專利名稱：中央處理單元雙向?qū)Я餍蜕崞鞯闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于計(jì)算機(jī)部件，特別是一種中央處理單元雙向?qū)Я餍蜕崞鳌?br> 習(xí)知的電腦中央處理單元(CPU)冷卻一般以鋁制或銅制的散熱裝置與CPU連接。該散熱裝置設(shè)有許多鰭片，并以冷卻風(fēng)扇將冷風(fēng)吹驅(qū)至該等鰭片以帶走熱量，冷卻CPU。唯此種習(xí)知的CPU冷卻器存在僅能將CPU熱量的顯熱(Sensibleheat)帶走而已，其散熱效果有限，散熱效率不佳的缺點(diǎn)。若以水流經(jīng)緊連CPU的熱交換器以吸收CPU的熱量時(shí)，雖可散除一些熱量，但此種類型的熱交換器存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重不便的缺點(diǎn)。如上所述習(xí)知的散熱裝置的散熱方法無法滿足1.5GHZ以上的高頻CPU散熱要求。
本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、散熱效率高、散熱效果好的中央處理單元雙向?qū)Я餍蜕崞鳌?br> 本實(shí)用新型包括外周連設(shè)多數(shù)鰭片的筒體、設(shè)置于筒體一端的冷卻風(fēng)扇及容置于筒體內(nèi)的冷媒；筒體兩端分別緊接CPU及罩封端蓋。
其中冷媒容置于真空筒體內(nèi)。
筒體內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流結(jié)構(gòu)。
筒體端蓋及筒壁里面設(shè)有向下滲析冷媒冷凝液體的毛細(xì)管結(jié)構(gòu)。
冷卻風(fēng)扇設(shè)于鰭片中央部位，冷卻風(fēng)扇位于筒體端蓋外端且與筒體的縱軸呈同一軸心。
筒體端蓋呈弧形或錐形。
冷媒為水。
筒體端蓋及筒壁里面的毛細(xì)管結(jié)構(gòu)為設(shè)于端蓋及筒壁里的毛細(xì)管層。
毛細(xì)管層系以金屬粉末冶金制成。
毛細(xì)管層為設(shè)于筒壁及端蓋里面的多數(shù)毛細(xì)管溝槽毛細(xì)管層為設(shè)于端蓋里面自中心徑向凹設(shè)多數(shù)弧形凹槽，兩相鄰弧形凹槽間為兩側(cè)形成為任意形狀溝槽的矛頭。
毛細(xì)管層為鋪設(shè)于端蓋及筒壁里面的多孔性網(wǎng)。
導(dǎo)流結(jié)構(gòu)包括抵接于筒體端(或底)壁的下罩及自下罩向端蓋沿設(shè)呈漸尖筒狀或管狀的導(dǎo)引部；下罩底緣開設(shè)有引進(jìn)由筒壁毛細(xì)管層滲流而下的冷媒液體的進(jìn)液口；導(dǎo)引部上開設(shè)有多數(shù)令冷媒蒸汽射向端蓋或筒壁上方以便冷卻、冷凝完成雙相循環(huán)的小孔。
導(dǎo)流結(jié)構(gòu)的導(dǎo)引部向上連設(shè)于端蓋上，而與端蓋一體成型。
導(dǎo)流結(jié)構(gòu)的下罩內(nèi)于端壁上置入多孔性吸液構(gòu)件。
導(dǎo)流結(jié)構(gòu)為鋪設(shè)于筒體端(或底)壁上的吸液底墊及緊貼于筒壁里面且正交于底墊的吸液邊墊。
由于本實(shí)用新型包括外周連設(shè)多數(shù)鰭片的筒體、設(shè)置于筒體一端的冷卻風(fēng)扇及容置于筒體內(nèi)的冷媒；筒體兩端分別緊接CPU及罩封端蓋。使用時(shí)，CPU的熱量傳導(dǎo)至筒體時(shí)由底壁處的冷媒吸收、蒸發(fā)，形成的蒸汽射至端蓋及筒壁，藉筒壁、鰭片的冷卻而冷凝，散除凝結(jié)熱，冷凝液自上流至筒底，自動(dòng)循環(huán)不止，迅速而有效地將CPU蓄熱散除。即吸收為遠(yuǎn)大于顯熱(Sensible heat)的潛熱(Latent heat)的汽化熱(Heat of vaporization)，由此可大量吸收傳導(dǎo)源自CPU的熱量，并藉冷卻風(fēng)扇冷卻筒體及鰭片以使冷媒蒸汽冷凝、釋放出凝結(jié)熱(Heat of condensation)由筒壁及鰭片帶走，冷凝的液滴沿壁而下以達(dá)到筒體端壁，以形成液、汽雙相(Liquid-vapor two phases)的自動(dòng)循環(huán)，而將CPU的熱量帶走、散發(fā)，不僅結(jié)構(gòu)簡單，而且散熱效率高、散熱效果好，從而達(dá)到本實(shí)用新型的目的。


圖1、為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意剖視圖。
圖2、為圖1中A-A剖視圖。
圖3、為圖1中B部局部放大圖。
圖4、為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意剖視圖(導(dǎo)流結(jié)構(gòu)與端蓋一體成型，)。
圖5、為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意剖視圖(導(dǎo)流結(jié)構(gòu)為吸液墊)。
圖6、為圖3中C-C剖視圖。
圖7、為圖3中C-C剖視圖(筒壁里面設(shè)毛細(xì)管溝槽)。
圖8、為圖3中C-C剖視局部放大圖(端蓋里面凹設(shè)多數(shù)弧形凹槽)。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)闡述。
如圖1、圖2、圖3、圖6所示，本實(shí)用新型包括筒體1、連設(shè)于筒體1外周的多數(shù)鰭片2、將筒體2扣系于CPU基板1B上的扣件3、設(shè)置于筒體1或多數(shù)鰭片2一端的冷卻風(fēng)扇4、容置于真空筒體1內(nèi)為水或其他液體的冷媒5及設(shè)于筒體1內(nèi)的導(dǎo)流結(jié)構(gòu)6。
筒體1于其縱向中心界定與橫軸1X互呈正交的縱軸1Y。筒體1可廣義界定為中空體、容器、殼體、匣體或管體等。
連設(shè)或與筒體1一體成型的諸多鰭片2的自由端設(shè)有若干端點(diǎn)或箍環(huán)22。
冷媒5可為水，亦可為其他冷媒、溶液等液體。
鰭片2及冷卻風(fēng)扇4與筒體1之間的相互配置，可如圖1、圖2、圖3、圖6所示，鰭片2連設(shè)于筒體1外周；冷卻風(fēng)扇4設(shè)置于筒體1或多數(shù)鰭片2一端；亦可以其他形狀、布置(Lay out)或安排鰭片2及冷卻風(fēng)扇4與筒體1之間的相互配置。
當(dāng)筒體1制成扁平狀或小型化以適用于小型電腦的CPU冷卻時(shí)，可于筒體1內(nèi)免設(shè)導(dǎo)流結(jié)構(gòu)以節(jié)省成本。若筒體1的筒壁11形成良好滴流或泄流(Drain)表面而能迅速令自筒壁11冷凝的冷媒5液滴重力泄流而下流至筒體1端(底)壁時(shí)，亦可免設(shè)毛細(xì)管結(jié)構(gòu)而直接藉由重力令冷凝的冷媒回(下)流。
扣件3與筒體1及CPU基板1B之間可選擇多種相關(guān)結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)，只要將筒體1扣系于CPU基板1B或基座的多種結(jié)構(gòu)。
筒體1、鰭片2、導(dǎo)流結(jié)構(gòu)6的材料可導(dǎo)熱性佳，如鋁合金的材料。若冷媒5為沸點(diǎn)低、揮發(fā)性(Volartility)高的液體時(shí)，筒體1內(nèi)可不必預(yù)先抽真空。
筒體1可為圓筒體或其他形狀的筒體或管體，其包括筒壁11、位于筒壁11一(或底)端的端(或底)壁12及罩連于筒壁11另一端與端(或底)壁12相對(duì)端的端蓋13。筒體1以其端(或底)壁12藉由黏劑1A或其他方法緊接貼接于CPU1C上。
鰭片2的一端系連設(shè)或一體成型連設(shè)于筒體1上。如圖2所示，該等鰭片2徑向連設(shè)于筒體1周圍；亦即筒體1位于諸鰭片2的中央位置。冷卻風(fēng)扇4位于該鰭片2中央位置，亦可位于鰭片2頂端或自由端。
扣件3具有固接于筒體1鄰接端(或底)壁12的頂端31，其另一端為開設(shè)有卡扣于CPU基板1B突榫1B1上榫孔321的卡扣端32。
冷卻風(fēng)扇4具有固接于鰭片2自由端若干端點(diǎn)或箍環(huán)22的外框41。即冷卻風(fēng)扇4設(shè)于鰭片2中央部位，冷卻風(fēng)扇4位于筒體1端蓋13外端且與筒體1的縱軸1Y呈同一軸心。
冷卻風(fēng)扇4亦可藉由其他固定結(jié)構(gòu)撐連于筒體1的上(或外)端。冷卻風(fēng)扇4可對(duì)筒體1及鰭片2吹驅(qū)冷風(fēng)或反向抽引(Draft)冷風(fēng)以冷卻筒體1及鰭片2。如圖1、圖3所示，冷卻風(fēng)扇4的軸心恰對(duì)準(zhǔn)(Align)筒體1的縱軸1Y，適使冷卻風(fēng)扇4的軸流(Axial flow)冷風(fēng)流向(或曳引經(jīng)過)筒體1及鰭片2。
端蓋13宜制成弧形或短錐形，其上設(shè)的抽真空用的氣嘴(Vent)130，然后，加入冷媒5，以增加其蒸汽壓(Vapor pressure)，利于在較低的溫度由液相蒸發(fā)變成汽相，從而吸收為遠(yuǎn)大于顯熱(Sensible heat)的潛熱(Latentheat)的汽化熱(Heat of vaporization)，由此可大量吸收傳導(dǎo)源自CPU1C的熱量?；⌒位蝈F形端蓋13可使形成水蒸汽的冷媒5與其碰觸后，藉冷卻風(fēng)扇4冷卻筒體1及鰭片2以使冷媒5蒸汽冷凝、釋放出凝結(jié)熱(Heat ofcondensation)由筒壁11及鰭片2帶走，冷凝的液滴則沿弧(或錐)形端蓋13泄流(Drain)而下以達(dá)到筒體1端(或底)壁12，以形成液、汽雙相(Liquid-vapor two phases)的自動(dòng)循環(huán)，而將CPU1C的熱量帶走、散發(fā)。
為促進(jìn)汽、液雙相循環(huán)，本實(shí)用新型尚藉助下列關(guān)鍵性結(jié)構(gòu)1、導(dǎo)流結(jié)構(gòu)6引導(dǎo)由端(或底)壁12蒸發(fā)的冷媒5蒸汽向著筒體1端蓋13或筒壁11的方向射出，碰觸筒壁11及端蓋13受冷卻風(fēng)扇4冷風(fēng)吹驅(qū)形成冷卻區(qū)而迅速冷卻、冷凝，釋放出凝結(jié)熱。
2、如圖3、圖6所示，毛細(xì)結(jié)構(gòu)包括設(shè)于端蓋13里面的毛細(xì)管層131及設(shè)于筒壁11里面的毛細(xì)管層111，在端蓋13及筒壁11里層形成多孔性毛細(xì)管結(jié)構(gòu)，使前述的冷凝冷媒5液體能沿著毛細(xì)管結(jié)構(gòu)滲流而至位于端(或底)壁12匯集、沉積于筒體1底(或低)部以繼續(xù)吸收來自CPU1C的熱量，于真空下迅速蒸發(fā)，如此周而復(fù)始，自動(dòng)循環(huán)不斷，從而有效地散除CPU1C的熱量。
由于具有毛細(xì)管結(jié)構(gòu)的滲析、引流，冷凝的冷媒5液體不會(huì)如下雨般‘從天而降’與向上射出的冷媒5蒸汽對(duì)沖，減緩循環(huán)的速率，故本實(shí)用新型的導(dǎo)流結(jié)構(gòu)6有助于引導(dǎo)冷媒5蒸汽，使蒸汽不至于漫無目標(biāo)地漫游，而有方向性地朝著端蓋13或筒壁11上端射出，以便快速到達(dá)冷卻的端蓋13及筒壁11而冷卻、冷凝，再由毛細(xì)管現(xiàn)象，迅速滲析回流至底壁12，加速自動(dòng)循環(huán)的速率，從而提高了散熱效率，使CPU1C蓄熱迅速散除，以能維持電腦等電子設(shè)備圓順操作，不致因過熱而毀機(jī)。
如圖6所示，毛細(xì)管結(jié)構(gòu)系分別于筒壁11里面及端蓋13里面形成毛細(xì)管層，其系以多孔性金屬粉末冶金燒結(jié)制作；亦可如圖7所示，于筒壁11及端蓋13里面設(shè)有多數(shù)毛細(xì)管溝槽111a；亦可如圖8所示，于端蓋13里面自中心徑向凹設(shè)多數(shù)弧形凹槽131c，兩相鄰弧形凹槽131c間為兩側(cè)形成為任意形狀溝槽133的矛頭132，以令冷凝的冷媒5液體由相鄰兩弧形凹槽131c間的矛頭132兩側(cè)的溝槽133滲析導(dǎo)流而下直至匯流于底端12。各矛頭132的溝槽133可收集由各凹槽131c所滲析、滴流而下的冷媒5液體。
端蓋13及筒壁11里面亦可鋪設(shè)多孔性網(wǎng)以便沾附冷凝的冷媒5液體，再滲析、下流至底壁12。
如圖3所示，導(dǎo)流結(jié)構(gòu)6包括抵接于筒體1端(或底)壁12的下罩61及自下罩61向端蓋13沿設(shè)呈漸尖筒狀或管狀的導(dǎo)引部62。下罩61底緣開設(shè)有引進(jìn)由筒壁11毛細(xì)管層滲流而下的冷媒5液體的進(jìn)液口611。導(dǎo)引部62上開設(shè)有多數(shù)小孔621，以令冷媒5蒸汽射向端蓋13或筒壁11上方以便冷卻、冷凝完成雙相循環(huán)。
如圖4所示，導(dǎo)引部62可向上連設(shè)于端蓋13上，即令導(dǎo)流結(jié)構(gòu)6與端蓋13一體成型，以便于安裝時(shí)可直接鎖入筒體1內(nèi)。下罩61內(nèi)于端壁12上可置入為泡棉、棉布或發(fā)泡金屬材料的多孔性吸液構(gòu)件63，以便迅速滲吸由弧形端蓋13、弧形壁角14所滲流而下的冷媒5冷凝液。
如圖5所示，導(dǎo)流結(jié)構(gòu)6簡化為鋪設(shè)于筒體1端(或底)壁12上的吸液底墊61a及緊貼于筒壁11里面且正交于底墊61a的吸液邊墊62a。以令冷媒5冷凝液由弧形端蓋13泄流入吸液邊墊62a后，藉由毛細(xì)管現(xiàn)象再滲析于下方的底墊61a以完成雙相循環(huán)。
如上所述，CPU1C的熱量傳導(dǎo)至筒體1時(shí)由底壁12處的冷媒5吸收、蒸發(fā)，形成的蒸汽射至端蓋13及筒壁11，藉筒壁11、鰭片2的冷卻而冷凝，散除凝結(jié)熱，冷凝液由毛細(xì)管現(xiàn)象滲流而下，自動(dòng)循環(huán)不止，迅速而有效地將CPU1C蓄熱散除。
如圖1、圖2、圖3、圖6所示，原則系為直立式，亦即筒體1底壁12緊貼系呈水平(平行于X軸)的CPU1C，而導(dǎo)流結(jié)構(gòu)6系沿1Y軸垂直而立。
若以1X軸為垂直軸心，則筒體1底壁12及CPU1C則與水平面呈正交，亦即將如圖4所示的筒體1及CPU1C順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)90°，此時(shí)，本實(shí)用新型即呈橫式，此時(shí)，在端壁12處吸附于吸液構(gòu)件63上的冷媒5液體受熱蒸發(fā)射向端蓋13及筒壁11經(jīng)冷卻、冷凝，沿著弧形壁角14引流、滲吸于吸液構(gòu)件63上，以行下一次循環(huán)，故本實(shí)用新型不限于直式，而可于橫式應(yīng)用。
權(quán)利要求1.一種中央處理單元雙向?qū)Я餍蜕崞?，其特征在于它包括外周連設(shè)多數(shù)鰭片的筒體、設(shè)置于筒體一端的冷卻風(fēng)扇及容置于筒體內(nèi)的冷媒；筒體兩端分別緊接CPU及罩封端蓋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中央處理單元雙向?qū)Я餍蜕崞?，其特征在于所述的冷媒容置于真空筒體內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中央處理單元雙向?qū)Я餍蜕崞?，其特征在于所述的筒體內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中央處理單元雙向?qū)Я餍蜕崞?，其特征在于所述的筒體端蓋及筒壁里面設(shè)有向下滲析冷媒冷凝液體的毛細(xì)管結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4所述的中央處理單元雙向?qū)Я餍蜕崞?，其特征在于所述的冷卻風(fēng)扇設(shè)于鰭片中央部位，冷卻風(fēng)扇位于筒體端蓋外端且與筒體的縱軸呈同一軸心。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4所述的中央處理單元雙向?qū)Я餍蜕崞?，其特征在于所述的筒體端蓋呈弧形或錐形。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4所述的中央處理單元雙向?qū)Я餍蜕崞?，其特征在于所述的冷媒為水?br> 8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4所述的中央處理單元雙向?qū)Я餍蜕崞?，其特征在于所述的筒體端蓋及筒壁里面的毛細(xì)管結(jié)構(gòu)為設(shè)于端蓋及筒壁里的毛細(xì)管層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的中央處理單元雙向?qū)Я餍蜕崞?，其特征在于所述的毛?xì)管層系以金屬粉末冶金制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的中央處理單元雙向?qū)Я餍蜕崞鳎涮卣髟谟谒龅拿?xì)管層為設(shè)于筒壁及端蓋里面的多數(shù)毛細(xì)管溝槽。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的中央處理單元雙向?qū)Я餍蜕崞鳎涮卣髟谟谒龅拿?xì)管層為設(shè)于端蓋里面自中心徑向凹設(shè)多數(shù)弧形凹槽，兩相鄰弧形凹槽間為兩側(cè)形成為任意形狀溝槽的矛頭。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的中央處理單元雙向?qū)Я餍蜕崞鳎涮卣髟谟谒龅拿?xì)管層為鋪設(shè)于端蓋及筒壁里面的多孔性網(wǎng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4所述的中央處理單元雙向?qū)Я餍蜕崞?，其特征在于所述的?dǎo)流結(jié)構(gòu)包括抵接于筒體端(或底)壁的下罩及自下罩向端蓋沿設(shè)呈漸尖筒狀或管狀的導(dǎo)引部；下罩底緣開設(shè)有引進(jìn)由筒壁毛細(xì)管層滲流而下的冷媒液體的進(jìn)液口；導(dǎo)引部上開設(shè)有多數(shù)令冷媒蒸汽射向端蓋或筒壁上方以便冷卻、冷凝完成雙相循環(huán)的小孔。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的中央處理單元雙向?qū)Я餍蜕崞?，其特征在于所述的?dǎo)流結(jié)構(gòu)的導(dǎo)引部向上連設(shè)于端蓋上，而與端蓋一體成型。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的中央處理單元雙向?qū)Я餍蜕崞?，其特征在于所述的?dǎo)流結(jié)構(gòu)的下罩內(nèi)于端壁上置入多孔性吸液構(gòu)件。
16.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4所述的中央處理單元雙向?qū)Я餍蜕崞?，其特征在于所述的?dǎo)流結(jié)構(gòu)為鋪設(shè)于筒體端(或底)壁上的吸液底墊及緊貼于筒壁里面且正交于底墊的吸液邊墊。
專利摘要一種中央處理單元雙向?qū)Я餍蜕崞?。為提供一種結(jié)構(gòu)簡單、散熱效率高、散熱效果好的計(jì)算機(jī)部件,提出本實(shí)用新型,它包括外周連設(shè)多數(shù)鰭片的筒體、設(shè)置于筒體一端的冷卻風(fēng)扇及容置于筒體內(nèi)的冷媒;筒體兩端分別緊接CPU及罩封端蓋。
文檔編號(hào)G06F1/20GK2473668SQ01202088
公開日2002年1月23日 申請(qǐng)日期2001年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月31日
發(fā)明者林清彬 申請(qǐng)人:林清彬, 顧軍夫, 許錫綱