[发明专利]自调节冷却装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及调节发热设备的温度。

背景技术

许多类型的设备都具有最佳工作温度范围。为此，大量设计和工程重点专注于冷却，以避免因暴露于高于阈值温度的温度而缩短组件寿命。通常，对设备的最大危险是组件过热，从而导致寿命、性能和效率的降低。但是，低于阈值温度工作也会带来不希望的效果，例如效率损失，或因重复热循环造成的损坏。此外，在仅控制工作温度范围的上限时，设备必须被设计为容许较大范围的工作温度。

许多冷却配置采用涉及使用从设备携带走热量的冷却片的系统。然后在冷却片之间强制流体流动以从冷却片移除热量。此过程被称为强制对流。冷却片能有效作用是因为它是有效的热导体并拥有可促进与流体热交换的较大表面区域。通常，通过机械地调整在冷却片间通过的冷却流体的流速(例如，通过改变风扇速度或流动角度)来控制对设备的冷却量。

控制设备在其间工作的温度范围放宽了对设备的设计要求和技术规范。严格控制的环境和宽松的设计要求也会降低生产成本，同时提高性能、可靠性和效率的可预测性。希望具有一种方法来调整具有冷却片的散热器从发热设备转移热量的速度。还希望所述方法能够逐设备地控制多个发热设备的温度。更希望具有一种使用普通冷却流体在多个发热设备自己的唯一温度范围内调节所述设备的温度的方法。

发明内容

在一个实施例中，本发明利用形状记忆材料来在期望范围内调节发热设备的温度。将冷却片布置为与发热设备具有热接触。通过在所述冷却片间流动的流体来移除热量。所述流体可以是气体、液体或气体和液体的组合。响应于激励而伸展和收缩的形状记忆材料位于流体流动的路径中。在所述发热设备的期望较低工作温度下，所述形状记忆材料将响应于激励而伸展以限制流体流动，由此减少从设备移除的热量。在所述发热设备的期望较高工作温度下，所述形状记忆材料将响应于激励而收缩以允许不受限制的流体流动，从而不影响从设备移除的热量。所述激励可以是所述发热设备的温度，或响应于所述发热设备的温度而生成的信号。可以采用多种形状记忆材料来实现对流体流动的精细控制，其中每种形状记忆材料都响应不同的激励、或不同级别的激励。

在另一个实施例中，本发明利用形状记忆材料来在每个发热设备所需的范围内调节多个发热设备的温度。将冷却片布置为与所述发热设备具有热接触。通过在所述冷却片间流动的流体来移除热量。所述流体可以是气体、液体或气体和液体的组合。形状记忆材料被选择为在期望较低温度下伸展以便限制流体流动并在每个发热设备的期望较高温度下收缩以便不限制所述流动。所述形状记忆材料可响应于每个发热设备的温度或基于所述发热设备温度生成的激励而伸展和收缩。可以采用多种形状记忆材料来实现对流体流动的精细控制，其中每种形状记忆材料都响应不同的激励、或不同级别的激励。

本发明提供了一种调节发热设备的温度的方法。通过通道传送流体以冷却发热设备，利用形状记忆材料来调节通过所述通道传送的流体量，其中所述形状记忆材料在期望较低设备温度下响应于激励而伸展以限制流体流动，并且在期望较高设备温度下响应于激励而收缩以便不限制流体流动。可以采用多种形状记忆材料来实现对流体流动的精细控制，其中每种形状记忆材料都响应不同的激励、或不同级别的激励

附图说明

图1是布置在发热设备上的冷却片的侧视图，其中形状记忆材料布置为与冷却片具有热接触，并具有风扇来使空气通过冷却片流动；

图2是布置在发热设备上的冷却片的侧视图，其中形状记忆材料布置为与冷却片具有热接触，并交替布置风扇(多个)来使空气通过冷却片流动；

图3是布置在发热设备上的冷却片的平面图，其中形状记忆材料布置为与冷却片具有热接触；

图4是布置在发热设备上的冷却片的平面图，其中形状记忆材料布置为与冷却片具有热接触，同时限制流体流动；

图5是布置在发热设备上的冷却片的平面图，其中将形状记忆材料交替布置为与冷却片具有热接触；

图6是布置在发热设备上的冷却片的平面图，其中将形状记忆材料交替布置为与冷却片具有热接触，同时限制流体流动；

图7是布置在发热设备上的冷却片的平面图，其中将形状记忆材料交替布置为与冷却片具有热接触；

图8是在冷却片上布置形状记忆材料的第三备选方案的平面图；

图9是布置在发热设备上的冷却片的平面图，其中将多种形状记忆材料布置为与冷却片具有热接触；

图10是布置在发热设备上的冷却片的平面图，其中将多种形状记忆材料布置为与冷却片具有热接触；

图11是布置在发热设备上的冷却片的平面图，其中将多种形状记忆材料布置为与冷却片具有热接触；