[發明專利]用于耗散封罩中的熱量的系統和方法

在審

• 申請號: 201310327616.5
• 申請日: 2013-07-31
• 公開（公告）號: CN103582392A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: H.P.J.德博克;W.E.小格羅斯;B.P.瓦倫;R.P.梅爾
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;傅永霄

技術領域

本公開的實施例大體上涉及封罩，并且更具體地涉及用于封罩的熱管理的系統和方法。

背景技術

諸如電子機架(chassis)的封罩通常包括封裝在金屬殼體中的多個電子裝置。在一些應用中，金屬殼體氣密地密封電子裝置，從而保護電子裝置不受外部環境的影響。這種保護常常是所需的，因為機架可能在溫度可從非常熱到非常冷波動的惡劣環境中使用。在操作期間，機架內的電子裝置可產生熱量。然而，由于機架被氣密地密封，所以這些電子裝置可不能有效地耗散熱量，并且因此其溫度可進一步增加。機架內的這種高溫可使電子裝置的溫度增加至超出其最大可靠操作溫度。如果不提取熱量，則電子裝置可能性能不佳、關閉或受到損壞。因此，為了從機架內提取熱量，大多數電子機架包括導熱通道，該導熱通道將熱量傳導離開電子裝置并將熱量傳輸到金屬殼體。一旦熱量被金屬殼體傳導，就可使用各種熱管理技術來從金屬殼體耗散熱量。

熱管理技術可大致分成兩類：被動冷卻和主動冷卻。在被動冷卻中，使用自然空氣對流來冷卻機架。在主動冷卻中，使用諸如風扇、冷卻板或熱交換器的輔助裝置來冷卻機架。在被動冷卻技術的一個示例中，表面延伸翅片可布置在金屬殼體的外表面上，以增加封罩的表面積。增加的表面積可以有助于以相比不帶有翅片的殼體更快的速率耗散熱量。備選地，可采用主動冷卻技術，其中可將風扇沿金屬殼體的一個或多個壁設置以增加金屬殼體周圍的空氣流，使得相比自然對流冷卻來說單位時間耗散更大量的熱量。

被動冷卻通常對于在低溫環境下操作的一種或多種低功率應用有效，但往往對于在高溫環境下操作的一種或多種高功率應用效率低下。另一方面，主動冷卻在高功率和高溫應用中更有效，因為主動裝置可被控制以耗散所需量的熱量。遺憾的是，在諸如在交通工具中的耐震應用中，主動冷卻往往不是一種所需的解決方案。例如，在交通工具中通常不采用風扇冷卻，因為風扇包括多個滾珠軸承。在運動過程中，交通工具可經歷過度的振動，這種振動可相對迅速地損壞滾珠軸承。此外，環境可能包括沙土和/或粉塵，這些物質可穿透風扇軸承，從而導致過早的磨損和失效。如果風扇由于這樣的磨損而在操作中失效，則機架內的電子裝置可過熱和關閉。這樣的關閉可導致通信、傳感器控制等的喪失。因此，在耐震機架中，使用被動空氣冷卻來進行冷卻，即使這些被動冷卻系統可妨礙機架內的電子裝置的性能。

發明內容

根據本公開的方面，提供了一種封罩。該封罩包括具有一個或多個壁的外部殼體。此外，該封罩包括構造成從一個或多個壁耗散熱量的合成射流組件，其中合成射流組件包括可操作地聯接到外部殼體的一個或多個壁的托架和可操作地聯接到托架的兩個或更多個合成射流器，其中兩個或更多個合成射流器布置在多維陣列中。

根據本公開的另一個方面，提供了一種耐震封罩。該耐震封罩包括具有外表面和一個或多個壁的外部殼體，其中外部殼體包括設置在外部殼體的一個或多個壁中的至少一個上的延伸表面以及構造成從延伸表面耗散熱量的合成射流組件，其中合成射流組件設置在延伸表面附近。此外，合成射流組件包括聯接到一個或多個壁中的至少一個的托架以及一個或多個合成射流器，一個或多個合成射流器可操作地聯接到托架，使得一個或多個合成射流器設置在外部殼體的外表面附近。

根據本公開的又一方面，提供了一種合成射流組件。合成射流組件包括托架。此外，合成射流組件包括聯接到托架的兩個或更多個合成射流器，其中兩個或更多個合成射流器布置在多維陣列中。

根據本公開的又一方面，提供了一種用于從封罩的一個或多個壁耗散熱量的方法。該方法包括將合成射流組件安裝到封罩的延伸表面附近，其中合成射流組件包括可操作地聯接到封罩的托架和一個或多個合成射流器，一個或多個合成射流器可操作地聯接到托架，使得一個或多個合成射流器與封罩的外表面間隔開。此外，該方法包括從一個或多個合成射流器產生流體射流。此外，該方法包括將流體射流朝封罩的一個或多個壁導向，以便從一個或多個壁耗散熱量。

根據一實施例，一種封罩，包括：外部殼體，其具有一個或多個壁；合成射流組件，其構造成從一個或多個壁耗散熱量且包括：托架，其可操作地聯接到外部殼體的一個或多個壁；以及兩個或更多個合成射流器，其可操作地聯接到托架，其中，兩個或更多個合成射流器布置成多維陣列。

根據一實施例，兩個或更多個合成射流器聯接到托架，使得兩個或更多個合成射流器與外部殼體的一個或多個壁的表面間隔開。

根據一實施例，還包括一個或多個發熱的電子裝置。

根據一實施例，合成射流組件中的合成射流器的數量基于一個或多個發熱的電子裝置的額定功率。