MXPA05002291A

MXPA05002291A - Disipador termico que tiene un nucleo intercambiador de calor de aletas dobladas.

Info

Publication number: MXPA05002291A
Application number: MXPA05002291A
Authority: MX
Inventors: Vahid Taban
Original assignee: Tandis Inc
Priority date: 2002-08-28
Filing date: 2003-08-19
Publication date: 2005-08-18
Also published as: JP2005537666A; TWI233011B; AU2003258300A1; US6575229B1; WO2004021756A1; EP1547456A4; TW200416520A; EP1547456A1; KR20050059147A; CN100347850C; HK1082638A1; CN1679384A; CA2496042A1

Abstract

Un nucleo intercambiador de calor (340) para un disipador termico que tiene una pluralidad de aletas conductoras de calor dobladas (1-1...1-25). Cada aleta conductora de calor doblada (1-1) tiene una cara frontal (3-1), una cara posterior (5-1) separada de la cara frontal, y una parte superior (9-1)conectada entre las caras frontal y posterior; lados opuestos abiertos que se comunican con la atmosfera, y una abertura de admision de aire (20-1) que se extiende verticalmente a traves de la parte superior (9-1) para recibir un suministro de aire soplado del ventilador. Las aletas (1-1...1-25) se configuran cara a cara unas con otras, para establecer las cavidades de extraccion de aire primaria(7-1) y complementaria (24-1) que se extienden lateralmente, a traves del nucleo intercambiador de calor (30), las cuales corren entre las aberturas de admision de aire que se extienden verticalmente (20-1...20-25) y los lados opuestos abiertos de las aletas. Por consiguiente, el nucleo intercambiador de calor (30) tendra trayectorias de flujo de aire no lineales por las cuales se sopla el calor recolectado por la pluralidad de aletas (1-1...1-25) hacia la atmosfera en sus lados opuestos abiertos. En virtud de lo anterior, el nucleo intercambiador de calor (30) proporciona la maxima area superficial, una transferencia de calor eficiente, y un flujo de aire optimo, de tal manera que el calor generado por una fuente 8por ejemplo, una unidad de procesamiento central) efectivamente se puede recolectar y extraer hacia la atmosfera. La figura mas representativa de la invencion es la numero 1.

Description

DISIPADOR TERMICO QUE TIENE UN NÚCLEO INTERCAMBIADOR DE CALOR DE ALETAS DOBLADAS ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN 1. Campo Técnico Esta invención se refiere a un núcleo intercambiador de calor de aletas dobladas de alto rendimiento, del tipo para utilizarse en un disipador térmico que se acople a la unidad de procesamiento central (CPU por sus siglas en inglés) de un dispositivo de computación. La configuración de aletas dobladas particular del núcleo intercambiador de calor dado a conocer en la presente, proporciona una máxima área superficial, una transferencia de calor eficiente, y un flujo de aire óptimo, de tal manera que el calor generado por la unidad de procesamiento central se puede recolectar y extraer efectivamente hacia la atmósfera. 2. Técnica Antecedente Debido al calor que es generado por una unidad de procesamiento central (CPU por sus siglas en inglés) común a las computadoras personales, y similares, y a los efectos per udiciales que pueden resultar como una consecuencia de lo mismo, se acostumbra acoplar un disipador térmico a la unidad de procesamiento central, mediante el cual, el calor generado por la unidad de procesamiento central se extrae hacia la atmósfera. De hecho, a medida que continúan aumentando las velocidades operativas, las unidades de procesamiento central y sus chips de soporte generan cantidades crecientemente mayores de calor. En general, el núcleo del disipador térmico consiste en una serie de aletas conductoras de calor gruesas (por ejemplo, de aluminio extruido) . Se coloca un ventilador en un extremo de admisión de aire del núcleo, para soplar aire sobre las aletas, mediante lo cual se recolecta el calor mediante las aletas y se extrae hacia la atmósfera por un extremo de salida del núcleo. En el disipador térmico típico, se extiende una trayectoria de flujo de aire lineal relativamente larga entre los extremos de admisión y de salida de aire del núcleo intercambiador de calor. Debido a esta trayectoria de flujo de aire lineal que tienen los extremos de admisión y de salida que están uno opuesto al otro, se ha probado que es difícil aumentar el área superficial conductora de calor del núcleo sin aumentar también de una manera significativa el tamaño, el consumo de material, y el costo de lo mismo. Como será conocido por los expertos en este campo, disipadores térmicos que tienen núcleos intercambiadores de calor con trayectorias de flujo de aire lineales largas y áreas superficiales de recolección de calor pequeñas, se caracterizan por un desempeño y eficiencia reducidos. Más aún, debido a que las aletas conductoras de calor extruidas son gruesas, se reduce el número de aletas que pueden ser acomodadas por un disipador térmico mientras se satisfacen los requerimientos de la computadora personal . Se sabe que los núcleos intereambladores de calor que tienen la trayectoria de flujo lineal anteriormente mencionada, experimentan una presión inicial relativamente alta en el extremo de admisión, y una calda de presión entre los extremos de admisión y de salida opuestos. Con el fin de superar estas preocupaciones por la presión y mantener un volumen suficiente de aire fluyendo a través del núcleo intercambiador de calor, con frecuencia se emplea un sistema de suministro de aire que contiene conductos de transporte de aire para llevar aire a alta presión desde el ventilador hasta el extremo de admisión de aire del núcleo. Este sistema de suministro de aire consume espacio y aumenta el costo, y en algunos casos, eleva la presión inicial en el extremo de admisión de aire, lo cual puede afectar adversamente a la velocidad de flujo. Por consiguiente, lo que sería deseable es un disipador térmico para una unidad de procesamiento central que contenga un núcleo intercambiador de calor eficiente que tenga un área superficial maximizada y un consumo de espacio minimizado, y una trayectoria de flujo de aire no lineal relativamente corta, que pueda acomodar un ventilador adecuado sin requerir de un sistema de suministro de aire que consuma espacio intermedio, con el fin de evitar un aumento en la presión inicial en el extremo de admisión de aire del núcleo y una reducción en la velocidad de flujo a través del núcleo . Los ejemplos de los disipadores térmicos conocidos para acoplarse a una unidad de procesamiento central con el fin de disipar el calor generado por la misma, están disponibles al hacer referencia a las siguientes Patentes de los Estados Unidos de Norteamérica: 5, 132, 780 21 de julio de 1992 5, 706, 169 6 de enero de 1998 6, 199, 624 13 de marzo de 2001 6,205,026 20 de marzo de 2001 6,241,006 5 de junio de 2001 6,260, 610 17 de julio de 2001 6,330,906 18 de diciembre de 2001 6,330,908 18 de diciembre de 2001 SUMARIO DE LA INVENCIÓN En la presente, se da a conocer un disipador térmico del tipo que se acopla a la unidad de procesamiento central de un dispositivo de computación, de tal manera que el calor generado por la unidad de procesamiento central pueda ser efectiva y eficientemente recolectado por un núcleo intercambiador de calor de aletas dobladas de alto rendimiento, y extraído hacia la atmósfera. Cada aleta conductora de calor del núcleo intercambiador de calor se pliega para incluir una cara frontal y una cara posterior, que están separadas una de la otra, y se aprietan juntas en los extremos inferiores para establecer una cavidad de extracción de aire triangular primaria. La cavidad de extracción de aire primaria corre lateralmente a través del interior de la aleta conductora de calor doblada. Como un detalle importante de esta invención, la parte superior de cada aleta doblada está abierta para crear una abertura de admisión de aire que se extiende verticalmente, la cual se comunica, en el interior de la aleta, con la cavidad de extracción de aire que se extiende lateralmente. Por consiguiente, se puede apreciar que la abertura de admisión de aire que se extiende verticalmente y la cavidad de extracción de aire que se extiende lateralmente, están alineadas a 90 grados una en relación con la otra, para establecer una trayectoria de flujo de aire perpendicular desde el extremo de admisión de aire en la parte superior, hasta el extremo de salida en los lados opuestos de la aleta. Se corta una abertura en la cara frontal de la aleta, y la superficie recortada se dobla hacia atrás a lo largo de una línea de doblez, hacia la cara posterior, con el fin de crear una aspa de aire interna que funcione como un divisor de aire. De una manera más particular, una primera porción del suministro de aire de admisión se sopla hacia abajo a través de la abertura de admisión de aire que se extiende verticalmente, y hacia afuera desde los lados opuestos de la aleta doblada por la cavidad de extracción primaria que se extiende lateralmente . La porción restante del suministro de admisión de aire se sopla hacia abajo, a través de la abertura de admisión de aire y hasta hacer contacto con el aspa de aire interna doblada hacia atrás . El aspa de aire interna divide el suministro de aire de admisión y desvía la porción restante del mismo hacia una cavidad de extracción de aire triangular complementaria, por la abertura que se corta en la cara frontal de la aleta para formar el aspa de aire interna. La cavidad de extracción de aire complementaria se establece entre la cara frontal de una primera aleta conductora de calor y la cara frontal de una aleta adyacente. En este aspecto, el núcleo intercambiador de calor para el disipador térmico de esta invención incluye una pluralidad de las aletas dobladas conductoras de calor anteriormente mencionadas, configuradas cara a cara unas con otras, de tal manera que se extienden cavidades de extracción de aire primarias y complementarias, generalmente superiores e inferiores, lateralmente a través de los pares sucesivos de aletas. En virtud de lo anterior, el núcleo intercambiador de calor se caracteriza tanto por un flujo de aire óptimo como por aproximadamente el doble del material y del área superficial conductora de calor en relación con los núcleos intercambiadores de calor convencionales, mediante lo cual se maximizan las características térmicas y la eficiencia del disipador térmico. En la configuración ensamblada del disipador térmico, se conecta un ventilador adecuado (por ejemplo, de forma de mollete) a la parte superior del núcleo intercambiador de calor, para soplar el suministro de aire de admisión hacia abajo, hacia las aberturas de admisión de aire que se extienden verticalmente de la pluralidad de aletas conductoras de calor alineadas cara a cara . La unidad de procesamiento central se acopla al fondo del núcleo intercambiador de calor, de tal manera que el calor generado por la unidad de procesamiento central se puede extraer desde los lados opuestos del núcleo hacia la atmósfera por medio de las cavidades de extracción de aire primarias y complementarias que se extienden lateralmente. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista en perspectiva de una sola aleta conductora de calor doblada, a partir de la pluralidad de aletas que forman el núcleo intercambiador de calor para el disipador térmico de la presente invención. La Figura 2 muestra una vista frontal de la aleta conductora de calor doblada de la Figura 1. La Figura 3 muestra una vista superior de la aleta conductora de calor doblada de la Figura 1. La Figura 4 muestra un par de aletas conductoras de calor dobladas alineadas cara a cara unas con otras, para establecer las aberturas de admisión de aire que se extienden verticalmente, y las cavidades de extracción de aire primarias y complementarias que se extienden lateralmente. La Figura 5 es una vista lateral del par de aletas conductoras de calor dobladas mostradas en la Figura 4. La Figura 6 muestra una vista lateral del núcleo intercambiador de calor, el cual comprende una pluralidad de las aletas conductoras de calor dobladas alineadas cara a cara unas con otras . La Figura 7 muestra el núcleo intercambiador de calor de la Figura 6, flejado a una placa de soporte plana. La Figura 8 es una vista separada en partes, que muestra el núcleo intercambiador de calor de aletas dobladas de la Figura 7, configurado entre un ventilador y una unidad de procesamiento central, desde donde se va a transferir y extraer el calor hacia la atmósfera. La Figura 9 muestra el núcleo intercambiador de calor de aletas dobladas de la Figura 8, en la configuración ensamblada del disipador térmico. DESCRIPCIÓN DETALLADA Haciendo referencia inicialmente a las Figuras 1 a 3 de los dibujos, se muestra una sola aleta conductora de calor doblada 1, que es solamente una de una pluralidad de aletas que se ensamblan cara a cara unas con otras para formar un núcleo íntercambiador de calor de aletas dobladas eficiente y de alto rendimiento (designado como 30 en la Figura 6) , para el disipador térmico de la presente invención. Las aletas 1 se fabrican de un material térmicamente conductor, tal como cobre, aluminio, o similar. Cada aleta conductora de calor 1 tiene una cara frontal 3 y una cara posterior 5. Las caras frontal y posterior 3 y 5 de la aleta 1 están separadas una de la otra para establecer entre las mismas una cavidad de extracción de aire primaria que se extiende lateralmente 7. Como se muestra mejor en la Figura 1, la cavidad de extracción de aire primaria 7 entre las caras frontal y posterior 3 y 5 de la aleta 1, tiene una forma triangular. Es decir, se aplica presión mediante la cual se doblan o se comprimen los extremos inferiores de las caras frontal y posterior 3 y 5 entre sí, para hacer un ángulo pequeño y de esta manera formar dos lados de la cavidad de extracción de aire primaria triangular 7. Una porción plana cerrada 9 corre horizontalmente a través de la parte superior en cada uno de los lados opuestos de la aleta 1, para quedar entre los extremos superiores de las caras frontal y posterior 3 y 5, y de esta manera formar el tercer lado de la cavidad de extracción de aire primaria triangular 7. Una base plana 11 se voltea hacia afuera desde la parte inferior de la cara frontal 3 de la aleta 1 para un propósito que se dará pronto a conocer.

Se corta una abertura 10 en la cara frontal 3 de la aleta conductora de calor doblada 1. La superficie cortada de la cara frontal 3 para crear la abertura 10, se dobla hacia atrás, hacia la cara posterior 5, a lo largo de una línea de doblez 14, para formar un aspa de aire interna 12 que se coloca dentro de la cavidad de extracción de aire primaria 7 de la aleta 1, en el espacio entre las caras frontal y posterior 3 y 5 de la misma. Como se describirá con mayor detalle posteriormente en la presente al referirse a las Figuras 4 y 5, el aspa de aire interna 12 realiza la importante función de un divisor de aire o desviador de flujo para el suministro del aire de admisión que se bombea en el núcleo intercambiador de calor (30 de la Figura 6) por medio de un ventilador. Para este fin, el ángulo en el que se dobla el aspa de aire interna 12 hacia atrás, hacia la cara posterior 5, a lo largo de la linea de doblez 14, para quedar dentro de la cavidad de extracción de aire primaria 7, determinará el volumen de aire que se divide desde el suministro de aire de admisión y se desvía hasta una cavidad de extracción de aire complementaria que pronto se describirá, por medio de la abertura 10 de la cara frontal 3. Los lados opuestos del aspa de aire interna 12, se doblan hacia adelante, a lo largo de las líneas de doblez 16 en una dirección hacia la abertura 10 en la cara frontal 3 de la aleta conductora de calor doblada 1, para formar las solapas laterales 18. Las solapas laterales 18 se doblan en un ángulo para enfocar una porción del suministro de aire de admisión que se bombea hacia el núcleo intercambiador del disipador térmico (30 de la Figura 6) , contra el aspa de aire interna 12, para desviarse de una manera más efectiva hacia la cavidad de extracción de aire complementaria (designada como 24-1 en las Figuras 4 y 5) , por medio de la abertura 10 en la cara frontal 3 de la aleta 1. Como un detalle importante en la fabricación de la pluralidad de aletas conductoras de calor dobladas que se ensamblan cara a cara unas con otras para formar el núcleo intercambiador de calor (30 de la Figura 6) , se localiza una abertura de admisión de aire 20 (mejor mostrada en la Figura 3) en la parte superior de cada aleta 1. La abertura de admisión de aire 20 a través de la aleta 1 se crea por medio de un aspa de aire externa 22 que se proyecta hacia arriba desde la cara posterior 5. Como se explicará al referirse a las Figuras 4 y 5, la abertura de admisión de aire 20 en la parte superior de la aleta 1 queda entre el aspa de aire externa 22 de la aleta 1, y el aspa de aire externa de una aleta adyacente. En este aspecto, se puede apreciar que la abertura de admisión de aire 20 se extiende verticalmente (es decir, hacia abajo) a través de la parte superior de la aleta conductora de calor doblada 1, para comunicarse con la cavidad de extracción de aire primaria 7 que corre horizontalmente (es decir, lateralmente) a través del interior de la aleta 1 (también como se muestra mejor en la Figura 3) . Pasando ahora a las Figuras 4 y 5 de los dibujos, se muestra un par de aletas conductoras de calor dobladas 1-1 y 1-2, las cuales son idénticas a la aleta conductora de calor 1 que recién se describió al referirnos a las Figuras 1 a 3. Las aletas 1-1 y 1-2 se configuran cara a cara una con la otra, y forman las primeras dos aletas conductoras de calor de la pluralidad de aletas del núcleo intercambiador de calor (designado como 30 en la Figura 6) . Las aletas 1-1 y 1-2 se proporcionan para ilustrar las trayectorias de flujo de aire no lineales que se crean a través de las aberturas de admisión de aire 20-1 y 20-2, y las cavidades de extracción de aire primarias y complementarias, generalmente superiores e inferiores, 7-1, 24-1, y 7-2, 24-2, de un par adyacente de aletas conductoras de calor del núcleo intercambiador de calor de aletas dobladas en seguida de la división del suministro de aire de admisión que se bombea hacia el núcleo mediante un ventilador adecuado (designado como 40 en las Figuras 8 y 9) . Como se describió anteriormente, el suministro de aire de admisión generado por el ventilador se bombea hacia el interior de las aletas conductoras de calor 1-1 y 1-2 por medio de las aberturas de admisión de aire que se extienden verticalmente 20-1 y 20-2. Las aberturas de admisión de aire 20-1 y 20-2 se localizan en la parte superior de cada aleta, y quedan entre un par correspondiente de aspas de aire externas 22-1 y 22-2 que se proyectan desde las caras posteriores respectivas 5-1 y 5-2. Una primera porción del suministro de aire de admisión es guiada hacia abajo a través de la abertura de admisión de aire que se extiende verticalmente 20-1 de la primera aleta 1-1 por el aspa de aire externa 22-1. La primera porción del suministro de aire de admisión que se bombea hacia abajo hasta la abertura de admisión de aire vertical 20-1 soplará el calor que se recolecta mediante la primera aleta conductora de calor 1-1 hacia la atmósfera desde los lados opuestos de la aleta 1-1 por medio de la cavidad de extracción de aire primaria 7-1 que corre lateralmente a través de su interior. La porción restante del suministro de aire de admisión que se genera mediante el ventilador, se bombeará hacia abajo a través de las aberturas de admisión de aire que se extienden verticalmente 20-1 y 20-2, y contra las aspas de aire internas 12-1 y 12-2 del par de aletas conductoras de calor 1-1 y 1-2. Las solapas laterales 18-1 del aspa de aire interna 12-1 de la primera aleta 1-1 enfocará el aire de admisión a lo largo de una corriente concentrada para ser desviada por el aspa de aire interna 12-1 hacia una cavidad de extracción de aire complementaria generalmente inferior 24-1 que se comunica con la abertura de admisión de aire 20-1 a través de la abertura (designada como 10 en las Figuras 1 a 3) en la cara frontal 3-1 de la aleta 1-1. La cavidad de extracción de aire complementaria 24-1 se establece entre la cara frontal 3-1 de la primera aleta 1-1 y la cara posterior 5-2 de la aleta adyacente 1-2. Como la cavidad de extracción de aire primaria 7-1 de la aleta 1-1, la cavidad de extracción de aire complementaria 24-1 tiene una forma triangular que corre lateralmente a través del núcleo intercambiador de calor. Mientras un lado de la cavidad de extracción de aire primaria triangular 7-1 entre las caras frontal y posterior 3-1 y 5-1 se forma mediante las solapas cerradas 9-1 de la parte superior de la primera aleta 1-1, un lado de la cavidad de extracción de aire complementaria triangular 24-1 entre la cara posterior 5-2 de la segunda aleta 1-2 y la cara frontal 3-1 de la primera aleta 1-1, se forma mediante la base plana 11-1 que se voltea hacia afuera desde la cara frontal 3-1 de la aleta 1-1. De conformidad con lo anterior, 'el calor que se recolecta en la interfase del par de aletas conductoras de calor dobladas adyacentes 1-1 y 1-2, se soplará hacia la atmósfera por la cavidad de extracción de aire complementaria que se extiende lateralmente 24-1. Se puede apreciar que las cavidades de extracción de aire primarias y complementarias que se .extienden lateralmente, en general superiores e inferiores, 7-1, 24-1 y 7-2, 24-2 del par adyacente de aletas conductoras de calor 1-1 y 1-2, se disponen en alineación paralela unas con otras, y en alineación perpendicular con las aberturas de admisión de aire que se extienden verticalmente 20-1 y 20-2. También se puede apreciar que el volumen de aire que se extrae hacia la atmósfera por cada una de las cavidades de extracción de aire primarias y complementarias 7-1, 24-1 y 7-2, 24-2 del par de aletas adyacentes 1-1 y 1-2, se controla de una manera variable y selectiva mediante los ángulos en los cuales se doblan las aspas de aire internas 12-1 y 12-2 hacia las caras posteriores 5-1 y 5-2, y hacia las cavidades de extracción de aire primarias 7-1 y 7-2 de cada aleta. La Figura 6 de los dibujos muestra el núcleo intercambiador de calor de aletas dobladas 30 para el disipador térmico de esta invención. Como se dio a conocer anteriormente, el núcleo 30 se forma de una pluralidad de aletas conductoras de calor que se doblan de la manera mostrada en las Figuras 1 a 3 , y que se configuran cara a cara unas con otras de la manera mostrada en las Figuras 4 y 5. El núcleo intercambiador de calor 30 de la Figura 6 tiene un total de 25 aletas conductoras de calor. Sin embargo, este número es para propósitos de ejemplo solamente, y se debe entender que el número y tamaño de las aletas, así como las dimensiones del núcleo 30, dependerán de la cantidad de calor que se vaya a disipar y del tipo y capacidad del ventilador que se emplee para bombear el suministro de aire de admisión hacia el núcleo. La Figura 6 muestra la alineación cara a cara de las aletas conductoras de calor 1-1, 1-2...1-25, para formar el núcleo intercambiador de calor de aletas dobladas 30. Se une un aspa de aire adicional 23 a la última aleta 1-25 para completar el ensamble del núcleo. La Figura 6 también ilustra las cavidades de extracción de aire primarias y complementarias generalmente superiores e inferiores (por ejemplo, 7-1, 24-1 y 7-2, 24-2) que se establecen mediante los pares sucesivos de las aletas conductoras de calor dobladas (por ejemplo, 1-1 y 1-2) , para soplar el calor hacia afuera de los lados opuestos del núcleo 30 y hacia la atmósfera. Como se dio a conocer anteriormente, se sopla un suministro de aire de admisión 32 mediante un ventilador adecuado (40 en las Figura 8 y 9) hacia abajo, a través del núcleo intercambiador de calor 30, por medio de las aberturas de admisión de aire que se extienden verticalmente (por ejemplo, 20-1 y 20-2) de las aletas 1-1 y 1-2. Las aberturas de admisión de aire 20-1 y 20-2 de las aletas 1-1 y 1-2 se comunican con las cavidades de extracción de aire primarias y complementarias que se extienden lateralmente respectivas 7-1, 24-1 y 7-2, 24-2. Siempre que las aberturas de admisión de aire que se extienden verticalmente 20-1 y 20-2 se configuren en una alineación perpendicular con las cavidades de extracción de aire primarias y complementarias que se extienden lateralmente 7-1, 24-1 y 7-2, 24-2, el suministro de aire de admisión 32 se vuelve a dirigir de una manera correspondiente mediante las aletas conductoras de calor 1-1 y 1-2, para soplarse a través de una trayectoria de flujo no lineal entre los extremos de admisión y de salida del núcleo 30. En particular, el suministro de aire de admisión dirigido hacia abajo 32 a través de las aberturas de admisión de aire 20-1 y 20-2, se divide mediante las aspas de aire internas (por ejemplo, 12-1 y 12-2) . Es decir, una primera porción del suministro de aire de admisión 32 se dirige hacia abajo a lo largo de las aspas de aire externas que se proyectan hacia arriba 22-1 y 22-2 y las caras posteriores 5-1 y 5-2 de las aletas adyacentes 1-1 y 1-2, para extraerse desde los lados opuestos del núcleo intercambiador de calor 30 por medio de las cavidades de extracción de aire primarias generalmente superiores, que se extienden lateralmente, 7-1 y 7-2. La porción restante del suministro de aire de admisión 32 se dirige hacia abajo a través de las aberturas de admisión 20-1 y 20-2 y hasta hacer contacto con las aspas de aire internas 12-1 y 12-2 de las aletas adyacentes 1-1 y 1-2, para desviarse hacia las cavidades de extracción de aire complementarias que se extienden lateralmente, en general inferiores, 24-1 y 24-2, y extraerse hacia la atmósfera desde los lados opuestos del núcleo 30. En este mismo aspecto, la parte superior del núcleo intercambiador de calor de aletas dobladas 30 hacia donde se bombea el suministro de aire de admisión 32, está más fría que la parte inferior del núcleo 30 que, en la configuración del disipador térmico de la Figura 9, quedará arriba de una unidad de procesamiento central, desde donde se recolecta el calor y se transfiere hacia la atmósfera por medio de las cavidades de extracción de aire. En virtud del núcleo intercambiador de calor de aletas dobladas 30 de la Figura 6, las aletas conductoras de calor dobladas 1-1, 1-2...1-25 tendrán más área superficial total que las aletas que estén asociadas con los núcleos de los disipadores térmicos convencionales. Por consiguiente, la eficiencia de intercambio de calor del núcleo 30 aumentará de una manera correspondiente. Más aún, y como se muestra mejor en las Figuras 8 y 9, el núcleo 30 facilita la integración de un ventilador adecuado 40 directamente arriba del disipador térmico sin la necesidad de incluir un espacio adicional que consuma interfaz del conducto de fluido . Lo que es todavía más, la presión inicial en el extremo de admisión (es decir, el extremo superior) del núcleo intercambiador de calor 30 se reducirá, mientras que se hará más corta la longitud de flujo a través del núcleo 30. De conformidad con lo anterior, la capacidad de extracción del núcleo intercambiador de calor 30 que tiene las cavidades de extracción de aire primarias y complementarias comunicándose con los lados opuestos del núcleo, efectivamente se duplicará en relación con la capacidad de extracción del núcleo que se ha utilizado hasta ahora en el disipador térmico convencional . La Figura 7 de los dibujos muestra el núcleo intercambiador de calor 30 de la Figura 6, de la manera en la que se asegurará a una placa de soporte de metal (por ejemplo, de cobre o aluminio) 34, en la configuración del disipador térmico ensamblado de las Figuras 8 y 9. Un par de flejes de amarre de acero inoxidable flexibles en forma de U 36, que tienen lengüetas de seguro 38 que se proyectan desde cada extremo de las mismas, se extienden longitudinalmente sobre el núcleo 30 y a lo largo de las porciones cerradas planas 9-1, 9-2...9-25 en las partes superiores de las aletas conductoras de calor 1-1, 1-2...1-25. Los flejes 36 se doblan sobre las partes frontal y posterior del núcleo 30, mediante lo cual, las lengüetas de seguro 38 de los flejes 36 son recibidas y retenidas dentro de las muescas de seguro respectivas 39 que se forman en los extremos opuestos de la placa de soporte 34, de tal manera que se genera una presión de sostenimiento para asegurar al núcleo intercambiador de calor 30 contra la placa de soporte 34. Por supuesto, los flejes de amarre 36 podrían extenderse sobre el núcleo intercambiador de calor 30 en lugares diferentes de las porciones planas cerradas 9-1, 9-2...9-25, como se muestra. En adición, el núcleo 30 también podría soldarse, latonearse, o unirse a la placa de soporte 34, lo cual puede obviar el requerimiento de flejes de sujeción 36. Sin embargo, en el caso en el que se utilicen los flejes 36 para asegurar el núcleo 30 a la placa de soporte 34 y de esta manera evitar el costo y tiempo asociados con la soldadura, latoneado y unión, se ha encontrado que mediante la adición de una orilla de distribución de fuerza ligeramente curva (es decir, convexa) (designada como 25 y mostrada en lineas discontinuas en la Figura 2) a la parte inferior de cada aleta conductora de calor 1-1, 1-2...1-25 convenientemente concentrará las fuerzas a las que se sometan las aletas hacia el centro del núcleo 30, en donde se pueden disipar más fácilmente tales fuerzas. De una manera más particular, la orilla de distribución de fuerza 25 que quedará contra la placa de soporte 34, es una extensión de la cara posterior 5 de la aleta conductora de calor 1, para proyectarse debajo de la base plana 11 de la misma. A manera de ejemplo, la orilla de distribución de fuerza 25 de la aleta 1 de la Figura 2, se extiende debajo de la base 11 por aproximadamente 0.127 milímetros en su punto medio. Las Figuras 8 y 9 de los dibujos muestran el núcleo intercambiador de calor de aletas dobladas 30 de las Figuras 6 y 7 utilizado en la aplicación del disipador térmico, para el propósito de disipar el calor generado por una unidad de procesamiento central (CPU por sus siglas en inglés) convencional 45 del tipo que está disponible con diferentes fabricantes, y como se encuentra comúnmente en un dispositivo de computación, tal como una computadora personal, o similar. En la aplicación del disipador térmico, se asienta un ventilador adecuado (por ejemplo, tipo mollete) 40 sobre un montaje de ventilador 50. El montaje de ventilador 50 tiene un par de patas 52 que cuelgan hacia abajo desde el mismo. En cada pata 52 se forma un juego de ventanas 54. La unidad de procesamiento central 45 se conecta eléctricamente a un sóquet Ziff bien conocido 55 (mejor mostrado en la Figura 8) . Un juego de pestillos 57 se proyecta hacia afuera desde los extremos opuestos del sóquet 55. La placa de soporte de metal 34 que se describió anteriormente al referirnos a la Figura 7, se extiende sobre la parte superior del sóquet 55, para cubrir la unidad de procesamiento central 45. Como también se describió al referirnos a la Figura 7, el núcleo intercambiador de calor de aletas dobladas 30 se asegura a la placa de soporte 34 por medio de los flejes de amarre en forma de U 36, moviendo sus lengüetas de seguro 38 hasta ser recibidas por las muescas de seguro respectivas 39 de la placa de soporte 34. Con el ventilador 40 unido por medio de los sujetadores 42 al montaje de ventilador 50, las patas 52 que cuelgan hacia abajo desde el montaje de ventilador 50 se acoplan al sóquet 55 por medio de la localización de los juegos de pestillos 57 que se proyectan desde los_ extremos opuestos del sóquet 55 a través de las ventanas respectivas 54 que se forman en las patas 52. De conformidad con lo anterior, y como se muestra mejor en la configuración del disipador térmico ensamblado de la Figura 9, el ventilador 40 es seguramente retenido por el montaje de ventilador 50, para quedar inmediatamente arriba de la parte superior abierta del núcleo intercambiador de calor de aletas dobladas 30, de tal manera que se sople sustancialmente todo el suministro de aire de admisión que sea producido por el ventilador 40, hacia abajo y directamente hacia el núcleo 30 sin que se localice una interfaz de conducto de fluido consumidora de espacio entre los mismos. Por consiguiente, el calor generado por la unidad de procesamiento central 45 será eficientemente recolectado por el núcleo intercambiador de calor 30 y extraído hacia la. atmósfera a través de los lados opuestos del núcleo . Debido a la configuración de aletas dobladas, en donde las caras frontales y posteriores 3-1, 5-1 y 3-2, 5-2 de cada par sucesivo de aletas conductoras de calor (por ejemplo, 1-1 y 1-2) del núcleo intercambiador de calor 30 se doblan juntas para formar las cavidades de extracción de aire primarias y complementarias triangulares superiores e inferiores 7-1, 24-1 y 7-2, 24-2, ahora estará disponible un disipador térmico que tendrá tanto como el doble de material y área superficial, al compararse con los disipadores térmicos convencionales, sin aumentar el volumen del núcleo. Por consiguiente, se optimiza el volumen del flujo de aire, y se maximiza la cantidad correspondiente de calor que se puede extraer hacia la atmósfera, mediante el núcleo intercambiador de calor de aletas dobladas 30 descrito en la presente, en relación con los núcleos de los disipadores térmicos convencionales, sin aumentar el tamaño del núcleo 30 más allá de las restricciones de tamaños de las computadoras personales. En este mismo aspecto, y a diferencia de los disipadores térmicos adelgazados, la configuración del disipador térmico de esta invención se puede escalar completamente en todas las direcciones. Lo que es todavía más, las aletas dobladas individuales (por ejemplo, 1-1 y 1-2) , también funcionan como estructuras de apoyo de carga para soportar los componentes en éste y otras aplicaciones. Por lo tanto, con el núcleo intercambiador de calor 30 asegurado a la placa de soporte 34, como se muestra mejor en la Figura 7, se mejora la resistencia mecánica global del núcleo, para poder soportar las fuerzas de aplastamiento superiores y laterales . También está dentro del alcance de esta invención invertir el ventilador 40, de tal manera que se voltee hacia abajo con respecto a su orientación con el núcleo intercambiador de calor 30 mostrado en las Figuras 8 y 9. En este caso, en lugar de soplar el aire fresco del ventilador hacia la unidad de procesamiento central 45 a través de la parte superior abierta del núcleo 30, el calor emitido desde la unidad de procesamiento central 45 será ahora succionado hacia la atmósfera a través de la parte superior abierta del núcleo. Sin embargo, la estructura del núcleo 30 no necesitará cambiarse para acomodar esta orientación invertida del ventilador.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un disipador térmico para disipar el calor que es generado por una fuente, comprendiendo este disipador térmico un núcleo que incluye una pluralidad de aletas conductoras de calor adyacentes, para recolectar el calor generado por la fuente, teniendo cada aleta de la pluralidad de aletas conductoras de calor una cara frontal, una abertura de transferencia de aire formada a través de esta cara frontal, una cara posterior separada de la cara frontal mencionada, una parte superior conectada entre las caras frontal y posterior, una abertura de admisión de aire formada a través de l,a parte superior para recibir un suministro de aire del ventilador a través de la misma, una cavidad de extracción de aire primaria que queda entre las caras frontal y posterior y que se extiende desde la abertura de admisión de aire hacia la atmósfera, y una cavidad de extracción de aire complementaria que queda entre la cara frontal de una primera aleta de la pluralidad de aletas conductoras de calor, y la cara posterior de una aleta adyacente, de tal manera que una primera porción del suministro de aire del ventilador recibido a través de la abertura de admisión de aire en la parte superior de la primera aleta, se suministra hacia la cavidad de extracción de aire primaria, y la porción restante del suministro de aire del ventilador a través de la abertura de admisión de aire, se suministra hacia la cavidad de extracción de aire complementaria, por medio de la abertura de transferencia de aire mencionada, formada en la cara frontal de la primera aleta.

2. El disipador térmico de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque cada aleta de la pluralidad de aletas conductoras de calor adyacentes, incluye un divisor de aire localizado dentro de la cavidad de extracción de aire primaria, para interceptar el suministro de aire del ventilador recibido a través de la abertura de admisión de aire, dividiendo el divisor de aire al suministro de aire del ventilador, de tal manera que se suministra la primera porción del aire del ventilador hacia la cavidad de extracción de aire primaria, y se suministra la porción restante del aire del ventilador hacia la cavidad de extracción de aire complementaria, por medio de la abertura de transferencia de aire mencionada, a través de la cara frontal .

3. El disipador térmico de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 2, caracterizado porque cada aleta de la pluralidad de aletas conductoras de calor adyacentes, tiene un aspa de aire alineada con la abertura de transferencia de aire en la cara frontal, quedando el aspa de aire dentro de la cavidad de extracción de aire primaria, para establecer el divisor de aire.

4. El disipador térmico de conformidad con lo reclamado en la reivindicación ,1, caracterizado porque cada aleta de la pluralidad de aletas conductoras de calor adyacentes incluye una base que se proyecta hacia afuera desde la cara frontal de la misma, para acoplarse con la cara posterior de una aleta adyacente de la pluralidad de aletas conductoras de calor, mediante lo cual, se establece la cavidad de extracción de aire complementaria entre la cara frontal y la cara posterior de un par de aletas adyacentes .

5. El disipador térmico de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque la abertura de admisión de aire a través de la parte superior de cada aleta de la pluralidad de aletas conductoras de calor, se extiende en una dirección vertical, y la cavidad de extracción de aire primaria entre las caras frontal y posterior de la aleta, se extiende en una dirección horizontal, comunicándose la abertura de admisión de aire que se extiende verticalmente con la cavidad de extracción de aire que se extiende horizontalmente, en una alineación perpendicular con la misma.

6. El disipador térmico de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque cada aleta de la pluralidad de aletas conductoras de calor también tiene un par de lados opuestos que se abren hacia la atmósfera, localizándose la cavidad de extracción de aire primaria entre las caras frontal y posterior, y extendiéndose lateralmente entre el par de lados opuestos, de tal manera que el calor generado por la fuente y recolectado por la aleta, se extrae hacia la atmósfera desde cada uno de sus lados opuestos abiertos .

7. El disipador térmico de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 6, caracterizado porque la cavidad de extracción de aire primaria que se localiza entre las caras frontal y posterior y que se extiende lateralmente entre los lados opuestos abiertos de cada aleta de la pluralidad de aletas conductoras de calor, tiene una forma triangula .

8. El disipador térmico de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 7, caracterizado porque las partes inferiores de las caras frontal y posterior de cada aleta de la pluralidad de aletas conductoras de calor, se acoplan unas con otras, para establecer la cavidad de extracción de aire primaria triangular entre las caras frontal y posterior, y extendiéndose lateralmente entre los lados opuestos abiertos de la aleta.

9. El disipador térmico de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque cada aleta de la pluralidad de aletas conductoras de calor, también incluye un aspa de aire externa que se proyecta hacia arriba desde su cara posterior, para extenderse arriba de la cara frontal , guiando el aspa de aire externa el suministro de aire del ventilador para ser recibido a través de la abertura de admisión de aire en la parte superior de la aleta, hacia la cavidad de extracción de aire primaria localizada entre las caras frontal y posterior de esta aleta.

10. El disipador térmico de conformidad con lo reclamado en la - reivindicación 1, caracterizado porque también comprende una placa de soporte localizada entre el núcleo y la fuente de calor, y flejes de amarre que rodean al núcleo y conectados a la placa de soporte, para detener el núcleo contra la placa de soporte, mediante lo cual, el calor generado por la fuente es transferido a través de la placa de soporte para recolectarse mediante la pluralidad de aletas^ conductoras de calor adyacentes del núcleo.

11. El disipador térmico de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 10, caracterizado porque la parte inferior de la cara frontal de cada una de la pluralidad de aletas conductoras de calor adyacentes, tiene una orilla de distribución de fuerza curva que se proyecta hacia abajo desde la misma, para acoplarse con la placa de soporte cuando se sostenga el núcleo contra esta placa de soporte mediante los flejes de amarre.

12. Un disipador térmico para disipar el calor generado por una fuente, comprendiendo este disipador térmico un núcleo que incluye una pluralidad de aletas conductoras de calor para recolectar el calor generado por la fuente, teniendo cada aleta de la pluralidad de aletas conductoras de calor una cara frontal, una cara posterior separada hacia atrás de la cara frontal, una cavidad de extracción de aire localizada entre las caras frontal y posterior, un aspa de aire interna removida de la cara frontal y doblada hacia atrás desde la cara frontal hacia la cara posterior, para quedar dentro de la cavidad de extracción de aire, una parte superior conectada entre las caras frontal y posterior, y una abertura de admisión de aire formada a través de la parte superior, para recibir un suministro de aire del ventilador a través de la misma, desviándose una porción del aire del ventilador recibido a través de la abertura de admisión de aire desde la cavidad de extracción de aire mediante el aspa de aire interna, extendiéndose esta cavidad de extracción de aire entre la abertura de admisión de aire y la atmósfera, de tal manera que el calor generado por la fuente y recolectado por la aleta, se sopla hacia la atmósfera a través de la cavidad de extracción de aire, por medio del suministro de aire del ventilador, el cual no es desviado por el aspa de aire interna.

13. El_ disipador térmico de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 12, caracterizado porque cada aleta de la pluralidad de aletas conductoras de calor, tiene una abertura de transferencia de aire en su cara frontal , formándose la abertura de transferencia de aire cuando se remueve el aspa de aire interna desde la cara frontal y se dobla hacia atrás, hacia la cara posterior, siendo la porción del suministro de aire del ventilador recibido a través de la abertura de admisión de aire en la parte superior de la aleta interceptada por el aspa de aire interna y desviada desde la cavidad de extracción de aire hasta una aleta adyacente de la pluralidad de aletas conductoras de calor por medio de la abertura de transferencia de aire.

14. El disipador térmico de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 13 , caracterizado porque cada aleta de la pluralidad de aletas conductoras de calor, también incluye una base que se proyecta hacia afuera desde su cara frontal, para acoplarse con la cara posterior de la aleta adyacente de la pluralidad de aletas conductoras de calor, con el fin de establecer de esta manera una cavidad de extracción de aire complement ria entre la cara frontal y la cara posterior de las aletas adyacentes, mediante lo cual se desvía la porción de aire del ventilador que es interceptada por el aspa de aire interna, hacia la cavidad de extracción de aire complementaria, para extraerse hacia la atmósfera.