具有導(dǎo)管的高性能被動(dòng)冷卻裝置的制作方法

專利名稱：具有導(dǎo)管的高性能被動(dòng)冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及一種被動(dòng)冷卻裝置，其用于消散來自和其相連的元件的熱量。更具體地說，本發(fā)明涉及一種被動(dòng)冷卻裝置，其用于消散來自和其相連的元件的熱量，并且包括用于引導(dǎo)在氣流源和被動(dòng)冷卻裝置之間的氣流的導(dǎo)管。
背景技術(shù)：
在電子器件領(lǐng)域，使散熱器和電子器件接觸，從而使由電子器件工作產(chǎn)生的廢熱被熱傳遞到散熱器上，借以冷卻電子器件，這是公知的。隨著高的時(shí)鐘速度的電子器件例如微處理器(μP)、數(shù)字信號(hào)處理器(DPS)和專用集成電路(ASIC)的出現(xiàn)，由這些電子器件產(chǎn)生的廢熱的量和這些電子器件的操作溫度與時(shí)鐘速度成正比。因此，較高的時(shí)鐘速度使得產(chǎn)生的廢熱增加，這又隨之增加電子器件的操作溫度。然而，電子器件的高效的操作要求廢熱被連續(xù)、高效地除去。
散熱器裝置被普遍采用作為一種用于消散如上所述的電子器件產(chǎn)生的廢熱的優(yōu)選的裝置。在一般的應(yīng)用中，要被冷卻的元件被安裝在PC板上的連接器承載著。例如通過使用夾持件或緊固件把散熱器連附于連接器上，以便把散熱器安裝在元件上。另一種方案是，散熱器被安裝在承載著電子器件的PC板上，其中使用緊固件或其類似物通過在PC板中鉆出的孔把散熱器連接在承載著電子器件的PC板上。
一般地說，和現(xiàn)有高速電子器件結(jié)合使用的散熱器包括安裝在散熱器的頂上的或者安裝在由散熱器的冷卻散熱片/葉片形成的腔體內(nèi)的電風(fēng)扇。冷卻散熱片能夠增加散熱器的表面積，并使從散熱器到包圍散熱器的環(huán)境空氣的熱傳遞最大。風(fēng)扇使空氣在冷卻散熱片的上方及周圍循環(huán)，借以從冷卻散熱片向環(huán)境空氣傳遞熱量。
如上所述，隨著時(shí)鐘速度的不斷增加，由電子器件產(chǎn)生的廢熱的量也增加。因而，要充分地冷卻這些電子器件，需要較大的散熱器與/或較大的風(fēng)扇。增加散熱器的尺寸可以得到可以散熱的較大的熱體和較大的表面積。較大的風(fēng)扇能夠增加通過冷卻散熱片的氣流。
增加風(fēng)扇和散熱器的尺寸具有一些缺點(diǎn)。首先，如果散熱器的尺寸沿垂直方向(即沿垂直于PC板的方向)增加，則散熱器較高，使得在許多應(yīng)用中，例如臺(tái)式計(jì)算機(jī)的機(jī)箱中，可能無法裝在垂直的空間內(nèi)。第二，如果PC板具有垂直的方位，則高而重的散熱器可能使PC板與/或電子器件受到機(jī)械應(yīng)力，因而導(dǎo)致器件或PC板的故障。
第三，高的散熱器需要在散熱器和含有散熱器的機(jī)箱之間的附加的垂直間隙，以便使得具有足夠的氣流從風(fēng)扇流入和流出。第四，如果散熱器尺寸沿水平方向增加，則在PC板上可用于安裝其它電子器件的面積的量被減少。第五，當(dāng)散熱器具有由散熱片構(gòu)成的圓柱形狀時(shí)，通常不能相互靠近地安裝幾個(gè)這種散熱器，這是因?yàn)檫M(jìn)出散熱片的氣流會(huì)被相鄰的散熱器阻擋，因而使冷卻效率降低。
最后，通過增加風(fēng)扇的尺寸來增加冷卻能力通常使得由風(fēng)扇產(chǎn)生的噪聲增加。在許多應(yīng)用(例如臺(tái)式計(jì)算機(jī)或便攜計(jì)算機(jī))中，非常需要使產(chǎn)生的噪聲最小。在依靠電池供電的便攜計(jì)算機(jī)中，較大的風(fēng)扇增加了功率消耗，使其成為不能接受的除去廢熱的方法。
在上述的具有冷卻散熱片的散熱器中，把風(fēng)扇安裝在由冷卻散熱片形成的腔體內(nèi)具有另外的缺點(diǎn)。首先，散熱器的熱體的大部分被風(fēng)扇局部地阻擋，這是因?yàn)轱L(fēng)扇被直接地安裝在熱體上，因此阻擋可以從熱體散熱的通路，這是因?yàn)閬碜燥L(fēng)扇的空氣不在熱體的被阻擋部分的上方循環(huán)。
第二，如果沒有風(fēng)扇，則散熱片的深度可以沿各個(gè)方向朝向熱體的中心延伸；然而，散熱片的深度和表面積因風(fēng)扇的直徑而減小，這是因?yàn)轱L(fēng)扇被安裝在具有略大于風(fēng)扇的直徑的腔體內(nèi)，以便提供用于風(fēng)扇葉片的間隙。因而，散熱器的熱體必須制造得較寬，以便補(bǔ)償減少的散熱片的表面積。較寬的熱體增加散熱器的尺寸、成本和重量。
第三，減少散熱片的深度使得散熱片容易彎曲而被破壞。彎曲的散熱片導(dǎo)致的一個(gè)可能的結(jié)果是，散熱片接觸和破壞風(fēng)扇的葉片并且/或者使風(fēng)扇停止，從而破壞風(fēng)扇或使風(fēng)扇出故障。第四，因?yàn)轱L(fēng)扇被安裝在由散熱片構(gòu)成的腔體內(nèi)，風(fēng)扇的電源引線必須通過散熱片之間的空間布線。散熱片的尖的邊沿可以切割電源引線或者引起電短路。在每種情況下，其結(jié)果都是引起風(fēng)扇故障。第五，一般使用黏膠把風(fēng)扇安裝在散熱器上，而黏膠可以進(jìn)入風(fēng)扇內(nèi)從而引起風(fēng)扇故障。上述的任何一種故障方式都可能導(dǎo)致散熱器被設(shè)計(jì)用于冷卻的電子器件的故障，因?yàn)橛娠L(fēng)扇產(chǎn)生的空氣循環(huán)對(duì)于從電子器件高效地消散廢熱至關(guān)重要。
最后，風(fēng)扇本身一般和散熱器的散熱片相連，或者被設(shè)置在散熱片之間的腔體內(nèi)。因此，散熱器和產(chǎn)生流經(jīng)散熱片的氣流的風(fēng)扇直接相連，從而使散熱器被主動(dòng)冷卻。因?yàn)轱L(fēng)扇和散熱片靠近，而空氣流是湍流，因而除去由風(fēng)扇本身的操作產(chǎn)生的噪聲之外，所述湍流也產(chǎn)生噪聲。
因而，需要提供一種被動(dòng)冷卻裝置，其能夠克服上述與現(xiàn)有的借助于風(fēng)扇的主動(dòng)冷卻的散熱器相關(guān)的缺點(diǎn)。此外，需要一種被動(dòng)冷卻裝置，其從與其不直接相連的氣流源接收氣流。最后，需要一種被動(dòng)冷卻裝置，所述冷卻裝置適用于接收能夠以低的噪聲高效地消散廢熱的層流氣流。

發(fā)明內(nèi)容
廣義地說，本發(fā)明以一種被動(dòng)冷卻裝置來實(shí)施，其用于耗散來自要被冷卻的元件的熱量。所述被動(dòng)冷卻裝置包括熱體，和所述熱體連接的并向熱體的外部延伸的芯柱。所述芯柱圍繞所述熱體的軸線被對(duì)稱地設(shè)置，所述芯柱包括轉(zhuǎn)向器表面，端面和多個(gè)芯柱散熱片，芯柱散熱片被分開，從而在相鄰的芯柱散熱片之間限定一個(gè)芯柱槽。所述的芯柱槽向著熱體延伸。一個(gè)導(dǎo)熱底座和熱體接觸，并且包括適用于所述熱體和元件熱連接的安裝表面。
多個(gè)葉片，它們和熱體相連，并被分開，從而在相鄰的葉片之間限定一次槽。所述一次槽向著熱體延伸。每個(gè)葉片中還包括至少一個(gè)二次槽，其通過葉片的一部分延伸，并在每個(gè)葉片內(nèi)限定多個(gè)散熱片。
每個(gè)葉片還包括終止于頂面上的內(nèi)壁。所有葉片的內(nèi)壁限定一個(gè)包圍著芯柱的室。內(nèi)壁和芯柱的一部分限定一個(gè)氣穴部分。每個(gè)葉片還包括也終止于頂面上的外壁。
被動(dòng)冷卻裝置還包括用于產(chǎn)生氣流的氣流源，以及用于在氣流源和被動(dòng)冷卻裝置之間引導(dǎo)氣流的導(dǎo)管。所述導(dǎo)管包括和頂面相鄰的第一開口，以及適用于和氣流源相連的第二開口。來自元件的熱量通過越過芯柱、芯柱散熱片、散熱片和葉片，并流經(jīng)芯柱槽、一次槽和二次槽的氣流耗散，使得從元件導(dǎo)出的并進(jìn)入熱體的熱量被傳遞到氣流中。
因?yàn)闅饬髟床恢苯雍捅粍?dòng)冷卻裝置相連，風(fēng)扇葉片便不會(huì)被彎曲的散熱片破壞。導(dǎo)線，例如風(fēng)扇的電源引線，將不會(huì)被葉片切割或短路，因?yàn)殡娫匆€不需要通過葉片布線，并被設(shè)置在離開葉片的位置。
此外，本發(fā)明的葉片可以延伸到熱體的深部，因?yàn)轱L(fēng)扇不和熱體接觸，并且不位于葉片之間，使得熱體不會(huì)被風(fēng)扇阻擋。結(jié)果，和現(xiàn)有技術(shù)的散熱片的設(shè)計(jì)相比，可以增加葉片的表面積，并且所述增加的表面積改善了熱體的熱耗散。
本發(fā)明還減少了上述的和風(fēng)扇噪聲以及空氣湍流相關(guān)的問題，因?yàn)樵趯?dǎo)管中的氣流減小了由空氣湍流產(chǎn)生的噪聲，并因?yàn)轱L(fēng)扇葉片定位成離開葉片和散熱片，因而進(jìn)一步減少空氣湍流噪聲。
從下面結(jié)合附圖進(jìn)行的本發(fā)明的詳細(xì)說明，可以更加清楚地看出本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點(diǎn)，其中的附圖用于以舉例方式說明本發(fā)明的原理。


圖1是按照本發(fā)明的被動(dòng)冷卻裝置的外觀圖；圖2是按照本發(fā)明的被動(dòng)冷卻裝置的底部外觀圖；圖3是按照本發(fā)明的被動(dòng)冷卻裝置的頂部外觀圖；圖4是按照本發(fā)明的被動(dòng)冷卻裝置的側(cè)視平面圖；圖5是按照本發(fā)明的被動(dòng)冷卻裝置的沿圖4的A-A線取的截面圖；圖6a是朝向按照本發(fā)明的被動(dòng)冷卻裝置的腔室內(nèi)部看的頂視平面圖；圖6b是圖6a的E-E詳細(xì)截面圖；圖7a，7b是用于按照本發(fā)明的被動(dòng)冷卻裝置的導(dǎo)管和氣流源的外觀圖；圖7c是用于按照本發(fā)明的被動(dòng)冷卻裝置的導(dǎo)管和氣流源的側(cè)視平面圖；圖7d是按照本發(fā)明的用于引導(dǎo)氣流的導(dǎo)管的截面圖；圖8表示通過按照本發(fā)明的被動(dòng)冷卻裝置的負(fù)向氣流的截面圖；圖9表示通過按照本發(fā)明的被動(dòng)冷卻裝置的正向氣流的截面圖；圖10a是按照本發(fā)明的被動(dòng)冷卻裝置的頂視平面圖；圖10b是沿著圖10a的C-C線取的被動(dòng)冷卻裝置的截面圖；
圖11a是用于表示按照本發(fā)明的并合預(yù)定數(shù)量的一次槽的芯柱槽的頂視平面圖；圖11b是圖11a的F-F截面的放大的頂視平面圖；圖12a是表示按照本發(fā)明的并合所有的一次槽的芯柱槽的頂視平面圖；圖12b是圖12a的G-G截面的放大的頂視平面圖；圖13a是包括按照本發(fā)明的芯柱腔體的被動(dòng)冷卻裝置的頂視平面圖；圖13b，13c是沿圖13a的線C-C取的被動(dòng)冷卻裝置的截面圖；圖14是表示通過具有按照本發(fā)明的芯柱腔體的被動(dòng)冷卻裝置的負(fù)向氣流的截面圖；圖15是表示通過具有按照本發(fā)明的芯柱腔體的被動(dòng)冷卻裝置的正向氣流的截面圖；圖16a，16b，16c是表示按照本發(fā)明的呈基本上平面的、斜面的和弓形的端面的截面圖；圖17a，17b是用于表示按照本發(fā)明的具有基本上和軸線對(duì)準(zhǔn)的芯柱和與軸線成一定角度的芯柱槽的側(cè)視圖；圖18是用于表示基本上和按照本發(fā)明的被動(dòng)冷卻裝置的軸線對(duì)準(zhǔn)并成一定角度的一次槽和二次槽的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
在下面的詳細(xì)說明和附圖中，相同的元件用相同的標(biāo)號(hào)表示。
如用于說明本發(fā)明的附圖所示，本發(fā)明以一種被動(dòng)冷卻裝置來實(shí)施，其用于耗散來自要被冷卻的元件的熱量。所述被動(dòng)冷卻裝置包括熱體，和所述熱體連接的并向熱體的外部延伸的芯柱。所述芯柱圍繞所述熱體的軸線被對(duì)稱地設(shè)置，所述芯柱包括轉(zhuǎn)向器表面，端面和多個(gè)芯柱散熱片，它們被分開，從而在相鄰的芯柱散熱片之間限定一個(gè)芯柱槽。所述的芯柱槽向著熱體延伸。一個(gè)導(dǎo)熱底座和熱體接觸，并且包括適用于所述熱體和元件熱連接的安裝表面。
多個(gè)葉片，它們和熱體相連，并被分開，從而在相鄰的葉片之間限定一次槽。所述一次槽向著熱體延伸。每個(gè)葉片中還包括至少一個(gè)二次槽，其通過葉片的一部分延伸，并在每個(gè)葉片內(nèi)限定多個(gè)散熱片。
每個(gè)葉片還包括頂面和內(nèi)壁，所述內(nèi)壁包括第一非平面部分，其從所述芯柱延伸出，并終止于第一中間部分，所述第一中間部分向著終止于頂面的第二非平面部分延伸。所有葉片的內(nèi)壁限定一個(gè)包圍著芯柱的室，并且所述的室包括在第一非平面部分和芯柱之間的氣穴部分。每個(gè)葉片還包括一個(gè)外壁，外壁包括第三非平面部分，其從底座延伸并終止于第二中間部分，第二中間部分終止于頂面。
被動(dòng)冷卻裝置還包括用于產(chǎn)生氣流的氣流源，以及用于在氣流源和被動(dòng)冷卻裝置之間引導(dǎo)氣流的導(dǎo)管。所述導(dǎo)管包括和頂面相鄰的第一開口，以及適用于和氣流源相連的第二開口。來自元件的熱量通過越過芯柱、芯柱散熱片、散熱片和葉片，并流經(jīng)芯柱槽、一次槽和二次槽的氣流耗散，使得從元件導(dǎo)出的并進(jìn)入熱體的熱量被傳遞到氣流中。
在圖1到圖7d中，用于耗散來自元件(未示出)的熱量的被動(dòng)冷卻裝置10包括熱體11和與熱體11相連的芯柱13。芯柱13朝向熱體13的外部延伸，并對(duì)稱地圍繞熱體11的軸線Z被設(shè)置。芯柱11包括轉(zhuǎn)向器表面15，端面16，以及多個(gè)芯柱散熱片24，它們被分開，從而在相鄰的芯柱散熱片24之間限定芯柱槽SS。芯柱槽SS朝向熱體11延伸。導(dǎo)熱底座17和熱體11相連，并且包括適用于連接元件和熱體11的安裝表面19。
多個(gè)葉片21和熱體11相連，并被分開從而在相鄰的葉片21之間限定一次槽P。一次槽朝向熱體11延伸。每個(gè)葉片21包括至少一個(gè)二次槽S，其通過葉片21的部分延伸，用于在每個(gè)葉片21中限定多個(gè)散熱片23。每個(gè)葉片21還包括頂面29和內(nèi)壁22，所述內(nèi)壁包括第一非平面部分25，其從芯柱13延伸，并終止于第一中間部分26，所述第一中間部分26朝向終止于頂面29的第二非平面部分27延伸。所有葉片21的內(nèi)壁22限定包圍著芯柱13的室30。室30包括在第一非平面部分25和芯柱13之間的氣穴部分C1(見圖5，6b，8，9，14，15) 。
氣穴部分C1由通過室30的氣流(即進(jìn)出室30的氣流)產(chǎn)生，而不由限定室30的葉片21、散熱片23和芯柱13的物理形狀產(chǎn)生。由于在第一非平面部分25和芯柱13之間的敞開的空間，分別響應(yīng)負(fù)氣流和正氣流在氣穴部分C1內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)低壓區(qū)或高壓區(qū)。隨著這些氣流進(jìn)入氣穴部分C1，則發(fā)生氣穴現(xiàn)象，氣流在熱體11，芯柱13、葉片21的表面上方循環(huán)，從而增加這些表面和氣流之間的熱傳遞。
每個(gè)葉片21還包括外壁32，其包括第三非平面部分33，所述第三非平面部分33從底座17延伸，并終止于頂面29的第二中間部分35上，所述第二中間部分終止于頂面29。
第一非平面部分25，第二非平面部分27，和第三非平面部分33可以具有弓形的形狀，如圖8和圖9所示，斜面形狀，或者弓形和斜面形狀的組合的形狀。
內(nèi)壁22的第一中間部分26和外壁32的第二中間部分35可以具有基本上為平面的形狀，如圖8和圖9所示，斜面形狀，或者弓形和斜面形狀的組合的形狀。
這里定義的斜面形狀和基本上為平面的形狀的區(qū)別在于，基本上為平面的形狀基本上平行于軸線Z，而斜面的形狀與軸線Z成一定角度。
在圖7a-7d中，被動(dòng)冷卻裝置10包括用于產(chǎn)生氣流F的氣流源70，和用于在氣流源70和被動(dòng)冷卻裝置10之間引導(dǎo)氣流F的導(dǎo)管90。導(dǎo)管90包括第一開口91，其和葉片21的頂面29相鄰，以及適用于和氣流源70相連的第二開口93。
來自元件(未示出)的熱量通過越過熱體11、芯柱13、芯柱散熱片24、散熱片23和葉片21并流經(jīng)芯柱槽SS、一次槽P、和二次槽S的氣流F耗散。
在圖7d中，沿著線N-N的截面圖表示來自氣流源70的氣流F，其通過導(dǎo)管90或者以正向氣流流動(dòng)，其中空氣被強(qiáng)制沿著從頂面29到底座17的軸Z的方向被強(qiáng)制通過被動(dòng)冷卻裝置10(即氣流F通過頂面29進(jìn)入室30)，或者以負(fù)向氣流流動(dòng)，空氣被強(qiáng)制沿著從底座17到頂面29的Z軸的方向被抽出被動(dòng)冷卻裝置(即氣流F通過頂面29離開室30)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，如圖8所示，氣流F是負(fù)氣流FN。在這個(gè)實(shí)施例中，空氣沿著從底座17到頂面29的方向通過被動(dòng)冷卻裝置10被抽出或者被拉出(即氣流源70以抽氣方式操作)。負(fù)氣流FN可以通過操作在氣穴部分C1產(chǎn)生第一低壓區(qū)。第一低壓區(qū)由負(fù)氣流FN除去在氣穴部分C1中的自由空氣而形成，使得第一低壓區(qū)是對(duì)氣流具有最小阻力的一個(gè)通路。當(dāng)空氣運(yùn)動(dòng)到氣穴部分C1之外時(shí)，第一低壓區(qū)被通過一次槽P和二次槽S引入氣穴部分C1的空氣替換。這些氣流在熱體11、葉片21、散熱片23、芯柱槽SS和芯柱13上經(jīng)過，從這些表面帶走熱量。
因而，第一低壓區(qū)引起通過一次槽P和芯柱槽SS的第一吸入氣流N1。第一吸入氣流N1通過第一低壓區(qū)，然后通過室30和芯柱槽SS。第一吸入氣流N1耗散來自葉片21、芯柱13和熱體11的熱量。此外，通過操作負(fù)氣流FN還能引起通過一次槽P和二次槽S的第二吸入氣流N2。第二吸入氣流N2從熱體11、葉片21、散熱片23和芯柱13帶走熱量。
負(fù)氣流FN的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，第一低壓區(qū)增加流經(jīng)葉片21的一次槽P和芯柱13的芯柱槽SS的氣流，因而增加了從葉片21、芯柱13和熱體11除去的廢熱。
此外，負(fù)氣流FN還在芯柱槽SS內(nèi)產(chǎn)生第二低壓區(qū)C2，其導(dǎo)致第一吸入氣流N1流過熱體11、芯柱13，并通過芯柱槽SS，從而進(jìn)一步從這些部分的表面帶走熱量。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，如圖7d所示，負(fù)氣流FN基本上是層流氣流L，其基本上和軸線Z一致?；旧鲜菍恿鞯臍饬鱈不必在整個(gè)導(dǎo)管90內(nèi)處處是層流?；旧鲜菍恿鞯臍饬鱈只需要是這樣的層流，在其通過頂面29從室30流出之前基本上和Z軸一致。負(fù)氣流FN在導(dǎo)管90內(nèi)壁產(chǎn)生一個(gè)低壓區(qū)。負(fù)氣流FN流向低壓區(qū)，并成為基本上是層流的氣流L。
基本上是層流的氣流L的優(yōu)點(diǎn)在于，其減少空氣湍流，隨之減少氣流通過被動(dòng)冷卻裝置10時(shí)產(chǎn)生的噪聲。在計(jì)算機(jī)中，減少由強(qiáng)制空氣冷卻的散熱器產(chǎn)生的噪聲是非常需要的，這是因?yàn)槠淠軌驕p少在家庭和在工作場所的噪聲值。
如圖9所示，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，氣流F是正氣流FP。在這個(gè)實(shí)施例中，空氣沿著從頂面29到底座17的方向被推動(dòng)或強(qiáng)制通過被動(dòng)冷卻裝置10。正氣流FP在氣穴部分C1內(nèi)產(chǎn)生第一高壓區(qū)。氣穴部分C1是這樣一個(gè)區(qū)域，其中正氣流FP以最小的阻力流動(dòng)，并且轉(zhuǎn)向器表面15和第二非平面部分27使正氣流FP的一部分轉(zhuǎn)向進(jìn)入氣穴部分C1。結(jié)果，在第一高壓區(qū)產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象，因而正氣流FP在熱體11、芯柱13、和葉片21的上方循環(huán)，從這些部分的表面帶走熱量。第一高壓還增加通過一次槽P和芯柱槽SS的正氣流FP，從而增加從葉片21、芯柱13和熱體11除去的廢熱。
正氣流FP分裂成多個(gè)通過被動(dòng)冷卻裝置10的氣流，包括第一氣流P1，第二氣流P2，第三氣流P3，第四氣流P4和第五氣流P5。第一氣流P1通過一次槽P和二次槽S。第一氣流P1從葉片21、散熱片23和熱體11帶走熱量。第二氣流P2被偏離第二非平面部分27，流經(jīng)室30，并通過一次槽P流出。第二氣流P2從葉片21、散熱片23和熱體11帶走熱量。第三氣流P3進(jìn)入室30，并通過一次槽P流出。第三氣流從葉片21和熱體11帶走熱量。第四氣流P4進(jìn)入室30，并被偏離芯柱13的轉(zhuǎn)向器表面15，通過一次槽P流出。第四氣流P4從葉片21、芯柱13和熱體11帶走熱量。第五氣流P5通過芯柱槽SS，并通過一次槽P流出。第五氣流P5從芯柱13、芯柱散熱片24、葉片21和熱體11帶走熱量。正氣流FP(P1，P2，P3，P4，P5)的一部分在通過一次槽P流出之前通過氣穴部分C1的低壓區(qū)。
通過使散熱片23的二次槽S向著熱體11延伸，如圖8和圖9所示(見虛線S1)，可以增加通過被動(dòng)冷卻裝置10的氣流F與/或從熱體11除去的廢熱。通過朝向熱體11延伸二次槽S1，通過二次槽S1的氣流從熱體11上經(jīng)過，因而增加從熱體11除去的廢熱。氣流F可以是負(fù)氣流FN或正氣流FP。雖然所示的二次槽S1只在Z軸的一側(cè)朝向熱體11延伸，但是實(shí)際上二次槽S1在Z軸的兩側(cè)朝向熱體11延伸，只是為了清楚地表示負(fù)氣流FN和正氣流FP，在圖8和圖9中分別省略了在Z軸另一側(cè)延伸的二次槽S1。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，如圖7d所示，正氣流FP基本上是層流氣流L，其基本上和Z軸一致。基本上是層流的氣流L不必在整個(gè)導(dǎo)管90內(nèi)是層流?；旧鲜菍恿鞯臍饬鱈只需要是這樣的層流，其在通過頂面29進(jìn)入室30之前基本上和Z軸一致。當(dāng)正氣流FP離開氣流源70時(shí)，正氣流FP是湍流。當(dāng)正氣流FP通過導(dǎo)管90前進(jìn)時(shí)，湍流被減弱，并在進(jìn)入室30之前轉(zhuǎn)變?yōu)榛旧鲜菍恿鞯臍饬鱈。此外，通過使導(dǎo)管90彎曲90度(圖7a-7d)，可以改善基本上是層流的氣流L。90度的彎曲減少了在正氣流FP中的湍流，使得氣流更接近層流。
如上所述，基本上是層流的氣流L的優(yōu)點(diǎn)在于，減少空氣湍流，隨之減少氣流通過被動(dòng)冷卻裝置10時(shí)產(chǎn)生的噪聲。
在圖7d中，基本上是層流的氣流L(正氣流FP或負(fù)氣流FN)可以通過相對(duì)于導(dǎo)管90的第一直徑D1增加第一長度L1來實(shí)現(xiàn)。增加第一長度L1能夠減少湍流，使得氣流更接近層流。
導(dǎo)管90可以由包括金屬和塑料的任何材料制成。選擇的材料應(yīng)當(dāng)和預(yù)期的被被動(dòng)冷卻裝置10冷卻的元件產(chǎn)生的熱量的溫度范圍相匹配。因?yàn)榈谝婚_口91可以位于頂面29附近，或者和外壁32接觸，所以用于第一開口91與/或?qū)Ч?0的材料應(yīng)當(dāng)能夠承受熱傳遞給被動(dòng)冷卻裝置10的任何廢熱。
導(dǎo)管90可以有彎曲或者肘狀的部分，或者也可以是直的。導(dǎo)管90可以具有圓形的、矩形的或者其它形狀的截面。本發(fā)明不限于導(dǎo)管90的上述形狀和結(jié)構(gòu)。此外，導(dǎo)管90可以是一個(gè)元件或者是彼此相連的多個(gè)元件。
第一和第二開口91，93的形狀應(yīng)當(dāng)這樣選擇，使得能夠?qū)嵤?dǎo)管的形狀和被動(dòng)冷卻裝置10的形狀以及氣流源70的形狀。例如，如果氣流源70是具有矩形截面的風(fēng)扇，而導(dǎo)管90具有圓形的截面，則第二開口93應(yīng)當(dāng)被設(shè)計(jì)成能夠?qū)崿F(xiàn)這些截面形狀。類似地，第一開口91應(yīng)當(dāng)被設(shè)計(jì)使得能夠?qū)崿F(xiàn)頂面29與/或外壁32以及導(dǎo)管90的截面形狀。
在圖7c，7d中，導(dǎo)管90的第一開口91和外壁32的部分d接觸。例如，第一開口91的內(nèi)部尺寸可被設(shè)計(jì)成能夠和外壁32的外部尺寸合適地配合。最好是，部分d在頂面29附近，并且只蓋住第二中間部分35的一小部分，使得第一開口91不會(huì)阻擋葉片和散熱片(21，23)的一次槽和二次槽(P，S)，從而使氣流F可以通過一次槽和二次槽(P，S)進(jìn)出。例如可以使用例如O形環(huán)或墊圈等材料實(shí)現(xiàn)在第一開口91和外壁32之間的密封。此外，可以使用摩擦配合或夾緊配合使第一開口91和外壁32相連。
例如，導(dǎo)管90可以由柔性材料制成，例如橡膠材料，并且可以使用夾子或其類似物使第一開口91和外壁32相連?？梢允褂眠m用于接收緊固件并適用于和外壁32相連的安裝環(huán)，通過所述緊固件使第一開口91和安裝環(huán)相連。在散熱片23上形成的缺口31(圖6b)可以和第一開口91內(nèi)的指狀物(未示出)配合，并具有互補(bǔ)的形狀，從而使得導(dǎo)管90和外壁32正確地對(duì)準(zhǔn)，并阻止第一開口91在安裝在外壁32上之后轉(zhuǎn)動(dòng)或扭曲。
在圖7d中，可以選擇第二開口9 3和風(fēng)扇葉片的直徑匹配(圖7b的標(biāo)號(hào)77)，可以選擇導(dǎo)管90的第二直徑D2具有光滑的和逐漸減小的和第二開口93的尺寸互補(bǔ)的直徑。第一和第二直徑D1和D2不必彼此相等。可以選擇導(dǎo)管90的第二長度L2和第二直徑D2使得有助于第二開口93和氣流源70的配合。例如，第二長度L2和第二直徑D2可被選擇和氣流源70上的一個(gè)互補(bǔ)配合裝置匹配，例如具有和第二開口93的內(nèi)徑匹配的外徑的環(huán)。第二長度L2也可以增加，從而減少當(dāng)氣流進(jìn)出氣流源70時(shí)氣流F中的湍流。第一和第二長度L1、L2不必彼此相等。
氣流源70可以是任何類型的氣流產(chǎn)生源，包括但不限于專用風(fēng)扇、系統(tǒng)風(fēng)扇、專用吹風(fēng)器和系統(tǒng)吹風(fēng)器。在圖7a到圖7c中，氣流源70是專用風(fēng)扇，即專用于提供通過被動(dòng)冷卻裝置10的氣流F的和導(dǎo)管90的第二開口93相連的風(fēng)扇。所述風(fēng)扇包括用于冷卻電子設(shè)備的風(fēng)扇的一些共同特征，例如包括多個(gè)和其相連的風(fēng)扇葉片77的輪軸79，風(fēng)扇殼體73和適用于接收用于使氣流源70和第二開口93相連的緊固件的安裝孔75。也可以使用其它的緊固裝置例如夾子或其類似物使氣流源70和第二開口93相連。風(fēng)扇也可以是無護(hù)罩的風(fēng)扇。用于連接氣流源70和交流電源或直流電源的電源線(未示出)可以和氣流源70相連。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，風(fēng)扇葉片77和電源線與被動(dòng)冷卻裝置10分開，從而消除了風(fēng)扇葉片77和散熱片23或葉片21接觸而使氣流源70失速的危險(xiǎn)，還消除了和電源線被散熱片23或葉片21切斷或短路的危險(xiǎn)。此外，通過使風(fēng)扇葉片77和頂面29護(hù)罩室30分開，減少了由風(fēng)扇葉片77產(chǎn)生的噪聲，能夠得到上述的好處。
系統(tǒng)風(fēng)扇是這樣一種風(fēng)扇，其中風(fēng)扇提供通過被動(dòng)冷卻裝置10的氣流F和用于承載著所述系統(tǒng)風(fēng)扇的系統(tǒng)的單獨(dú)的氣流。例如，所述系統(tǒng)可以是計(jì)算機(jī)，例如PC，其中系統(tǒng)風(fēng)扇提供用于冷卻PC中的元件的氣流，并且也提供通過和系統(tǒng)風(fēng)扇相連的導(dǎo)管90的氣流F。
專用吹風(fēng)器是和上述的專用風(fēng)扇類似的氣流源，其不同之處在于，吹風(fēng)器一般包括和軸向安裝的風(fēng)扇葉片相對(duì)的葉輪葉片。類似地，系統(tǒng)吹風(fēng)器是和上述的系統(tǒng)風(fēng)扇類似的一種氣流源，其不同之處在于，其包括葉輪葉片。使用的氣流源70的類型和由氣流源70產(chǎn)生的氣流F的量和應(yīng)用有關(guān)。
在每種情況下，可以設(shè)計(jì)第二開口93使其適用于將氣流源70安裝到導(dǎo)管90上。例如，導(dǎo)管90可以由塑料制成，第二開口93可以是一個(gè)整體的或單獨(dú)的元件，其形狀能夠和氣流源70的殼體相配合。例如，如果使用吹風(fēng)器作為氣流源70，則導(dǎo)管90可以是沒有90度拐彎的直的部分。
此外，使氣流源70離開被動(dòng)冷卻裝置10的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，芯柱13的端面16可以相對(duì)于葉片21的頂面29具有這樣一個(gè)位置(見圖5的虛線T)，所述位置包括和頂面29齊平的位置，在頂面29的下方凹入的位置，或者延伸超過頂面29的位置。如果端面16延伸超過頂面29(即在虛線T的上方)，則把氣流源70設(shè)置在遠(yuǎn)方使得端面16和芯柱13的一部分能夠延伸進(jìn)入導(dǎo)管90，而沒有和風(fēng)扇葉片77接觸的危險(xiǎn)，并且可以增加芯柱13、芯柱散熱片24和芯柱槽SS的表面積，因而增加可用于除去廢熱的表面積。
芯柱13的端面16可以具有這樣的形狀，包括但不限于，基本上平面形(圖16a)，斜面形(圖16b)，和弓形(圖16c)。
在圖10b中，熱體11和元件50通過在安裝表面19和元件50的直接接觸在內(nèi)部進(jìn)行熱傳遞。即，元件50和安裝表面19相連。此外，在圖13b中，熱連接材料60和安裝表面19接觸，元件50和熱連接材料60接觸。熱連接材料60在操作上用于使熱體11和元件相連。在一些應(yīng)用中，通過使用熱連接材料，希望增加在元件50和熱體11之間的熱傳遞效率。
用作熱連接材料60的合適的材料包括但不限于，導(dǎo)熱膏，導(dǎo)熱油脂，硅酮，石蠟，石墨，鍍鋁的箔，相轉(zhuǎn)變材料和碳纖維。熱連接材料60可以被粘貼、膠黏或者絲網(wǎng)印刷到安裝表面19與/或元件50上。
通過被動(dòng)冷卻裝置10的氣流F和從熱體11除去的廢熱可以通過預(yù)先選擇的和葉片21的一次槽P并合的芯柱槽SS的數(shù)量被增加或減少。在圖11a、11b中，芯柱槽SS不和全部的一次槽P并合。僅僅為了說明的目的，在圖11a和11b中的芯柱槽SS和一次槽每隔一個(gè)并合一個(gè)。在另一方面，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，如圖12a，12b所示，芯柱槽SS和所有的一次槽P并合。通過增加芯柱槽SS的數(shù)量，可以增加和氣流F接觸的表面積，從而增加從芯柱13、芯柱散熱片24和熱體11除去的熱量?？梢栽谛局?3中形成的芯柱槽SS的數(shù)量取決于使用的制造工藝。例如，如果利用切削工藝形成芯柱槽SS，則可以在芯柱13上切割的芯柱槽SS的數(shù)量具有一個(gè)上限，以便和一次槽P匹配。
在圖13a-13c中，芯柱13可以包括一個(gè)芯柱腔體18，其圍繞軸線Z被對(duì)稱地設(shè)置，并且朝向端面16的內(nèi)部延伸(圖13c)。芯柱腔體18包括和端面16相鄰的孔18’。芯柱槽SS和芯柱腔體18并合，并為通過芯柱槽SS和孔18’進(jìn)出芯柱腔體18的氣流F提供一個(gè)通路，從而使芯柱腔體18減少對(duì)通過芯柱槽SS的氣流F的阻力(見圖13c的標(biāo)號(hào)20)。芯柱腔體18的直徑可以這樣選擇，使得消除端面16，并且使孔18’和轉(zhuǎn)向器表面15融合(圖13a，13b)。
在圖14中，芯柱腔體18的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，其在芯柱腔體18和芯柱槽SS內(nèi)產(chǎn)生第三低壓區(qū)C3。負(fù)氣流FN在操作時(shí)引起通過一次槽P和芯柱槽SS的第三吸入氣流N3，其通過芯柱槽SS，并通過芯柱腔體18流出。第三吸入氣流N3從葉片21、散熱片23和芯柱13帶走熱量。
負(fù)氣流FN引起通過一次槽P的第二吸入氣流N2。第二吸入氣流N2通過氣穴部分C1中的第一低壓區(qū)，并從室30流出。第二吸入氣流N2從芯柱13和熱體11帶走熱量。負(fù)氣流FN在操作時(shí)還引起通過二次槽S的第一吸入氣流N1。第一吸入氣流N1通過室30和葉片21的頂面29流出。第一吸入氣流N1從熱體11、葉片21和散熱片23帶走熱量。
在圖15中，芯柱腔體18改變上面參照?qǐng)D9所述的正氣流FP，因?yàn)榈谖鍤饬鱌5在通過一次槽P流出之前通過芯柱槽SS。第五氣流P5從芯柱13、芯柱散熱片24、葉片21和熱體11帶走熱量。第五氣流P5的一部分在通過一次槽P1流出之前通過氣穴部分C1內(nèi)的第一高壓區(qū)。芯柱腔體18增加第五氣流P5，因而增加從芯柱13、熱體11和葉片21帶走的熱量。
在圖17a，17b中，芯柱槽SS可以具有一個(gè)相對(duì)于Z軸的方位。在圖17a中，芯柱槽SS具有一個(gè)基本上和Z軸一致的方位，如線24a所示，其基本上和芯柱槽SS以及Z軸平行。
與此相對(duì)，在圖17b中，芯柱槽SS和Z軸成一個(gè)角度θ，如線24b所示，其基本上平行于芯柱槽SS，并和Z軸成一個(gè)角度θ。
使芯柱槽SS和Z軸一致的優(yōu)點(diǎn)是，可以減少氣流噪聲，并且當(dāng)正氣流FP基本上是層流氣流L時(shí)，能夠進(jìn)一步減少氣流噪聲。在另一方面，當(dāng)芯柱槽SS和Z軸成一個(gè)角度θ時(shí)，從芯柱槽SS到一次槽P以及二次槽S對(duì)于正氣流FP的阻力被減小。對(duì)正氣流FP的阻力的減小還能夠減小氣流噪聲和湍流，并且增加從芯柱散熱片24、葉片21以及散熱片23除去的熱量。
在圖18中，一次槽P和二次槽S可以具有一個(gè)相對(duì)于Z軸基本上和Z軸一致的方位，如線K所示。使一次槽P和二次槽S與Z軸一致的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，氣流F(正氣流FP或負(fù)氣流FN)通過一次槽P和二次槽S時(shí)受到的阻力最小。因而，可以減少氣流噪聲。
在另一方面，一次槽P和二次槽S可以具有一個(gè)相對(duì)于Z軸和Z軸成一定角度的方位，如線21a所示，一次槽P具有一個(gè)角度β，對(duì)于二次槽S，如線23a所示，具有一個(gè)角度Δ。角度β和Δ可以相同(β＝Δ)，或者不相等(β≠Δ)。一次槽P和二次槽S與Z軸成一定角度的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，可以增加可用于氣流F(正氣流FP或負(fù)氣流FN)的表面積，以便增加從葉片21、散熱片23和熱體11除去的熱量。例如，利用DELTA AFB08 12VHD風(fēng)扇，角度β和Δ大約是12度到14度。在使一次槽P和二次槽S成一定角度時(shí)，可能需要找到在減少氣流噪聲和由于增加表面積而導(dǎo)致增加散熱之間的平衡。角度β和Δ的實(shí)際值和應(yīng)用有關(guān)。
底座17的安裝表面19可以和Z軸成一個(gè)角度α。最好是，所述角度α垂直于Z軸(即α＝90度)，以便有助于元件50的安裝。底座17可以有選擇地包括一個(gè)插入部分18，和一對(duì)相對(duì)的平面28(圖2，圖4)，以便有助于將被動(dòng)冷卻裝置10安裝到例如底板101等結(jié)構(gòu)上(圖7a，7b)。底板101可以包括孔103，用于使底板101和PC板或者夾具載體(未示出)相連。緊固件例如螺絲可以通過孔103插入，用于使底板101和PC板或夾具載體相連。底板101定位和元件50接觸的安裝表面19，使得在元件50中的熱量熱傳遞到熱體11中。如前所述，可以選擇地和安裝表面19與/或元件50結(jié)合使用熱連接材料60。
用于被動(dòng)冷卻裝置10的合適的材料包括但不限于鋁，銅，青銅，銀，硅襯底，MONEL或者上述材料的合金或者它們的組合。導(dǎo)管90可以由以下材料制成，包括但不限于，金屬，橡膠，塑料，石棉、硬紙板和賽爾馬煤(Therma coal)。
用作氣流源70的合適的元件包括但不限于市場上可得到的無護(hù)罩直流軸流風(fēng)扇，微型吹風(fēng)器和直流弱(Slim)吹風(fēng)器。以每分立方英尺(CFM)表示的氣流源70的輸出和由氣流源70輸出的氣壓根據(jù)要耗散的由元件50產(chǎn)生的熱能的總量確定。元件50可以是任何需要散熱的器件，包括但不限于電子器件例如ASIC的微處理器等。
被動(dòng)冷卻裝置10可以使用許多工藝來制造。例如，如果被動(dòng)冷卻裝置10由鋁制成，則可以通過計(jì)算得到一定量的鋁，然后進(jìn)行鑄造而形成被動(dòng)冷卻裝置10的外形。被動(dòng)冷卻裝置10可被機(jī)加工而形成底座17和安裝表面19。接著，被動(dòng)冷卻裝置10被夾在一個(gè)分度頭上，并使用圓盤鋸來形成葉片21，散熱片23和芯柱散熱片24。圓盤鋸的直徑、圓盤鋸的位置和圓盤鋸的傾斜角度根據(jù)葉片21的根部直徑和其相對(duì)于軸Z的角度確定。在切割處理之后，被動(dòng)冷卻裝置10可被去毛刺和脫脂。如果需要使用底板101(圖7a，7b)用來安裝被動(dòng)冷卻裝置10和元件50，則可以在底座17上壓制合適的底板101?？梢允褂脡毫ε浜匣蚰Σ僚浜鲜沟装?01和底座17固定地相連，或者安裝表面19可以是有褶皺的。此外，在被動(dòng)冷卻裝置10安裝到元件50上之前，可以在安裝表面19與/或元件50上涂覆熱連接材料60。
此外，被動(dòng)冷卻裝置10可以由棒材加工，接著進(jìn)行銅焊處理。葉片21和芯柱13可以在其和熱體11連接之前被預(yù)先制造，并且二次槽S可以被預(yù)先在葉片21中形成，從而在銅焊處理之前確定散熱片23。
最好是，被動(dòng)冷卻裝置10的熱體11，底座17，芯柱13，芯柱散熱片24，葉片21和散熱片23是一種均質(zhì)地形成的裝置。
雖然說明了本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例，但是本發(fā)明不限于這些特定的實(shí)施例，本發(fā)明的范圍只由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種被動(dòng)冷卻裝置(10)，用于從元件(50)消散熱量，它包括熱體(11)；和所述熱體(11)連接的并向熱體(11)的外部延伸的芯柱(13)，所述芯柱圍繞所述熱體(11)的軸線Z被對(duì)稱地設(shè)置，所述芯柱(13)包括轉(zhuǎn)向器表面(15)，端面(16)和多個(gè)芯柱散熱片(24)，芯柱散熱片(24)被分隔開，從而在相鄰的芯柱散熱片之間限定一個(gè)芯柱槽SS，所述的芯柱槽向著熱體(11)延伸；一個(gè)導(dǎo)熱底座(17)，其與熱體(11)相連，并且包括適用于將所述熱體(11)和元件(50)熱連接的安裝表面(19)；多個(gè)葉片(21)，它們和熱體(11)相連，并被分隔開，從而在相鄰的葉片之間限定一次槽P，所述一次槽向著熱體(11)延伸，每個(gè)葉片(21)中還包括至少一個(gè)二次槽S，其通過葉片(21)的一部分延伸，從而在每個(gè)葉片(21)內(nèi)限定多個(gè)散熱片(23)；每個(gè)葉片(21)還包括頂面(29)和內(nèi)壁(22)，所述內(nèi)壁包括第一非平面部分(25)，其從所述芯柱(13)延伸出，并終止于第一中間部分(26)，所述第一中間部分(26)向著終止于頂面(29)的第二非平面部分(27)延伸。所有葉片(21)的內(nèi)壁(22)限定一個(gè)包圍著芯柱(13)的室(30)，并且所述的室(30)包括在第一非平面部分(25)和芯柱(13)之間的氣穴部分C1，以及外壁(32)，其包括第三非平面部分(33)，第三非平面部分(33)從底座(17)延伸并終止于第二中間部分，第二中間部分(35)終止于頂面(29)；用于產(chǎn)生氣流F的氣流源(70)；以及用于在氣流源(70)和被動(dòng)冷卻裝置(10)之間引導(dǎo)氣流F的導(dǎo)管(90)，所述導(dǎo)管(90)包括和頂面(29)相鄰的第一開口(91)，以及適用于和氣流源(70)相連的第二開口(93)，以及其中來自元件(50)的熱量通過從熱體(11)、芯柱(13)、芯柱散熱片(24)、散熱片(23)和葉片(21)上經(jīng)過，并流經(jīng)芯柱槽SS、一次槽P和二次槽S的氣流F耗散。
2.如權(quán)利要求1所述的被動(dòng)冷卻裝置(10)，其中氣流F是負(fù)氣流FN，其可以通過操作在氣穴部分C1產(chǎn)生第一低壓區(qū)，所述第一低壓區(qū)引起通過一次槽P和芯柱槽SS的第一吸入氣流N1，負(fù)氣流FN通過操作在芯柱槽SS內(nèi)產(chǎn)生第二低壓區(qū)，其使第一吸入氣流N1流過芯柱槽SS，并且負(fù)氣流FN通過操作引起通過一次槽P和二次槽S的第二吸入氣流N2。
3.如權(quán)利要求2所述的被動(dòng)冷卻裝置(10)，其中所述的負(fù)氣流FN基本上是基本上和Z軸一致的層流氣流L。
4.如權(quán)利要求1所述的被動(dòng)冷卻裝置(10)，其中氣流F是正氣流FP，其通過操作用于在氣穴部分C1內(nèi)產(chǎn)生第一高壓區(qū)，正氣流FN引起通過一次槽P和二次槽S的第一氣流P1，偏離第二非平面部分(27)并且通過一次槽P流出的第二氣流P2，進(jìn)入室(30)并通過一次槽P流出的第三氣流P3，偏離轉(zhuǎn)向器表面(15)并通過一次槽P流出的第四氣流P4，以及通過芯柱槽SS并從一次槽P流出的第五氣流P5，并且其中第一、第二、第三、第四和第五氣流(P1，P2，P3，P4，P5)的一部分通過第一低壓區(qū)。
5.如權(quán)利要求4所述的被動(dòng)冷卻裝置(10)，其中正氣流FP是基本上和Z軸一致的基本上是層流的氣流L。
6.如權(quán)利要求1所述的被動(dòng)冷卻裝置(10)，其中通過在安裝表面(19)和元件(50)之間的直接連接實(shí)現(xiàn)熱體(11)和元件(50)的熱連接。
7.如權(quán)利要求1所述的被動(dòng)冷卻裝置(10)，還包括熱連接材料(60)，其和安裝表面(19)相連，并用于使熱體(11)和元件(50)實(shí)現(xiàn)熱連接。
8.如權(quán)利要求1所述的被動(dòng)冷卻裝置(10)，其中第一非平面部分(25)，第二非平面部分(27)，和第三非平面部分(33)中選擇的一個(gè)或幾個(gè)包括從由弓形，斜面形，以及弓形和斜面形的組合構(gòu)成的組中選擇的形狀。
9.如權(quán)利要求1所述的被動(dòng)冷卻裝置(10)，其中內(nèi)壁(22)的第一中間部分(26)和外壁(32)的第二中間部分(35)中選擇的一個(gè)或幾個(gè)包括從由基本上平面形，斜面形，弓形，以及基本上平面形、弓形和斜面形的組合構(gòu)成的組中選擇的形狀。
10.如權(quán)利要求1所述的被動(dòng)冷卻裝置(10)，其中氣流源(70)是從由專用風(fēng)扇，系統(tǒng)風(fēng)扇，專用吹風(fēng)器和系統(tǒng)吹風(fēng)器構(gòu)成的組中選擇的氣流源。
11.如權(quán)利要求1所述的被動(dòng)冷卻裝置(10)，其中芯柱槽SS和少于全部的葉片(21)的一次槽P并合。
12.如權(quán)利要求1所述的被動(dòng)冷卻裝置(10)，其中所述芯柱槽SS和葉片(21)的所有的一次槽P并合。
13.如權(quán)利要求1所述的被動(dòng)冷卻裝置(10)，其中芯柱(13)的端面(16)相對(duì)于葉片(21)的頂面(29)具有從下列組中選擇的位置基本上和葉片(21)的端面(29)齊平的位置、凹陷在葉片(21)的頂面(29)的下方的位置和延伸超過葉片(21)的頂面(29)的位置。
14.如權(quán)利要求1所述的被動(dòng)冷卻裝置(10)，其中端面(16)具有從由基本上平面形、斜面形和弓形構(gòu)成的組中選擇的形狀。
15.如權(quán)利要求1所述的被動(dòng)冷卻裝置(10)，其中芯柱(13)包括芯柱腔體(18)，其圍繞Z軸被對(duì)稱地設(shè)置，并朝向端面(16)的內(nèi)部延伸，并且包括在端面(16)附近的孔18’，芯柱槽SS和芯柱腔體(18)并合，并且芯柱腔體(18)通過操作可以減少對(duì)于通過芯柱槽SS的氣流F的阻力。
16.如權(quán)利要求1所述的被動(dòng)冷卻裝置(10)，其中散熱片(23)的二次槽S朝向熱體(11)延伸。
17.如權(quán)利要求1所述的被動(dòng)冷卻裝置(10)，其中芯柱槽SS相對(duì)于Z軸具有從由基本上和Z軸一致的方位(24a)以及與Z軸成θ角的方位構(gòu)成的組中選擇的方位。
18.如權(quán)利要求1所述的被動(dòng)冷卻裝置(10)，其中所述一次槽P和二次槽S相對(duì)于Z軸具有從由基本上和Z軸一致的方位K和與Z軸具有一個(gè)角度(β，Δ)的方位構(gòu)成的組中選擇的方位。
19.如權(quán)利要求1所述的被動(dòng)冷卻裝置(10)，其中所述導(dǎo)管(90)的第一開口(91)和外壁(32)的部分d接觸。
20.如權(quán)利要求1所述的被動(dòng)冷卻裝置(10)，其中所述熱體(11)，底座(17)，芯柱(13)，芯柱散熱片(24)，葉片(21)和散熱片(23)是一個(gè)均質(zhì)地形成裝置。
全文摘要
本發(fā)明披露了一種用于除去來自元件(50)的廢熱的被動(dòng)冷卻裝置(10)。所述被動(dòng)冷卻裝置(10)包括熱體(11)和從所述熱體向外延伸的芯柱(13)，并包括在芯柱(13)內(nèi)形成的多個(gè)散熱片(24)。芯柱(13)包括多個(gè)芯柱散熱片(24)，在其間形成芯柱槽SS。圍繞芯柱(13)形成有包括散熱片(23)的多個(gè)葉片(21)，它們限定一個(gè)室(30)。導(dǎo)管(90)使葉片(21)的頂面(29)和氣流源(70)相連，氣流源(70)產(chǎn)生通過室(30)、芯柱散熱片(24)、散熱片(23)和葉片(21)的氣流F，從而耗散來自熱體(11)的熱量。氣流源(70)可以提供正氣流F
文檔編號(hào)H01L23/36GK1495889SQ03147248
公開日2004年5月12日 申請(qǐng)日期2003年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月10日
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