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用于将热量从热源传递到空气的装置的制作方法

  • 国知局
  • 2024-09-11 14:14:50

本发明涉及一种当装置连接到热源时,将热量从热源传递到空气的装置,其中,所述装置包括散热器,所述散热器包括连接或可连接到用于热耦合到热源的散热器底座的多个翅片。此外,本发明涉及一种用于无线通信系统的网络接入节点,其中,所述网络接入节点包括上述类型的装置。

背景技术:

1、散热器作为传统的热管理技术方案用于各种技术领域,例如用于电信领域中,其中,散热器可以安装在网络接入节点(例如基站单元或无线单元)中,以提供冷却。由于网络接入节点中存在热源或热产生器,例如发射器、印刷电路板、光学换能器、功率放大器等,通常在网络接入节点中需要冷却。通常,散热器具有多个主翅片。网络接入节点中的一些冷却技术方案不够高效。

技术实现思路

1、本发明的实施例的目的是提供一种技术方案,用来减少或解决传统技术方案的缺点和问题。

2、上述和其它目的是通过独立权利要求的主题来解决的。从属权利要求中提供了本发明的其它有利实施例。

3、根据本发明的第一方面,上述和其它目的是通过一种装置来实现的,当所述装置连接到热源时,所述装置将热量从所述热源传递到空气,

4、其中,所述装置包括散热器,所述散热器包括连接或可连接到散热器底座的多个翅片,所述散热器底座用于热耦合到所述热源,所述散热器底座具有纵向延伸部,所述纵向延伸部用于在安装所述装置时沿垂直方向延伸,

5、其中,所述翅片中的每一个或至少一个配置如下:

6、所述翅片包括导管装置,所述导管装置包括用于包封载热流体的一个或多个导管,

7、所述翅片包括沸腾区域和冷凝区域,通过所述沸腾区域和所述冷凝区域输送所述载热流体,

8、所述翅片连接或可连接到所述散热器底座,使得所述沸腾区域位于所述散热器底座与所述冷凝区域之间,

9、所述翅片包括底部和顶部,

10、所述翅片具有从所述底部延伸到所述顶部的纵向延伸部,

11、所述翅片连接或可连接到所述散热器底座,使得所述翅片的所述纵向延伸部沿所述散热器底座的所述纵向延伸部的方向延伸,

12、在所述沸腾区域中,所述导管装置包括蒸汽引导路径,

13、所述蒸汽引导路径具有沿所述翅片的所述纵向延伸部的方向延伸的纵向延伸部,

14、在所述沸腾区域中,所述导管装置包括一个或多个沸腾室,在所述一个或多个沸腾室中至少一部分流体蒸发,

15、其中,所述沸腾室具有外边界,

16、其中,所述沸腾室位于由具有四个边和四个顶点的假想四边形界定的室区域内,

17、其中,所述四个顶点中的第一顶点和第二顶点位于所述蒸汽引导路径上,

18、其中,所述四个顶点中的第三顶点和第四顶点从所述蒸汽引导路径移位,

19、其中,所述第一顶点位于所述翅片的所述顶部与所述第二顶点、所述第三顶点和所述第四顶点中的每一个之间,

20、其中,所述第三顶点位于所述翅片的所述顶部与所述第四顶点之间,

21、其中,所述第二顶点位于所述翅片的所述顶部与所述第四顶点之间,

22、其中,从所述第一顶点延伸到所述第三顶点的所述假想四边形的边与所述沸腾室的所述外边界具有一个或多个切点,

23、其中,从所述第二顶点延伸到所述第四顶点的所述假想四边形的边与所述沸腾室的所述外边界具有一个或多个切点,

24、其中,所述沸腾室通过一个或多个孔连接到所述蒸汽引导路径。

25、通过沸腾室和蒸汽引导路径的布置和配置,根据第一方面的装置的优点是,提高了翅片和/或整个散热器的热传递效率或等效导热性,由此可以高效冷却热源,例如电气或电子组件,和/或热源周围的区域。因此,根据第一方面的装置的优点是提高冷却性能,例如,改进热源和/或热源周围区域的冷却。根据第一方面的装置的优点是,沿着导管装置的载热流体可以以高效的方式在翅片中移动,并以改进的方式将热量从散热器底座带走,并从端部的热源带走。

26、翅片和/或散热器的改进的热传递效率或导热性的结果是,翅片和/或散热器的体积和重量可以相对于传统方案减小,而不会有热源处过热或温度升高的任何风险,这对于无线通信系统的网络接入节点(例如基站)来说是一个优点。因此,基站可以以更高效的方式生产,并且在安装时占用更少的空间。根据第一方面的装置的优点是,相对于传统方案,翅片和/或散热器的制造成本较低。典型基站的典型电气或电子组件的温度可以在保持散热器的体积和重量的情况下显著降低。

27、应当理解,流体可以是液体、蒸汽和/或其混合物。例如,在运行期间,流体通常包括液体和蒸汽。热源可以是例如位于印刷电路板(printed circuit board,pcb)上的电气或电子组件。热源的其它示例在下面的详细描述中给出。但是,也可能存在其它热源。每个翅片可以通过附接或可附接到散热器底座,或通过与散热器底座一体形成,例如,布置翅片阵列来连接或可连接到散热器底座。对于一些实施例,沸腾区域可以称为蒸发区域,沸腾室可以称为蒸发室。

28、在根据第一方面的装置的一种实现方式中,所述沸腾室包括限制所述一个或多个孔的第五顶点和第六顶点,

29、其中,所述第五顶点和所述第六顶点位于所述蒸汽引导路径上,

30、其中,所述第五顶点位于所述第一顶点与所述第二顶点之间或位于所述第一顶点的位置,

31、其中,所述第六顶点位于所述第一顶点与所述第二顶点之间或位于所述第二顶点的位置。

32、这种实现形式的优点是,载热流体可以锁定(或捕获)在形成的沸腾室中,从而提供足够的液体,以便在导管装置内的液体的顶层(或边界)上方发生沸腾。这改进了整体传热,并支持热量可以以更高效的方式传递,由此提高了翅片和/或散热器的热传递效率和冷却效率。

33、在根据第一方面的装置的一种实现方式中,所述沸腾室通过两个孔连接到所述蒸汽引导路径,

34、其中,所述第五顶点和所述第六顶点位于所述第一顶点与所述第二顶点之间,

35、其中,所述第一顶点和所述第五顶点限制所述两个孔中的一个,而所述第二顶点和所述第六顶点限制所述两个孔中的另一个。

36、这种实现方式的优点是,载热流体被更高效地锁定(或捕获)(更灵巧地,或更敏捷地),从而提供更多的流体存储在沸腾室中,并因此在翅片中提供更高效的传热,从而支持在填充在翅片的导管装置中的流体的顶层(或边界)上方的区域发生两相沸腾现象。这改进了整体传热,并支持热量可以以更高效的方式传递,并且提高了翅片和/或散热器的冷却效率。

37、在根据第一方面的装置的一种实现方式中,所述沸腾室通过一个孔连接到所述蒸汽引导路径,

38、其中,所述第五顶点位于所述第一顶点的所述位置,

39、其中,所述第六顶点位于所述第二顶点的所述位置,

40、其中,所述第五顶点和所述第六顶点限制所述孔。

41、这种实现方式的优点是,载热流体被更高效地锁定(或捕获)(更灵巧地或更敏捷地),从而提供更多的流体存储在沸腾室中,并因此在翅片中提供更高效的传热,从而支持在填充在翅片的导管装置中的流体的顶层(或边界)上方的区域发生两相沸腾现象。这改进了整体传热,并支持热量可以以更高效的方式传递,从而提高了翅片和/或散热器的冷却效率。

42、在根据第一方面的装置的一种实现方式中,形成在从所述第一顶点延伸到所述第三顶点的所述假想四边形的所述边与第一轴之间的锐角大于零度且小于或等于90度,其中,所述第一轴与所述第一顶点相交并垂直于所述翅片的所述纵向延伸部的所述方向。这种实现方式的优点是,它使沸腾室能够锁定(或捕获)并存储导管装置内流体的顶层(或边界)上方的液体,因此,由于在沸腾室中发生的两相沸腾,提供了高效的热传递,并提供了导管装置的足够空间,不被流体占据,并充当翅片中的冷凝区域。这改进了整体传热,并支持热量可以以改进的方式传递,从而改进了翅片和/或散热器的等效导热性。

43、在根据第一方面的装置的一种实现方式中,形成在从所述第二顶点延伸到所述第四顶点的所述假想四边形的所述边与第二轴之间的锐角大于零度且小于或等于90度,其中,所述第二轴与所述第二顶点相交并垂直于所述翅片的所述纵向延伸部的所述方向。这种实现方式的优点是,它使沸腾室能够锁定(或捕获)并存储导管装置内流体的顶层(或边界)上方的液体,因此,由于在沸腾室中发生的两相沸腾,提供了高效的热传递,并提供了导管装置的足够空间,不被流体占据,并充当翅片中的冷凝区域。这改进了整体传热,并支持热量可以以改进的方式传递,从而改进了翅片和/或散热器的等效导热性。

44、在根据第一方面的装置的一种实现方式中,形成在从所述第一顶点延伸到所述第三顶点的所述假想四边形的所述边与所述第一轴之间的所述锐角等于形成在从所述第二顶点延伸到所述第四顶点的所述假想四边形的所述边与所述第二轴之间的锐角。这种实现方式的优点是,形成的沸腾室在翅片内部的导管装置内的流体的顶层(或边界)上方提供更高效的液体锁定(捕获)。最后,该功能改进了整体传热,并支持热量可以以改进的方式传递。

45、在根据第一方面的装置的一种实现方式中,从所述第一顶点延伸到所述第三顶点的所述假想四边形的所述边的长度乘以形成在从所述第一顶点延伸到所述第三顶点的所述假想四边形的所述边与所述第一轴之间的锐角的余弦等于从所述第二顶点延伸到所述第四顶点的所述假想四边形的所述边的长度乘以形成在从所述第二顶点延伸到所述第四顶点的所述假想四边形的所述边与所述第二轴之间的所述锐角的余弦。这种实现方式的优点是,形成的沸腾室在翅片内部的导管装置内的流体的顶层(或边界)上方提供更高效的液体锁定(捕获)功能。最后,该功能改进了整体传热,并支持热量可以以改进的方式传递。

46、在根据第一方面的装置的一种实现方式中,形成在从所述第一顶点延伸到所述第三顶点的所述假想四边形的所述边与所述第一轴之间的所述锐角大于形成在从所述第二顶点延伸到所述第四顶点的所述假想四边形的所述边与所述第二轴之间的锐角。这种实现方式的优点是可以以改进的方式传递热量。这种实现方式的优点是,形成的沸腾室在翅片内部的导管装置内的流体的顶层(或边界)上方提供更高效的液体锁定(捕获)功能。最后,该功能改进了整体传热,并支持热量可以以改进的方式传递。

47、在根据第一方面的装置的一种实现方式中,从所述第一顶点延伸到所述第三顶点的所述假想四边形的所述边的长度乘以形成在从所述第一顶点延伸到所述第三顶点的所述假想四边形的所述边与所述第一轴之间的锐角的余弦大于从所述第二顶点延伸到所述第四顶点的所述假想四边形的所述边的长度乘以形成在从所述第二顶点延伸到所述第四顶点的所述假想四边形的所述边与所述第二轴之间的所述锐角的余弦。这种实现方式的优点是,形成的沸腾室在翅片内部的导管装置中的流体的顶层(或边界)上方提供更高效的液体锁定(捕获)功能。最后,该功能改进了整体传热,并支持热量可以以改进的方式传递。

48、在根据第一方面的装置的一种实现方式中,从所述第三顶点延伸到所述第四顶点的所述假想四边形的所述边与所述沸腾室的所述外边界具有一个或多个切点。这种实现方式的优点是,沸腾室的形状被成形为高效锁定(或捕获)流体,并且来自将聚集在沸腾室中的蒸汽流的夹带液体的量将增加,该蒸汽流位于填充在翅片的导管装置中的流体的顶层(或边界)上方。

49、在根据第一方面的装置的一种实现方式中,所述沸腾室包括具有两个孔的导管环。这种实现方式的优点是,载热流体具有定向流动,在设计的位置进入和离开沸腾室。这一功能改进了整体传热,因为翅片中没有停滞区,在翅片中流体的速度有限(低),这影响了流体循环的效率,并最终影响了翅片和整个散热器的温度分布。

50、在根据第一方面的装置的一种实现方式中,所述沸腾室包括六角形导管。这种实现方式的优点是,液体被高效地存储在沸腾室中,提供足够的液体沸腾,以便从作为热源的电子组件吸收热能。另外,由于导管装置的沸腾室区域和冷凝区域图案不存在不同的几何形状,与冷凝区域具有相同的图案,例如六边形图案,该功能提供了相对于传统方案更低的成本方案。

51、在根据第一方面的装置的一种实现方式中,所述六角形导管具有外边界,

52、其中,所述六角形导管的所述外边界具有六个顶点和六个边,

53、其中,所述六角形导管的所述外边界的所述六个边中的一个与所述蒸汽引导路径对准。

54、这种实现方式的优点是,液体被高效地存储在沸腾室中,提供足够的液体沸腾,以便从作为热源的电子组件吸收热能。另外,由于导管装置的沸腾室区域和冷凝区域图案不存在不同的几何形状,与冷凝区域具有相同的图案,例如六边形图案,该功能提供了更低的成本方案。

55、在根据第一方面的装置的一种实现方式中,所述沸腾室被配置成捕获液体形式的流体,所述液体形式的流体由在所述蒸汽引导路径中沿所述翅片的所述纵向延伸部的所述方向流动的蒸汽形式的流体流运输。这种实现方式的优点是,载热流体可以被锁定(或捕获)在位于填充翅片的导管装置的流体的顶层(或边界)上方的多个沸腾室中,从而避免在导管装置内昂贵和繁琐的毛细管结构(芯)的传统应用,以便沿着翅片的纵向延伸部逆重力方向吸入(泵送)液体。

56、在根据第一方面的装置的一种实现方式中,从所述第一顶点延伸到所述第二顶点的所述假想四边形的所述边沿所述蒸汽引导路径的所述纵向延伸部的方向延伸。这种实现方式的优点是,热量可以以改进的方式传递,从而改进了翅片和/或散热器的等效导热性。

57、在根据第一方面的装置的一种实现方式中,当所述翅片连接到所述散热器底座时,所述假想四边形位于垂直平面中。这种实现方式的优点是,这种布置支持流体沿着由导管装置界定的环路的某些(或界定的)定向运动(循环)。

58、在根据第一方面的装置的一种实现方式中,所述孔位于从所述第一顶点延伸到所述第二顶点的所述假想四边形的所述边。这种实现方式的优点是可以以改进的方式传递热量。这种实现方式的优点是改进了翅片和/或散热器的导热性。

59、在根据第一方面的装置的一种实现方式中,所述蒸汽引导路径的所述纵向延伸部从所述翅片的所述底部延伸到所述顶部。这种实现方式的优点是可以以改进的方式传递热量。这种实现方式的优点是,载热流体具有定向流动,在设计的位置进入和离开沸腾室。这一功能改进了整体传热,因为翅片中没有停滞区,在翅片中流体的速度有限(低),这影响了流体循环的效率,并最终影响了翅片和整个散热器的温度分布。

60、在根据第一方面的装置的一种实现方式中,所述导管装置包括两个或两个以上互连导管,将所述沸腾区域的所述一个或多个导管连接到所述冷凝区域的所述一个或多个导管。这种实现方式的优点是可以以改进的方式传递热量。这种实现方式的优点是改进了翅片和/或散热器的导热性。

61、在根据第一方面的装置的一种实现方式中,所述互连导管具有一个或多个纵向延伸部,其中,在所述互连导管的所述纵向延伸部与垂直于所述翅片的所述纵向延伸部的所述方向的轴线之间形成锐角。这种实现方式的优点是可以以改进的方式传递热量。这种实现方式的优点是改进了翅片和/或散热器的导热性。

62、在根据第一方面的装置的一种实现方式中,所述翅片形成一个或多个用于空气通过的通孔,其中,所述通孔位于所述沸腾室与所述冷凝区域之间。这种实现方式的优点是,从散热器底座的热传递可以根据每个热源的热负荷和热源相对于翅片的位置来定制,从而提供高效的热传递。这种实现方式的优点是,能够管理(或定制)散热比的划分,由通过翅片的金属主体(外壳)的热传导和两相传热覆盖,涉及通过导管装置循环的载热流体。因此,根据印刷电路板(printed circuit board,pcb)的实际热负荷图(电子组件及其位置和热功率),实现了翅片和整个散热器的更高效设计。

63、在根据第一方面的装置的一种实现方式中,所述翅片包括两个或两个以上导管装置。这种实现方式的优点是,能够管理(或定制)散热比的划分,由通过翅片的金属主体(外壳)的热传导和两相传热覆盖,涉及通过导管装置循环的载热流体。因此,根据印刷电路板(printed circuit board,pcb)的实际热负荷图(电子组件及其位置和热功率),实现了翅片和整个散热器的更高效设计。这种实现方式的优点是,从散热器底座的热传递可以根据每个热源的热负荷和热源相对于翅片的位置来定制,从而提供高效的热传递。这种实现方式的优点是,可以以改进的方式控制热量的传递,并且改进了翅片和/或散热器的导热性。

64、在根据第一方面的装置的一种实现方式中,在所述沸腾区域中,所述导管装置包括两个或两个以上平行的蒸汽引导路径。这种实现方式的优点是,从散热器底座的热传递可以根据每个热源的热负荷和热源相对于翅片的位置来定制,从而提供高效的热传递。这种实现方式的优点是,热量的传递可以以改进的方式控制,使得在参与通过散热器和翅片热传递的整个传热机构中,沸腾比可以增加。因此,整体传热效率得到提高,因为两相热传递,即沸腾,是热传递(热传导、热对流和热辐射)中最高效的热传递。因此,以改进的方式实现了从热源或电子组件通过散热器和翅片向空气的传热。

65、在根据第一方面的装置的一种实现方式中,在所述冷凝区域中,所述导管装置的导管包括以下组中的一个或多个:

66、·六角形导管;

67、·环形导管;

68、·圆形导管;

69、·椭圆形导管;

70、·网状导管系统;

71、·直导管;

72、·具有沿所述翅片的所述纵向延伸部的方向延伸的纵向延伸部的直导管。

73、这种实现方式的优点是可以以改进的方式控制热量的传递。这种实现方式的优点是可以以改进的方式传递热量。这种实现方式的优点是改进了翅片和/或散热器的等效导热性。

74、在根据第一方面的装置的一种实现方式中,所述翅片由一个或多个板通过压制成形形成,以便形成所述导管装置,所述一个或多个板由包括或由金属或金属合金组成的材料制成。

75、在根据第一方面的装置的一种实现方式中,所述翅片由一个或多个层通过辊轧粘合形成,以便形成所述导管装置,所述一个或多个层由包括或由金属或金属合金组成的材料制成。

76、在根据第一方面的装置的一种实现方式中,所述翅片包括第一端部和第二端部,其中,所述翅片具有从所述第一端部延伸到所述第二端部的横向延伸部。

77、在根据第一方面的装置的一种实现方式中,所述沸腾区域位于所述第一端部中,其中,所述冷凝区域位于所述第二端部中。

78、在根据第一方面的装置的一种实现方式中,所述第一端部包括所述沸腾区域,其中,所述第二端部包括所述冷凝区域。

79、在根据第一方面的装置的一种实现方式中,所述散热器底座具有横向延伸部,所述横向延伸部被配置成当安装所述装置时沿水平方向延伸。

80、在根据第一方面的装置的一种实现方式中,所述导管装置形成与围绕所述装置的环境空气密封的空间。

81、在根据第一方面的装置的一种实现方式中,所述导管装置被配置成使得流体的蒸汽从所述沸腾区域移动到所述冷凝区域。

82、在根据第一方面的装置的一种实现方式中,所述导管装置被配置成使得热量由所述流体从所述沸腾区域携带到所述冷凝区域。

83、在根据第一方面的装置的一种实现方式中,所述散热器包括所述散热器底座,其中,所述一个或多个翅片连接或可连接到所述散热器底座。

84、根据本发明的第二方面,上述和其它目的通过用于无线通信系统的网络接入节点实现,其中,网络接入节点包括根据上文或下文提到的装置的任何实施例或实现形式的装置。网络接入节点的优点与上文或下文提到的装置及其实现方式或实施例的优点相对应。网络接入节点可以包括,或者是,位于基站中的单元。

85、本发明的实现方式或实施例的其它应用和优点从以下详细描述中显而易见。

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