[發明專利]流體傳熱CPU散熱器

無效

• 申請號: 201210294414.0
• 申請日: 2012-08-20
• 公開（公告）號: CN102789295A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 吳鴻平;盧紅龍;盧培鋒
• 申請（專利權）人: 吳鴻平;盧紅龍;盧培鋒
• 主分類號: G06F1/20
• 分類號: G06F1/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明涉及一種散發計算機CPU(Central?Processing?Unit漢譯為中央處理器)及其相關集成芯片工作熱量的裝置，尤其是通過吸熱皿的蒸騰構造內的液態工質從CPU及其相關集成芯片導熱基板中吸收潛熱，相變成氣態，進入到首末端接通的循環管路中，產生壓差，形成高速有序的流體傳熱方式進行散熱，使CPU結點始終保持均低溫升的流體傳熱CPU散熱器。

背景技術

目前，用于散發計算機CPU及其相關集成芯片工作熱量的散熱器，以下統稱CPU散熱器，公知的有兩種類型：一種是依靠良導熱體制作的導熱板與翅片構成的固體導熱型散熱器，另一種是熱管型散熱器，前者工作原理簡單：依靠導熱板接受CPU導熱基板面上的熱量，然后傳導到翅片進行散熱，散熱速度取決于材料的熱導率與翅片的換熱面積及其結構熱阻的大小，主要應用在各種類型計算機CPU中，為說明現存問題，主要指網絡數據中心機房服務器、小型計算機及大型、超級型中的CPU散熱器存在弊端：為了適應網絡運營或超大運算的需求，每臺計算機都被排列在狹小空間內，眾多臺計算機以刀片、機架、塔式排布聯接，集合成高密度的模庫，機內CPU及散熱器上下左右的疊加聚集，加之每顆CPU額定功率也很大(80至125W)，形成大功率高密度的熱場，必須由機房中央空調建立冷卻主風道及其機架分風道，并由機殼內或附在機架上高速運轉的風扇組產生的強行風形成機殼內風道，首先使機架周圍熱場降溫，再意求使CPU散熱器換熱降溫，力保CPU結點溫升在允許范圍內，但由于過于集合而且發展趨勢仍需繼續，無論何種風道風力減弱，風溫升高都會導致CPU報警或停機，如何提高對高溫環境的適應性，則必須從熱場內眾多CPU散熱器這熱源頭改起，而目前無論采用何等高熱導率的材料制造，固體導熱的速度也遠遠達不到要求，即從CPU導熱基板面上將熱量傳遞給散熱器導熱板面的中心起，首先經過導熱板自身的傳導，擴散到導熱板另一面與翅片連接的根部或底折面，然后再分別向翅片溫度低處延伸傳導，這個被動性傳導的過程太長太慢，雖然風與翅片表面摩擦散熱速度很快，但導熱板中熱量通過翅片根部或底折面，傳導到翅片上的速度卻很慢，在翅片材料內部，截面積小熱量傳導的速度也很慢，同時，再大的強行風也吹拂不到導熱板材料內部進行熱交換，造成相當部分熱量仍停留在導熱板中心位置，隨環境溫度的提高，不斷聚熱升溫，使導熱板受熱面中心至翅片邊緣存在很大的溫差，而且越到溫度平衡時，就越進入到一種不良循環中：散熱器導熱板溫升不斷提高，CPU導熱基板的溫升也隨之提高，而其內結點工作熱量排放速度卻越來越慢，致使CPU高負荷高速運轉的余地變得越來越小，另外，真正參與散熱的翅片面積僅是其中的一部分，浪費了計算機內寶貴空間，因此，為了保證不陷入到這種不良循環中，只能利用機房大功率中央空調高負荷地工作，尤其在夏季，盡可能使機房通道溫度設定降低至23℃，從而消耗大量能源，CPU散熱問題需要亟待解決，否則，將成為網絡通訊行業發展的攔路虎，后者工作原理稍復雜：在熱管受熱段，其內工質接受熱量蒸發，攜帶熱量至冷凝段，與管壁交換熱量，熱量散出，工質冷凝并被管內壁吸液芯吸附，利用重力與虹吸力回流到受熱段，構成工質循環，典型熱管在受熱蒸發段與散熱冷凝段之間為恒溫段，恒溫管段垂直水平使用，可以較長，傳熱速度開始很快，但平衡后，傳熱速度就不快了，同時管路不能長距離彎曲迂回，彎曲到存在水平段時，只限幾厘米距離，過長則該段無法利用重力，僅靠虹吸力，虹吸道內工質容易發生少流或斷流，受熱段回流不到足夠的工質，就會發生工質蒸發量不夠，得不到回流工質，就會發生無蒸發干燒的現象，傳熱能力銳減乃至喪失，同樣存在接受熱量面的中心溫升高溫差大的問題，雖有流體傳熱參與，但工質循環方式與結構存在缺陷，一般僅在筆記本與個人一體化計算機中小功率使用，總之，目前這兩種類型CPU散熱器，已不適應計算機的發展需要。

發明內容