[發(fā)明專利]冷卻裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010246403.6
• 申請日: 2010-08-04
• 公開（公告）號: CN101996965A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發(fā)明（設計）人: 海因茨·布萊韋斯
• 申請（專利權(quán)）人: 西門子公司
• 主分類號: H01L23/467
• 分類號: H01L23/467;H05K7/20
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳孟秋;李慧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于對部件進行冷卻的冷卻裝置，包括：冷卻體；具有內(nèi)部腔室的殼體，其中，使容積改變的裝置設計用于將流體抽回腔室中和用于將流體從腔室中排出，其中，抽回引起第一流體和排出引起渦流，該渦流形成第二流體。

本發(fā)明還涉及一種用于運行冷卻裝置的方法。

背景技術(shù)

開頭提到的冷卻裝置例如由以下說明書所公開：US?6?588?497B1，US?5?758?823?A1，US?5?988?522?A1和US?7?252?140?B2。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是對根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)已知的裝置和方法在其冷卻效率方面進行優(yōu)化。

該目的對于這樣類型的冷卻裝置由此來實現(xiàn)，即對此設計了預熱裝置，用于引導第一流體和第二流體，以及用于將由第一流體攜帶的第一流量的溫度在抽回時由起始溫度升高到第一溫度，和將由第二流體攜帶的第二流量的溫度由第一溫度升高到第二溫度。此外，預熱裝置以有利的方式和冷卻體以熱連接方式布置，并且通過布置在冷卻體上的、例如電器件而被加熱。在吸入流體時，對此使用預熱裝置的這種加熱功能來將流體、例如空氣，由起始溫度加熱到第一溫度。利用這種空氣的加熱已經(jīng)使預熱裝置散熱，并且由此也使冷卻體散熱，該冷卻體已經(jīng)引起了用于電器件的冷卻效率的提升。

在一個有利的設計方案中，帶有腔室的冷卻裝置具有第一腔室和第二腔室。根據(jù)已知的組合噴射式推進器(synthetischen?Jetantriebes)的原理，這兩個布置在殼體中的腔室和使容積改變的裝置一起工作。

在另一個有利的設計方案中，預熱裝置具有第一通道和第二通道。第一通道可能由此連接在用于第一腔室的出口上和第二通道連接在用于第二腔室的出口上。該雙通道的實施例是有利的，這是因為這兩個提到的流體可以被彼此分開地引導。

在冷卻裝置的另一個優(yōu)化方案中，第一通道的容積相應于第一流量的容積。也有利的是，由使容積改變的裝置所引起的容積改變的變量增量(Delta)適合于第一通道的容積。對于優(yōu)化冷卻效率也有意義的是，第一通道的容量與通過腔室吸入的容積相匹配。在本發(fā)明的雙通道設計中，也就是說在第一通道和第二通道中，對稱的設計在考慮到這些通道的容積方面也是有意義的，因此通道的容積應相應于腔室的容積，或者容積-變量增量應相應于通道容積。

適宜的是，即冷卻體具有作為集成的構(gòu)件的預熱裝置，并且經(jīng)過器件流到冷卻體中的熱流的一部分流到預熱裝置中。

在另一個設計方案中，冷卻體具有饋通管(Durchführung)，這樣地布置該饋通管，即第二流體流到饋通管中，并且由第二流體攜帶的第二流量由第二溫度升高到第三溫度。冷卻體利用其饋通管確保了進一步優(yōu)化提高了的冷卻效率。通過冷卻體引導的空氣可以在流過時通過饋通管被加熱到另一個更高的溫度并且在此甚至優(yōu)選地實現(xiàn)熱飽和。這意味著，利用流體流經(jīng)饋通管可以進一步從冷卻體抽走那些通過電器件引導到冷卻體中的熱量。

優(yōu)選的是在吸入?yún)^(qū)域和殼體之間布置具有第一端部和第二端部的預熱裝置，在此，第一端部布置在殼體上，并且第二端部布置在冷卻體和第二端部之間的吸入?yún)^(qū)域上。

當饋通管具有用于強迫湍對流(turbulente?Konvektion)的導流裝置時，冷卻效率還可以進一步被優(yōu)化。湍對流，如其由物理學中根據(jù)Rayleigh-Bénard對流原理已知的那樣，是一種流體力學效應。在此過程中，流體在兩個、優(yōu)選的是水平的板之間從下面被加熱并且從上面被冷卻。當出現(xiàn)溫差時，從某個高度起開始出現(xiàn)湍對流，在湍對流期間，大等級的(groβskalige)熱結(jié)構(gòu)從邊界層分解，并且熱的或冷的流體傳輸通過核心區(qū)域。

在冷卻裝置的噪聲抑制方面的優(yōu)化由此實現(xiàn)，即饋通管具有在出口孔的區(qū)域中的出口區(qū)域，這樣地設計該出口孔，即導致了部分流動的干涉(Interferenz)并且可實現(xiàn)聲波補償。饋通管可能由此在其出口區(qū)域中設計為聲波衰減器。用于流體的、布置在饋通管中的導流裝置、例如在饋通管的上側(cè)面和下側(cè)面上的縫隙薄片(Kaminlamellen)，確保了除第一流體和第二流體的相移(phasenverschobenen)的流體之外的對排出的空氣渦流的相應的干涉，從而消除聲波。特別是在消費電子裝置、例如手提式電腦的應用中，位于手提式電腦內(nèi)部的處理器的噪聲抑制的冷卻是有利的。

在另一個優(yōu)化方案中，冷卻體在外側(cè)面上具有冷卻片。