包括液體冷卻單元的電子設備的製作方法
2023-05-28 17:50:26
專利名稱：包括液體冷卻單元的電子設備的製作方法
技術領域：
本發明例如涉及一種電子設備，諸如筆記本型個人計算機。
背景技術：
筆記本型個人計算機例如包括主體外殼和顯示器外殼。鍵盤嵌設在
主體外殼的表面中。液晶顯示器(LCD)面板單元結合在顯示器外殼中。 例如，如日本專利申請第2002-182797號公報中公開了在筆記本型個人計 算機中結合液體冷卻單元。液體冷卻單元用於冷卻電子元件，諸如中央 處理單元(CPU)晶片。
利用管來將液體冷卻單元中的元件(諸如熱接收器和泵)連接起來。 管在主體外殼和顯示器外殼之間延伸。管例如設置在LCD面板單元的背 部。因此，工作者不得不在製造筆記本型個人計算機的加工過程中手動 設置所述管。這使得製造筆記本型個人計算機的加工過程複雜化。生產 成本增加。
發明內容
因此，本發明的目的是提供一種電子設備，該電子設備能通過便利 的方式以降低的成本實現液體冷卻單元的裝配過程。
根據本發明，提供了一種電子設備，該電子設備包括第一外殼； 第二外殼，該第二外殼與第一外殼連接；和液體冷卻單元，該液體冷卻 單元裝在所述第一外殼中，其中所述液體冷卻單元包括閉合循環迴路； 第一熱接收器，該第一熱接收器插入在所述閉合循環迴路中，所述第一 熱接收器具有被接收在第一電子元件上的導熱板，所述第一熱接收器在 所述導熱板上限定流動通道；第二熱接收器，該第二熱接收器在所述第 一熱接收器的下遊位置處插入在所述閉合循環迴路中，所述第二熱接收 器具有被接收在第二電子元件上的導熱板，所述第二熱接收器在所述導熱板上限定流動通道；熱交換器，該熱交換器在所述第二熱接收器的下 遊位置處插入在所述閉合循環迴路中，所述熱交換器被設計成吸收冷卻 劑的熱量；箱體，該箱體在所述熱交換器的下遊位置處插入在所述閉合 循環迴路中，所述箱體被設計成保留所述閉合循環迴路中的空氣；和泵， 所述泵在所述箱體的下遊位置處插入在所述閉合循環迴路中，所述泵辛皮 設計成使所述冷卻劑沿著所述閉合循環迴路進行循環。所述液體冷卻單元包括一些元件，諸如所述電子設備中的第一和第 二熱接收器、熱交換器、箱體和泵。所述液體冷卻單元裝在所述第一外 殼中。所述液體冷卻單元的任何元件都不裝在所述第二外殼中。因此， 所述液體冷卻單元以便利的方式結合在所述第一外殼中。這使得生產成 本降低。所述液體冷卻單元還能以便利的方式從所述第一外殼上拆下。所述電子設備可以允許在所述第一電子元件處產生第一熱能的熱量 和在所述第二電子元件處產生第二熱能的熱量，所述第二熱能小於所述 第一熱能。所述泵允許冷卻劑在前述的液體冷卻單元中順序地流動通過 所述第一熱接收器、所述第二熱接收器、所述熱交換器和所述箱體。所 述液體冷卻單元首先允許所述第一熱接收器冷卻具有第一熱能的熱量的 第一電子元件。所述液體冷卻單元然後允許所述第二熱接收器冷卻具有 小於第一熱能的第二熱能的熱量的第二電子元件。這樣，由於具有較大 熱能的熱量的第一電子元件首先被冷卻，所述第一和第二電子元件以有 效的方式被冷卻。
本發明的上述和其他目的、特點和優點通過下面結合附圖對優選實 施方式的描述將變得清楚，圖中圖1是示意地表示筆記本型個人計算機的立體圖，該筆記本型個人 計算機用作根據本發明的第一實施方式的電子設備的具體實施例；圖2是示意地表示筆記本型個人計算機的內部結構的立體圖；圖3是示意地表示根據本發明的具體實施方式
的液體冷卻單元的平 圖4是示意地表示根據本發明的具體實施例的熱接收器的剖視圖； 圖5是沿著圖4中的線5-5剖取的剖視圖； 圖6是示意地表示風扇單元的局部剖視圖；圖7是沿著圖6中的線7-7剖取的剖視圖，用於示意地表示根據本 發明的具體實施例的熱交換器；圖8是沿著圖7中的線8-8剖取的剖視圖； 圖9是流入噴嘴的前視示意圖；圖10是對應於圖7的剖視圖，示意地表示根據本發明的另一具體實 施例的熱交換器；圖11是對應於圖7的剖視圖，示意地表示根據本發明的又一具體實 施例的熱交換器；圖12是對應於圖8的剖視圖，示意地表示根據本發明的又一具體實 施例的熱交換器；圖13是對應於圖8的剖視圖，示意地表示根據本發明的又一具體實 施例的熱交換器；圖14是示意地表示根據本發明的第二實施方式的筆記本型個人計 算機的內部結構的立體圖；圖15是示意地表示主體外殼的立體圖；圖16是對應於圖4的剖視圖，示意地表示根據本發明的具體實施例 的熱接收器；圖17是沿著圖16中的線17-17剖取的剖視圖；圖18是對應於圖8的剖視圖，示意地表示根據本發明的又一具體實 施例的熱交換器；和圖19是對應於圖8的剖視圖，示意地表示根據本發明的又一具體實 施例的熱交換器。
具體實施方式
圖1示意地表示筆記本型個人計算機11，該筆記本型個人計算機11
作為根據本發明的第一實施方式的電子設備的具體實施例。筆記本型個 人計算機11包括薄的第一外殼，即主體外殼12,和第二外殼，即顯示器
外殼13。顯示器外殼13連接到主體外殼12，以進行相對的旋轉運動。 主體外殼12包括基部12a和可拆卸地連接到基部12a上的蓋子12b。輸 入裝置，諸如鍵盤14和指向裝置15，例如被嵌入在蓋子12b的表面中。 使用者操作鍵盤14和/或指向裝置15以輸入命令和/或數據。
液晶顯示器(LCD)面板模組16例如安裝在顯示器外殼13中。LCD 面板模組16的屏幕在窗口 17中露出，該窗口 17被限定在顯示器外殼13 內。文字和圖形顯示在屏幕上。使用者根據屏幕上的文字和圖形能知道 筆記本型個人計算機11正在進行的操作。顯示器外殼13通過相對於主 體外殼12的旋轉運動能疊放在主體外殼12上。
如圖2所示，印刷電路板單元18設置於限定在主體外殼12中的內 部空間中。印刷電路板單元18包括印刷線路板19和安裝在該印刷線路 板的表面上的電子元件，即第一和第二大規模集成電路(LSI)封裝體21、 22。第一 LSI封裝體21例如包括安裝在小型基板上的中央處理單元 (CPU)晶片(未示出)。第二LSI封裝體例如包括安裝在小型基板上的 視頻晶片(未示出)。CPU晶片被設計成例如根據作業系統(OS)和/或 應用軟體執行各種處理。視頻晶片被設計成例如根據CPU晶片的處理執 行圖像處理。
存儲介質驅動器或存儲裝置，諸如多功能數碼光碟(DVD)驅動器 23和硬碟驅動器，即HDD 24，在印刷線路板19外側的位置處設置在主 體外殼12的內部空間中。前述作業系統和應用軟體可以存儲在硬碟驅動 器24中。卡組件25設置在主體外殼12的內部空間中。PC卡(諸如存 儲器卡、小型計算機系統接口 (SCSI)卡和區域網(LAN)卡)通過插 槽插入在卡組件25中。卡組件25例如可以安裝在印刷線路板19上。
液體冷卻單元27設置在主體外殼12的內部空間中的印刷線路板19 上。液體冷卻單元27包括被接收在第一 LSI封裝體21上的第一熱接收 器28。第一熱接收器28被設計成吸收在CPU晶片中產生的熱量。例如， 可以利用螺釘將第一熱接收器28固定到印刷線路板19上。液體冷卻單 元27能夠形成用於冷卻劑的封閉的閉合循環迴路。第一熱接收器28插 入在該閉合循環迴路中。這裡，例如丙二醇系列的防凍劑可以用作冷卻 劑。後面將詳細描述第一熱接收器28。第二熱接收器29插入在該閉合循環迴路中。第二熱接收器29被接 收在第二 LSI封裝體22上。第二熱接收器29位於第一熱接收器28下遊 的位置處。第二熱接收器29包括被接收在視頻晶片上的導熱板。這樣， 第二熱接收器29從視頻晶片吸收熱量。導熱板連接到後面將描述的金屬 管上。例如，可以利用螺釘將導熱板固定到印刷線路板19上。導熱板例 如可以由具有導熱性的金屬材料(諸如，鋁)製成。熱交換器31插入在閉合循環迴路中，從而從冷卻劑吸收熱量。熱交 換器31位於第二熱交換器29下遊的位置處。熱交換器31與限定在風扇 單元32中的通風幵口相對。例如，可以利用螺釘將熱交換器31和風扇 單元32固定在印刷線路板19上。熱交換器31設置在風扇單元32和限 定在主體外殼12中的空氣出口 33之間。風扇單元32產生順序流動經過 熱交換器31和空氣出口 33的氣流。後面將詳細描述熱交換器31和風扇 單元32。風扇單元32可以設置在形成於印刷線路板19中的凹槽內。風扇單元32包括風扇殼體34。風扇殼體34限定預定的內部空間。 在風扇殼體34的頂板和底板中的每一個中都形成有空氣入口 35。空氣入 口35在空間上將風扇殼體34的內部空間連接到風扇殼體34的外部空間。 風扇36設置在風扇殼體34的內部空間中。箱體37插入在閉合循環迴路中。箱體37位於熱交換器31下遊的位 置處。箱體37例如可以由具有導熱性的金屬材料(諸如，鋁)製成。例 如，可以利用螺釘將箱體37固定到印刷線路板19上。箱體37用於存儲 閉合循環迴路中的冷卻劑和空氣。冷卻劑和空氣被保持在限定於箱體37 中的存儲空間內。在該存儲空間中限定有冷卻劑出口。冷卻劑出口設置 在最接近存儲空間的底部的位置處。即使例如冷卻劑由於蒸發而從循環 迴路洩漏，重力也會將冷卻劑保持在存儲空間的底部。只有冷卻劑被允 許流入冷卻劑出口，從而防止空氣到達出口噴嘴，後面將詳細描述出口
泵38插入在閉合循環迴路中。泵38位於箱體37下遊的位置處。第 一熱接收器28位於泵38下遊的位置處。可以利用螺釘將泵38固定在印 刷線路板19上。例如，可以採用壓電泵作為泵38。壓電元件結合在壓電 泵中。當壓電元件響應於電能的供應而振動時，冷卻劑從泵38被排放到 第一熱接收器28。這樣，泵38允許冷卻劑循環通過閉合循環迴路。泵 38例如可以由具有相對較低的液體滲透性的樹脂材料(諸如，聚苯硫醚 PPS)製成。可選的是，例如可以釆用級聯泵、活塞泵等用作泵38。
如圖3所示，管41被用於如下各連接第一熱接收器28和第二熱 接收器29之間的連接、第二熱接收器29和熱交換器31之間的連接、熱 交換器31和箱體37之間的連接、箱體37和泵38之間的連接、以及泵 38和第一熱接收器28之間的連接。管41的端部分別連接到安裝在第一 熱接收器28、第二熱接收器29、熱交換器31、箱體37和泵38上的金屬 管42。固定件(未示出)，諸如帶子，可以用於將管41固定在相應的金 屬管42上。
管41例如可以由具有柔性的彈性樹脂材料(諸如，橡膠)製成。金 屬管42例如可以由具有導熱性的金屬材料(諸如，鋁)製成。管41的 彈性用於吸收第一熱接收器28、第二熱接收器29、熱交換器31、箱體 37和泵38之間的相對位置變化。各個管41的長度可以被設置得足夠小， 以容許所述相對位置變化。將管41與相應的金屬管42分開允許以相對 便利的方式單獨地更換第一熱接收器28、第二熱接收器29、熱交換器31、 箱體37和泵38。
如圖4所示，第一熱接收器28例如包括盒形外套44。外套44限定 了封閉的內部空間。外套44例如可以由具有導熱性的金屬材料(諸如， 鋁)製成。外套44包括限定平坦的導熱板45的底板。在該導熱板45上 限定流動通道46。
至少兩個流入噴嘴47、 47在導熱板45周邊外側的位置處被連接到 外套44上，從而從外部延伸到外套44中。流入噴嘴47、 47具有與流動 通道46的上遊端相對的排放開口 。流入噴嘴47例如可以形成為圓柱形。 流入噴嘴47可以從金屬管42分叉。流入噴嘴47、 47設置成沿著平行線
延伸。在這種情況下，流入噴嘴47、 47可以被設置成相互平行。流動通 道46設計成在流入噴嘴47的延伸部上延伸。
流出噴嘴48在導熱板45周邊外側的位置處連接到外套44。流出噴 嘴48具有與流動通道46的下遊端相對的流入開口 。流出噴嘴48例如可 以形成為圓柱形。流入噴嘴47和流出噴嘴48沿著相同的方向被定向。 當冷卻劑從流入噴嘴47流入流動通道46時，冷卻劑沿著外套44的內表 面流動。外套44的內表面允許冷卻劑轉向。因此，冷卻劑沿著外套44 的內表面流向流出噴嘴48。冷卻劑從流出噴嘴48被排放。冷卻劑從導熱 板45吸收熱量。這樣，流動通道46在外套44中呈U形。
散熱片49以Z字形的圖案布置在導熱板45上。散熱片49從導熱板 45的表面豎直直立。散熱片49被設計成沿著冷卻劑流動的方向延伸。散 熱片49例如可以由具有導熱性的金屬材料(諸如，鋁)製成。散熱片49 例如可以與導熱板45 —體地形成。由於散熱片49以Z字形的圖案布置， 前述的流動通道46在冷卻劑流動的方向上保持在散熱片49之間。冷卻 劑可以沒有滯流地流動經過流動通道46。熱量從導熱板45傳遞給散熱片 49。冷卻劑從散熱片49吸收熱量。
如圖5所示，導熱板45被接收在第一 LSI封裝體21中的CPU晶片 51上。第一LSI封裝體21可以形成為針柵陣列(PGA)封裝。第一LSI 封裝體21例如可以被安裝於印刷線路板19上的插槽接收。板狀的散熱 器52插設在CPU晶片51和導熱板45之間。散熱器52例如可以由具有 高導熱性的金屬材料(諸如，銅)製成。散熱器52用於以有效的方式將 CPU晶片51的熱量傳遞給導熱板45。
外套44包括在流動通道46的下遊端和流出噴嘴48之間從導熱板 45下凹的凹槽53。凹槽53形成空間54，該空間的高度低於外套44中的 流動通道46。流出噴嘴48被設計成延伸進入空間54。流出噴嘴48的流 入開口因此與導熱板45的周邊邊緣相對。外套44同樣地限定了在流動 通道46的上遊端和流入噴嘴47， 47之間從導熱板45下凹的凹槽53a。 凹槽53a形成空間54a，該空間的高度低於外套44中的流通通道46。流 入噴嘴47、 47被設計成延伸進入空間54a。這樣，流入噴嘴47的開口與
導熱板45的周邊邊緣相對。外套44還限定有頂板55。頂板55與導熱板 45和凹槽53、 53a相對。
第一熱接收器28允許分別在流動通道46的下遊端與流出噴嘴48之 間，以及在流動通道46的上遊端與流入噴嘴47之間形成凹槽53， 53a。 具體地說，空間54、 54a定位於導熱板45周邊的外側，即第一 LSI封裝 體21周邊的外側。流出和流入噴嘴48、 47被設計成分別延伸進入空間 54， 54a。因此，與其中流入噴嘴47和流出噴嘴48在第一LSI封裝體21 的周邊內側在流動通道46中延伸的情況相比，可以防止外套44的厚度 增大。這使得第一熱接收器28從印刷線路板19的正面開始的高度減小。 高度減小的第一熱接收器28明顯有利於主體外殼12的厚度的減小。
導熱板45在外套44中沿著水平方向延伸。由於空間54從流動通道 46下凹，重力迫使冷卻劑從流動通道46流入空間54。即使例如冷卻劑 由於蒸發而從管41、泵38等從閉合循環迴路洩漏，冷卻劑也能被穩定地 保持在空間54中。即使空氣進入流動通道46,空氣也會朝向空間54中 的頂板55上升。因此，儘可能地防止流出噴嘴48吸入空氣。這可以防 止空氣經過閉合循環迴路循環。
如圖6所示，風扇36具有所謂的離心風扇的結構。風扇36包括旋 轉體56和從旋轉體56沿著徑向向外延伸的葉片57。當風扇36被驅動以 繞旋轉軸線58旋轉時，新鮮空氣通過風扇殼體34的底板和頂板的空氣 入口35、 35沿著旋轉軸線58被引入。風扇36的旋轉用於產生沿著離心 方向流動的氣流。
在葉片57的軌道外側的位置處，在風扇殼體34中限定有通風開口 59。熱交換器31設置在通風開口59和空氣出口33之間。離心氣流沿著 風扇外殼34的內表面被引導到通風開口 59。這樣，空氣就從通風開口 59排出。排出的空氣順序流經熱交換器31和空氣出口33。熱交換器31
被設計成沿著垂直於氣流方向的方向延伸。
如圖7所示，熱交換器31包括平行於基部12a的底表面延伸的第一 平板61。第二平板62與第一平板61的正面相對。第二平板62平行於第 一平板61延伸。第一平板61和第二平板62的周邊邊緣相互連接。這樣，
沿著第一平板61的正面在第一平板61和第二平板62之間限定了扁平的 空間63。扁平空間63用作流動通道。扁平空間63被設計成沿著包含金 屬管42的縱向軸線的假想平面延伸。第一平板61和第二平板62例如由 具有導熱性的金屬材料(諸如，鋁)製成。第一散熱片64形成為從第一平板61的外表面豎直直立。第二散熱 片65同樣形成為從第二平板62的外表面豎直直立。第一散熱片64和第 二散熱片65被設計成從風扇單元32的通風開口 59向空氣出口 33延伸。 氣流通道限定在相鄰的第一散熱片64, 64之間和相鄰的第二散熱片65， 65之間。氣流沿著第一平板61和第二平板62的外表面流動通過氣流通 道。第一散熱片64和第二散熱片65例如由具有導熱性的金屬材料(諸 如，鋁)製成。如圖8所示，扁平空間63沿著水平方向延伸得較寬。因此，與金屬 管42的截面相比，扁平空間63形成具有足夠大的截面的流動通道。冷 卻劑的流速在扁平空間63處被抑制。這樣，冷卻劑被允許以相對較低的 流速流過扁平空間63。因此，冷卻劑接觸第一平板61和第二平板62的 時間相對較長。冷卻劑的熱量能被充分傳遞給第一平板61和第二平板62。 氣流能以有效的方式吸收冷卻劑的熱量。現在，假定冷卻劑沿著閉合循環迴路循環。例如，丙二醇系列的防 凍劑可以用作如上所述的冷卻劑。當筆記本型個人計算機11接通時，CPU 晶片51開始風扇單元32的操作。風扇36被驅動以旋轉。新鮮空氣通過 形成在主體外殼12中的空氣入口 (未示出)被引入。空氣通過空氣入口 35沿著旋轉軸線58被引入。氣流因此沿著印刷線路板19的正面和背面 流動。同時，CPU晶片51控制泵38的操作。因此在閉合循環迴路中形 成冷卻劑的循環。CPU晶片51在其運行過程中產生第一熱值或更髙熱能的熱量。CPU 晶片51的熱量被傳送給第一熱接收器28的導熱板45和散熱片49。流動 通道46中的冷卻劑吸收導熱板45和散熱片49的熱量。冷卻劑通過流入 噴嘴47、 47而流入流動通道46。這樣，在流動通道46中產生兩股冷卻 劑流。這兩股冷卻劑流在流動通道46中沿著水平方向擴展。冷卻劑沒有
滯流地流過流動通道46。冷卻劑能以有效的方式吸收導熱板45的熱量。
這樣，CPU晶片51得以冷卻。
冷卻劑從第一熱接收器28流向第二熱接收器29。視頻晶片在其運 行過程中產生小於第一熱值的第二熱值的熱量，即較低的熱能。視頻芯 片的熱量被傳遞給第二熱接收器29的導熱板。金屬管42中的冷卻劑吸 收導熱板的熱量。這樣，視頻晶片被冷卻。冷卻劑從第二熱接收器29流 入熱交換器31。在這種情況下，視頻晶片產生第二熱值的熱量，其小於 在CPU晶片51處產生的第一熱值的熱量。冷卻劑首先冷卻具有較大熱 能的CPU晶片51 。 CPU晶片51和視頻晶片因此以有效的方式被冷卻。
冷卻劑流入熱交換器31中的扁平空間63。冷卻劑的熱量被傳遞給 第一平板61和第二平板62以及第一散熱片64和第二散熱片65。風扇單 元32產生從通風開口 59至空氣出口 33的氣流。冷卻劑的熱量從第一平 板61和第二平板62的外表面以及第一散熱片64和第二散熱片65的表 面散發到空氣中。冷卻劑因而得以冷卻。該空氣通過空氣出口 33從主體 外殼12排出。冷卻劑流入箱體37。該冷卻劑隨後從箱體36流入泵38。
筆記本型個人計算機11的液體冷卻單元27設置在主體外殼12的內 部空間內。液體冷卻單元27的任何元件都沒有結合在顯示器外殼13中。 因此，在主體外殼12和顯示器外殼13之間沒有管41和金屬管42延伸。 液體冷卻單元27在製造筆記本型個人計算機11的加工中能以相對便利 的方式被組裝到主體外殼12中。這使得能降低筆記本型個人計算機11 的製造成本。液體冷卻單元27也可以相對便利的方式從主體外殼12上 拆下。
另外，例如當筆記本型個人計算機11放置在桌子上時，主體外殼12 設置在桌子上。如圖1中明顯示出，主體外殼12呈水平姿勢。顯示器外 殼13圍繞主體外殼12的邊緣呈傾斜姿勢。由於液體冷卻單元27結合在 主體外殼12中，液體冷卻單元27的重量用於將筆記本型個人計算機11 的質心定位在較低的位置處。因此允許筆記本型個人計算機11採取穩定 的姿勢。
另外，在液體冷卻單元27中，第一熱接收器28、第二熱接收器29、
熱交換器31、箱體37和金屬管42全部由鋁製成。因此，防止了冷卻劑 在閉合循環迴路中接觸除鋁之外的其他金屬材料。防止冷卻劑遭受金屬 離子的洗脫(ehitkm)。這使得能防止第一熱接收器28、第二熱接收器29、 熱交換器31、箱體37和金屬管42發生腐蝕。這樣防止了冷卻劑從閉合 循環迴路洩漏。
另外，與其中利用圓柱形管來限定流動通道的情況相比，熱交換器 31的第一平板61和第二平板62可以在更大的區域與第一散熱片64和第 二散熱片65接觸。這使得能提高散熱的效率。而且，扁平空間63被設 計成沿著包含金屬管42的縱向軸線的假想平面擴展。即使在冷卻劑以減 小的量流動時，冷卻劑也能在較大的區域上接觸第一平板61和第二平板 62。這使得散熱效率進一步得到提高。
如圖9所示，流入噴嘴47的頂端例如可以在第一熱接收器28中沿 著水平或橫向方向擴展。在這種情況下，流入噴嘴47的頂端可以沿著平 行於導熱板45和頂板55的方向擴展。流入噴嘴47允許冷卻劑通過流入 噴嘴47的頂端在流動通道46中沿著水平方向擴展。冷卻劑流在流動通 道46中能沿著水平方向進一步擴展。冷卻劑以高效的方式吸收導熱板45 和散熱片49的熱量。
如圖IO所示，液體冷卻單元27可以包括代替前述熱交換器31的熱 交換器31a。熱交換器31a除了前述的第一平板61和第二平板62之外， 還包括第三平板66和第四平板67。第三平板66與第二平板62的正面相 對。第四平板67與第三平板66的正面相對。第三平板66和第四平板67 的周邊邊緣相互連接。這樣，在第三平板66和第四平板67之間沿著第 三平板66的正面限定了扁平空間68。扁平空間68用作流動通道。第三 平板66和第四平板67例如由具有導熱性的金屬材料(諸如，鋁)製成。
與前述熱交換器31的方式相同，第一散熱片64形成為從第一平板 61的外表面豎直直立。同樣，第二散熱片65形成為從第四平板67的外 表面豎直直立。這樣，在第二平板62的正面和第三平板66的背面之間 限定了間隙。該間隙用作從風扇單元32的通風開口 59向空氣出口 33延 伸的氣流通道。
在第二平板62的正面與第三平板66的背面之間的間隙中設置有支 柱69、 69。支柱69插設在第二平板62和第三平板66之間。支柱69用 於保持第二平板62和第三平板66之間的間隙。在製造熱交換器31a的 加工過程中，即使在對第一平板61和第二平板62施加有朝向第三平板 66和第四平板67的推力時，或者即使在對第三平板66和第四平板67施 加有朝向第一平板61和第二平板62的推力時，也能可靠地防止第一至 第四平板61、 62、 66、 67發生變形。這使得能防止第二平板62和第三 平板66之間的間隙的截面減小。熱交換器31a允許形成平行的扁平空間63、 68。冷卻劑流過扁平空 間63、 68。流動通道的截面與前述的熱交換器31相比能夠增大。這使得 冷卻劑的流速減小。冷卻劑被允許以低速流過扁平空間63、 68。冷卻劑 與第一平板61和第二平板62以及第三平板66和第四平板67接觸較長 的時間。冷卻劑的熱量因此能充分地被傳遞給第一平板61和第二平板62 以及第三平板66和第四平板67。氣流以有效的方式從冷卻劑吸收熱量。而且，氣流流經限定在第二平板62和第三平板66之間的間隙。氣 流沿著第二平板62的正面和第三平板66的背面流動。熱量從第二平板 62的正面和第三平板66的背面散發到空氣中。與前述熱交換器31相比，這使得散熱效率得到了提高。如圖11所示，液體冷卻單元27可以包括代替前述熱交換器31、 31a 的熱交換器31b。熱交換器31b除了熱交換器31a的第一平板61和第二 平板62以及第三平板66和第四平板67之外，還包括第五平板71和第 六平板72。第五平板71與第二平板62的正面相對。第六平板72與第五 平板71的正面相對。第六平板72還與第三平板66的背面相對。第五平 板71和第六平板72的周邊邊緣相互連接。在第五平板71和第六平板72 之間沿著第五平板71的正面限定有扁平空間73。扁平空間73用作流動 通道。第五平板71和第六平板72例如由具有導熱性的金屬材料(諸如， 鋁)製成。與前述熱交換器31a的方式相同，第一散熱片64形成為從第一平板 61的外表面豎直直立。第二散熱片65形成為從第四平板67的外表面豎
直直立。在第二平板62的正面和第五平板71的背面之間限定有間隙。 在第六平板72的正面和第三平板66的背面也限定有間隙。這些間隙用 作從風扇單元32的通風開口 59向空氣出口 33延伸的氣流通道。與如上 所述的方式相同，可以在上述間隙中的每一個中設置支柱69、 69。
沿著熱交換器31b中的平行線限定有三個扁平空間63、 68、 73。冷 卻劑流動通過扁平空間63、 68、 73。與前述的熱交換器31、 31a相比， 流動通道的截面增大。冷卻劑可以更低的速度流動通過扁平空間63、 68、 73。氣流以與如上所述相同的有效方式從冷卻劑吸收熱量。可以根據熱 交換器31、 31a、 31b中的扁平空間63、 68、 73的數量調節冷卻劑的流 速。另外，氣流流動經過這些間隙。與前述的熱交換器31、 31a相比，
這使得散熱效率進一步得到提高。
如圖12所示，液體冷卻單元27可以包括替換前述的熱交換器31、 31a、 31b的熱交換器31c。前述熱交換器31的第一平板61和第二平板 62分開以沿著熱交換器31c中的冷卻劑流動的方向相互平行地延伸。具 體地說，熱交換器31c包括沿著基準平面延伸的第一平板74，和與第一 平板74的正面相對的第二平板75。在第一平板74和第二平板75之間限 定有扁平空間76。扁平空間76用作流動通道。第一平板74和第二平板 75例如由具有導熱性的金屬材料(諸如，鋁)製成。
同樣，熱交換器31c包括第三平板77和與該第三平板77的正面相 對的第四平板78。第三平板77設計成沿著前述基準平面延伸。在第三平 板77和第四平板78之間限定有扁平空間79。扁平空間79用作流動通道。 扁平空間79設計成平行於扁平空間76延伸。在這種情況下，沿著從通 風開口 59至空氣出口 33的氣流方向限定的扁平空間76的長度L1可以 被設置得等於以類似方式限定的扁平空間79的長度L2。第三平板77和 第四平板78例如由具有導熱性的金屬材料(諸如，鋁)製成。
如圖13所示，液體冷卻單元27可以利用熱交換器31d來替換熱交 換器31c。前述熱交換器31c的扁平空間76、 79的長度L1、 L2在熱交換 器31d中被改變。這裡，扁平空間79的長度L2可以設置成大於扁平空 間76的長度Ll。可選的是，扁平空間79的長度L2可以設置成小於扁
平空間76的長度L1。
圖14示意地表示筆記本型個人計算機lla的內部結構，該筆記本型 個人計算機作為根據本發明第二實施方式的電子元件的具體實施例。筆 記本型個人計算機lla包括設置在主體外殼12的內部空間中的液體冷卻 單元27a。液體冷卻單元27a包括第一熱接收器81、第二熱接收器82和 熱交換器83，用來替換前述的第一熱接收器28、第二熱接收器29和熱 交換器31。在液體冷卻單元27a中形成封閉的閉合循環迴路。第一熱接 收器81插入在閉合循環迴路中。相同的附圖標記表示與前述筆記本型個 人計算機11的結構或元件相等同的結構或元件。
液體冷卻單元27a的風扇單元32設置在閉合循環迴路的外側。箱體 37和泵38設置在印刷線路板19周邊的外側。箱體37設置在印刷線路板 19和DVD驅動器23之間。泵38設置在印刷線路板19和硬碟驅動器24 之間。例如，可以利用螺釘將箱體37和泵38固定到基部12a的底板上。 應注意，例如可以在基部12a的底板上形成開口 (未示出)。在這種情況 下，可以通過底板的開口更換箱體37和泵38。
在印刷線路板19和箱體37之間以及印刷線路板19和泵38之間的 空間中設置分隔板84。分隔板84可以從基部12a的底板豎直直立。分隔 板84用於使包含印刷線路板19的空間與包含箱體37和泵38的空間分 隔開。因此，防止了空氣在用於印刷線路板19的空間以及用於箱體37 和泵38的空間之間流動。可以防止用於箱體37和泵38的空間接收已從 用於印刷線路板19的空間中的第一 LSI封裝體21和第二 LSI封裝體22 吸收熱量的氣流。因此，防止了箱體37和泵38的溫度升高。防止了冷 卻劑在泵38中蒸發。
如圖15所示，在基部12a的底板中限定第一空氣入口 85和第二空 氣入口 86。新鮮空氣從外部通過第一空氣入口 85和第二空氣入口 86被 引入主體外殼12的內部空間。這裡，第一空氣入口 85與主體外殼12的 內部空間中的箱體37相對。第二空氣入口 86與主體外殼12的內部空間 中的泵38相對。這樣，箱體37和泵38可以暴露於主體外殼12外部的 新鮮空氣。第一空氣入口 85和第二空氣入口 86可以在基部12a的底板
中相互結合。在主體外殼12的底表面的四個角部上形成有墊87。墊87從主體外 殼12的底表面伸出。墊87例如可以由彈性樹脂材料(諸如，橡膠)制 成。當筆記本型個人計算機Ua放置在桌子上時，主體外殼12通過墊87 放置在桌面上。墊87用於在主體外殼12的底表面與桌面之間形成間隙。 因此，防止第一空氣入口 85和第二空氣入口 86被桌面封閉。如圖16所示，流入噴嘴47、 47和流出噴嘴48在第一熱接收器81 中彼此相對。因此，流動通道46在導熱板45上從流入噴嘴47、 47向流 出噴嘴48筆直延伸。如圖17所示，流入噴嘴47被設計成延伸進入空間 54a。流出噴嘴48同樣被設計成延伸進入空間54。與如上所述的方式相 同，流入噴嘴47和流出噴嘴48在第一 LSI封裝體21的周邊外側的位置 處連接到流動通道46。這能防止外套44的厚度增大。如圖18所示，熱交換器83以與前述的熱交換器31c相同的方式限 定了沿著平行線延伸的扁平空間76、 79。 一對平行的金屬管42連接到熱 交換器83的一端。冷卻劑因此通過其中一個金屬管42流入扁平空間79 的一端。冷卻劑流動經過扁平空間79而到達扁平空間76的一端。冷卻 劑從扁平空間76的另一端流入另一金屬管42。這樣，冷卻劑可以與第一 平板74和第二平板75以及第三平板76和第四平板77接觸較長的時間。 同時，流動通道變窄。冷卻劑可以沒有滯流地流動通過流動通道。氣流 能以有效的方式吸收冷卻劑的熱量。當以上述方式將扁平空間76、 79限定為沿著平行線延伸時，熱交換 器83使得金屬管42、 42集中定位在熱交換器83的一端處。金屬管42 不必連接到熱交換器83的另一端。這使得熱交換器83的尺寸減小。另 外，金屬管42的位置可以根據電子元件在印刷線路板19上的位置而改 變。熱交換器83有利於實現電子元件在主體外殼12的內部空間中廣泛 可能的結構布置。與前述筆記本型個人計算機11的方式相同，泵38允許冷卻劑循環 通過筆記本型個人計算機lla中的閉合循環迴路。CPU晶片51的熱量傳 遞至第一熱接收器81。視頻晶片的熱量傳遞至第二熱接收器82。因此，
冷卻劑的溫度上升。冷卻劑從第二熱接收器82流入熱交換器83。冷卻劑 的熱量通過熱交換器83散發到空氣中。冷卻劑因此得到冷卻。氣流通過 空氣出口 33從主體外殼12排出。被冷卻的冷卻劑流入箱體37。
CPU晶片51和視頻晶片的熱量還傳遞至印刷線路板19。熱量通過 印刷線路板19上的線路圖案在印刷線路板19上擴散。由於箱體37和泵 38設置在印刷線路板19周邊的外側，因此能可靠地防止箱體37和泵38 從印刷線路板19接收熱量。這防止箱體37和泵38中的冷卻劑的溫度升 高。箱體37和泵38有利於熱量從冷卻劑散發到主體外殼12的內部空間。
另外，箱體37和泵38分別與第一空氣入口 85和第二空氣入口 86 相對。新鮮空氣通過第一空氣入口 85和第二空氣入口 86被引入主體外 殼12。箱體37和泵38暴露於新鮮空氣。箱體37和泵38中的冷卻劑的 熱量能從箱體37和泵38散發到新鮮空氣中。冷卻劑的熱量不僅能在熱 交換器83處而且也能在箱體37和泵38處散發到空氣中。冷卻劑以高效 的方式得到冷卻。
如圖19所示，與在熱交換器31d中的方式相同，可以在熱交換器 83中改變扁平空間76、 79的長度Ll、 L2。這樣，扁平空間79的長度 L2設置成大於扁平空間76的長度Ll。可選的是，扁平空間79的長度 Ll可以設置成小於扁平空間76的長度Ll。
除了筆記本型個人計算機之外，液體冷卻單元27、 27a還可以結合 到其他電子設備中，諸如個人數字助理(PDA)、臺式機、伺服器計算機
權利要求
1、一種電子設備，該電子設備包括第一外殼；第二外殼，該第二外殼與所述第一外殼連接；和液體冷卻單元，該液體冷卻單元裝在所述第一外殼中，其中所述液體冷卻單元包括閉合循環迴路；第一熱接收器，該第一熱接收器插入在所述閉合循環迴路中，所述第一熱接收器具有被接收在第一電子元件上的導熱板，所述第一熱接收器在所述導熱板上限定流動通道；第二熱接收器，該第二熱接收器在所述第一熱接收器的下遊位置處插入在所述閉合循環迴路中，所述第二熱接收器具有被接收在第二電子元件上的導熱板，所述第二熱接收器在所述導熱板上限定流動通道；熱交換器，該熱交換器在所述第二熱接收器的下遊位置處插入在所述閉合循環迴路中，所述熱交換器被設計成吸收冷卻劑的熱量；箱體，該箱體在所述熱交換器的下遊位置處插入在所述閉合循環迴路中，所述箱體被設計成保留所述閉合循環迴路中的空氣；和泵，所述泵在所述箱體的下遊位置處插入在所述閉合循環迴路中，所述泵被設計成使所述冷卻劑沿著所述閉合循環迴路進行循環。
2、 根據權利要求l所述的電子設備，其中，所述第一電子元件產生 第一熱能的熱量，而所述第二電子元件產生第二熱能的熱量，該第二熱 能小於所述第一熱能。
全文摘要
本發明提供了一種包括液體冷卻單元的電子設備，該液體冷卻單元包括一些元件，諸如電子設備中的第一和第二熱接收器、熱交換器、箱體和泵。電子設備包括第一外殼和與該第一外殼連接以進行相對運動的第二外殼。該液體冷卻單元裝在第一外殼中。液體冷卻單元的任何元件都不裝在第二外殼中。因此，液體冷卻單元以便利的方式結合在所述第一外殼中。這使得生產成本降低。所述液體冷卻單元還能以便利的方式從所述第一外殼上拆下。
文檔編號G06F1/20GK101115373SQ20071013908
公開日2008年1月30日 申請日期2007年7月25日 優先權日2006年7月25日
發明者大西益生, 服部正彥, 角田洋介, 鈴木真純, 青木亨匡 申請人:富士通株式會社