[发明专利]具有固定式翅片的动力学散热器

说明书

优先权

该专利申请要求2013年4月26日提交的发明名称为“具有固定式翅片的动力学散热器”且发明人为利诺·A·冈萨雷斯、普拉莫德·沙玛尔蒂和弗洛伦特·尼古拉斯·塞韦拉克的临时美国专利申请No.61/816,450的优先权，该美国临时专利申请的全部内容在此通过的引用方式并入。

技术领域

本发明涉及热提取和散热装置及其方法，更具体地，涉及与电子部件一起使用的动力学散热器。

背景技术

在运行期间，电路和装置产生废热。为了适当地运行，电路和装置的温度通常应在某一范围内。通常，使用物理地安装到电动装置的散热器来调节电动装置的温度。

不是使用散热器，本领域中的技术人员最近已经转向更有效的部件冷却方法——动力学散热器。在高水平下，动力学散热器通常具有与电子装置联接的基座和包括一体式引流结构(例如翅片、风扇叶片、或叶轮)的旋转热质量，该基座与电子装置联接。旋转部分更有效地从基座吸收热量，使用更小的占用空间来冷却电子装置。

动力学散热器可以构造成引导尤其是适合于某些冷却应用的流体流。流体是指液体和气体(例如，空气)两者。这常常需要将壳体定位在基座和旋转热质量上方。然而，该壳体增加了另一个设计约束；即，它通常需要在旋转部分与壳体之间相当大的间隙来减小它可能产生的流动阻力。这种增加的间隙因此增加整个装置的大小，至少部分地否定由动力学散热器提供的更小占用空间的益处。

发明内容

根据本发明的说明性实施例，散热设备具有基座结构，该基座结构具有第一导热表面和第二导热表面以在它们之间传导热量。第一导热表面可安装到发热部件。散热设备也具有以可旋转方式与基座联接的旋转结构。该旋转结构具有隔着流体间隙与第二导热表面面对的可移动热提取表面。当旋转结构旋转时，流体间隙热阻特性降低。旋转结构具有旋转翅片，当旋转结构旋转时，所述旋转翅片以通道方式引导热介质(即，形成流体流)从与旋转结构连通的热储存器的一个区域(即，第一区域)到热储存器的另一个区域(即，第二区域)。基座结构具有从第二导热表面延伸的固定式翅片。翅片处于热储存器的第一区域与第二区域之间的流体流路径中。流体是指液体和气体(例如，空气)两者。

散热设备可以具有壳体，该壳体固定地联接到基座结构并且包围旋转结构和固定式翅片。壳体可以具有沿着热储存器的第一区域和第二区域之间的流体流路径的入口和出口。散热设备可以具有在壳体外部的第二组固定式翅片。第二组固定式翅片可以位于入口的嘴部(mouth)和/或出口处。

壳体可以成形为促进或以通道方式引导流体流。例如，壳体可以成形为螺旋形或贝壳形。固定式翅片(壳体的内部或外部)可以成形为叶片、钉或柱体。固定式翅片可以是栅格结构，例如蜂巢或金属泡沫。翅片可以构造成当结合动力学散热器运行时获得特定的传热密度、特定的噪声特性、或特定的流量。

根据本发明的另一个实施例，操作散热设备的方法提供了具有基座结构、旋转结构和固定式翅片的散热设备。基座结构具有第一导热表面和第二导热表面以在它们之间传导热量。第一导热表面可安装到发热部件。旋转结构以可旋转方式与基座结构联接并具有隔着流体间隙与第二导热表面面对的可移动热提取表面。旋转结构具有旋转翅片，当旋转结构旋转时，旋转翅片以通道方式引导传热流体从与旋转结构连通的热储存器的一个区域(第一区域)到热储存器的另一个区域(即，第二区域)。固定式翅片从第二导热表面或壳体延伸并处于在热储存器的第一区域与第二区域之间的流体流路径中。该方法还包括：改变所述旋转结构的转速，以控制来自流体流路径中的固定式翅片的传热量以及来自旋转翅片的传热量。

附图说明

通过参考下文中结合附图的详细描述，将更容易地理解实施例的前述特征，在这些图中：

图1示意性地示出根据说明性实施例的散热设备的截面图。

图2示出图1的散热设备的运行。

图3A示意性地示出根据另一个实施例的输出引导流的散热设备的截面图。

图3B示意性地示出根据替代实施例的散热设备的截面图。

图4A-4F示意性地示出根据各种实施例的固定式翅片的形状。

图5示出根据说明性实施例的散热设备的传热性能。

图6示出动力学散热器的固定式翅片与叶轮之间的传热系数的比较。

图7示意性地示出根据说明性实施例的具有固定式翅片的动力学散热器。

图8A示意性地示出图7的动力学散热器的分解图。