[發(fā)明專利]具有增大的體積流的合成射流驅(qū)動的冷卻裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410091488.3
• 申請日: 2014-03-13
• 公開（公告）號: CN104053340B
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M.H.吉亞馬泰;S.E.韋弗;P.查馬蒂
• 申請（專利權(quán)）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;譚祐祥

本發(fā)明涉及具有增大的體積流的合成射流驅(qū)動的冷卻裝置。一種合成射流驅(qū)動的冷卻裝置包括：生成并射出一系列流體渦流的至少一個合成射流促動器。聯(lián)接到合成射流促動器上的歧管接收流體渦流，且生成主空氣流。由連接管連接到歧管上的空氣擴(kuò)大器接收主空氣流。空氣擴(kuò)大器包括定向成垂直于連接管的進(jìn)氣口和定位成與進(jìn)氣口相對的出氣口，以及文丘里管區(qū)段，其定位在進(jìn)氣口與出氣口之間，具有小于進(jìn)氣口直徑的直徑。文丘里管區(qū)段的中心處的低壓區(qū)經(jīng)過進(jìn)氣口而卷吸周圍空氣來生成副空氣流，副空氣流與主空氣流組合來生成流經(jīng)文丘里管并離開出氣口的組合空氣流。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請為2013年3月14日提交的美國臨時專利申請序列第61/783,065號的非臨時申請且請求其優(yōu)先權(quán)，在申請的公開內(nèi)容通過引用合并于本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實施例大體上涉及合成射流裝置，并且更具體地涉及一種用于增大合成射流裝置的體積流速和傳熱速率的設(shè)備。

背景技術(shù)

合成射流促動器為廣泛使用的技術(shù)，其生成合成的流體射流來影響該流體在表面上的流動以從表面散熱。典型的合成射流促動器包括限定內(nèi)室的殼體。孔口存在于殼體的壁中。促動器還包括殼體中或殼體周圍用于定期地改變內(nèi)室內(nèi)的體積的機(jī)構(gòu)，以便一系列流體渦流被生成且從殼體的孔口射出到外部環(huán)境中。例如，體積改變機(jī)構(gòu)的示例可包括活塞，活塞定位在射流殼體中來在活塞或作為殼體的壁的柔性膜片的往復(fù)期間使流體移入和移出孔口。柔性膜片通常由壓電促動器或其它適合的手段促動。

通常，控制系統(tǒng)用于產(chǎn)生體積改變機(jī)構(gòu)的時間諧波運(yùn)動。當(dāng)該機(jī)構(gòu)減小室的體積時，流體經(jīng)過孔口從室噴出。當(dāng)流體穿過孔口時，孔口的尖銳邊緣分離流來產(chǎn)生卷成渦流的渦層。這些渦流在其自身的自誘發(fā)速度下移離孔口的邊緣。當(dāng)機(jī)構(gòu)增大室的體積時，環(huán)境流體從離孔口較大距離處吸入室中。由于渦流已經(jīng)移離孔口的邊緣，故它們不受進(jìn)入室中的環(huán)境流體影響。當(dāng)渦流遠(yuǎn)離孔口行進(jìn)時，它們合成流體射流，即，合成射流。

典型的合成射流裝置的一個缺陷在于它們生成很低的流速，以致僅提供對應(yīng)的較低傳熱速率。該較低的傳熱速率可能對于需要較高熱耗散速率的系統(tǒng)和裝置成問題。具體地，在電子組件中，與日益強(qiáng)大的處理系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的熱耗散水平提高已經(jīng)導(dǎo)致了需要典型合成射流裝置可能不能滿足的改善的冷卻速率。在微電子行業(yè)中，例如，技術(shù)的進(jìn)步已經(jīng)導(dǎo)致了晶體管密度增大和更快的電子芯片，使得必須耗散來保持合理的芯片溫度的熱通量也上升。盡管增大合成射流裝置的尺寸和/或數(shù)目來滿足這些增大的冷卻要求是可能的，但將認(rèn)識到的是，經(jīng)常存在強(qiáng)加于實施為冷卻此類電子組件的任何冷卻系統(tǒng)的嚴(yán)格體積約束。

因此，需要一種以有效方式冷卻發(fā)熱裝置的系統(tǒng)。還需要具有最小空間要求且提供增大的冷卻流速的此類系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實施例通過提供合成射流驅(qū)動的冷卻裝置來克服上述缺陷，該冷卻裝置提供增大的冷卻流速。合成射流驅(qū)動的冷卻裝合并組件，流體流經(jīng)過該組件而被發(fā)送且經(jīng)歷康達(dá)(coanda)和文丘里(venturi)效應(yīng)，以提高流體流的流速，以便提供增大的冷卻能力。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種合成射流驅(qū)動的冷卻裝置包括：至少一個合成射流促動器，其構(gòu)造成將一系列流體渦流且經(jīng)過其孔口射出；和歧管，其聯(lián)接到至少一個合成射流促動器上以便從至少合成射流促動器的孔口接收一系列流體渦流，來自于至少一個合成射流促動器的一系列流體渦流生成主空氣流。合成射流驅(qū)動的冷卻裝置還包括通過連接管而連接到歧管上的空氣擴(kuò)大器，以便接收主空氣流，其中空氣擴(kuò)大器還包括：定位在空氣擴(kuò)大器的第一端部處且具有第一直徑的進(jìn)氣口，其中進(jìn)氣口定向成垂直于連接管的出口；定位在與第一端部相對的空氣擴(kuò)大器的第二端部處的出氣口；以及定位在進(jìn)氣口與出氣口之間且具有小于第一直徑的第二直徑的文丘里管區(qū)段。文丘里管區(qū)段的中心處的低壓區(qū)經(jīng)過進(jìn)氣口而卷吸周圍空氣來生成副空氣流，副空氣流與主空氣流組合來提供流經(jīng)文丘里管并離開出氣口的組合空氣流。