用于處理單元的冷卻設(shè)備的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型描述了一種用于CPU的冷卻單元，其包括帶凹槽的兩個(gè)平板，兩個(gè)平板固定在一起共同形成由氣密性插入塊密封并且有冷卻液在其中流動(dòng)的至少一個(gè)通道。這些板是用于與這些板接觸的CPU的發(fā)熱電子部件的散熱面，同時(shí)冷卻液在其中循環(huán)的通道具有用于分別供應(yīng)和排放冷卻液的入口和出口。所提出的技術(shù)方案的技術(shù)效果是提高用于CPU的冷卻系統(tǒng)的有效性和效率、簡(jiǎn)化其設(shè)計(jì)、提高可靠性特性、以及降低冷卻系統(tǒng)的能耗。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于處理單元的冷卻設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體而言涉及電氣工程，更具體地涉及用于冷卻計(jì)算機(jī)處理器的電源供應(yīng)單元的設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]2002年10月I日授權(quán)的IPC為H05K7/20的美國(guó)專(zhuān)利6457514描述了一種用于電子部件的液體冷卻散熱器，其特征在于，選擇性地布置的散熱鰭片，即僅靠近冷卻的電子部件倚其安置的區(qū)域而定位的散熱鰭片。
[0003]所述設(shè)備的缺點(diǎn)在于局部熱量傳遞在安裝有冷卻模塊的區(qū)域增強(qiáng)，因?yàn)轭~外的元件(鰭片、鰭片板)被添加到冷卻液的流中，導(dǎo)致增大了冷卻劑通道的流體阻力和設(shè)計(jì)成本。
[0004]發(fā)明人的1991年3月23日的IPC為H05K7/20的編號(hào)為1637051的證書(shū)描述了一種無(wú)線電子模塊單元，其包括:殼體；電路板，具有牢固地固定在其多個(gè)側(cè)面中的一個(gè)側(cè)面的多個(gè)電子部件；以及散熱器，散熱器由形成通道的層壓板構(gòu)成，冷卻液在通道內(nèi)循環(huán)。在此模塊中，電路板使用其獨(dú)立側(cè)與散熱器連接，以增大組合物密度以及改善熱傳遞。冷卻液循環(huán)的通道位于散熱器的內(nèi)層中，以確保與外層在其整個(gè)長(zhǎng)度上接觸，以及在縱截面以沿著成排電子部件指向的彎曲的形式來(lái)構(gòu)造。
[0005]本發(fā)明的缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)低效性和缺乏有效性，因?yàn)闊崃繌恼麄€(gè)底面上并且部分地沿著成排的電子部件散去。
[0006]最接近的技術(shù)決策是用于電源電路模塊的冷卻設(shè)備，如2006年4月10日的IPC為H05K 7/20的俄羅斯聯(lián)邦專(zhuān)利2273970中所述的，其包括上面安裝有成排的發(fā)熱電路模塊和蓋子的散熱底座。所述冷卻設(shè)備還包括冷卻劑在其內(nèi)循環(huán)的通道。通道以彎曲的形式構(gòu)造，并且散熱底座包括在安裝有電子模塊的位置以下形成的空腔。安裝在空腔中的插入件與蓋子連接并形成冷卻劑在其中循環(huán)的通道。所述通道被設(shè)計(jì)為在不同平面中互連和布置的直線部分和彎曲段。這些部分和段的每個(gè)位于所述空腔中，其中，所述通道采用根據(jù)冷卻液循環(huán)的串聯(lián)-并聯(lián)圖案連接。為了固定電子模塊，底座具有熱交換器，其通過(guò)冷卻液循環(huán)通過(guò)的通道的彎曲段。位于通道內(nèi)部的熱交換器部分采用流線型葉片的形式來(lái)設(shè)計(jì)；而在冷卻液的流動(dòng)偏轉(zhuǎn)以及冷卻液在其中循環(huán)的通道的截面與相應(yīng)的電力電子模塊的電力成比例的位置處，所述通道配有旋轉(zhuǎn)葉片。因而，為了減少每個(gè)通道中的液壓損失，直線部分的截面表面超過(guò)了彎曲段的截面表面。此外，冷卻液在其中循環(huán)的至少一個(gè)通道配有阻氣門(mén)，以平衡冷卻液的流動(dòng)。
[0007]上述冷卻單元具有以下缺點(diǎn):
[0008]?在第一發(fā)熱電子部件之后加熱的冷卻劑然后被傳遞到第二發(fā)熱電子部件。此過(guò)程需要額外使用冷卻液。當(dāng)沿著冷卻液循環(huán)的路徑使用具有不同發(fā)熱參數(shù)的電子部件時(shí)，此缺點(diǎn)尤其明顯；
[0009].不存在允許針對(duì)每個(gè)電子部件單獨(dú)調(diào)節(jié)冷卻液的供應(yīng)量和通道中冷卻液的速度的結(jié)構(gòu)元件，因此降低了熱傳遞效率。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0010]用于CPU的冷卻系統(tǒng)的冷卻單元包括兩個(gè)半體，所述半體包括冷卻液在其中循環(huán)的通道、氣密性插入塊、以及直接或通過(guò)各種熱界面而與CPU的發(fā)熱電子部件形成接觸的散熱底座。為了冷卻標(biāo)準(zhǔn)的存儲(chǔ)器模塊，熱交換器被使用，其中存儲(chǔ)器模塊在熱界面的幫助下被安裝并內(nèi)部固定在熱交換器的凹槽內(nèi)。熱交換器被安裝到CPU的冷卻單元，并且從存儲(chǔ)器模塊、通過(guò)熱交換器、至冷卻單元的熱傳遞通過(guò)接觸過(guò)程執(zhí)行。
[0011]冷卻液在其中循環(huán)的通道以矩形凹槽的形式在用于CPU的冷卻單元的主體內(nèi)形成，并且具有與冷卻液循環(huán)遵循的圖案一致的圖案。冷卻單元的半體(一個(gè)或兩個(gè))具有用于安裝氣密性插入塊的兩個(gè)隔離的封閉通道，并且具有用于將冷卻單元安裝到配線柜內(nèi)的緊固件。
[0012]所提議的技術(shù)方案的技術(shù)效果是提高用于CPU的冷卻系統(tǒng)的有效性和效率、簡(jiǎn)化其設(shè)計(jì)、改善可靠性特性、以及減少冷卻系統(tǒng)的能耗。
[0013]實(shí)現(xiàn)的技術(shù)效果在于用于CPU的冷卻單元包括緊固在一起共同形成至少一個(gè)通道的兩個(gè)帶凹槽的平板，形成的至少一個(gè)通道由氣密性插入塊密封，并且冷卻液在形成的至少一個(gè)通道內(nèi)循環(huán)。這些板是與其接觸的CPU的發(fā)熱電子部件的散熱面，同時(shí)冷卻液在其中循環(huán)的通道具有用于分別供應(yīng)和排放冷卻液的入口和出口。
[0014]在這種情況下，CPU的電子部件通過(guò)焊盤(pán)和/或通過(guò)各種熱界面直接與平板接觸。因此，在剖視圖中，冷卻液在其中循環(huán)的通道可以具有正方形、長(zhǎng)方形、圓形或橢圓形的形狀。
[0015]帶凹槽的平板優(yōu)選由緊固件安裝于或焊接至彼此。在這種情況下，每個(gè)平板具有安裝有氣密性插入塊的絕緣封閉凹槽。另外，在其設(shè)計(jì)中安裝在一起的兩個(gè)平板可以具有用于將冷卻單元緊固到配線柜的緊固裝置。冷卻液在其中循環(huán)的通道優(yōu)選具有冷卻液遵循其而循環(huán)的順序圖案。
[0016]另外,入口和出口必須具有快速連接軟管、管道或管件(例如John Guest管件)的裝置。
[0017]用于CPU的冷卻系統(tǒng)的工作原理是要在冷卻液的幫助下完全消除電子部件中產(chǎn)生的熱增量。冷卻液沿著以這種方式初步形成的通道移動(dòng)，以減少流體損失以及平衡計(jì)算機(jī)的發(fā)熱部件的表面溫度。計(jì)算機(jī)部件的穩(wěn)態(tài)溫度整體提高計(jì)算機(jī)可靠性。通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)了能源節(jié)約。
[0018]絕緣冷卻液的溫度允許使用大氣冷卻，并且完全放棄氟利昂(Freon)冷卻系統(tǒng)坐寸ο
[0019]去除相同熱增量所需要的冷卻液的量比熱容量相等的空氣體積小4000倍。這是由于不同的環(huán)境之間的熱容差。
[0020]上述建議的冷卻系統(tǒng)包括采用這種方式形成的一個(gè)或更多個(gè)冷卻板，以與CPU的發(fā)熱電子部件直接連接或通過(guò)不同的熱界面連接。在其他電子部件之中，冷卻系統(tǒng)用于冷卻2.5〃 (2.5寸)盤(pán)或一個(gè)3.5〃盤(pán)。冷卻板也用作殼體部件以及加強(qiáng)CPU的結(jié)構(gòu)完整性。
[0021]冷卻液在冷卻板內(nèi)部于至少一個(gè)通道中循環(huán)。因而，冷卻液主要由于熱傳遞而從電子部件的表面去除熱增量。CPU的冷卻單元的輸入和輸出與外部液體冷卻系統(tǒng)連接。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]在下文中將參照附圖來(lái)描述本實(shí)用新型，其中:
[0023]圖1是用于CPU的冷卻單元的總視圖；
[0024]圖2是冷卻單元的內(nèi)視圖；
[0025]圖3是冷卻單元的其中一個(gè)板的視圖；
[0026]圖4是與計(jì)算機(jī)冷卻元件相連的各種冷卻焊盤(pán)。
[0027]圖5是冷卻單元的總側(cè)視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0028]冷卻系統(tǒng)的冷卻單元也可以安裝到在利用各種眾所周知的裝置進(jìn)行冷卻的CPU中。用于CPU以及標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)器模塊和盤(pán)的指定冷卻單元包括兩個(gè)半體，其包括冷卻液在其中循環(huán)的通道、氣密性插入塊、以及安裝有熱界面的散熱底座，熱界面與CPU的發(fā)熱電子部件直接接觸。用于CPU的供冷卻液在其中循環(huán)的通道以矩形凹槽的形式形成在半體(一個(gè)或兩個(gè))的主體內(nèi)，并且具有與冷卻液循環(huán)遵循的圖案一致的圖案。冷卻單元的半體(一個(gè)或兩個(gè))具有用于安裝氣密性插入塊的兩個(gè)隔離的封閉通道，并且具有用于將冷卻單元安裝到配線柜內(nèi)的緊固件。在熱界面的幫助下存儲(chǔ)器模塊安裝在熱交換器的凹槽中并安置于內(nèi)側(cè)，熱交換器用于冷卻標(biāo)準(zhǔn)的存儲(chǔ)器模塊。熱交換器本身被安裝到CPU的冷卻單元，并且從存儲(chǔ)器模塊、通過(guò)熱交換器、至冷卻單元的熱傳遞通過(guò)接觸過(guò)程執(zhí)行。在其他電子部件之中，平板用于冷卻兩個(gè)2.5"盤(pán)或一個(gè)3.5"盤(pán)。
[0029]用于CPU的冷卻單元通過(guò)銑削兩個(gè)半體⑴和⑵來(lái)設(shè)計(jì)(圖2、圖3和5)，半體包括冷卻液(3)在其中循環(huán)的通道。為了確保通道的氣密性，將由彈性材料制成的環(huán)形氣密性插入塊放置到凹槽(4)內(nèi)(圖2)。在半體(I)的外側(cè)上有熱交換器，其與CPU的發(fā)熱電子部件接觸(圖4，位置5)。在半體(I)的側(cè)壁中有用于供應(yīng)以及排放冷卻液的入口(6)和出口(7)，入口(6)和出口(7)與冷卻劑在其中循環(huán)的通道連接，并且以半體⑵由氣密性插入塊(4)封閉。半體(I)(圖2)包括用于在配線柜(8)內(nèi)安裝冷卻單元的導(dǎo)向元件
(S)0在其他電子部件之中，平板用于冷卻兩個(gè)2.5〃盤(pán)或一個(gè)3.5〃盤(pán)(圖2，位置9)。圖5示出CPU的冷卻單元的截面，冷卻單元包括兩個(gè)半體⑴和(2)，兩個(gè)半體⑴和⑵具有用于冷卻標(biāo)準(zhǔn)的存儲(chǔ)器模塊(圖5，位置10)而安裝的熱交換器。熱交換器通過(guò)熱界面
(11)安裝在冷卻單元上。
[0030]用于CPU的冷卻單元工作如下。經(jīng)半體(I)中的入口(6)，冷卻劑被供應(yīng)至通道
(3)，冷卻劑在通道(3)中循環(huán)，并且通道(3)通過(guò)互連的半體⑴和半體(2)形成。冷卻劑朝向箭頭經(jīng)由冷卻劑在其中循環(huán)的通道而移動(dòng)。通道以矩形凹槽的形式形成在半體的主體內(nèi)，并且具有冷卻劑循環(huán)遵循的圖案，從而允許最優(yōu)化冷卻劑的流動(dòng)以及提高冷卻單元的效率和有效性。
[0031]通道在兩個(gè)半體之間的這種設(shè)計(jì)允許產(chǎn)生最佳的截面形狀，從而提供高速的液體通路，以提高效率并簡(jiǎn)化冷卻單元的設(shè)計(jì)、避免不必要的氣密性密封墊。存儲(chǔ)器模塊在熱界面的幫助下安裝并固定在其凹槽中的熱交換器從標(biāo)準(zhǔn)的存儲(chǔ)器模塊中移除熱增量。熱交換器本身被安裝到CPU的冷卻單元，并且從存儲(chǔ)器模塊、通過(guò)熱交換器、至冷卻單元的熱傳遞通過(guò)接觸過(guò)程執(zhí)行。
[0032]以上介紹了用于CPU的冷卻單元的一般方面，但是對(duì)于專(zhuān)門(mén)從事這種特定主題的任何專(zhuān)業(yè)人員顯然的是，例如在平板相對(duì)CPU不同定位時(shí)等，可以基于上述數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)各種冷卻設(shè)備。
【權(quán)利要求】
1.一種用于計(jì)算機(jī)處理單元CPU的冷卻設(shè)備，包括:帶凹槽的兩個(gè)平板，所述兩個(gè)平板緊固在一起共同形成至少一個(gè)通道，所述通道由氣密性插入塊密封并且冷卻液在所述通道中流動(dòng)，這些板是用于與這些板形成接觸的所述CPU的發(fā)熱電子部件的散熱面，同時(shí)冷卻液在其中循環(huán)的通道具有用于分別供應(yīng)和排放冷卻液的入口和出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻設(shè)備，其與已知技術(shù)方案的不同之處在于，所述CPU的所述電子部件直接或通過(guò)各種熱界面與平板形成接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻設(shè)備，其與已知技術(shù)方案的不同之處在于，在剖視圖中，所述冷卻液在其中循環(huán)的通道具有正方形、長(zhǎng)方形、圓形或橢圓形的形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻設(shè)備，其與已知技術(shù)方案的不同之處在于，所述帶凹槽的兩個(gè)平板通過(guò)緊固件安裝于或焊接至彼此。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻設(shè)備，其與已知技術(shù)方案的不同之處在于，每個(gè)平板具有安裝有所述氣密性插入塊的絕緣封閉凹槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻設(shè)備，其與已知技術(shù)方案的不同之處在于，設(shè)計(jì)中安裝在一起的兩個(gè)平板具有用于將所述冷卻單元緊固到配線柜的緊固裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻設(shè)備，其與已知技術(shù)方案的不同之處在于，所述冷卻液在其中循環(huán)的所述通道具有順序圖案，所述冷卻液遵循所述順序圖案循環(huán)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻設(shè)備，其與已知技術(shù)方案的不同之處在于，入口和出口具有用于快速連接軟管和管道的裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的冷卻設(shè)備，其與已知技術(shù)方案的不同之處在于，用于快速連接軟管和管道的所述裝置指John Guest管件。
【文檔編號(hào)】G12B15/02GK204189458SQ201390000136
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2013年2月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月26日
【發(fā)明者】葉戈?duì)枴啔v山德羅維奇·德魯日寧, 安德雷·亞歷山德羅維奇·米哈謝夫, 阿列克謝·鮑里索維奇·什梅列夫 申請(qǐng)人:“Rsc技術(shù)”封閉式股份公司