專利名稱：用于自熱表面除去熱量的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于對(duì)較小區(qū)域(諸如電子裝置，集成電路，軸承等)內(nèi)所產(chǎn)生的 大量熱量進(jìn)行有效除去的裝置。
背景技術(shù)：
諸如集成電路、軸承等較小區(qū)域內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大量熱量，如何有效除去，此問題長(zhǎng)期困 擾工程技術(shù)人員。若所產(chǎn)生的熱量未被有效地自此類零件除去，則零件的性能或者使用壽 命會(huì)受不良影響。常見的問題是如何自集成電路除熱。由于集成電路愈來愈小，其在較小體積內(nèi)產(chǎn) 生出更多熱量。若對(duì)此熱量不予除去，則集成電路會(huì)過熱，導(dǎo)致功能喪失或故障。中央處理 器(CPU)因過熱，造成電腦性能下降的常見的問題就是一個(gè)具體的例子?，F(xiàn)今典型的方法是使用一種帶鰭片的鋁塊或銅塊，且塊中可具有或不具有網(wǎng)狀金 屬泡沫(諸如美國(guó)專利第6424529號(hào)案、第6424531號(hào)案以及其他專利案中所描述的)，以 經(jīng)由與周邊空氣的自然或強(qiáng)制對(duì)流，而將集成電路內(nèi)所產(chǎn)生的熱量傳遞至外部環(huán)境。然而， 此種集成電路冷卻器的傳熱效率較低，特別是當(dāng)應(yīng)用于會(huì)產(chǎn)生大量熱量的現(xiàn)代電腦晶片 時(shí)。電腦晶片的過熱會(huì)降低晶片處理能力。此外，網(wǎng)狀金屬泡沫價(jià)格較貴。其他設(shè)計(jì)形式有些是采用熱管，其也被用來試圖除去集成電路所產(chǎn)生的熱量。然 而，這種結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且造價(jià)昂貴。美國(guó)專利第5949648號(hào)案(授予Liao)中描述了此種熱管 式設(shè)計(jì)。其他設(shè)計(jì)形式有些則相似于汽車的散熱系統(tǒng)，使用的是循環(huán)水、遠(yuǎn)距離熱交換器 以及冷卻風(fēng)扇。這些設(shè)計(jì)形式盡管能提供良好冷卻效能，體積甚大，需大量的零件組成，且 造價(jià)也貴。同樣，由于旋轉(zhuǎn)設(shè)備小型化，其小型軸承處會(huì)產(chǎn)生大量熱量。若不將熱量自這些軸 承處除去，軸承即會(huì)過熱而卡死。這些軸承的較高運(yùn)轉(zhuǎn)溫度會(huì)縮短其使用壽命。因此，需要 有一種除熱裝置來將所產(chǎn)生的熱量有效地傳出軸承或其他小型機(jī)器零件。諸多其他機(jī)械裝置、電氣裝置以及化學(xué)裝置也會(huì)在小區(qū)域中產(chǎn)生大量熱量，因而 可受益在本發(fā)明所述的高效除熱裝置。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種用于自熱表面除去熱量的裝 置，解決在小區(qū)域中將大量熱量除去的問題。在本發(fā)明的一特點(diǎn)中，一種用于自熱表面除去熱量的裝置包括有一封閉的殼體， 所述的殼體具有一吸熱部分以及一散熱部分，所述吸熱部分具有一外表面與一內(nèi)表面，所 述的吸熱部分的外表面接觸所述的熱表面，所述散熱部分具有一外表面與一內(nèi)表面，所述 的散熱部分的外表面曝露在外部環(huán)境中；以及一導(dǎo)熱流體，其是位于所述殼體中，所述的導(dǎo) 熱流體通常既接觸吸熱部分的內(nèi)表面又接觸散熱部分的內(nèi)表面。
在本發(fā)明的另一特點(diǎn)中，所述的除熱裝置尚包括有一流體循環(huán)機(jī)構(gòu)(FCM)，用來循環(huán)導(dǎo)熱流體，使之流過殼體的吸熱部分的內(nèi)表面以及散熱部分的內(nèi)表面。在本發(fā)明的再一特點(diǎn)中，所述的除熱裝置尚包括有一敞開的流體流道(FFP)，所述 的流體流道具有一第一開口端與一第二開口端，所述第一開口端在殼體吸熱部分的內(nèi)表面 附近浸沒在導(dǎo)熱流體中，所述第二開口端則在殼體散熱部分的內(nèi)表面附近浸沒在導(dǎo)熱流體 中。在本發(fā)明的又一特點(diǎn)中，所述的流體循環(huán)機(jī)構(gòu)為一葉輪，其是浸沒在導(dǎo)熱流體中。在本發(fā)明的又一特點(diǎn)中，所述的除熱裝置尚包括有一流體循環(huán)機(jī)構(gòu)(FCM)，用來循 環(huán)導(dǎo)熱流體，使之流經(jīng)流體流道。在本發(fā)明的又一特點(diǎn)中，所述的流體循環(huán)機(jī)構(gòu)為一葉輪，其位于流體流道的第一 與第二開口端之間。在本發(fā)明的又一特點(diǎn)中，所述的葉輪將導(dǎo)熱流體(HCF)吸入第二開口端，并推壓 之，使之流經(jīng)第一開口端并沖向吸熱部分的內(nèi)表面。在本發(fā)明的又一特點(diǎn)中，所述的葉輪沿大抵垂直的方向推壓導(dǎo)熱流體(HCF)，使之 沖向吸熱部分的內(nèi)表面。在本發(fā)明的又一特點(diǎn)中，所述的葉輪將導(dǎo)熱流體(HCF)吸入第一開口端，并逐出 之，使之流經(jīng)第二開口端。在本發(fā)明的又一特點(diǎn)中，所述的除熱裝置尚包括有一旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生裝置(RMGD)， 所述的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生裝置具有一轉(zhuǎn)動(dòng)元件，所述的轉(zhuǎn)動(dòng)元件是以轉(zhuǎn)動(dòng)方式聯(lián)接在葉輪。在本發(fā)明的又一特點(diǎn)中，所述的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生裝置是位于容室的外部，而轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián) 接的達(dá)成，則是憑借一轉(zhuǎn)軸穿過殼體，并以其第一端連接于轉(zhuǎn)動(dòng)元件、以第二端連接于葉輪 而為之。在本發(fā)明的又一特點(diǎn)中，所述的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生裝置是位于容室的外部，而轉(zhuǎn)動(dòng)元 件以及葉輪為磁鐵，轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接的達(dá)成，乃是憑借磁性力將轉(zhuǎn)動(dòng)元件與葉輪相連接而為之。在本發(fā)明的又一特點(diǎn)中，轉(zhuǎn)動(dòng)元件為電磁鐵。在本發(fā)明的又一特點(diǎn)中，散熱部分的外表面上具有傳熱鰭片。在本發(fā)明的又一特點(diǎn)中，散熱部分的內(nèi)表面上具有高傳熱表面結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的又一特點(diǎn)中，散熱部分的內(nèi)表面上具有傳熱鰭片。在本發(fā)明的又一特點(diǎn)中，吸熱部分的內(nèi)表面上具有高傳熱表面結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的又一特點(diǎn)中，吸熱部分的內(nèi)表面上具有傳熱鰭片。在本發(fā)明的又一特點(diǎn)中，所述的導(dǎo)熱流體包含水。在本發(fā)明的又一特點(diǎn)中，所述的導(dǎo)熱流體包含乙二醇。在本發(fā)明的又一特點(diǎn)中，所述的除熱裝置尚包括有一旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置(RMFGD)， 所述的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置具有一旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，所述的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是以磁性方式藕合在葉輪。
在本發(fā)明的又一特點(diǎn)中，熱量是經(jīng)由自然對(duì)流而自散熱部分的外表面?zhèn)鬟f至外部 環(huán)境。在本發(fā)明的又一特點(diǎn)中，熱量是經(jīng)由強(qiáng)制對(duì)流而自散熱部分的外表面?zhèn)鬟f至外部 環(huán)境。在本發(fā)明的又一特點(diǎn)中，導(dǎo)熱流體經(jīng)受熱力學(xué)意義上的相變。在本發(fā)明的又一特點(diǎn)中，所述的導(dǎo)熱流體是保持相同的熱力學(xué)相態(tài)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案還包括 一種用于自熱表面除去熱量的用于自熱表面除去熱量的裝置，其特征在于，所述 的裝置包括一封閉的殼體，所述的殼體具有一吸熱部分以及一散熱部分，所述吸熱部分具有 一外表面與一內(nèi)表面，所述的吸熱部分的外表面接觸所述的熱表面，所述散熱部分具有一 外表面與一內(nèi)表面，所述的散熱部分的外表面曝露在外部環(huán)境中；以及一導(dǎo)熱流體，位于所 述殼體中，所述的導(dǎo)熱流體既接觸吸熱部分的內(nèi)表面又接觸散熱部分的內(nèi)表面。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案還包括一種用于自熱表面除去熱量的用于自熱表面除去熱量的裝置，其特征在于，所述 的裝置包括一封閉且充滿液體的容室，所述的容室的第一端面接觸所述的熱表面，以接收熱 量，所述的容室的第二端面則曝露在外部環(huán)境中，以傳出熱量。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有的有益效果是能夠?qū)⑿^(qū)域中產(chǎn)生的大量熱量 予以除去。


圖Ia是本發(fā)明的除熱裝置用于自電腦CPU處除去熱量時(shí)的正剖視圖；圖Ib是圖Ia中除熱裝置的俯剖視圖；圖2是本發(fā)明除熱裝置另一實(shí)施例的正剖視圖，在此使用的是直接傳動(dòng)式葉輪；圖3是本發(fā)明除熱裝置又一實(shí)施例的正剖視圖，在此是使用磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置來轉(zhuǎn)動(dòng) 圖Ia中所示的葉輪；圖4是本發(fā)明除熱裝置再一實(shí)施例的正剖視圖，在此除熱裝置具有一種扁平形或 日薄煎餅形的正視外形。附圖標(biāo)記說明除熱裝置12 ；環(huán)形流道12a ；下部流道12b ；底盤件12c ；高傳熱 性表面結(jié)構(gòu)12ce ；流體流道12cf ；內(nèi)表面12ci ；底部流通口 12cx ；上部流通口 12cy ；鰭片 12f ；流槽12fc ；殼體12h ；頂盤件12p ；容置物排開件(VDM) 12s ；上部流道12t ；容置空間 12v ；垂直件12w ；高傳熱性表面結(jié)構(gòu)12we ；內(nèi)表面12wi ；冷卻用流體14c、14h ；冷空氣循環(huán) 風(fēng)扇15 ；輪葉15b ；冷卻空氣15c ；空氣15h ；磁性聯(lián)軸器15m ；轉(zhuǎn)軸15s ；高傳熱性表面結(jié)構(gòu) 15we ；馬達(dá)15z ；旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置15zm ；電磁極15zp ；泵葉輪16i ；葉輪16im ；磁性聯(lián)軸器 16m ；輪軸 16s。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明旨在提供一種除熱裝置，此種裝置以簡(jiǎn)單、價(jià)廉的設(shè)計(jì)形式，混合應(yīng)用傳導(dǎo) 式與對(duì)流式熱傳遞，而將熱量自小區(qū)域或點(diǎn)狀熱源快速傳遞至外部環(huán)境。參看圖Ia與lb，除熱裝置12包含有一封閉式殼體12h以及一冷空氣循環(huán)風(fēng)扇15， 且殼體12h內(nèi)容置有冷卻用流體。在圖Ia與Ib中，處在冷、熱狀態(tài)的冷卻用流體分明標(biāo)成 14c與14h。在圖Ia所示的本發(fā)明實(shí)施例中，殼體12h構(gòu)建成一容室，其包含有一第一端部 封閉用底盤件12c、一第二端部封閉用頂盤件12p，以及一居中的環(huán)壁狀中空垂直件12w，以界定出一封閉、中空的容置空間12v。如圖Ia與Ib中所示，垂直件12w是由一小段擠出成 形的圓形剖面管結(jié)構(gòu)，其材質(zhì)為金屬，諸如鋁或銅，或者是在鋁基上鍍以銅或其他類似的導(dǎo) 熱性材質(zhì)。其他設(shè)計(jì)方面的改良形態(tài)可包括在一擠出成形的鋁管內(nèi)側(cè)鍍以耐腐蝕高導(dǎo)熱表 層，諸如銅、銀、金、金剛石，或者其他適切的高導(dǎo)熱耐腐蝕材質(zhì)，希望以經(jīng)濟(jì)的成本達(dá)成高 效的熱傳遞。為有效散除熱量，復(fù)數(shù)枚鰭片12f設(shè)置在垂直件12w的外表面上。若需要另行增加 傳熱面積，則此種鰭片也可以加設(shè)在頂盤件12p的外表面上。盡管圖Ib所示僅為12枚鰭 片，明顯地，在物理實(shí)體方面允許的條件下，將盡可能為最多數(shù)量的鰭片容納在垂直件12w 的外表面上，至為所宜，以供給所述的垂直件12w最大的散熱率。垂直件12w與頂盤件12p 遂包含了除熱裝置12的散熱部分。位于內(nèi)部容置空間12v中者，為一容置物排開件(VDM) 12s，其構(gòu)建成一小段厚壁 管，所述的厚壁管的材質(zhì)為聚苯乙烯泡沫塑料或者其他適切的材質(zhì)。所述的容置物排開件 12s具有的外徑小于垂直件12w的內(nèi)徑，以使容置物排開件12s的外側(cè)面與垂直件12w的內(nèi) 側(cè)面之間形成一環(huán)形流道12a。盡管所示為厚壁管，然容置物排開件12s也可視殼體12h所 需的尺寸而以一薄壁管制成。同樣，容置物排開件12s具有的垂直長(zhǎng)度小于垂直件12w的 垂直長(zhǎng)度。容置物排開件12s的外徑與垂直長(zhǎng)度應(yīng)選擇成可形成一上部流道12t，使之連通 到一環(huán)形流道12a，而所述的環(huán)形流道12a是連通到一下部流道12b。對(duì)于熟曉此項(xiàng)技藝的 普通人士而言，顯然這些流道必須具有適切的尺寸，以讓冷卻用流體得以流經(jīng)而不至有過 度的壓力下降。前述尺寸也應(yīng)當(dāng)選擇成可使液體與垂直件12w之間有最佳傳熱系數(shù)。這些 尺寸的最佳值可經(jīng)由理論計(jì)算、反復(fù)試驗(yàn)、或以電腦輔助經(jīng)流體動(dòng)力學(xué)計(jì)算而選定。此類方 法顯屬熟曉所述的項(xiàng)技藝的普通人士的基礎(chǔ)知識(shí)范圍內(nèi)。再者，容置物排開件12s具有一內(nèi)徑，其被選擇成可容納一流體循環(huán)機(jī)構(gòu)(FCM)， 例如冷卻用流體的泵葉輪16i，對(duì)此下文當(dāng)詳述之。容置物排開件12s的內(nèi)徑也被選擇成可 形成一同心的圓形流體流道12cf，以此連通上部流道12t與下部流道12b。明顯地，流體流 道12cf必須具有適切的直徑，以讓冷卻用流體得以流經(jīng)而不至有過度的壓力下降，同時(shí)又 得以對(duì)底盤件12c形成一種最佳沖擊性射流，而自熱表面帶走熱量。因此，容置物排開件12s在內(nèi)部容置空間12v中的放置，即為殼體12h內(nèi)冷卻用流 體創(chuàng)建出一種環(huán)形流動(dòng)路徑。在此流動(dòng)路徑中，冷卻用流體在中央流體通道12cf內(nèi)向下受 壓，沖擊底盤件12c的內(nèi)表面12ci，爾后快速向外變向進(jìn)入下部流道12b，流向垂直件12w 的內(nèi)表面12wi。明顯地，尚有必要設(shè)置某種間隔結(jié)構(gòu)(圖中未示)，例如支腿或者支架，以便 托持容置物排開件12s，使容置物排開件12s脫離下方底盤件12c，以創(chuàng)建出下部流道12b。 冷卻用流體繼的向上流過環(huán)形流道12a，而后快速向內(nèi)流入上部流道12t，在此其受泵葉輪 16 的吸引力而被導(dǎo)入中央流體通道12cf。在除熱裝置12的運(yùn)行期間，是開啟冷空氣循環(huán)風(fēng)扇15，使冷的冷卻空氣15c吹過 垂直件12w上各相鄰鰭片12f間的流槽12fc，以形成強(qiáng)制對(duì)流。盡管圖中未顯示，但可在 冷空氣循環(huán)風(fēng)扇15的外緣周圍設(shè)置一整流罩的類的導(dǎo)流裝置，以將最大量的空氣導(dǎo)向各鰭片12f。所述的冷空氣循環(huán)風(fēng)扇15具有復(fù)數(shù)個(gè)輪葉15b，所述的輪葉15b分別連接于一 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生裝置，例如一電動(dòng)馬達(dá)15z。在圖Ia中，各輪葉15b被顯示成連接于馬達(dá)15z 的轉(zhuǎn)軸15s。在其自由端上，轉(zhuǎn)軸15s尚連接于一磁性聯(lián)軸器15m。磁性聯(lián)軸器15m的位置是可使其磁性表面在殼體12h的頂盤件12p的頂面上方自由旋轉(zhuǎn)。一理想的情況是，為了 減少摩擦，是在磁性聯(lián)軸器15m的磁性表面與殼體12h的頂盤件12p的頂面之間設(shè)置有小 間隙。誠(chéng)如下文所述，磁性聯(lián)軸器15m乃是以非接觸的方式來轉(zhuǎn)動(dòng)冷卻用泵葉輪16i。 在除熱裝置12的運(yùn)行期間，熱表面所產(chǎn)生的熱量(圖Ia中以“Q”表示)，是因冷 的冷卻用流體14c接觸殼體12h的導(dǎo)熱性底盤件12c的內(nèi)表面12ci，而傳至冷卻用流體。 導(dǎo)熱性底盤件12c因而包含了除熱裝置12的吸熱部分。被加熱的冷卻用流體14h隨后向 上流過環(huán)形流槽道12a，經(jīng)由接觸垂直件12w壁體較冷的內(nèi)表面12wi而傳出熱量。所述熱 量繼后由鰭片12f傳離垂直件12w的壁體，即經(jīng)由自然或者強(qiáng)制對(duì)流，鰭片12f將熱量傳至 外部環(huán)境的周邊空氣。若冷空氣循環(huán)風(fēng)扇15處在運(yùn)轉(zhuǎn)中，冷卻空氣15c即憑借強(qiáng)制對(duì)流，而 自熱的鰭片12f上吸收熱量，如圖Ia中所示。若冷空氣循環(huán)風(fēng)扇15未處在運(yùn)轉(zhuǎn)中，則熱的 鰭片12f周邊的空氣15h會(huì)憑借自然對(duì)流而自熱的鰭片12f上吸收熱量，如圖3所示。經(jīng) 冷卻后的冷卻用流體14c爾后重行循環(huán)至中央流體通道12cf，以便再度對(duì)熱表面除熱，是 如前文所述。為轉(zhuǎn)動(dòng)泵葉輪16i，容置空間12v內(nèi)設(shè)置有一磁性聯(lián)軸器16m。磁性聯(lián)軸器16m是 經(jīng)由輪軸16s而銜接在泵葉輪16i。盡管所示的葉輪為螺旋槳型式，然也可使用其他葉輪形 式，諸如阿基米德螺桿等來推動(dòng)泠卻用流體。磁性聯(lián)軸器16m乃是以非接觸的方式銜接在 相配用的磁性聯(lián)軸器15m，對(duì)此上文已述。因此，憑借穿過頂盤件12p的磁性力，外部相配 用的磁性聯(lián)軸器15m的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，遂以非接觸的方式傳遞至內(nèi)部相配用的磁性聯(lián)軸器16m。 此一設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)可形成全封閉式殼體12h，而防止冷卻用流體外泄。頂盤件12p由塑膠或非含鐵金屬，或者其他金屬制成，因此大抵不會(huì)阻礙兩磁性 聯(lián)軸器15m與16m之間的磁性力連接。盡管所示泵葉輪16i是由冷卻風(fēng)扇馬達(dá)15z以磁性方式加以驅(qū)動(dòng)，其也可以如圖2 中所示，直接聯(lián)接在馬達(dá)15z的轉(zhuǎn)軸15s。在此情形下，頂盤件12p中需有防液體滲漏的軸 用密封件(未示)，供轉(zhuǎn)軸15s穿過而進(jìn)入中央流體通道12cf，以便銜接在泵葉輪16i。另 一種情況是，泵葉輪16i可憑借其自身專用、位于殼體12h內(nèi)的全密封式馬達(dá)而驅(qū)動(dòng)。所述 的專用馬達(dá)可憑借一以防液體滲入的方式穿過殼體12h的導(dǎo)線，而連接外部電源。所有這 些針對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)式泵葉輪16i的變形形態(tài)，自當(dāng)易見于熟曉所述的項(xiàng)技藝的普通人士，因而被 視為涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。冷卻用流體14c可為氣體，諸如氟利昂，或者為液體，諸如水、乙二醇或其他類似 液體。任何其他流體或者流體混合物，凡可以滿足所需的傳熱、防腐、無毒以及其他所需的 應(yīng)用特性者，也可加以使用。再者，所述的流體可允許或不允許進(jìn)行熱力學(xué)的相變化。當(dāng)然， 關(guān)于本文所揭示的除熱裝置12，其他種種結(jié)構(gòu)形態(tài)以及變形形態(tài)自當(dāng)顯見在熟曉所述的項(xiàng) 技藝的人士。這些結(jié)構(gòu)形態(tài)乃視為涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。盡管上文所揭示內(nèi)容涉以及的是本發(fā)明的除熱裝置應(yīng)用于冷卻集成電路的情形， 但其尚可以應(yīng)用于移除點(diǎn)狀發(fā)熱點(diǎn)所產(chǎn)生的熱。例如，其可以用于冷卻軸承或其他機(jī)器零 件。然而，尚可以作進(jìn)一步的改良，以提升本發(fā)明除熱裝置12的性能。例如，可在殼體12h內(nèi)使用液流導(dǎo)流板來維持環(huán)形流動(dòng)路徑，從而提升泵葉輪16i 的推壓效率。
此外，除圖Ib所示的圓形剖面外，殼體12h尚可以具有他種剖面。殼體12h的垂 直件12w可采用其他幾何或非幾何形狀。例如，必要時(shí)垂直件12w可為六角形，而鰭片則可 形成正方形的外形。再者，如圖Ia中所示，可在底盤件12c的內(nèi)表面12ci上設(shè)置高傳熱性表面結(jié)構(gòu) 12ce，而在垂直件12w的內(nèi)表面12wi上設(shè)置高傳熱性表面結(jié)構(gòu)12we，以增加熱表面至冷卻 用流體以及冷空氣的傳熱率。此種用來提升相應(yīng)表面與流體間傳熱率的表面結(jié)構(gòu)，其包括 陷坑、蝕刻痕、凹槽、突片、凸柱，或者任何其他結(jié)構(gòu)，凡可以擾亂流體的層流邊界而形成紊 流者都可，眾所周知紊流可提升傳熱率。此種高傳熱性表面結(jié)構(gòu)可設(shè)置在底盤件12c的內(nèi) 側(cè)面上在底盤件12c接觸熱表面之處，以此可提升底盤件12c至冷卻用流體14c的傳熱率。
同樣，高傳熱性表面結(jié)構(gòu)15we可設(shè)置在垂直件12w的內(nèi)側(cè)面上背對(duì)鰭片12f位置 之處，以此提升熱的冷卻用流體14h至鰭片12f的傳熱率。此外，可加設(shè)其他表面結(jié)構(gòu)來使得冷卻用流體14c形成并保持紊流狀態(tài)，而提升 傳熱率。例如，垂直件12w的內(nèi)壁面，或者容置物排開件12s的各表面可粗糙化，以形成紊 流?；蛘呤?，可在這些表面上設(shè)置凸部而使冷卻用流體14c形成紊流。同樣，對(duì)鰭片12f的傳熱面可用多種方法，諸如吹砂或其他類似方式加以粗糙化， 以使流過鰭片12f的冷空氣形成紊流而提升傳熱率。所有這些高傳熱性表面結(jié)構(gòu)乃視為涵 蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。盡管本發(fā)明的較佳實(shí)施例已以容置物排開件12s的形式加以顯現(xiàn)與描述，然而可 能存在其他結(jié)構(gòu)也能形成大型環(huán)流，而獲致大抵相同的結(jié)果。所有此類可形成環(huán)流的結(jié)構(gòu)， 乃視為涵蓋在本發(fā)明的精神范圍內(nèi)。本發(fā)明甚至可以在不使用容置物排開件12s的條件下 有效實(shí)施，因?yàn)闃O有可能的是在殼體12h內(nèi)，對(duì)冷卻用流體14c甚至以任意的，也即非受控 流動(dòng)樣式進(jìn)行抽壓，至少會(huì)在一定程度上產(chǎn)生上述的傳熱現(xiàn)象。在以上較佳實(shí)施例中，所述的環(huán)流的流向?yàn)榱鹘?jīng)容置物排開件12s之中央流體通 道12cf，以沖擊除熱裝置12的內(nèi)表面12ci。然而，在圖2所示本發(fā)明的另一實(shí)施例中，其 流向則為相反的方向，所述的冷卻用流體14c在中央流體通道12cf中是向上流動(dòng)而離開受 熱的吸熱部分。如圖2中所示，為使冷卻用流體14c與冷卻空氣15c之間保持逆向流動(dòng)，冷 空氣風(fēng)扇葉片15b的轉(zhuǎn)動(dòng)也可呈反轉(zhuǎn)狀。另一種情況是，可使冷卻用流體14c與冷卻空氣 15c之間保持同向流動(dòng)，惟從熱傳遞角度觀之，其散熱效率較差。在上文對(duì)本發(fā)明除熱裝置的描述中，所繪出的乃是一種螺旋槳式泵浦。然而，也可 設(shè)想采用其他結(jié)構(gòu)來配合其他類型的泵浦，諸如離心泵，混流泵等。所述的泵浦也并非必須位于中央流體通道12cf內(nèi)。泵浦實(shí)可位于流體循環(huán)流動(dòng) 路徑的任意處來循環(huán)流體，使之通過吸熱部分與散熱部分。對(duì)前述設(shè)計(jì)的進(jìn)一步改良當(dāng)是 加設(shè)一噴嘴，后者可安裝在流體通道12cf的底部流通口 12cx中，以提升冷卻用流體14c對(duì) 除熱裝置12的底盤件12c的沖擊效果。泵浦、泵殼、磁性傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及軸承等可預(yù)制成部件，使得可以方便地安裝在容置 物排開件12s內(nèi)。例如，為降低成本并便于組裝，在上部流通口 12cy中可設(shè)置一具有磁性 聯(lián)軸器的離心泵。對(duì)于本發(fā)明的除熱裝置12尚可作出其他多種變形形態(tài)，以適應(yīng)特定的應(yīng)用需要。 例如，除熱裝置12的垂直長(zhǎng)度可縮短，以適應(yīng)凈空高度的要求，諸如應(yīng)用于膝上型電腦內(nèi)。因此，在圖4所表示的此一設(shè)計(jì)形態(tài)中，除熱裝置12將具有一種扁平形，也即薄煎餅形的正視外形。對(duì)鰭片12f的位置及其延伸方向也可加以調(diào)準(zhǔn)，以符合特定的設(shè)計(jì)要求。所有這 些變形乃視為涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。又，如圖3所示，磁性聯(lián)軸器16m可由旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置15zm加以轉(zhuǎn)動(dòng)，所述的旋 轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置15zm包括有復(fù)數(shù)個(gè)靜止的電磁極15zp。例如，可使用電動(dòng)馬達(dá)的靜子形成 一旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)來轉(zhuǎn)動(dòng)磁性聯(lián)軸器16m。再者，如圖4所示，葉輪16im本身可憑借磁化，使所述的葉輪16im不需使用到所 述的磁性聯(lián)軸器及其連接軸。如此，葉輪16im可直接地以磁性方式藕合在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生裝 置15zm所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。此外，本發(fā)明的熱回收裝置可同時(shí)應(yīng)用于多個(gè)熱源。例如，圖4顯示出薄煎餅形除 熱裝置12是應(yīng)用于復(fù)數(shù)個(gè)液晶顯示(LED)元件。除熱裝置12也可應(yīng)用于復(fù)數(shù)個(gè)發(fā)光二極 管(LED)元件。以上說明對(duì)本發(fā)明而言只是說明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解， 在不脫離權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可作出許多修改、變化或等效，但都將落 入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種用于自熱表面除去熱量的裝置，其特征在于，所述的裝置包括一基本封閉的容室，所述的容室具有一第一端部封閉件，一第二端部封閉件，以及一連接第一端部封閉件與第二端部封閉件的中間件，所述第一端部封閉件具有一吸熱部分，所述的吸熱部分具有一外表面與一內(nèi)表面，且所述的吸熱部分的外表面接觸所述的熱表面，而所述第二端部封閉件與中間件一起或者各自作為一散熱部分，并曝露在外部環(huán)境中；以及一導(dǎo)熱流體，位于所述容室中，所述的導(dǎo)熱流體基本上既接觸吸熱部分的內(nèi)表面，又接觸散熱部分的內(nèi)表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于自熱表面除去熱量的裝置，其特征在于包括有一流體 循環(huán)機(jī)構(gòu)，用來循環(huán)所述的導(dǎo)熱流體，使之流過容室的吸熱部分的內(nèi)表面以及散熱部分的 內(nèi)表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于自熱表面除去熱量的裝置，其特征在于還包括有一敞 開的流體流道，所述的流體流道具有一第一開口端與一第二開口端，所述第一開口端在容 室吸熱部分的內(nèi)表面附近浸沒在導(dǎo)熱流體中，所述第二開口端在容室散熱部分的內(nèi)表面附 近浸沒在導(dǎo)熱流體中。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于自熱表面除去熱量的裝置，其特征在于所述的流體循 環(huán)機(jī)構(gòu)為一葉輪，其浸沒在導(dǎo)熱流體中。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于自熱表面除去熱量的裝置，其特征在于還包括有一流 體循環(huán)機(jī)構(gòu)，用來循環(huán)所述的導(dǎo)熱流體，使之流經(jīng)流體流道。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于自熱表面除去熱量的裝置，其特征在于所述的流體循 環(huán)機(jī)構(gòu)為一葉輪，其位于流體流道的第一與第二開口端之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于自熱表面除去熱量的裝置，其特征在于所述的葉輪將 導(dǎo)熱流體吸入第二開口端，并推壓之，使之流經(jīng)第一開口端并沖向吸熱部分的內(nèi)表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于自熱表面除去熱量的裝置，其特征在于所述的葉輪沿 大抵垂直的方向推壓導(dǎo)熱流體，使之沖向吸熱部分的內(nèi)表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于自熱表面除去熱量的裝置，其特征在于所述的葉輪將 導(dǎo)熱流體吸入第一開口端，并逐出之，使之流經(jīng)第二開口端。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于自熱表面除去熱量的裝置，其特征在于還包括有一旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生裝置，所述的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生裝置有一轉(zhuǎn)動(dòng)元件以轉(zhuǎn)動(dòng)方式聯(lián)接在葉輪上。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于自熱表面除去熱量的裝置，其特征在于所述的旋轉(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生裝置位于容室的外部，而轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接的達(dá)成，則是憑借一轉(zhuǎn)軸穿過容室圍壁，并以其 第一端連接于轉(zhuǎn)動(dòng)元件，第二端連接于葉輪而為之。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于自熱表面除去熱量的裝置，其特征在于所述的旋轉(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生裝置位于容室的外部，而轉(zhuǎn)動(dòng)元件以及葉輪為磁鐵，轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接的達(dá)成，乃是憑借磁 性力將轉(zhuǎn)動(dòng)元件與葉輪相連接而為之。
13.如申請(qǐng)專利范圍第12項(xiàng)所述的用于自熱表面除去熱量的裝置，其特征在于轉(zhuǎn)動(dòng) 元件為電磁鐵。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于自熱表面除去熱量的裝置，其特征在于散熱部分的外 表面上具有傳熱鰭片。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于自熱表面除去熱量的裝置，其特征在于散熱部分的內(nèi) 表面上具有高傳熱表面結(jié)構(gòu)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于自熱表面除去熱量的裝置，其特征在于散熱部分的內(nèi) 表面上具有傳熱鰭片。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于自熱表面除去熱量的裝置，其特征在于吸熱部分的內(nèi) 表面上具有高傳熱表面結(jié)構(gòu)。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于自熱表面除去熱量的裝置，其特征在于吸熱部分的內(nèi) 表面上具有傳熱鰭片。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于自熱表面除去熱量的裝置，其特征在于導(dǎo)熱流體包含水。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于自熱表面除去熱量的裝置，其特征在于導(dǎo)熱流體包含乙二醇。
21.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于自熱表面除去熱量的裝置，其特征在于還包括有一旋 轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置，所述的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置具有的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以磁性方式藕合在葉輪上。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于自熱表面除去熱量的裝置，其特征在于熱量是經(jīng)由自 然對(duì)流而自散熱部分的外表面?zhèn)鬟f至外部環(huán)境。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于自熱表面除去熱量的裝置，其特征在于熱量是經(jīng)由強(qiáng) 制對(duì)流而自散熱部分的外表面?zhèn)鬟f至外部環(huán)境。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于自熱表面除去熱量的裝置，其特征在于導(dǎo)熱流體是進(jìn) 行熱力學(xué)的相變化。
25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于自熱表面除去熱量的裝置，其特征在于導(dǎo)熱流體是保 持相同的熱力學(xué)相態(tài)。
26.一種用于自熱表面除去熱量的用于自熱表面除去熱量的裝置，其特征在于，所述的 裝置包括一基本封閉的殼體，所述的殼體具有一吸熱部分以及一散熱部分，所述吸熱部分具有 一外表面與一內(nèi)表面，所述的吸熱部分的外表面接觸所述的熱表面，所述散熱部分具有一 外表面與一內(nèi)表面，所述的散熱部分的外表面曝露在外部環(huán)境中；以及一導(dǎo)熱流體，位于所 述殼體中，所述的導(dǎo)熱流體基本上既接觸吸熱部分的內(nèi)表面又接觸散熱部分的內(nèi)表面。
27.一種用于自熱表面除去熱量的用于自熱表面除去熱量的裝置，其特征在于，所述的 裝置包括一基本封閉且充滿液體的容室，所述的容室的第一端面接觸所述的熱表面，以接收熱 量，所述的容室的第二端面則曝露在外部環(huán)境中，以傳出熱量。
全文摘要
本發(fā)明是一種用于自熱表面除去熱量的裝置，所述的裝置包括一封閉的容室，所述的容室具有一第一端部封閉件，一第二端部封閉件，以及一連接第一端部封閉件與第二端部封閉件的環(huán)壁狀中空垂直件，所述第一端部封閉件具有一吸熱部分，所述的吸熱部分具有一外表面與一內(nèi)表面，且所述的吸熱部分的外表面接觸所述的熱表面，而所述第二端部封閉件與環(huán)壁狀中空垂直件一起或者各自作為一散熱部分，并曝露在外部環(huán)境中；以及一導(dǎo)熱流體，位于所述容室中，所述的導(dǎo)熱流體既接觸吸熱部分的內(nèi)表面，又接觸散熱部分的內(nèi)表面。
文檔編號(hào)G12B15/00GK101840734SQ20081009799
公開日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2008年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月20日
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