TWI301397B - Systems for low cost coaxial liquid cooling - Google Patents

Description

1301397 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 諸如電腦之類的電子裝置是由多個蜀 理器、穩壓器、及/或記憶裝置）所組域 常會將未使用到的能量以熱的形式散發捐 及該等電子零件及/或其環境（例如其ftf /或諸如機殻、外殼之類的結構性裝置、 置）。有多種的裝置，例如熱槽（Heat Heat Pipe)被用來控制及自電子零件及其 熱量。 【先前技術】 但是，隨著諸如個人電腦（PC )， 器等的電子裝置尺小的縮減，空間及成〕 制性的設計因素。例如說，典型的熱消名 裝置內相當大的空間，及/或包含有昂i 裝置在處理速度及功率上提升時，他們β 多必須要加以移除的熱量。典型的熱消ί) 來自電子零件上移除適當量的熱，特別就 量而言。 【發明內容及實施方式】 首先參閱第1圖，其中顯示出根據本 例的系統1 00的方塊圖。本文中所說明的 子零件（例如處 的。電子零件通 ，而這可能會損 的電子零件、及 及/或電連接裝 Sink )及熱管（ 等的環境內移除 甚或是電腦伺服 限制就成爲具限 裝置會占用電子 的零件。當電子 零件將會產生更 裝置並不適合用 空間及成本的考 發明之某些實施 各種系統僅係用 -5- (2) 1301397 來解釋所描述的實施例而已，而非用來做爲限制之用。與 本文中所述的任何系統不同的型式、配置、數量及架構等 亦可加以使用而不致偏離某些實施例的範圍。其亦可使用 較本文中所描述之系統中所示者更多或更少的零件，而不 會偏離某些實施例。 系統1 0 0可以包含有例如一電子裝置1 〇 2 (例如處理 器、記憶裝置、穩壓器等）、一冷板110、一*熱交換器 120、一貯器148、一泵浦150、一馬達170、及/或一風 扇18〇。在某些實施例中，電子裝置102會產生熱量，及 /或傳遞熱量至該冷板1 1 0上。冷板1 1 0可以是例如結合 至電子裝置102上，以供自電子裝置1〇2上接收熱量或自 其上移除熱量。在某些實施例中，熱量會透過傳導自電子 裝置1 〇2移動至冷板1 1 〇上（例如如第1圖中以波浪線所 顯示者）。 在某些實施例中，系統100會將熱量傳遞至熱交換器 120上。熱交換器120可以是例如一熱槽及/或一散熱器 ，構造成能將熱量加以排除或發散掉。在例如該熱交換器 120包含有用來發散熱量之鰭片（第1圖中未顯示）的情 形中，風扇180可有助於將熱量自熱交換器120內移除及 /或發政掉。風扇1 8 0在某些實施例中可以是例如用來將 空氣導向熱交換器120 (及/或其上的任何鰭片）上，以 有助於強迫對流來自熱交換器120上移除熱量。在某些實 施例中，風扇180可以設置、構造、及/或以其他的方式 運作來將空氣自一個或多個方向導向熱交換器120。此風 -6 - (3) (3)1301397 扇1 8 0可以是例如設置成能沿著第1圖中所示之方向中的 任一者或二者將空氣導向熱交換器丨20上。 系統100也可以是或另外包含有泵浦150。根據某些 實施例，泵浦150可以包含有一葉輪（未顯示於第1圖內 )，由該馬達170加以帶動。例如說，自電子裝置102傳 遞至冷板1 1 0上的熱量可以被導引及/至或傳遞（例如傳 導）至循環流動穿過及/或通過該冷板1 1 〇的流體（例如 水及/或丙二醇）上。被加熱後的流體接著即可例如由該 泵浦150加以推送至熱交換器120內，以將熱量傳遞至熱 交換器120內，及/或以其他方式消散該流體內的熱量。 熱交換器120可用來例如將熱量自該流體內加以移除。冷 卻後的流體（例如相對於該加熱後的流體及/或冷板1 1 〇 而言爲被冷卻者）接著會前進至貯器148內。該貯器148 可以是例如用來儲存某一量的流體，以供應用於該系統 1 〇〇內。該流體接著會例如循環穿過該泵浦1 50 (例如離 心泵），及/或由該泵浦150加以自該貯器148內抽引而 出。該流體接著會繼續（及/或被導向）回到冷板1 1 0內 ，以自冷板內移除更多的熱量（例如使熱量自冷板 1 1 〇內傳遞至該冷卻後的流體內）。 在某些實施例中，系統1 00可以包含有多種未顯示於 第1圖內的零件及/或裝置。熱交換器120可以例如具有 第一末端及第二末端，其中該等末端係沿著一軸線設置的 。根據某些實施例，熱交換器120也可以是或另外包含有 一核心，其界定一空穴，延伸於該等第一及第二末端之間 (4) 1301397 。熱交換器1 2 0也可以包含有例如多片自該核心向外延伸 (例如在該等第一及第二末端之間）的鰭片、一用來接收 流體（例如來自泵浦1 50者）的入口、一用來沿著該軸線 在該第一末端處排空該流體（例如排放該流體至該泵浦 150及/或該貯器148內）的出口、及/或一設置於該核 心之空穴內的成型元件，其中該成型元件係用來在該空穴 內導引該流體。 g 同樣的，泵浦150可以例如包含有一外殻，其界定出 一用來接收流體（例如自泵浦1 50的出口）的入口、及/ 或一用來排空該流體（例如排放至該熱交換器120的入口 內）的出口。根據某些實施例，冷板110也可以是或另外 至少部份地設置在泵浦1 5 0的外殻內。馬達1 7 0也可以是 或另外包含有設置在該泵浦150之外殼內及/或該栗浦 1 5 0之外殼的外側（亦即其外部）的零件。 在某些實施例中，該系統1 〇〇內的任何或所有零件 , 102、 110、 120、 148、 150、 170、 180 的方向或結構是設 置成可節省空間及/或增加效率。如第1圖中所示，電子 • 裝置102、冷板110、熱交換器120、貯器148、栗浦15〇 、馬達17 0、及/或風扇1 8 0係同軸或直線設置的。換言 之，熱交換器1 2〇的設置方向是沿著該軸線（例如熱交換 器120的第一及第二末端係沿著該軸線設置的），及/或 泵浦150的葉輪是設置成繞該軸線轉動。根據某些實施例 ，泵浦1 5 0的外殼及/或冷板1 1 〇也可以是或另外沿著該 軸線設置及/或定心於其上。將零件1 〇 2、1 1 〇、1 2 〇、 -8 - (5) 1301397 148、150、170、180中的部份或全部設置及/結合成直 線及/或其他大致上呈線性的方式，將可例如縮短流體在 系統100內的移動路徑的長度、減少系統10〇所占用及/ 或需要的空間、減少系統1 〇〇內所需要的動態及/或其他 • 流體密封件的數量、及/或提供其他優於先前冷卻方案系 ^ 統的好處。 轉至第2A圖及第2B圖，其中分別顯示出根據某些 φ 實施例的系統200的剖面圖及立體剖面圖。在某些實施例 中’此系統200是類似於前面配合第1圖所說明的系統 1〇〇。系統200可以構造成例如用來移除、傳遞、及/或 消散（例如輻射）熱量。在某些實施例中，系統200中可 包含有較第2圖中所示者爲較少或較多的零件。在某些實 施例中，系統200界定出一軸線204。此系統200的各零 件可以是例如設置方向或結構是相關於及/或沿著軸線 204 ° # 在某些實施例中，系統200可包含有一冷板210。冷 板2 1 0可以是例如包含有一中心部位2 1 2、鰭片2 1 4、一 ， 半徑216、及/或一表面218。根據某些實施例，冷板 . 2 1 0可以是或包含有一碟狀物及/或其他圓形結構。例如 ，如第2A圖及第2B圖中所示，冷板210可以是一設有 鰭片的碟狀物（例如包含有鰭片214)。在某些實施例中 ，冷板2 1 0可以包含有銅及/或其他導熱性材料。冷板 2 1 0可以是例如設有鮪片的銅質碟狀物。根據某些實施例 ，冷板210可以使用金屬射出成型（MIM)製程或其他鍛 (6) 1301397 造方法製造之。在某些實施例中，冷板2 1 0可以定心或以 其他方式對齊於軸線2 04。在冷板2 1 0是大致上爲圓形及 /或其他大致上對稱形狀的情形中，軸線204可以是例如 穿過冷板2 1 0的中心（及/或中心部位2 1 2 )。根據某些 • 實施例，冷板2 1 0可以包含有多片冷板（例如自多個電子 、 裝置上移除熱量）。 根據某些實施例，冷板210可以是或者包含有一整合 φ 式均熱器（IHS)，結合至電子裝置及/或電子零件（未 顯示於第2A圖或第2B圖內）上。冷板210可以是例如 自該電子裝置（例如結合至冷板2 1 0的底面上）上接收熱 量。根據某些實施例，在該電子裝置及冷板210間可以施 用黏著劑及/或導熱膏及/或其他的熱界面材料，以有助 於熱量之傳遞及/或結合。在某些實施例'中，也可以有或 另外有流體流過及/或穿過冷板2 1 0，以將熱量自冷板 2 1 0上移除。 φ 在某些實施例中，冷板2 1 0的中心部位2 1 2可以是冷 板2 1 0中最熱的部位（例如冷板2 1 0的溫度可以隨著半徑 - 的增加而減低）。這至少是部份因爲例如來自電子裝置之 . 熱量集中於冷板之中心部位212之故。根據某些實施 例，冷板2 1 0的鰭片2 1 4是構造成能有效率地自冷板2 i 〇 上移除及/或消散熱量。如圖所示，這些鰭片214可以是 例如在靠近冷板2 1 0之中心部位2 1 2處較高，而隨著冷板 210半徑的增加而減少其高度、大小、及/或表面積。鰭 片214也可以是或另外是隨著冷板210半徑的增加而增加 -10- (7) (7)1301397 數量。根據某些實施例，鰭片2 1 4的數量及/或大小可以 設計成及/或控制成將冷板210的截面積設爲冷板210之 半徑的函數。例如，其比例可以保持在一個大致上固定的 數値上，以增加冷板2 1 0將熱量傳遞至流體上的效率。 根據某些實施例，系統200也可以是或另外包含有一 熱交換器220。此熱交換器220可以是例如包含有一核心 2 22。在某些實施例中，核心222可以具有一第一末端及 一第二末端（在第2A圖或第2B圖中未明確地顯示出） ，其中該等末端係沿著軸線204設置。在某些實施例中， 熱交換器220可以包含有一片或多片鰭片224，自該核心 222向外延伸。這些鰭片224可以是例如構造成可自核心 2 22上消散及/或傳導熱量。在某些實施例中，鰭片224 係自核心222向外延伸。鰭片224可以是任何已知或會知 曉或可實施的熱量消散結構及/或型式及/或輻射結構。 在某些實施例中，鰭片224可以是自核心222突出的輻射 式彎曲鰭片（RCF )。根據某些實施例，鰭片224可以構 造成將鰭片22 4表面積相當的百分比或全部設置於來自一 個或多個風扇（未顯示於第2A圖及第2B圖內）的最高 速度氣流內。鰭片224可以例如是彎曲的，以捕追由風扇 吹向鰭片224之任何空氣內漩渦部份。根據某些實施例， 核心222及鰭片224的組合可以是單一擠製件及/或其他 元件。核心222及鰭片224可以例如包含有低成本的中空 鋁擠製件。 根據某些實施例，核心222形成有一空穴226。此空 (8) (8)1301397 穴226可以是例如設置於圓柱形核心222內的圓柱形空洞 。根據某些實施例，空穴226係延伸於軸線204的第一點 及第二點之間。在某些實施例中，空穴226可以減低熱交 換器220的重量及/或成本。例如說，一般的熱交換器包 含有實心的核心，其等係昂貴及/或會大幅增加典型冷卻 方案的重量。但是，第2A圖及第2B圖內的熱交換器220 比一般的熱交換器輕及/或便宜。至少藉由使用流體來將 熱量傳遞至核心2 2 2，例如，中空的核心2 2 2會比一般的 熱交換器輕及/或實質上需要較少的材料（例如鋁及/或 其他金屬）。用來將熱量傳遞至核心222的流體也可以是 或另外讓核心222的直徑較一般的熱交換器爲大，這即可 核心222及鰭片224的表面積變大，增加熱量自熱交換器 220傳出的效率。在某些實施例中，核心222及/或空穴 2 2 6係沿著軸線2 0 4對齊的。例如，在核心2 2 2及/或空 穴226的形狀是圓柱形的情形中，軸線204是延伸穿過核 心2 22及/或空穴226的中心（例如自圓柱形的一側末端 至另一末端及/或核心222之第一及第二末端之間）。 根據某些實施例，熱交換器220可接收來自核心222 之空穴226內的熱量。例如，來自冷板210的流體會在空 穴22 6內循環，以將熱量傳遞及/或傳導至熱交換器22 0 內。在某些實施例中，熱交換器220包含有一第一端蓋 228 (例如在核心222的第一末端處，或靠近之之處）， 結合至核心2 2 2而將流體保持在空穴2 2 6內。根據某些實 施例，在核心222及第一端蓋228之間可以形成有液體及 -12- (9) (9)1301397 /或密閉式密封部。以此方式，例如說，在核心222之空 穴226循環的流體可以實質上避免自熱交換器220內外洩 ’及/或可以防止空氣進入空穴226內的流體流內（例如 自熱交換器220的外部進入其內）。 在苯些實施例中，熱交換器220也可以是及/或另外 包含有一第二端蓋230 (例如在核心222之第二末端處， 或靠近之之處）。此第二端蓋2 3 0可以是，例如，結合至 核心222上，以實質上防止流體自熱交換器220洩漏出去 (及/或實質上防止空氣進入空穴226內）。在某些實施 例中，第二端蓋23 0可以構造成能供給、接收、排放、及 /或以其他方式處理該流體。例如說，第二端蓋的第一部 位230a可以包含有一入口 232及/或第二端蓋的第二部 位23 0b可以連接有一出口 234。根據某些實施例，此入 口 232及/或出口 234可以是或是包含有一流體路徑（例 如一導管及/或一通道），以供分別接收及/或排放流體 〇 該流體係在例如加熱的狀態下經由該入口 2 3 2加以接 收’並由熱交換器220加以冷卻（例如其可將熱量傳遞至 熱交換器220內），再在冷卻狀態下經由出口 234加以排 放出去。在某些實施例中，入口 232及/或出口 234可以 由已知或會知曉或可實施的方式來加以構造及/或設置方 向。例如，如第2A圖及第2B圖中所示，入口 232及/ 或出口 234可以構造成能將流體傳送至核心222之空穴 226內特定及/或指定區域，及/或自該等區域傳送出來 -13- (10) 1301397 。例如說，出口 234可以設置成能將流體大致上沿 2〇4加以排放，及/或構造成能在核心222之第二 及/或靠近之之處排放該流體。在某些實施例中， 端中的部位23 0a-b可以是整合成及/或形成爲單 及/或零件。在第二末端之部位23 Oa-b是分開及 拆卸地結合在一起的零件的情形中，在該等部位 之間可以存在一密封件23 6 (例如Ο形環），以防 自熱交換器220內漏出。密封件236也可以是及/ 配合黏著、模製、結合、配接（例如干涉配合）， 任何其他型式的已知或會知曉或可實施的密封件及 封技術來使用。 在某些實施例中，第一端蓋228及/或第二端 (及/或其第一部位230a)之結合至核心222上 何已知或會知曉或可實施的方式爲之。例如說，任 或結構的已知或會知曉的密封件（未顯示）均可用 形成核心222及端蓋228、23 0間的液體及/或密 封部。在某些實施例中，端蓋228、230係構造成 及/或接收密封材料，以提供較佳的密封部。端蓋 23 0可以例如包含有任何數量溝槽、凹部、螺紋、 座部、及/或其他結構，以有助於結合至核心222 /或形成液體及/或密閉式密封部（例如以實質上 體自空穴226內洩漏，及/或實質上防止空氣滲 226內）。在某些實施例中，該密封部可以是類似 件2 3 6。在某些實施例中，其他的密封劑、黏著劑 著軸線 末端處 第二末 一部位 /或可 23 Oa-b 止流體 或另外 及/或 /或密 蓋230 可以任 何型式 來幫助 閉式密 能接受 228 > 唇部、 上，及 防止流 入空穴 於密封 、扣件 -14- (11) 1301397 '系統、裝置、及/或方法，也可以用來將端蓋228、 230結合或密封至核心222上。 根據某些實施例，熱交換器220也可以是或另外包含 有一元件240，設置於核心222的空穴226內。此元件 ^ 240可以是例如構造成可在核心222的空穴226內傳送及 ' /或導引流體。此元件240也可以是或另外有助於將流體 保持於熱交換器220及/或空穴226的密封部內。在某些 φ 實施例中，元件240可以包含有一道或多道溝槽242 (及 /或其他結構）。這些溝槽242可以例如構成一道或多道 通道，經由之流體可以在核心222之空穴226內傳送及/ 或導引。在某些實施例中，溝槽242可以包含有單一道溝 槽242，構造成繞著元件240之外表面的螺旋狀型態。此 螺旋溝槽2 4 2可以是例如構成該元件2 4 0之外表面與核心 2 2 2之內表面間的通道（例如沿著核心2 2 2的空穴2 2 6的 表面）。 # 例如說，元件240的外表面在插入至空穴226內時會 广 與核心222的內表面相接觸。在某些實施例中，元件240 的外表面在溝槽242之路徑間的面積可實質上構成由溝槽 - 242所構成之通道間的密封部。進入至空穴226內的流體 會例如被迫或導引於核心222之壁部與溝槽242間所形成 的空間內。根據某些實施例，溝槽242及/或元件240的 其他結構可以用來在空穴226內依照所需來導引該流體。 在某些實施例中，例如在使用螺旋溝槽242 (及/或所得 的通道）情形中，元件240及/或溝槽242的結構可以讓 -15- (12) 1301397 該流體流過該核心222的內壁及/或表面的大量表面積。 此種結構可以例如增加自該流體傳遞至核心2 2 2上的熱重 。根據某些實施例，元件240並不一定位在熱交換器220 內。溝槽242及/或其他流體導引結構可以例如包含於包 括核心222及/或鰭片224在內的擠製件內。在某些實施 例中，鰭片224可以切割於及/或以其他方式包含於核心 222的內壁或表面上。

在某些實施例中，第二端蓋23 0的入口 232(及/或 '一/、一 其第一部位23 0a)的方向可以設置成能於由螺旋溝槽242 所構成之通道內導引流體。該流體可以例如沿著該核心 222之內表面前進通過該通道，自該核心222的空穴226 的底部（例如沿著第2A圖及第2B圖的方向）前進至該 核心222的空穴226的頂部（例如根據螺旋溝槽242所構 成的螺旋通道）。根據某些實施例，該流體在流經過該通 道時，可以將熱量傳遞至該核心222內。該溝槽242可以 構造成例如能導引該流體通過該核心222之內表面的大面 積，以將相當大量的熱傳遞至該核心222內（例如透過傳 導）。 該流體可以例如被該溝槽242(及/或其所構成的通 道）導引而掃過該核心222中的相當大量的內表面，以將 相當大量的熱傳遞至核心222內。在某些實施例中，元件 240及/或溝槽242可以構造成能調整流體在核心222的 空穴226內流動的特性。溝槽242可以設計及/或構造成 例如能夠經由建立由溝槽242所構成之通道的特性。根據 -16- (13) (13)1301397 某些實施例，該等通道特性可以是架構成及/或構造成能 讓流體流依所需及/或將熱量傳遞至核心222所需而成爲 層流或擾流。該通道內的流體擾流會例如增加透過該流體 及/或該流體內的熱對流，因之而增加熱量傳遞至核心 222之內壁及/或表面的效率。 在某些實施例中，溝槽242可以結束於及/或通向核 心222及/或元件240的上方及/或第一末端（例如如第 2A圖及第2B圖中所示的方向）。該流體可以例如自溝槽 2 42沿著第一端蓋228的表面前進。在某些實施例中，該 流體可被導引通過空穴226及/或元件240的中心部位而 朝向出口 234。該流體可以例如流動通過一道自核心222 的第一末端及/或元件240的上方末端延伸至元件240的 下方末端及/或核心222的第二末端的中心導管244。該 中心導管244可以例如將冷卻後的流體（例如已將熱量傳 遞至核心222內的流體）自該第一末端直接傳遞至出口 234及/或靠近該第二末端處。該導管244可以例如藉由 在流入及流出的流體流之間維持分隔而大致上防止冷卻後 的流體被自入口 232進入至空穴226內的加熱過流體加以 重新加熱。根據某些實施例，中心導管244可以是大致上 對齊及/或重合於軸線204 (未顯示）。 在某些實施例中，熱交換器22 0也可以是或另外包含 有一流體路徑246，可供冷卻後的流體進入至貯器248 ( 及/或可供流體自貯器248內流出貯器248並進入至中心 導管244內）。換言之，流體路徑246在液流上是結合至 -17- (14) 1301397 貯器248上。貯器248可以是例如由元件 穴。根據某些實施例，貯器248可以設置 心部位內的中空及/或空洞內，及/或由 導管244可以是例如通過貯器248。在某 器2M可以設有一熱質量（例如空氣、水 體），以減少大型及/或數件熱事件所造 248可以是例如儲放一定量的流體，以供 流體時，供應額外的流體至熱交換器220 需要時提供熱濕潤。根據某些實施例，例 器220的使用壽命中，如果流體自熱交換 如因爲老舊密封件236及/或Ο型環及 膠元件或零組件而滲洩），則貯器248內 補充該損失的量。 熱交換器220之流體路徑內的流體的 能夠例如實質地防止氣泡產生於及/或進 在某些實施例中，貯器248能夠例如另外 供自流體流內收集氣泡。根據某些實施例 包含有一個或多個嵌入物及/或浮囊（未 ，可以將一發泡元件（未顯示）設置於該 某些實施例中，該發泡元件可在熱交換器 脹而在熱交換器220內造成較大力量時會 說該流體係因加熱及/或其他的環境因素 泡材可以吸收熱交換器220內增加的壓力 與該流體流路徑有關之任何或全部零件受 240所構成的空 在元件240之中 其所構成。中心 些實施例中，貯 、及/或另種流 成的衝擊。貯器 在有需要額外的 內，及/或在有 如說，在熱交換 器220外漏（例 /或經由吸濕塑 的額外流體即可 更換及/或增加 入至流體流內。 做爲空氣阱，以 ，貯器2 4 8可以 顯示）。例如說 貯器248內。在 220內的流體膨 壓縮。如果例如 而膨脹，則該發 ，以實質上防止 到損傷。 •18- (15) (15)1301397 系轉2〇〇也可以是或另外包含有一泵浦25〇，其包含 有一外殼252、一外殼入口 254、及/或一外殼出口 256 。此泵浦250也可以是或另外包含有一葉輪260，其具有 葉片262。在某些實施例中，此系統200及/或泵浦250 包含一馬達270，其包含有一個或多個電磁鐵272、一個 或多個磁鐵274、一轉子276、及/或一個或多個軸承 278。根據某些實施例，系統200可包含有冷板210及泵 浦250 (及/或馬達270 )的組合。冷板210可以是例如 一體地結合於泵浦250內。在某些實施例中，冷板210可 以構造成不僅可以將熱量傳遞至泵浦250內的流體內，也 可以有助於導引泵浦外殼252內的流體。 例如說，冷板2 1 0的中心部位2 1 2可以是冷板2 1 0中 最熱的部位。例如說，可以一電子零件（未顯示於第2A 圖及第2B圖中）來使傳遞至冷板210中心處的熱量多於 冷板2 1 0的其他部位。在某些實施例中，經由外殼入口 2 54進入至泵浦250內的流體最初可以被導向冷板210的 中心部位2 1 2處。該中心部位2 1 2可以是例如如第2 A圖 及第2B圖中所示，向上延伸或延伸進入至流體路徑內。 、§、據某些實施例，冷板210的鰭片214在靠近該冷板 之中心部位2 1 2處可以是較高，並可隨著冷板2 1 0的半徑 的增加而減少高度及/或大小。以此方式，例如說，流體 在冷板2 1 0的最熱部位（例如中心部位2 1 2 )處可以有較 大的接觸，可增加熱量自冷板2 1 0傳遞至流體的效率。根 據某些實施例，冷板2 1 0的鰭片2 1 4及/或中心部位2 1 2 -19- (16) 1301397 可以構造成能以徑向的方向來將流體自冷板2 1 0 位2 1 2向外導引至冷板2 1 0的末端處。以此方式 ，其可以藉由將最冷的流體（例如進入入口 254 導引流過冷板2 1 0的最熱部位（例如中心部位2 逐漸加熱的流體則流過冷板2 1 0上漸次較冷的部 達成交叉流式的熱交換。根據某些實施例，此交 交換可以在冷板2 1 0及流體間達成高效率的流體 、些實施例中，冷板2 1 0也可以是或另外 260的導流器。例如說，冷板210的鰭片214可 狀及/或其他形的造形，以供將自外殻入口 254 體導引至葉輪260的葉片2 62處。根據某些實施 2 14可將流入的流體導引成能增加葉輪260吸入 率。換言之，冷板2 1 0之鰭片2 1 4對於流體的導 低流體流內的摩擦損耗，及/或實質上防制孔蝕 他型式的流體破潰。在某些實施例中，鰭片214 性也可以是或另外增加熱量自鰭片2 1 4傳遞至流 率。例如說，當流體被弧曲的鰭片2 1 4強迫改變 該流體將會掃過鰭片214。 根據某些實施例，冷板2 1 0的鰭片2 1 4係自 的中心部位2 1 2延伸至由該冷板2 1 0所界定的半 。例如說，該等鰭片2 1 4可以終止於半徑2 1 6處 板2 1 0上形成表面2 1 8。根據某些實施例，此表 提供一個供葉輪260之葉片2 62移動通過的區域 ，葉輪260的葉片262可以圍繞著冷板210的半 的中心部 ，例如說 的流體） 12)，而 位，而能 叉流式熱 傳遞。 做爲葉輪 以是弧曲 進入的流 例，鰭片 流體的效 引可以減 及/或其 的弧曲特 體內的效 方向時， 冷板210 徑2 1 6處 ’以在冷 面2 1 8可 。例如說 徑2 1 6移 20- (17) (17)1301397 動（例如環繞著鰭片214及/或在表面218上）。根據某 些實施例’該等葉片262可將自鰭片214接收的流體導引 至外殻出口 256處。在某些實施例中，外殼入口 254及/ 或外殼出口 25 6可以由泵浦外殼252加以界定及/或形成 。根據某些實施例，冷板210可以結合至泵浦外殻252上 。例如說，冷板210可以結合至泵浦外殼252上而形成液 體及/或密閉式密封部，以實質地防止流體自泵浦外殻 252內外洩’及/或實質地防止空氣進入泵浦外殼252內 。在某些實施例中，冷板2 1 0與泵浦外殼2 5 2間的密封部 可以包含有一 〇形環（未顯示在第2A圖或第2B圖內） 及/或其他的密封劑或扣件。 m若些實施例’外殼入口 254可自熱交換器220的 出口 234接數流體。在某些實施例中，外殼入口 254係對 齊及/或重合於軸線204。例如說，進入至泵浦250内的 流體被外殼入口 254大致上沿著軸線204加以導引。在某 些實施例中，外殼入口 254可以貫穿過熱交換器220的第 二端蓋230及/或貯器248。例如說，如第2A圖及第2B 圖中所示，外殻入口 254可沿著軸線204延伸而進入至熱 交換器220內。在某些實施例中，第二端蓋230(及/或 其第二部位230b )在結構上係呈環狀，及/或另外形成 有孔洞或通道，可供外殼入口 2 54經由之進入而與熱交換 器220的出口 234結合。在某些實施例中，外殼入口 254 係結合至第二端蓋23 0上。根據某些實施例，外殼入口 254之結合至第二端蓋230上可以加設有一密封件25 8。 21 - (18) (18)1301397 此密封件25 8可以是例如類似於應用在第二端蓋之部位 23 Oa-b之間的密封件23 6。在某些實施例中，將中心導管 2 44連接至貯器248的流體路徑246可以包含於外殼入口 2 54內。例如說，該外殼入口 254可以包含有一個或多個 孔洞、空穴、通道、及/或其他的路徑，用來做爲流體路 徑246。根據某些實施例，流體路徑246也可以是或另外 包含於中心導管244內。在某些實施例中，熱交換器220 的外殼252及核心222係爲一體的，及/或另外包含有相 同的裝置及/或零件。 弯某些實施例中，系統2 00也可以是或另外包含有馬 達270。例如說，此馬達270帶動葉輪260來將流體導向 外殻出口 25 6。根據某些實施例，任何已知或會知曉或可 實施之型式及/或構造的馬達均可用來提供動力給葉輪 2 60。如第2A圖及第2B圖所示，例如說，馬達270可以 是或包含有一無刷式馬達，例如無刷直流（D C )馬達。 例如說，此馬達270可以包含有一個或多個電磁鐵272 ( 及/或電磁線圈）、一個或多個磁鐵2 7 4 (例如永久磁鐵 )、及/或一轉子276。在某些實施例中，磁鐵274係結 合至轉子276上（例如如同無刷直流馬達中所習見者）。 根據某些實施例，其使用一個或多個軸承278來減少摩擦 及/或增進轉子276的運動。 如第2A圖及第2B圖所示，馬達270可以整合至泵 浦250內。轉子276 (及結合至其上磁鐵274)可以例如 說在栗浦外殻252內轉動。在某些實施例中，轉子276也 22- (19) (19)1301397 可以是或另外繞著軸線204轉動。根據某些實施例，軸承 278可有助於轉子276在泵浦外殼252內的轉動。在某些 實施例中，馬達270之零件272、274、276中的一部份可 以被泵浦外殻252的壁部加以分隔開。例如說，如第2A 圖及第2B圖中所示，轉子276及磁鐵274係設置在泵浦 外殼252內部（例如暴露於該流體內），而電磁鐵272則 設置及/或結合至泵浦外殼252的外側（例如不暴露於流 體內）。作動馬達270所需磁力及/或電磁力可以是例如 穿通過泵浦外殼252的壁部，而使馬達270能整合於泵浦 250 內。 奕募.些實施例中，將馬達270整合於泵浦250內可以 免除對於軸（例如用來帶動葉輪）之需求，及/或免除對 於動態液體及/或密閉式密封部（例如通常會需要用來環 繞著自泵浦外殼252外突出的動力軸者）的需求。例如說 ，葉輪260可以設置在轉子276上面，及/或結合至其上 。如第2A圖及第2B圖所示，例如說，葉輪260的葉片 262可以設置在轉動於冷板210之表面218上的轉子276 的底部上。根據某些實施例，將馬達270整合於泵浦25 〇 內可以減少磨耗、滲漏、及/或其他與泵浦250有關的困 擾的可能性。 系統200中所需的唯一非流體路徑密封部可以是例如 冷板210與栗浦外殼252間的密封部。此整合式馬達27〇 可以疋無刷式’及/或不需要有一根貫穿過栗浦外殼252 的軸。根據某些實施例，將轉子276及/或磁鐵274結合 -23- (20) (20)1301397 於泵浦外殻2 5 2內的流體內也可以是或另外形成吸濕性軸 承作用’其可以減少系統2 0 0之各零件（例如軸承2 7 8、 轉子2 7 6、及/或泵浦外殻2 5 2本身）間的磨耗。在某些 實施例中，整合式馬達270也可以是或另外讓葉輪260及 /或轉子276的直徑大於一般的泵浦及/或馬達。此較大 直徑的葉輪2 6 0及/或轉子2 7 6可以例如讓此馬達以較一 般馬達爲低的每分鐘轉速（RPM)來轉動，而能產生較高 的扭矩、流量、及/或壓力。 在某些實施例中，系統200相對於習用的冷卻方案具 ''一. 有許多的優點。多個零件（例如熱交換器220、泵浦250 、冷板210、及/或馬達270)的整合及/或同軸設置， 及/或將熱交換器220與泵浦25〇緊密地結合的架構，可 以例如說實質地減少系統200所需要的空間、可以實質地 減少流體路徑的長度、及/或另外增進系統200的效率。 換言之，將熱交換器220對齊於軸線204，及/或將葉輪 260設置成繞軸線204轉動，可以例如實質地減少流體移 動所需之路徑的長度，及/或實質地減少與該流體路徑有 關的摩擦損耗。此系統200的同軸設置不僅可以減少冷卻 方案的空間，亦可透過減少流體路徑上的摩擦損耗、減少 流體路徑之長度及/或大小（例如會需要較少的流體體積 )、及/或減少流體滲漏的可能性（例如因爲減少動態密 封部所致及/或因爲減少流體可能滲洩之零件濕潤區域所 致）而增進系統200的效率。一般的系統會具有遠長許多 而與外露出的塑膠區域相接觸的流體路徑長度。在此冷卻 -24- (21) (21)1301397 系統2 0 0不需要例如軟管及/或管件。 轉動第3圖，其中顯示出根據某些實施例之系統300 的方塊圖。在某些實施例中，此系統3 00係類似於前面配 合於第1圖、第2A圖、及/或第2B圖所描述的系統100 、200。例如說，此系統3〇〇包含有一處理器3 02、一記 憶體3 06 ' —冷板3 10、一熱交換器3 20、一貯器348、一 泵浦350、一馬達3 70、及/或一風扇380。根據某些實 施例，系統300的這些零件302、310、320、348、350、 3 70、3 8 0在結構及/或功能上是類似於前面配合第1圖 、第2A圖、及/或第2B圖中所描述的相似名稱的零件 。在某些實施例中，該系統300中可以包含有較第3圖中 所示爲少或多的零件。 處理器302可以是或包含有任何數目的處理器，其可 以是任何已知或會知曉或可得之型式或架構的處理器、微 處理器、及/或微引擎。在某些實施例中，其他的電子及 /或電氣裝置也可用來取代處理器3 02或另外加設。例如 說，處理器302可以是或包含有任何可以產生、儲存、及 /或需要移除熱量的裝置、物體、及/或零組件。根據某 些實施例，處理器 3 02 可以是諸如 Intel®PXA270 XScale®處理器之類的XScale®處理器。根據某些實施例 ，記憶體306可以是或是包含有一個或多個諸如硬碟機之 類的磁性儲存裝置、一個或多個光儲存裝置、及/或固態 儲存器。記憶體3 0 6可用來儲放例如存放有可供處理器 3 〇2執行之指令的應用軟體、程式、程序、及/或模組。 25- (22) (22)1301397 根據某些實施例，記憶體3 06可以包含有任何型式可用來 儲存資料的記憶體，例如單倍資料速率隨意出入記憶體（ SDR-RAM )、雙倍資料速率隨意出入記憶體（DDR-RAM )、或可程式唯讀記憶體（PROM )。 在某些實施例中，冷板310可以是或包含有一 IHS， 結合至處理器302上。處理器3 02可以例如自處理器302 上移除及/或接收（例如第3圖中以波浪線所代表者）熱 量（例如透過傳導）。根據某些實施例，例如說如第3圖 中所示，冷板3 1 0可以一體地結合至泵浦3 5 0上。例如說 ’冷板3 1 0可以將熱量自流體傳遞至泵浦3 5 〇內，及/或 幫助流體在泵浦350内流動，如本文中所說明般。在某些 實施例中，馬達370也可以是或另外整合至泵浦350上。 例如說，馬達3 70可以包含有設置於泵浦3 50內的零件及 /或設置在泵浦3 50外部的零件。在某些實施例中，馬達 3 70可以帶動泵浦3 50來將流體（例如加熱後的流體）導 引至熱交換器320內。熱交換器320接著可以例如自流體 上傳遞及/或接收熱量，並將該熱量自系統300及/或在 其內加以消散及/或移除掉。在某些實施例中，風扇380 可透過朝向熱交換器320吹送空氣來有助於熱量之移除及 /或消散。在某些實施例中，風扇380可以設置及/或構 造成能將空氣自一個或多個位置導向熱交換器320 (例如 如第3圖中所示）。根據某些實施例，用來儲放流體（及 /或其一部份）的貯器3 48係整合於熱交換器320內。流 體（冷卻後的流體）可以例如自熱交換器3 20導引至貯器 •26- (23) (23)1301397 3 4 8內。根據某些實施例，冷卻後的流體可以送回至泵浦 350(及/或泵浦350、馬達370、310的組合）內’以繼 續該冷卻循環。 在某些實施例中，該等冷卻零件310、320、3 48、 350、370、380中之任一者或全部均可以是或包含有類似 於本文中所描述的零件。根據某些實施例，這些冷卻零件 310、320、348、350、370、380中之一者或全部可以是 或另外包含有一個或多個習知裝置，以供進行該特定零件 所需的功能。舉一例來說，在某些實施例中，該熱交換器 320是一般的熱槽及/或熱管。例如說，該泵浦3 50可以 是或另外是由標準直流馬達所帶動的一般離心式泵浦（例 如由一軸結合至泵浦350上）。 根據某些實施例，此系統300之零件302、310、320 、348、350、3 70、380中之二者或更多係直線設置及/ 或以其他方式緊密結合在一起的（例如沿著諸如軸線204 之類的軸線設置）。處理器302、冷板310、泵浦3 50 ( 及/或馬達3 70 )、及/或熱交換器320 (及/或貯器 3 48 )可以例如大致呈線性架構設置及/或結合在一起。 在某些實施例中，熱交換器320係沿著軸線204而延伸於 第一及第二末端之間，及/或泵浦3 5 0的葉輪係設置成繞 著軸線204轉動。此種架構可以例如減少系統3 00所需的 空間之量、減少流體在系統3 00內移動路徑的長度、減少 及/或消除對於動態密封部的需求、及/或減少及/或消 除對於外部管線、管路、及/或其他流體管控零件的需求 -27· (24) (24)1301397 。根據某些實施例，系統3 00內對於空氣流的阻礙可以透 過將流體管控、冷卻、及/或其他的零件（3 02、3 1 0、 320、3 48、3 50、370、3 80 )設置於風扇3 8 0之轂部的陰 影內的架構下而加以減少。換言之，系統3 00的同軸及/ 或直線式零件 302、310、320、348、350、370、380 是設 置在風扇3 80之中心部位（通常風扇殼部）的後方，這可 產生最少或是沒有空氣流。在冷卻系統的這些零件3 02、 310、320、348、350、370、380是構造成本文中某些實 施例所描述者的情形中（例如同軸式的方位設置），冷卻 系統也可以是或另外是較一般的冷卻方案實質上較輕及/ 或較便宜製造者。 本文中所描述的數種實施例僅係供說明之用。其他的 實施例也可以在僅由申請專利範圍限制的情形下做修改或 變化。 【圖式簡單說明】 第1圖是根據某些實施例之系統的方塊圖。 第2A圖是根據某些實施例之系統的剖面圖。 第2B圖是根據某些實施例之系統的立體剖面圖。 第3圖是根據某些實施例之系統的方塊圖。 【主要元件符號說明】 100 :系統 102 :電子裝置 28- 1301397 冷板 熱交換器 貯器 泵浦 馬達 風扇 系統 軸線 冷板 中心部位 鰭片 半徑 表面 熱交換器 核心 鰭片 空穴 第一端蓋 第二端蓋 =第一部位 :第二部位 入口 出口 2 3 6 :密封件 1301397 :元件 :溝槽 :中心導管 :流體路徑 :貯器 z泵浦 :外殼 :外殻入口 :外殻出口 :葉輪 :葉片 :馬達 :電磁鐵 :磁鐵 :轉子 :軸承 :系統 :處理器 :記憶體 :冷板 =熱交換器 :貯器 :泵浦 =馬達 :風扇

Claims (1)

1301397 ⑴ 十、申請專利範圍 1. 一種供低成本同軸向液體冷卻的系統，包含有： 一熱交換器，包含有： 一核心，具有一第一末端及一第二末端，其中該 等末端係沿著一軸線設置的，且其中該核心界定一空 穴，該空穴延伸於該等第一及第二末端之間； 多個鰭片，在該等第一及第二末端之間自該核心 向外延伸； 一入口，接收一流體； 一出口，將該流體沿著該軸線在該第二末端排放 出去，以及 一元件，設置在該核心的該空穴內，其中該元件 係供在該空穴內導引流體；以及 一泵浦，包含有： 一外殼，界定出一外殼入口，用以在該第二末端 處接收來自該熱交換器出口的該流體，以及一外殻出 口，設置成可將該流體排放至該熱交換器的入口內； 一葉輪，設置在該外殼內，其中該葉輪可將該流 體朝向該外殻出口移動，且其中該葉輪是設置成可繞 著該軸線轉動； 一馬達，用以帶動該葉輪；以及 一冷板，至少部份地設置在該外殻內。 2. 根據申請專利範圍第1項所述之系統，其中該泵浦 外殼及該熱交換器核心係整合成一體的。 -31 - (2) 1301397 3 ·根據申請專利範圍第1項所述之系 包含有多個冷板。 4.根據申請專利範圍第1項所述之系 或該元件至少有一者界定出一個或多個通 穴內導引該流體。 5 .根據申請專利範圍第1項所述之系 包含有一外表面，其與該空穴的內表面相 元件的外表面包含有至少一溝槽。 6 .根據申請專利範圍第5項所述之系 一溝槽在該元件的外表面與該空穴的內表 一通道，以及其中該至少一通道係用以導 7. 根據申請專利範圍第6項所述之系 一通道係以大致上呈螺旋狀的方式設置的 8. 根據申請專利範圍第1項所述之系 有： 一貯器，設置在該空穴的中心部位內 9. 根據申請專利範圍第8項所述之系 係由該元件所構成的。 1 〇 .根據申請專利範圍第8項所述之 器係與一沿著該軸線延伸通過該空穴中心 體連通。 1 1 ·根據申請專利範圍第8項所述之 含有= 一發泡元件，設置於該貯器內，其中 統，其中該冷板 統，其中該核心 道，用以在該空 統，其中該元件 接觸，且其中該 統，其中該至少 面間界定出至少 引該流體。 統，其中該至少 〇 統，進一步包含 統，其中該貯器 系統，其中該貯 部位的路徑成液 系統，進一步包 該發泡元件在該 •32· (3) (3)1301397 流體膨脹而施加力量至該發泡體上時會壓縮。 1 2 .根據申請專利範圍第1項所述之系統，其中該馬 達包含有設置於該外殼內的一轉子及至少二磁鐵，以及設 置於該外殻外的至少二電磁線圈。 13. 根據申請專利範圍第12項所述之系統，其中該葉 輪係設置於該轉子的至少一部位上。 14. 根據申請專利範圍第1項所述之系統，其中該外 殻入口係設置成能大致上沿著該軸線接收該流體。 15. —種供低成本同軸向液體冷卻的系統，包含有： 一熱交換器，包含有： 一核心，具有一第一末端及一第二末端，其中該 等末端係沿著一軸線設置的，且其中該核心界定一空 穴，延伸於該等第一及第二末端之間； 多個鰭片，在該等第一及第二末端之間自該核心 向外延伸； 一入口，接收一流體； 一出口，將該流體沿著該軸線在該第二末端排放 出去，以及 一元件，設置在該核心的該空穴內，其中該元件 係供在該空穴內導引流體； 一泵浦，包含有： 一外殼，界定出一外殼入口，用以在該第一末端 處接收來自該熱交換器出口的該流體，以及一外殼出 口，設置成可將該流體排放至該熱交換器的入口內； -33- 1301397 ⑷ 一葉輪，設置在該外殼內，其中該葉輪可將該流 體朝向該外殻出口移動，且其中該葉輪是設置成可繞 著該軸線轉動； 一馬達，用以帶動該葉輪；以及 ，一冷板，至少部份地設置在該外殻內； 一處理器，結合至該冷板上；以及 一雙倍資料速率記憶體，結合至該處理器。 1 6 .根據申請專N利範圍第1 5項所述之系統，其中該馬 達包含有設置於該外殼內的一轉子及至少二磁鐵’以及設 置於該外殼外的至少二電磁線圈。 1 7 .根據申請專利範圍第1 6項所述之系統’其中該葉 輪係設置於該轉子的至少一部位上。 1 8 .根據申請專利範圍第1 5項所述之系統’其中該外 殼入口係設置成能大致上沿著該軸線接收該流體。 1 9 .根據申請專利範圍第1 5項所述之系統’其中該冷 板包含有： 一第一部位，設置於該外殻內；以及 一第二部位，設置於該外殼外。 2 〇.根據申請專利範圍第1 9項所述之系統’其中該冷 板的該第二部位係結合至該處理器。 -34-