用于冷却物体的方法、设备及系统技术方案

一种用于冷却物体的方法包括：将冷却装置联接到物体上，其中，该冷却装置包括至少一个热声引擎和多个气体二极管；利用热声引擎产生声功率；引导流体的声振荡通过气体二极管；以及将由物体产生的热量传递到流体，以有利于从物体中移走热量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于冷却物体的方法、设备及系统
技术介绍
本文公开的主题一般涉及冷却物体，并且更具体而言，涉及使用热声 (thermoacoustic)驱动式散热装置(heat sink)来冷却物体。高性能微处理器的使用在诸如计算机的商用电子设备中已经变得更普遍了。由于大量热能的产生的原因，这种微处理器可需要高的热消散。至少一些已知的微处理器能够消散约100瓦/平方厘米(W/cm2)。至少一些已知的商用电子设备使用风扇驱动式强制通风散热装置冷却来支持这种消散需要。但是，风扇驱动式冷却常常具有相对短的平均故障间隔时间值(MTBF)，例如约三年。此外，已知风扇驱动式冷却增加了与这些微处理器一起使用的电路板组件的颗粒污染。由于比商用电子设备更严格的工业可靠性要求的原因，至少一些已知的工业电子设备无法利用高性能微处理器技术的发展。例如，至少一些已知的工业电子设备需要至少二十年的MTBF值。此外，工业操作环境限制可不同于应用于商用电子设备的那些。例如， 至少一些已知的工业电子设备需要环境空气低于约60°C。因而，存在可用来冷却工业电子设备中的高性能微处理器的少数选择。因此，期望的是提供一种用以冷却诸如高性能微处理器的物体、其中不存在运动部件的装置，以有利于更高的可靠性。专利技术简述在一方面，一种用于冷却物体的方法包括将冷却装置联接到物体上，其中，冷却装置包括至少一个热声引擎(thermoacoustic engine)和多个气体二极管(gas diode)； 利用热声引擎产生声功率；引导流体的声振荡通过气体二极管；以及将由物体产生的热量传递到流体，以有利于从物体中移走热量。在另一方面，热声驱动式冷却装置包括构造成吸收由热源产生的热量且使用吸收到的热量产生声功率的至少一个热声引擎。该装置还包括限定在所述热声驱动式冷却装置内的流体入口和限定在所述热声驱动式冷却装置内的流体出口。多个气体二极管构造成使用声功率来引导冷却流体通过热声驱动式冷却装置，从而使得吸收到的热量从热声引擎传递到流体，以有利于从物体中移走吸收到的热量。在另一方面，冷却系统包括热声驱动式冷却装置，热声驱动式冷却装置包括构造成吸收由热源产生的热量且使用吸收到的热量来产生声功率的至少一个热声引擎。多个气体二极管构造成使用声功率来引导冷却流体通过热声驱动式冷却装置，从而使得吸收到的热量从热声引擎传递到流体，以有利于从物体中带走吸收到的热量。冷却系统还包括联接到热声驱动式冷却装置的散热装置，该散热装置构造成吸收从物体中移除的热量，并且在流体离开所述热声驱动式冷却装置时将该热量传递到流体。附图简述附图说明图1是用于冷却热源的示例性冷却系统的透视图；图2是图1中所示的冷却系统的第二个透视图；图3是示出了在图1中所示的冷却系统内的空气流和热量传递的简明结构图4是示例性冷却系统的第二个实施例的透视图；以及图5是示出了用于使用图1和2中所示的冷却系统来冷却物体的示例性方法的流程图。具体实施例方式如本文所用，用语“热声引擎”指的是使用热量来在一叠板中产生温度梯度的原动机型热声装置。温度梯度在联接到堆叠上的谐振器内引起声音的产生。更具体而言，根据工作流体和堆叠中的各个板之间的热交互来产生声音。如本文所用，用语“流体”指的是能够流入热声引擎中且与堆叠相互作用以产生声音的流体，例如空气。如本文所用，用语“热源”指的是待使用例如本文描述的冷却系统来被冷却的物体。热源的实例包括但不限于仅包括微处理器和/或集成电路。将理解到，也可使用本文描述的冷却系统来冷却备选热源。如本文所用，用语“气体二极管”指的是不对称的设备，该不对称的设备形成为以便以低的逆向流率相对于另一个相反的方向在一个方向上引导流体流。如本文所述，气体二极管能够将振荡流体流至少部分地转换成稳定的流体流。图1是用于冷却热源(未显示)的示例性冷却系统100的透视图。图2是系统100 的另一个透视图。图3是示出了系统100内的空气流和热量传递的系统100的简明结构图。 在示例性实施例中，系统100包括热声驱动式冷却装置102。装置102包括第一端104、与第一端106相对的第二端106、第一侧108、与第一侧108相对的第二侧110、顶表面112及底表面114。长度L限定在第一端104和第二端106之间。宽度W限定在第一侧108和第二侧110之间。装置102可由例如金属材料制成，以有利于将热量从热源传递到装置102。 在备选实施例中，装置102可由任何适当的材料制成。在示例性实施例中，通过将系统100 联接到包括待冷却的物体的工业电子设备和/或商用电子设备(未显示)的零件(item) 的电源(power supply)(未显示)上的电缆来利用功率对装置102进行电加热。在备选实施例中，装置102定位成与热源直接接触，使得由热源产生的热量直接传递到装置102。在另一个备选实施例中，装置102定位成与诸如铜的导热材料接触，该导热材料将由热源产生的热量传递到装置102。在示例性实施例中，第一端104和第二端106限定谐振器，例如半波谐振器116。 因此，长度L可为波长的几分之一(sub-multiple)。第一侧108限定流体入口 118，该流体入口 118使得诸如空气的流体能够进入半波谐振器116。在备选实施例中，可使用其它流体。在示例性实施例中，第二侧110限定流体出口 120，流体出口 120使得流体能够离开半波谐振器116。第一轴线122限定在装置102的入口 118和出口 120之间，如图2中所示。 第二轴线IM垂直于第一轴线122，并且限定在第一端104和第二端106之间。此外，在示例性实施例中，热声驱动式冷却装置102包括至少一个热声引擎126。 热声引擎1 包括在第一端104处定位在第一侧108和第二侧110之间的第一堆叠128。 类似地，热声引擎126包括在第二端106处定位在第一侧108和第二侧110之间的第二堆叠130。各个堆叠1 和130包括第一热交换器132(或热端)和第二热交换器134(或冷端)。热声驱动式冷却装置102的备选实施例可包括一个堆叠或者不止两个堆叠。此外，备选实施例可包括在各个堆叠中的不止两个热交换器。多个通道136延伸通过各个堆叠1 和130以及对应的第一热交换器132和第二热交换器134。第一热交换器132是各个堆叠 128和130的热侧，并且通过将系统100联接到包括待冷却的物体的工业电子设备和/或商用电子设备(未显示)的零件的电源(未显示)上的电缆(未显示)利用功率对第一热交换器132进行电加热。来自第一热交换器132的热量通过通道136传播到第二热交换器 134，第二热交换器134是各个堆叠加1 和130的冷侧。第二冷交换器134将热流传导到运动通过热声驱动式冷却装置102的流体，并且部分地提高运动流体的温度。系统100还包括多个气体二极管138。在示例性实施例中，气体二极管138布置成桥式整流器(rectifier)构造，如图3中所示。各个气体二极管138由连续的不对称翼型件140之间的空间限定，如图2中所示。各个翼型件140包括第一端142和第二端144，并且定向成与第二轴线1 平行。此外，各个翼型件140在翼型件第一端142和翼型件第二端 144之间限定翼型件轴线146，从而使得本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于使用联接到物体上的冷却装置来冷却所述物体的方法，所述冷却装置包括至少一个热声引擎和多个气体二极管，所述方法包括：利用所述至少一个热声引擎产生声功率；引导流体的声振荡通过所述多个气体二极管；以及将由所述物体产生的热量传递到所述流体，以有利于从所述物体中移走热量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·瑟瑙，
申请(专利权)人：通用电气智能平台有限公司，
类型：发明
国别省市：US