に確立するステップとを含む、パッシブな熱管理方法を含む。
[0056]例3は、ヒートシンクインタフェースが、電子デバイスが配置されるハウジングの中に一体化される、例1または2に記載の方法を含む。
[0058]例5は、熱インタフェースが、金属から構成されてもよい、例1から4のいずれかに記載の方法を含む。
[0060]例7は、電子デバイス、流体容器、少なくとも1つのチャネル、および熱インタフェースが、冷却流体を介して確立される1次熱経路を除いて、外部環境への無給電熱経路から本質的に熱的に隔離される、例1から6のいずれかに記載の方法を含む。
[0070]例17は、ヒートシンクインタフェースの少なくとも1つの面が、外部環境に露出される、例12から16のいずれかに記載のシステムを含む。
110 デバイス
112 熱インタフェース
113 排出口
114 流体容器
116 熱絶縁材料
120 冷却流体、流体
130 チャネル
140 ヒートシンクインタフェース
150 外部環境、環境
160 時間
162 時間平均熱伝導レベル
200 デバイス
210 ハウジング
212 内部容積
300 パッシブな熱管理システム、システム
322 短い方のチャネル
324 長い方のチャネル
330 チャネル
400 パッシブな熱管理システム、システム
430 チャネル
500 パッシブな熱管理システム、システム
510 第1の流体容器
511 チャネル
512 第1の冷却流体、冷却流体
515 熱伝達導体
520 第2の流体容器
522 第2の冷却流体
531 チャネル
600 方法
Claims (3)
- 自己発熱電子デバイス(110)と結合するように構成される熱インタフェース(112)と、
外部環境(150)と熱的に結合されるヒートシンクインタフェース(140)と、
流体容器(114)に保持される冷却流体(120)であって、前記流体容器(114)の少なくとも1つの面が、前記熱インタフェース(112)を備え、前記冷却流体(120)が、前記熱インタフェース(112)を介して前記電子デバイス(110)に熱的に伝導するように結合され、前記電子デバイス(110)が、前記ヒートシンクインタフェース(140)への伝導性の経路から概ね熱的に隔離される、冷却流体(120)と、
再循環しない流体で前記流体容器(114)と通じた状態の少なくとも1つのチャネル(130)であって、前記冷却流体(120)が、前記電子デバイス(110)によって加熱されるとき、前記冷却流体(120)が、前記冷却流体(120)の熱膨張係数の関数である長さにわたり、前記流体容器(114)から出て前記少なくとも1つのチャネル(130)に入るように膨張する、少なくとも1つのチャネル(130)とを備え、
少なくとも部分的には、前記冷却流体(120)が熱膨張により前記少なくとも1つのチャネル(130)に入り込んで膨張する前記長さの関数として、前記電子デバイス(110)と前記ヒートシンクの間の伝導性の熱経路が、前記冷却流体(120)を介して確立される、
パッシブな熱管理システム。 - 第2の流体容器(520)に収容され、前記ヒートシンクを介して前記外部環境(150)と熱的に伝導できるように結合される第2の冷却流体(522)と、
前記第2の流体容器(520)と流体連通する状態である少なくとも1つの第2のチャネル(531)であって、前記第2の冷却流体(522)が前記外部環境(150)によって加熱されるとき、前記第2の冷却流体(522)が、前記第2の冷却流体(522)の第2の熱膨張係数の関数である第2の長さにわたり、前記第2のチャネル(531)に入るように膨張する、少なくとも1つの第2のチャネル(531)と、
第1のチャネル(511)との第1の表面領域インタフェース、および前記第2のチャネル(531)との第2の表面領域インタフェースを有する熱伝達導体(515)とをさらに備え、
前記電子デバイス(110)と前記ヒートシンクインタフェース(140)の間の伝導性の熱経路が、1)前記第1の冷却流体(120)が前記第1のチャネル(511)に入り込んで膨張する第1の長さ、および2)前記第2の冷却流体(522)が第2のチャネル(531)に入り込んで膨張する第2の長さの関数として、前記第1の冷却流体(120)および前記第2の冷却流体(522)を介して確立される、
請求項1に記載のシステム。 - 前記少なくとも1つのチャネル(130)が、長さが均一でない複数のチャネル(130)を備え、その結果、前記電子デバイス(110)の所与の温度において、前記複数のチャネル(130)のうちの少なくとも1つの第1のチャネルが、前記ヒートシンクインタフェース(140)と接触している冷却流体(120)の柱を含み、前記複数のチャネル(130)のうちの少なくとも1つの第2のチャネルが、前記ヒートシンクインタフェース(140)と接触していない冷却流体(120)の柱を含む、請求項1に記載のシステム。
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