Плоская охлаждающая система на основе термосифона для компьютеров и других электронных устройств
Формула / Реферат
1. Компьютерная система, включающая:
a) корпус компьютера, имеющий ширину не более 17 дюймов, высоту не более 1,75 дюйма и длину не более 28 дюймов;
b) по меньшей мере один источник тепла внутри указанного корпуса компьютера, где по меньшей мере одним источником тепла является CPU (центральный процессор); и
c) по меньшей мере одно термосифонное устройство внутри указанного корпуса компьютера, где указанное термосифонное устройство содержит:
(i) испаритель,
(ii) узкий конденсатор, имеющий первую и вторую длинные стороны и первую и вторую короткие стороны, причем указанные первая и вторая длинные стороны параллельны и расположены напротив друг друга и указанные первая и вторая короткие стороны параллельны и расположены напротив друг друга;
(iii) жидкий хладагент внутри указанного испарителя и конденсатора;
(iv) по меньшей мере одну трубку хладагента, соединяющую указанный испаритель с указанным конденсатором, причем указанная по меньшей мере одна трубка хладагента находится на уровне или ниже уровня указанного жидкого хладагента; и
(v) по меньшей мере одну паровую трубку, соединяющую указанный испаритель с указанным конденсатором, причем указанная по меньшей мере одна паровая трубка находится выше уровня указанного жидкого хладагента,
причем указанное по меньшей мере одно термосифонное устройство содержит одну или более вертикальных радиаторных пластин испарителя внутри указанного испарителя, причем указанная одна или более радиаторных пластин испарителя прикреплены к днищу указанного испарителя и проходят к поверхности указанного жидкого хладагента или выше нее.
2. Компьютерная система по п.1, в которой указанное по меньшей мере одно термосифонное устройство содержит множество охлаждающих пластин, прикрепленных по меньшей мере к одной стороне указанного конденсатора, причем указанные пластины выступают сбоку от указанного конденсатора, где указанные охлаждающие пластины сориентированы под углом между вертикалью и горизонталью, а указанный конденсатор включает клиновидные полости под охлаждающими пластинами и над ними.
3. Компьютерная система по п.2, дополнительно содержащая вентилятор или воздуходувку, способную создать воздушный поток через указанные охлаждающие пластины.
4. Компьютерная система по п.1, содержащая два термосифонных устройства внутри указанного корпуса.
5. Компьютерная система по п.4, в которой два указанных термосифонных устройства включают множество охлаждающих пластин, прикрепленных по меньшей мере к одной стороне каждого конденсатора и выступающих сбоку от указанного конденсатора, где указанные охлаждающие пластины сориентированы под углом между вертикалью и горизонталью, а указанный конденсатор включает клиновидные полости под охлаждающими пластинами и над ними.
6. Компьютерная система по п.1, в которой указанный испаритель имеет ширину от приблизительно 1,8 до приблизительно 2,0 дюймов, длину от приблизительно 1,8 до приблизительно 2,0 дюймов и высоту от приблизительно 0,7 до приблизительно 0,8 дюйма.
7. Компьютерная система по п.1, в которой указанный конденсатор имеет длину от приблизительно 8,0 до приблизительно 10,0 дюймов, ширину от приблизительно 0,2 до приблизительно 0,25 дюйма и высоту от приблизительно 1,4 до приблизительно 1,5 дюйма.
8. Компьютерная система по п.7, в которой указанный испаритель имеет длину приблизительно 1,97 дюйма, ширину 1,97 дюйма и высоту 0,75 дюйма, а указанный конденсатор имеет ширину приблизительно 0,24 дюйма, длину приблизительно 9,84 дюйма и высоту 1,46 дюйма.
9. Компьютерная система по п.3, дополнительно включающая в себя кронштейн испарителя, прикрепленный к днищу указанного корпуса и размещенный над указанным испарителем и указанным источником тепла, S-образную пружину, расположенную между указанным источником тепла и указанным кронштейном, причем указанный кронштейн испарителя и S-образная пружина оказывают направленное вниз усилие к центру испарителя.
Текст
012095 Поперечная ссылка на родственные заявки По заявке на данное изобретение испрашивается приоритет по временной заявке США 60/558607, поданной 31 марта 2004 г., которая включена в настоящее описание в той степени, когда нет несоответствия с данным раскрытием. Предпосылки создания изобретения Пространство в центрах обработки данных для серверов и других компьютерных систем часто ограничено. Чтобы сберечь место, компоненты компьютера размещены очень близко друг к другу. Корпуса, в которых помещаются серверы и другие компьютерные системы, спроектированы так, чтобы занимать как можно меньше места. В частности, монтируемые в стойку корпуса, используемые со стойками для серверов высокой плотности, обычно проектируются тонкими и плоскими, чтобы дать возможность установить множество серверов или компьютерных систем в ту же стойку для сервера. По мере того как микропроцессоры и электронные устройства становятся более мощными, оказалось трудным обеспечить системы охлаждения, которые могут вместиться в ограниченное пространство серверов и достаточным образом охлаждать устройства. Современные компьютеры и другие электронные устройства обычно потребляют большие количества энергии, большинство которой преобразуется в тепло. В частности, требования по мощности небольших серверов обычно составляют сотни ватт. Большой процент этой энергии используется разными микросхемами и полупроводниковыми устройствами для питания жестких приводных двигателей, вентиляторов и других электромагнитных деталей, и некоторая часть этой энергии тратится на нагрев проводов и создание электромагнитных волн, которые обычно блокируются окружающими корпусами и экранами. Только очень небольшое количество этой энергии покидает компьютер в виде электрических сигналов и света. Почти все энергия, потребляемая современным компьютером, в конечном счете, превращается в тепло. Из этих сотен ватт центральные процессоры и другие микросхемы рассеивают большой процент. Каждый из современных центральных процессоров рассеивает 60-90 Вт, а традиционные конструкции монтируемых в стойку корпусов и конструкции шасси серверов часто размещают от 2 до 4 центральных процессоров внутри плоского корпуса шириной примерно 17 дюймов и высотой 1,75 дюймов (глубина колеблется от 14 до 29 дюймов). Центральные процессоры имеют маленькие бескорпусные приборы,часто меньше чем 0,5 дюймов на 0,5 дюймов, и иногда имеют встроенные теплосъемники до 1 дюйма на 1 дюйм. Конструкторские требования заставляют размещать эти микросхемы на той же плате в нескольких дюймах друг от друга, таким образом, создавая небольшой объем, где выделяется большое количество тепла (120-300 Вт в зависимости от моделей и количества центральных процессоров). Поверхности источников тепла составляют малую долю квадратного дюйма, так что выделение тепла неравномерно распределяется внутри и так малого объема. Температуры, достигаемые на этих микросхемах, должны быть внутри приемлемого диапазона,обычно ниже чем 90 С для центральных процессоров, однако некоторые центральные процессоры и многие другие микросхемы пригодны только для 65 С. Требования по надежности заставляют конструкторов аппаратных средств держать центральные процессоры при температурах ниже 60-70 С, а другие компоненты ниже 40-50 С даже при самой высокой возможной нагрузке (где самая высокая нагрузка означает режим работы с самым высоким потреблением мощности, что обычно означает самую высокую скорость работы и самое большое число задействованных вентилей). Чтобы достичь этого, тепло нужно удалять с той же скоростью, с какой оно выделяется, и температурное равновесие между микросхемой под самой высокой нагрузкой и охлаждающей системой нужно достичь ниже этих температур. Тепло, выделяемое внутри корпуса, окруженного движущимся воздухом охладителя (радиатора), в конце концов, выйдет в наружный воздух, так что хотя удалить тепло легко, проблема состоит в поддержании выделяющих тепло компонентов, включая центральные процессоры, в температурных пределах,пригодных для их работы в любое время. Самое распространенное решение этой проблемы - это большой охлаждаемый воздухом теплоотвод, помещенный сверху кристалла центрального процессора, иногда с отдельным теплосъемником, прикрепленным к кристаллу как часть узла центрального процессора,а сверху размещен теплоотвод. Высокие радиаторные пластины или входные конусы выступают из основания теплоотвода, и большой поток воздуха пропускается вдоль этих пластин, чтобы удалить тепло во внешний воздух. Традиционные конструкции этого типа теплоотвода повсеместно используются в компьютерах. Самая распространенная конструкция - это медная или алюминиевая пластина, размещенная наверху центрального процессора (для целей описания предполагается, что микросхемы размещены на верхней стороне горизонтальной платы, что является стандартной компоновкой в монтируемых в стойку серверах), причем радиаторные пластины прикреплены к пластине и плоский вентилятор - над радиаторными пластинами. Вентилятор создает воздушный поток через радиаторные пластины по направлению к основной пластине и вне устройства в двух или нескольких направлениях. Основная пластина передает тепло от центрального процессора к радиаторным пластинам, а радиаторные пластины передают тепло движущемуся воздуху.-1 012095 Размеры теплоотвода ограничены из-за ограниченной теплопроводности основной пластины и радиаторных пластин. Температура выше всего в центре теплоотвода и уменьшается по направлению к краям и верней части радиаторных пластин. При увеличении размеров теплоотвода имеется меньший перепад средних температур между движущимся воздухом и поверхностью радиаторной пластины, что приводит к меньшему общему КПД. Также большой теплоотвод может экранировать компоненты, расположенные под ним, от воздушного потока и подвергать окружающие компоненты воздействию горячего воздуха, выходящего из теплоотвода, вызывая перегрев этих компонентов. Это заставляет инженеров ограничивать площадь корпуса теплоотвода и увеличивать воздушный поток, часто включая применение крупных вентиляторов, воздуходувок, каналов и колпаков в их конструкциях. Существуют также конструкции, включающие тепловые трубки для распределения тепла к краю основной пластины или к верхним 2/3 радиаторных пластин. Тепловые трубки обычно включают в себя герметичный сосуд, внутри которого создан вакуум. Один конец тепловой трубки (испаритель) прикрепляется к поверхности источника тепла, а другой конец тепловой трубки (конденсатор) проходит в сторону от источника тепла и крепится к теплообменнику,теплоотводу или открыт для воздуха охладителя. Тепловые трубки включают в себя фитильную структуру внутри сосуда, и рабочая жидкость вводится в сосуд для насыщения фитильной структуры. Атмосфера в сосуде устанавливается такой, что в отсутствие теплопереноса жидкость поддерживается в равновесии жидкость-пар. Когда тепловая трубка подсоединена к источнику тепла, выделяемое тепло переносится от источника тепла к испарителю тепловой трубки. Фазовое изменение жидкости в пар приводит к абсорбции значительного количества тепла. Этот теплоперенос приводит к созданию более высокого давления пара в испарителе. Давление пара в испарителе заставляет пар протекать в направлении конденсатора. Более низкая температура в конденсаторе заставляет пар конденсироваться обратно в жидкость, тем самым высвобождая скрытую теплоту испарения в конденсатор. Конденсированная текучая среда насыщает фитильную структуру и возвращается под давлением в испаритель тепловой трубки посредством капиллярных сил, возникших в фитильной структуре. Непрерывный цикл испарения - конденсации - позволяет тепловым трубкам переносить большие количества тепла при очень низких тепловых градиентах. Охлаждаемые воздухом тепловые трубки могут также включать в себя множество радиаторных пластин вокруг наружной поверхности конденсатора для улучшения рассеивания тепла от конденсатора в окружающий воздух, тем самым поддерживая стенки конденсатора холоднее и повышая характеристики теплопереноса тепловой трубки. У теплоотводов, включающих тепловые трубки, обычно концы испарителя трубок вмонтированы в основную пластину, а концы конденсатора тех же трубок либо имеют охлаждающие радиаторные пластины, либо прикреплены к верхней секции радиаторных пластин, у которых нижний конец прикреплен к основной пластине, тем самым распределяя тепло равномерно по длине радиаторной пластины. Хотя эти конструкции улучшают рабочие характеристики теплоотводов, они ведут к увеличению необходимой толщины основной пластины и часто требуют сложных производственных процедур для обеспечения эффективного теплопереноса к тепловым трубкам и от них. Плоские корпуса высотой 1,75 дюймов, часто используемые в серверах с повышенной плотностью,создают дополнительные проблемы для традиционных теплоотводов. Высота радиаторных пластин ограничена пространством, остающимся в корпусе над центральным процессором. Даже если передвинуть вентилятор сверху теплоотвода в сторону, тем самым оставляя больше пространства для охлаждающих радиаторных пластин, высота этих пластин будет меньше, чем та, что обычно используется в традиционных теплоотводах. Воздушные каналы, проходящие через теплоотводы, могут изолировать воздушный поток и повысить эффективность, однако могут быть проведены вокруг других компонентов, что часто ограничивает их поперечное сечение и создает дополнительное сопротивление воздушному потоку. В результате требуются большие или более мощные вентиляторы и воздуходувки. Перемещение тепла к теплоотводу, размещенному вне площади корпуса монтажной платы, может решить некоторые из этих проблем, но традиционные тепловые трубки должны быть достаточно большими, чтобы пропускать жидкость над своим фитилем для достижения необходимой эффективности. Пространство внутри корпуса часто ограничено, и центральные процессоры часто окружены другими высокими компонентами, в частности конденсаторами со своими собственными цепями питания и соединителями с разными платами и кабелями. Системы охлаждения на основе тепловых трубок используются для небольших компактных портативных компьютеров, где требования к охлаждению не столь высоки, или в больших настольных корпусах, где имеется дополнительное пространство. Охлаждающие системы на основе тепловых трубок достаточно небольшие, чтобы входить в корпуса меньших размеров,такие как корпуса, используемые для серверов повышенной плотности, не эффективно передают тепло от центральных процессоров с повышенными требованиями по мощности. Термосифон - это тепловая трубка, не имеющая фитиля или сходной с фитилем структуры, хотя фитиль можно использовать для поддержки испарения жидкого хладагента. Термосифон основан на силе тяжести для возвращения сконденсированного хладагента обратно в испаритель вместо капиллярного эффекта фитиля, который основан на поверхностном натяжении. Использование термосифона упрощает-2 012095 устройство и обеспечивает более быстрое протекание хладагента, однако оно имеет очевидный недостаток в том, что требует определенного размещения испарителя и конденсатора относительно направления силы тяжести. Термосифоны не будут работать, если испаритель размещен над конденсатором. Термосифоны обычно имеют большие испарители, где поддерживается почти постоянный уровень жидкого хладагента. Испарители имеют плоские гладкие днища или имеют некоторый пористый материал или структуры, полностью погруженные в жидкость для содействия испарению. Испарители соединены с конденсатором посредством трубки или посредством отдельных трубок для жидкого хладагента и для пара (известного как термосифоны с обводной линией). Хотя термосифоны хорошо известны в технике, их нелегко приспособить для использования в малогабаритной электронике.Thermocore Inernational Inc. (780 Иден Роуд, Ланкастер, Пенсильвания 17601) предоставляет термосифоны с обводной линией и тепловые трубки для теплового контроля в авиационной электронике и в высокомощной электронике. Однако длина этих устройств колеблется в пределах приблизительно от 0,6 до 2 м (см. http://www.thermacore.com/thermaloop.htm). Дополнительное устройство - это квадратный термосифон с U-образной обводной линией, имеющий длинный U-образный испаритель, перекрывающий множество источников тепла, и конденсатор, размещенный на расстоянии 15-150 см над испарителем(Хрусталев Дмитрий Термосифоны с обводной линией для охлаждения электроники, имеется на сайтеhttp://www.thermacore.com/pdfs/Thermosyphons.pdf). Хрусталев раскрывает также термосифон с обводной линией, имеющий горизонтальные транспортные линии и большой конденсатор с множеством вертикальных охлаждающих радиаторных пластин, прикрепленных в верхней части конденсатора. Ясно, что такие устройства непригодны для ограниченного пространства, связанного с существующими монтируемыми в стойку корпусами, которые имеют высоту только приблизительно 1,75 дюймов (4,4 см), если только конденсатор и трубки не размещены вне корпуса. Бейтелмал и Чандракант (январь 2002 г. Двухфазная обводная линия: компактный термосифон,Hewlett-Packard Company publication) описывают термосифон с обводной линией для охлаждения настольного компьютера HP Vectra VL800, имеющего процессор Pentium-4 на 1,5 ГГц. Термосифон, описанный Бейтелмал и Чандракант, имеет конденсатор шириной 8,2 см, высотой 7,5 см и глубиной 2,6 см и испаритель шириной 3,2 см, высотой 2,9 см и глубиной 3,2 см. Хотя такие размеры подходят для настольного компьютера, один конденсатор не вошел бы в стандарты, монтируемые в стойку корпуса. Кроме того, поскольку термосифон основан на силе тяжести для транспортировки хладагента, конденсатор размещен выше испарителя, тем самым дополнительно увеличивая высоту всего устройства термосифона. Имеются и другие различные конструкции и экспериментальные устройства на основе термосифонов, некоторые такие простые, как одна паровая полость внутри основания теплоотвода, некоторые такие сложные и тщательно разработанные, как тепловые шины и многоступенчатые термосифоны. Никакие из этих конструкций сейчас широко не применяются из-за их неприемлемых размеров, сложности и стоимости. Основная трудность - это неспособность устройства полностью подходить к геометрии стандартного монтируемого в стойку корпуса с сохранением адекватной способности охлаждения. Требования по модульности, позволяющие пользователю смешивать различные устройства в одной и той же стойке, и стоимость пространства в центрах обработки данных не дают использовать большие внешние охлаждающие устройства в такой обстановке, а нужды компаний, использующих большие количества идентичных серверов в гибко организованном пространстве, не создают достаточного спроса для жизнеспособности таких решений. Что нужно - это более эффективная и простая охлаждающая система для малогабаритных компьютерных систем и электроники, которая соответствовала бы сегодняшним требованиям по пространству,особенно требованиям по пространству, имеющимся для типичных монтируемых в стойку корпусов. Сущность изобретения Охлаждающая система настоящего изобретения содержит термосифонное устройство, способное доставлять охлаждение к компьютеру или к электронному устройству и все же входить в стандартный корпус компьютера или монтируемый в стойку корпус. Размеры обычных монтируемых в стойку корпусов примерно шириной 17-19 дюймов, высотой 1,7-1,75 дюймов и глубиной 14-29 дюймов. Например,монтируемый в стойку корпус Antec (1U26ATX250) ATX имеет ширину 17,02 дюймов, глубину 26 дюймов и высоту 1,73 дюйма. Монтируемые в стойку шасси Intel 1U350W (sr1350ena) и корпусSuperMicro CSE-512LATX - оба имеют ширину 16,7 дюймов, глубину 14 дюймов и высоту 1,7 дюймов. Термосифонное охлаждающее устройство настоящего изобретения - это герметизированное устройство с созданным внутри вакуумом. Термосифонное устройство содержит испаритель; узкий конденсатор; жидкий хладагент внутри указанного испарителя и конденсатора; по меньшей мере одну трубку хладагента, соединяющую указанный испаритель с указанным конденсатором; причем указанная по меньшей мере одна трубка хладагента находится на уровне или ниже уровня указанного жидкого хладагента; и по меньшей мере одну паровую трубку, соединяющую указанный испаритель с указанным конденсатором, причем указанная по меньшей мере одна паровая трубка находится над уровнем указанного жидкого хладагента. Давление в сосуде установлено таким, что в отсутствие теплопереноса хладагент поддерживается в равновесии жидкость-пар. Испаритель и конденсатор представляют собой отдельные полые камеры, соединенные трубками хладагента и паровыми трубками, что позволяет жидкому хлада-3 012095 генту свободно протекать из конденсатора в испаритель, а пару протекать из испарителя в конденсатор. Термосифонное устройство также факультативно содержит одну или более вертикальных радиаторных пластин испарителя внутри испарителя, причем вертикальные радиаторные пластины прикреплены в днищу указанного испарителя и проходят к или выше поверхности указанного жидкого хладагента. Обычно конденсаторы термосифонов размещены над испарителями или выше них, чтобы использовать силу тяжести, которая заставляет жидкость течь из конденсатора в испаритель. Такое размещение невозможно в пространствах, где доступная высота сильно ограничена. Хотя часть конденсатора может быть выше испарителя, или наоборот, конденсатор и испаритель приблизительно горизонтальны относительно друг друга в настоящем изобретении. Термосифонное устройство также факультативно содержит множество охлаждающих радиаторных пластин, прикрепленных к наружной поверхности по меньшей мере с одной стороны конденсатора и проходящих сбоку этого конденсатора. В местах, где доступная высота крайне ограничена, охлаждающие радиаторные пластины не имеют достаточно пространства, чтобы проходить над конденсатором. Единственное имеющееся пространство для охлаждающих радиаторных пластин - это стороны конденсатора. Вентилятор или воздуходувка вытесняет воздух охладителя снаружи корпуса через охлаждающие радиаторные пластины. В одном варианте осуществления охлаждающие радиаторные поверхности имеют прямоугольную форму, но они могут быть любой формы, которая обеспечивала бы достаточную площадь поверхности с двигающимся воздухом. Охлаждающие радиаторные пластины проходят из конденсатора в горизонтальной плоскости или сориентированы под углом между горизонталью и вертикалью. Испаритель помещен сверху источника тепла, который является любой выделяющей тепло микросхемой или компонентом, используемым в компьютере или монтажной плате, таким как центральный процессор. Одна или более трубок хладагента, соединяющих испаритель и конденсатор, расположены горизонтально или под небольшим углом относительно горизонтали на уровне или ниже уровня хладагента внутри испарителя и конденсатора. Под словами на уровне или ниже уровня хладагента имеется в виду, что одна или более трубок хладагента наполнены полностью или не полностью жидким хладагентом и что жидкий хладагент может течь из конденсатора в испаритель. Одна или более паровых трубок, соединяющих испаритель и конденсатор, расположены горизонтально или под углом над уровнем хладагента и наполнены паром. Тепло, выделяемое источником тепла, удаляется посредством кипения или/и испарения жидкого хладагента и переноса получившегося пара в конденсатор. Воздушный поток за пределами наружных стенок конденсатора или охлаждающих радиаторных пластин, прикрепленных к конденсатору, понижает температуру конденсатора, заставляя пар конденсироваться. Конденсированная жидкость протекает из днища конденсатора через охлаждающую трубку обратно в испаритель. Испаритель представляет собой полую камеру с плоским теплопроводным днищем, боковыми стенками и крышкой. Форма испарителя может быть приблизительно прямоугольной, кубической или испаритель может иметь куполообразную форму. Боковые стенки и крышка могут быть выполнены как одна куполообразная структура или днище и боковые стенки, и возможно крышка, могут быть выполнены как одно целое. Трубки хладагента, соединяющие испаритель и конденсатор, соединены с боковыми стенками испарителя у его днища или рядом с ним. Паровые трубки соединены с крышкой испарителя или с его боковыми стенками наверху испарителя или рядом с верхом. Конденсатор представляет собой узкую длинную камеру, имеющую две противоположные длинные боковые стенки, размещенные на небольшом расстоянии друг от друга и образующие узкий канал внутри внутренней стороны конденсатора. Форма конденсатора может быть приблизительно прямоугольной или цилиндрической. В используемом здесь смысле длина конденсатора указывает на две противоположные длинные боковые стенки, а ширина указывает на две противоположные короткие боковые стенки. В данном изобретении конденсатор имеет длину, значительно превышающую его ширину. В одном варианте осуществления длина конденсатора по меньшей мере в 10 раз превышает ширину конденсатора. В другом варианте осуществления длина конденсатора по меньшей мере в 20 раз превышает ширину конденсатора. Еще в одном варианте осуществления длина конденсатора по меньшей мере в 30 раз превышает ширину конденсатора. В одном варианте осуществления высота конденсатора по меньшей мере вдвое больше его ширины, предпочтительнее высота в пять раз превышает ширину. Трубки, соединяющие испаритель и конденсатор, прикреплены к одной из длинных боковых стенок конденсатора либо рядом с серединой, либо рядом с одним из концов конденсатора. Трубки хладагента соединены с боковыми стенками конденсатора в днище или рядом с днищем конденсатора, а паровые трубки соединены с боковыми стенками конденсатора вверху конденсатора или рядом с верхом. При использовании для охлаждения компонентов компьютера прохождение трубок между испарителем и конденсатором определяется пространством, имеющимся внутри корпуса компьютера. Трубки хладагента проходят вокруг конденсаторов, катушек, теплоотводов маленьких микросхем, соединителей питания и вентилятора и розеток ЗУПВ. Паровые трубки могут проходить над большинством устройств, кроме ЗУПВ, соединителей для питания и других высоких деталей. Форма трубок не должна влиять на эффективность работы охлаждающего устройства, пока трубки хладагента позволяют жидкому хладагенту течь беспрепятственно, а паровые трубки не снижаются ниже уровня жидкости. Это устройство легче-4 012095 устанавливается и меньше подвержено наклонам, когда длина трубок короче. Длинные боковые стенки конденсатора создают достаточную внутреннюю площадь для того, чтобы произошла конденсация. Разность давлений, образовавшаяся при конденсации пара, заставляет пар протекать к боковым стенкам конденсатора. Паровые трубки могут соединяться в любом месте вдоль боковых стенок конденсатора, мало влияя на эффективность теплопереноса. Скорость течения пара зависит от скорости конденсации, которая, в свою очередь, зависит от разницы температур пара и боковых стенок конденсатора. Температура пара будет почти постоянной внутри охлаждающего устройства по всему его объему, потому что пар насыщен, и его давление не меняется значительно для разных деталей устройства, так что температура соответствует давлению насыщенного пара, которое приблизительно постоянно. Температура боковых стенок конденсатора зависит от теплообмена с внешним хладагентом,который может быть воздухом, водой или другой охлаждающей системой. Диаметр паровых трубок должен быть достаточным для протекания пара. Течение жидкости внутри конденсатора обеспечивается силой тяжести и тормозится трением, вязкостью и поверхностным напряжением. Внутренние стороны конденсатора должны быть гладкими или иметь вертикальные желобки, позволяющие каплям конденсированного хладагента проплывать к днищу конденсатора, не достигая достаточно больших размеров капель, чтобы покрыть боковые стенки и понизить эффективность конденсации. Расстояние между боковыми стенками должно быть достаточным,чтобы поддерживать течение жидкости в трубках хладагента без значительного подъема уровня жидкости из-за капиллярного эффекта и сопротивления потоку (подъем уровня жидкости уменьшает имеющуюся площадь конденсации и создает менее эффективный теплообмен с жидкостью) или возможности объединяться для капель, образовавшихся на противоположных боковых стенках. Пока существует некоторое количество жидкости на днище, текущей к трубкам хладагента, предпочтительно затопляя их полностью, так чтобы не образовывались пузырьки газа, и течение жидкости в испаритель поддерживало скорость кипения или/и испарения, устройство работает правильно. Испаритель поддерживает скорость кипения или/и испарения, чтобы соответствовать выделению тепла в центральном процессоре. Уровень жидкого хладагента внутри испарителя может меняться, не влияя значительно на рабочие характеристики устройства, пока имеется некоторый уровень жидкого хладагента, остающегося в испарителе. Чтобы достичь низкой температуры центрального процессора,должно быть низкое тепловое сопротивление между днищем испарителя и областью, где жидкий хладагент испаряется или кипит. Если испаритель выполнен в виде простой коробки, содержащей жидкий хладагент, тепловое сопротивление будет высоким. В одном варианте осуществления настоящего изобретения, где испаритель был выполнен в виде простой коробки, система наполнялась ацетоном и кипение происходило только на поверхности ацетона на малой площади. Более холодная жидкость, приходящая из конденсатора по трубкам хладагента, посредством конвекции внутри испарителя распределяла тепло равномерно по большей части жидкого ацетона. Нижним слоям ацетона не давали нагреваться до температур выше, чем у верхних слоев жидкости,даже хотя днище испарителя, будучи ближе к источнику тепла, имело более высокую температуру и вскипятило бы жидкий ацетон, если бы теплообмен с жидким ацетоном был бы более эффективен. Ацетон кипел только на поверхности, где гидростатическое давление было немного ниже, и вдоль боковых стенок испарителя, где тепло передавалось от металла. Это снижало площадь кипения до маленького ободка на поверхности жидкого ацетона. Разница температур между кипящим слоем и днищем испарителя определялась почти целиком теплопереносом через материал испарителя. Получившаяся разница температур между центральным процессором и паром стала неприемлемо большой. Для противодействия этому эффекту радиаторные пластины испарителя прикреплены к днищу испарителя, образуя дополнительные поверхности, достигающие и пересекающие поверхность жидкости. Радиаторные пластины испарителя передают тепло вверх от днища испарителя и создают поверхности для образования пузырьков во время кипения. Теплоперенос к поверхности жидкого хладагента через радиаторные пластины испарителя также улучшает испарение в ситуациях, когда кипения не происходит и все испарение происходит на поверхности жидкости без образования пузырьков. Это снижает разницу температур между днищем испарителя и паром и продолжает работать при изменении уровня жидкого хладагента, тем самым обеспечивая стабильность процесса. Этот подход отличен от полностью погруженных устройств, описанных в уровне техники, используемых в других типах испарителей для облегчения кипения ниже поверхности. Пространство в испарителе над жидкостью не влияет на эффективность работы испарителя, пока жидкий хладагент не заливает паровые трубки. Местоположение, форма и количество паровых трубок создает достаточное общее поперечное сечение для того, чтобы пар достигнул конденсатора, не рассеивая достаточного тепла, чтобы заставить пар конденсироваться внутри трубок, что замедлило бы пар и возможно нагрело бы воздух, который предназначен для охлаждения других деталей компьютера. Добавление тонкого слоя теплоизоляции вокруг паровых трубок может предотвратить рассеивание тепла. Размещение паровых трубок под углом между горизонталью и вертикалью, когда конец конденсатора выше, чем конец испарителя, также помогает удалять конденсированную жидкость из паровых трубок и может направить конденсированную жидкость к пустому заднику в испаритель.-5 012095 Когда устройство используется с воздушным охлаждением, таким как вентилятор или воздуходувка, одну или две длинные боковые стенки конденсатора можно использовать для переноса тепла к движущемуся воздуху. В плоском корпусе компьютера высотой 1,75 дюйма, где нет места для вентиляторов вверху или внизу корпуса для подачи вертикального воздушного потока, воздух перемещается горизонтально вдоль наружной поверхности длинных боковых стенок конденсатора. Наружная поверхность длинных боковых стенок конденсатора может содержать множество охлаждающих радиаторных пластин для увеличения теплопереноса к движущемуся воздуху. Большая часть тепла передается к стенкам конденсатора при конденсации пара из испарителя. Давление и температура хладагента почти постоянны по всей площади теплопередающей стенки. В результате направление потока пара внутри конденсатора значительно не влияет на температурное распределение по теплопередающей наружной стенке. Нет необходимости создавать воздушный поток в направлении, противоположном потоку хладагента, как необходимо в традиционном теплообменнике, где хладагент не меняет свою фазу, перенося тепло к движущемуся воздуху. В одном варианте осуществления изобретения достаточное пространство отведено вдоль одной из боковых стенок корпуса компьютера для образования узкого прохода спереди к задней части корпуса. Конденсатор размещается вдоль этого прохода, и движение воздуха создается через проход 1 или 2 вентиляторами или воздуходувками. Если бы традиционные радиаторные пластины теплоотвода использовались в этой конструкции, холодный приходящий воздух эффективно охладил бы стенку конденсатора у одного конца, но температура воздуха увеличилась бы по мере перемещения воздуха вдоль конденсатора. В результате, разница температур между воздухом и конденсатором увеличится, снижая эффективность воздуха для охлаждения устройства. Кроме того, большие охлаждающие радиаторные пластины создают большое трение и сопротивление воздушному потоку, тем самым снижая скорость воздуха и эффективность теплопереноса или требуя более мощного вентилятора, которые могут не вместиться в имеющееся пространство. В настоящем устройстве оптимальный теплоперенос произойдет, когда температура воздуха постоянна по поверхности боковых стенок конденсатора, что лучше всего достигается продуванием воздуха по боковым стенкам горизонтально под прямым углом и выпуском воздуха вертикально вверх и вниз. Это редко возможно в монтируемых в стойку корпусах высотой 1,75 дюймов, потому что обычно верхняя часть, днище и боковые стенки корпуса блокированы стойкой или другими устройствами и только передняя и задняя панели имеют вентиляционные отверстия. В варианте осуществления настоящего изобретения воздушный поток внутри корпуса является горизонтальным и направлен для передвижения примерно параллельно вдоль по меньшей мере одной из длинных боковых стенок конденсатора. Для увеличения теплопередачи к воздуху охлаждающие радиаторные пластины размещены под углом от горизонтали и не покрывают всей площади стенок конденсатора, оставляя клинообразные зазоры для впуска и выпуска воздуха ниже и выше радиаторных пластин. Клинообразные зазоры - это секции на боковых стенках конденсатора, которые не покрыты охлаждающими радиаторными пластинами. Все радиаторные пластины можно разместить для образования однородной структуры или же радиаторные пластины можно разместить группами, образующими ступени. В любом из этих случаев более холодный воздух входит в пространство и выходит из пространства между радиаторными трубками во множестве областей вдоль конденсатора, тем самым создавая более равномерное температурное распределение, чем то, которое было бы, если бы радиаторные пластины были однородно горизонтальны или проходили по всей длине конденсатора. В вариантах осуществления, когда корпус содержит только один тепловой источник, охлаждаемый данным устройством, охлаждающие радиаторные пластины можно разместить на обеих длинных боковых стенках конденсатора. В вариантах осуществления, в которых два или более источников тепла охлаждаются данным устройством, часто необходимо сохранять пространство и снизить сопротивление воздушному потоку. Один вариант осуществления изобретения содержит два термосифонных устройства,где конденсаторы расположены параллельно друг другу, причем одна из длинных боковых стенок каждого конденсатора обращена к другой. Охлаждающие радиаторные пластины размещены по боковым стенкам конденсаторов, обращенных друг к другу, и воздушный поток направлен между конденсаторами. Точная конфигурация охлаждающих радиаторных пластин должна основываться на требованиях к воздушному потоку, эффективности пластин различной высоты и на имеющейся площади поверхности конденсаторов. Трубки хладагента и паровые трубки можно провести вокруг разных компонентов, а число трубок должно определяться требованиями к потоку хладагента и пара. Имеются разные конфигурации, когда присутствует множество источников тепла, причем отдельные наборы испарителей и конденсаторов размещены парами или блоками. Множество испарителей, а также множество конденсаторов можно соединять параллельно. У параллельных систем паровые трубки и трубки хладагента будут соединять верхние части и днища множества устройств в различных последовательностях. Множество конденсаторов можно прикрепить к одному и тому же испарителю (испарителям), когда выделяется большое количество тепла или когда имеется только небольшой воздушный поток.-6 012095 Предпочтительно монтируемые в стойки корпуса, используемые в настоящем изобретении, размещены в стойке горизонтально, однако стойки не обязательно размещены точно горизонтально, и техники часто должны перемещать оборудование и помещать корпус на стол или тележку. Испаритель и конденсатор дозволяют изменения уровня жидкого хладагента, присущие кипению или/и испарению и конденсации, и могут восстановиться из моментального затопления паровых трубок или высушивания днища испарителя или трубок хладагента. Кроме того, преимуществом этого изобретения является то, что его свойства охлаждения не меняются значительно, когда устройство наклоняют под небольшим углом. Радиаторные пластины испарителя обеспечивают стабильность, представляя некоторую поверхность для эффективного теплопереноса к жидкому хладагенту вдоль всей своей высоты, независимо от изменений уровня жидкости. Кроме того, когда устройство наклонено к конденсатору, сила тяжести заставит жидкий хладагент течь к конденсатору; однако меньше объема требуется, чтобы поднять уровень жидкого хладагента в конденсаторе из-за малой ширины конденсатора относительно других размеров конденсатора и испарителя. Это увеличит вероятность того, что трубки хладагента останутся на уровне или ниже уровня хладагента в конденсаторе, позволяя жидкому хладагенту продолжать течь к испарителю. Длина конденсатора, которая больше других размеров конденсатора, создает большую площадь поверхности для распределения тепла. Конденсатор продолжает работать, пока есть достаточно пространства над уровнем жидкости, чтобы позволять пару конденсироваться на боковых стенках конденсатора. Обычно теплоотводы и другие охлаждающие устройства прикреплены к центральным процессорам и другим источникам тепла, используя кронштейны и хомуты. Охлаждающее устройство настоящего изобретения должно использовать сильный кронштейн, чтобы прикреплять испаритель к источнику тепла. Кронштейн не должен вызывать изгибающих усилий выше тех, которые создаются традиционными теплоотводами. Также следует избегать приложения к кронштейну неравномерного давления, нагибать его или прилагать все усилия только к одному краю микросхемы при установке устройства. Для достижения этой цели используются специальный кронштейн и корпусная пружина. Обратный U-образный кронштейн крепится к корпусу компьютера, плате, распоркам или розетке, так же как любой стандартный кронштейн теплоотвода. Однако кронштейн должен быть выше, чем обычно, и покрывать весь испаритель, оставляя место между верхней частью испарителя и кронштейном, чтобы поместилась слегкаS-образная пружина. S-образная пружина должна касаться испарителя или пластины крышки испарителя в центре прямо над центром микросхемы. Будучи установлена, пружина поворачивается и сгибается до тех пор, пока не защелкнется с кронштейном, удерживая устройство закрепленным. Чтобы снять испаритель, концы пружины поджимаются, освобождая защелкнутые концы, и S-образная пружина вращается назад, пока не освободит испаритель. Этот механизм обеспечивает, что усилие всегда приложено к центру испарителя и направлено вниз к центру микросхемы. Это предотвращает повреждение микросхемы или появление царапин на испарителе и позволяет пользователю получить хороший тепловой контакт,даже если установка проводится в стиснутых условиях, что широко распространено в центрах обработки данных. Тот же самый механизм кронштейна и S-образной пружины можно использовать для других применений, таких как крепление обычных теплоотводов, которые не требуют открытой верхней части. Краткое описание чертежей Фиг. 1 показывает вид в поперечном сечении термосифонного охлаждающего устройства настоящего изобретения. Фиг. 2 показывает вид в перспективе охлаждающей системы настоящего изобретения, содержащей два термосифонных устройства, где охлаждающие радиаторные пластины прикреплены к боковым стенкам конденсаторов, которые обращены друг к другу. Фиг. 3 показывает вид сверху охлаждающей системы, изображенной на фиг. 2. Фиг. 4 А показывает вид сбоку охлаждающей системы, изображенной на фиг. 2. Фиг. 4 В показывает вид сбоку конденсатора настоящего изобретения, имеющего множество размещенных под углом охлаждающих радиаторных пластин. Фиг. 5 А показывает вид сбоку кронштейна и S-образной пружины, используемой, чтобы закреплять испаритель настоящего изобретения к источнику тепла. Фиг. 5 В показывает вид сверху кронштейна и S-образной пружины. Фиг. 6 показывает охлаждающую систему настоящего изобретения, содержащую два термосифонных устройства, размещенных в корпусе компьютера. Подробное описание Серверы повышенной плотности помещаются в монтируемые в стойку корпуса шириной приблизительно 17-19 дюймов и высотой 1,75 дюйма или менее при плоском размещении. Все устройства, включая охлаждающие устройства, внутри корпуса должны вмещаться в эти размеры. Высота настила корпуса, распорки, монтажная плата, розетка центрального процессора и сам центральный процессор составляют только примерно 1 дюйм между поверхностью центрального процессора и верхней частью корпуса,так что любой испаритель или теплоотвод, прикрепленные к верхней части центрального процессора или к другому источнику тепла, не должны по высоте превышать 1 дюйма. Термосифонное устройство внутри корпуса, такого как этот, должно работать с очень небольшой величиной гидростатического давления,перемещающего жидкость. Нагрузка осуществляется на центральный процессор и поэтому выделение-7 012095 тепла может меняться со временем, а корпус не обязательно расположен точно горизонтально, так что конструкция термосифонного устройства должна быть пригодна для меняющихся условий, включая изменения количества тепла, выделяемого центральным процессором, уровня жидкости и пузырьки пара в трубках. Тепло может проходить в теплообменник внутри корпуса, но вне площади корпуса монтажной платы или по меньшей мере вне площади корпуса крупных деталей, выступающих из платы, к движущемуся воздуху. Один вариант осуществления термосифонного устройства настоящего изобретения охлаждает компьютер или электронное устройство внутри корпуса шириной 17-19 дюймов или менее и имеет высоту 2 дюйма или менее. В другом варианте осуществления данного изобретения термосифонное устройство охлаждает компьютер или электронное устройство, имеющие множество источников тепла в корпусе шириной 17-19 дюймов или менее, высотой 2 дюйма или менее. В одном варианте осуществления высота термосифонного устройства не превышает 2 дюймов. В другом варианте осуществления высота термосифонного устройства не превышает 1,75 дюймов. В другом варианте осуществления высота термосифонного устройства не превышает 1,7 дюймов. Еще в другом варианте высота термосифонного устройства не превышает 1,5 дюймов. Компоненты термосифонных устройств данного изобретения изготовлены из материалов, которые являются прочными, долговечными и имеют необходимые теплопроводные свойства. В одном варианте осуществления данного изобретения теплопроводящие поверхности и радиаторные пластины испарителя выполнены из меди. Верхняя часть испарителя и не проводящие тепло поверхности конденсатора также выполнены из меди, но могут выполняться из других материалов, таких как латунь или алюминий, которые могут прикрепляться к медным деталям посредством пайки, пайки твердым припоем, прецизионной формовкой или сваркой. Охлаждающие радиаторные пластины, прикрепленные к конденсатору, выполнены из меди, но могут выполняться из алюминия, пока существует хороший тепловой контакт с конденсатором. Трубки хладагента и паровые трубки также сделаны из меди, но могут быть сделаны из других материалов, которые остаются стабильными в условиях, которым подвергаются трубки. В одном варианте осуществления настоящего изобретения жидкий хладагент является ацетоном. В другом варианте используются другие жидкости со сходными с ацетоном точками кипения, такие как этанол и метанол. В другом варианте осуществления жидкий хладагент представляет собой воду. Размеры термосифонного охлаждающего устройства данного изобретения достаточно крупные для того, чтобы обеспечить охлаждение компьютера или электронного устройства, но и достаточно малые,так что и термосифонное устройство, и компьютер или электронные компоненты размещаются в корпусе. В одном варианте осуществления данное изобретение создает охлаждение для компьютера или электронного устройства, имеющего один или более источников тепла внутри монтируемого в стойку корпуса шириной 19 дюймов или менее и высотой корпуса менее 2 дюймов. Один вариант осуществления настоящего изобретения - это компьютерная система или электронное устройство, содержащие корпус, где указанный корпус имеет ширину примерно 17 дюймов или менее,высоту 1,75 дюймов или менее и длину 28 дюймов или менее; по меньшей мере один источник тепла внутри указанного корпуса, такой как центральный процессор; и по меньшей мере одно термосифонное устройство внутри указанного корпуса, содержащее: испаритель; узкий конденсатор, имеющий первую и вторую длинные боковые стенки и первую и вторую короткие боковые стенки, причем указанные первая и вторая длинные боковые стенки параллельны и противоположны друг другу и указанные первая и вторая короткие боковые стенки параллельны и противоположны друг другу; жидкий хладагент внутри указанных испарителя и конденсатора; по меньшей мере одну трубку хладагента, соединяющую указанный испаритель с указанным конденсатором, причем указанная по меньшей мере одна трубка хладагента находится на уровне или ниже уровня указанного жидкого хладагента; и по меньшей мере одну паровую трубку, соединяющую указанный испаритель с указанным конденсатором, причем указанная по меньшей мере одна паровая трубка находится выше уровня указанного жидкого хладагента. Это по меньшей мере одно термосифонное устройство факультативно содержит множество охлаждающих радиаторных пластин, прикрепленных к указанной первой длинной боковой стенке, указанной второй длинной боковой стенк, или к той и другой, причем указанные охлаждающие радиаторные пластины проходят сбоку от указанного конденсатора. Термосифонное устройство факультативно содержит одну или несколько вертикальных радиаторных пластин испарителя внутри указанного испарителя, причем указанная одна или несколько радиаторных пластин испарителя крепятся к днищу указанного испарителя и проходят в направлении или выше поверхности указанного жидкого хладагента. Один вариант осуществления изобретения содержит термосифонное устройство, содержащее конденсатор длиной примерно 5-13 дюймов, предпочтительно длиной примерно 6-10 дюймов, и шириной примерно 0,20-0,5 дюймов (не включая размеров охлаждающих радиаторных пластин). Высота конденсатора может быть любой в рамках имеющейся высоты внутри корпуса и будет колебаться от примерно 1,0 до примерно 1,7 дюйма. Форму и размеры охлаждающих радиаторных пластин можно выбрать такими, чтобы они входили в имеющееся пространство, обеспечивая эффективный теплоперенос к воздушному потоку. Обычно высота охлаждающих радиаторных пластин не превышает высоты конденсатора, и охлаждающие радиаторные пластины проходят сбоку на длину примерно 0,5-1,0 дюйма от боковых сте-8 012095 нок конденсатора. Испарители могут быть любых размеров, которые позволяют жидкому хладагенту испаряться или кипеть благодаря теплопереносу от источника тепла, хотя более крупное основание испарителя поможет избежать затопления испарителя, если устройство наклонено. В одном варианте осуществления испарители имеют длину примерно 1,0-2,0 дюйма, ширину примерно 1,0-2,0 дюйма и высоту примерно 0,50-1 дюйм. Паровые трубки и трубки хладагента имеет длину примерно 0,5-5,50 дюймов,причем внешний диаметр составляет примерно 0,15-0,50 дюйма. В одном варианте осуществления данного изобретения размеры конденсаторов составляют примерно 8,0-10,0 дюймов в длину, примерно 0,2-0,25 дюйма в ширину и примерно 1,4-1,5 дюйма в высоту. Испаритель имеет длину примерно 1,8-2,0 дюйма, ширину примерно 1,8-2,0 дюйма и высоту примерно 0,7-0,8 дюйма. Длина паровых трубок и трубок хладагента составляет примерно 1,30 и примерно 4,70 дюйма с внешним диаметром примерно 0,25 дюйма. В еще одном варианте осуществления конденсатор имеет длину 8,27 дюймов, высоту 1,46 дюйма и ширину 0,24 дюйма. Охлаждающие радиаторные пластины проходят дополнительно на длину 0,66 дюйма по меньшей мере от одной из длинных боковых стенок конденсатора. В другом варианте размеры конденсаторов составляют 9,84 дюймов в длину,1,46 дюйма в высоту и 0,24 дюйма в ширину, причем радиаторные пластины проходят дополнительно на длину 0,66 дюйма от боковой стенки конденсатора. В одном варианте осуществления испарители имеют длину 1,97 дюйма, ширину 1,97 дюйма и высоту 0,75 дюйма. На фиг. 1 показано термосифонное устройство, содержащее испаритель 5 и конденсатор 10, содержащий жидкий хладагент 7. Испаритель 5 соединен с конденсатором 10 трубкой 8 хладагента и паровой трубкой 13. Трубка 8 хладагента - это горизонтальная трубка, прикрепленная к днищу испарителя 5 и конденсатора 10 или рядом с ним. Трубка 8 хладагента находится на уровне жидкого хладагента 7 или ниже его и заполнена, полностью или не полностью, жидким хладагентом 7. Паровая трубка 13 помещена выше уровня жидкого хладагента 7 под небольшим углом и прикрепляется к верхней части испарителя 5 и конденсатора 10 или рядом с ним. На фиг. 1 показаны только трубка 8 хладагента и паровая трубка 13, однако можно также использовать множество трубок. Днище испарителя 5 контактирует с источником тепла 2, который обычно является центральным процессором. Множество радиаторных пластин 6 испарителя проходит от днища испарителя в направлении и выше поверхности жидкого хладагента 7. Расстояние между отдельными радиаторными пластинами 6 испарителя и между пластинами 6 испарителя и боковыми стенками испарителя 5 достаточно для того, чтобы не дать пузырькам, образовавшимся на других пластинах испарителя 6 и на боковых стенках,слиться до отделения от радиаторных пластин испарителя 6 и боковых стенок. Конденсатор 10 является длинной камерой, имеющей узкий внутренний канал 12. Уровень жидкого хладагента 7 в конденсаторе 10 достаточно высок, чтобы позволить некоторому количеству жидкого хладагента 7 протекать по трубке 8 хладагента в испаритель 5, чтобы поддержать скорость испарения и/или кипения. Множество охлаждающих радиаторных пластин 11 прикреплено к наружной стенке конденсатора 10. При работе тепло, выделяемое источником тепла 2, переносится через днище испарителя 5 и радиаторные пластины 6 к жидкому хладагенту, заставляя жидкий хладагент 7 кипеть или испаряться. Пар 14,образовавшийся при кипении и/или испарении жидкого хладагента 7, покидает испаритель 5 через паровую трубку 13 и поступает в канал 12 конденсатора 10. Воздушный поток, проходящий мимо охлаждающих радиаторных пластин 11, обычно создаваемый вентилятором или воздуходувкой (не показаны),понижает температуру внутренних стенок конденсатора 10, заставляя пар 14 конденсироваться в дно канала 12. Жидкий хладагент 7 на днище конденсатора 10 проходит по трубке 8 хладагента обратно в испаритель 5. В одном варианте осуществления данного изобретения, как проиллюстрировано на фиг. 2, 3 и 4 В,охлаждающие радиаторные пластины 11 помещены под углом между горизонталью и вертикалью и крепятся к одной из длинных боковых стенок конденсатора 10. На фиг. 2 и 3 показан один вариант осуществления, где два термосифона, имеющие множество охлаждающих трубок 8 и паровых трубок 13, используются рядом друг с другом в охлаждающей системе, где имеются два источника тепла 2. Трубки 8 хладагента и паровые трубки 13 крепятся к конденсаторам 10 либо около конца конденсатора 10, либо около середины конденсатора 10. Два термосифонных устройства ориентированы так, чтобы боковые стенки конденсаторов 10, имеющие прикрепленные охлаждающие радиаторные пластины, были обращены друг к другу. Вентилятор или воздуходувка (не показаны) будут горизонтально дуть воздух между конденсаторами 10 через охлаждающие радиаторные пластины 11. В одном варианте осуществления термосифонное устройство включает в себя предохранительный клапан 3, как показано на фиг. 2, 3 и 4 В. Предохранительный клапан представляет собой трубку, в данном варианте - медную трубку диаметром приблизительно 1/8 дюйма, один конец которой прикреплен к внутренней верхней части конденсатора 10, а свободный коней направлен между двумя конденсаторами 10 или в некотором направлении с достаточным воздушным пространством.-9 012095 Свободный конец предохранительного клапана 3 герметизирован мягким припоем, который плавится при температуре выше рабочего диапазона температур устройства, но ниже температуры, при которой термосифонное устройство может разрушаться давлением пара или плавлением припоя, используемого для соединения частей термосифона, тем самым вызывая дополнительное повреждение компьютерной системы или электронного устройства, или стойки, кожуха и других объектов. В случае возникновения огня, когда температура достигает точки плавления припоя предохранительного клапана, предохранительный клапан 3 открывается, пар выталкивает припой и выходит из устройства. Если хладагент воспламеняемый, он сгорит вне термосифона в пространстве внутри корпуса, который уже нагрет огнем. Это пространство существует между двумя конденсаторами 10 или может существовать между конденсатором 10 и наружной стенкой корпуса (не показана). Это пространство не содержит воспламеняемых материалов, а общее количество хладагента внутри термосифонного устройства небольшое, приблизительно 20 мл на центральный процессор в одном варианте осуществления. Поэтому горящий хладагент будет содержаться внутри этого пространства и значительно не способствует огню и не вызовет взрыва в худшем сценарии. Предохранительный клапан 3 не выполняет никакой функции во время нормальной работы термосифонного устройства и приводится в действие только в момент, когда центральные процессоры, основная плата, силовые цепи и другие жизненно важные детали компьютера повреждены высокими температурами. Наполняющая трубка 1, показанная на фиг. 2, 3 и 4 А, - это медная трубка диметром приблизительно 3/16 дюйма, прикрепленная к внутренней части испарителя 5. Чтобы наполнить охлаждающее устройство хладагентом, наполняющая машина (не показана) крепится к наполняющей трубке 1 с использованием пригонки со сжатием или сходного метода. Наполняющая машина вначале удаляет воздух из охлаждающего устройства и затем наполняет его нужным количеством хладагента. После добавки хладагента наполняющая трубка 1 гофрируется, охлаждающее устройство убирается из наполняющей машины и наполняющая трубка 1 герметизируется. Если герметизация производится посредством пайки или сварки, охлаждающую систему можно поместить в бассейн, чтобы поддерживать температуру и давление хладагента внутри системы низкими,пока высокая температура прикладывается к концу наполняющей трубки. Наполняющая трубка может сгибаться до или после наполнения, чтобы уменьшить площадь корпуса устройства, одновременно сохраняя достаточное расстояние между испарителем и местом гофрирования/герметизации. В качестве варианта наполняющую трубку можно прикрепить к другим компонентам охлаждающего устройства,таким как конденсатор, трубки или предохранительный клапан. Кроме того, в некоторых примерах осуществления предохранительный клапан можно использовать в качестве наполняющей трубки. На фиг. 4 В показан вид сбоку расположенных под наклоном охлаждающих радиаторных пластин 11, прикрепленных к конденсатору 10. Клинообразные области 15 - это пространства вдоль боковых стенок конденсатора 10, где нет охлаждающих радиаторных пластин 11. Клинообразные области 15 образованы охлаждающими радиаторными пластинами 11, размещенными как однообразная структура, или же охлаждающие радиаторные пластины 11 размещены как множество групп, образующих ступени (не показаны). Клинообразные области 15 позволяют воздуху входить и выходить через охлаждающие радиаторные пластины 11 во множестве областей вдоль конденсатора 10, создавая тем самым более равномерное температурное распределение. В одном варианте осуществления настоящего изобретения, как показано на фиг. 5 А и 5 В, кронштейн 20 испарителя и S-образная пружина 22 закрепляют испаритель 5 к источнику тепла (не показан). Факультативно, крышка 21 испарителя (показана на фиг. 5 А) помещается сверху на испаритель 5.S-образная пружина 22 помещена на верхнюю часть крышки 21 испарителя или испарителя 5, если крышка не используется, так, что она контактирует с крышкой 21 испарителя или с испарителем 5 по центру непосредственно над центром источника тепла 2 (не показан). Кронштейн 20 испарителя подгоняется сверху испарителя 5, оставляя малое пространство над верхней частью испарителя 5 дляS-образной пружины 22 и крышки 21 испарителя. Один конец кронштейна 20 испарителя расположен так, что вертикальная сторона кронштейна 20 находится рядом с боковой стенкой испарителя 5, тогда как другой конец кронштейна 20 проходит дальше вовне, создавая пространство между кронштейном 20 и боковой стенкой испарителя 5. S-образную пружину 22 поворачивают, и она сгибается до тех пор, пока не защелкивается с кронштейном 20, надежно удерживая устройство. Чтобы снять испаритель 5, концыS-образной пружины 22 сжимаются, выпуская защелкнувшиеся концы, и S-образную пружину 22 поворачивают назад, пока она не освободит кронштейн 20. На фиг. 6 показаны два термосифонных устройства с конфигурацией, показанной на фиг. 2 и 3, помещенные внутрь корпуса 27 компьютера. Испарители 5 размещены на источниках тепла 2, содержащихся на монтажной плате 28. Конденсаторы 10 соединены с испарителями 5 посредством трубок 8 хладагента и паровых трубок 13. Боковые стенки конденсаторов, к которым прикреплены охлаждающие радиаторные пластины 11, ориентированы так, что обращены друг к другу. Охлаждающие радиаторные пластины 11 помещены под углом между горизонталью и вертикалью. Воздух, проходящий мимо конденсаторов 10 и охлаждающих пластин 11, выходит через отверстие 26 в конце корпуса 27.- 10012095 В одном варианте осуществления данного изобретения корпус компьютера, размещающий охлаждающую систему, имеет 17 дюймов в ширину, 1,73 дюйма в высоту и 27 дюймов в длину. Стандартный формат основной платы Extended ATX, который обычно используется для высокопроизводительных плат в серверах, - это монтажная плата, имеющая размеры 1213 дюймов. Закрытые отделы корпуса содержат источник питания, дисководы для жестких дисков, вентиляторы и различные соединители. В одном варианте осуществления два центральных процессора Athlon охлаждаются двумя термосифонными устройствами. Воздушный поток, который охлаждает конденсаторы, пропускается из отдела, содержащего источник питания и радиаторные пластины, через радиаторные пластины конденсатора к решетке с задней стороны корпуса. Хотя изобретение было описано с некоторыми предпочтительными вариантами осуществления, понятно, что предыдущее описание не предназначено ограничивать объема изобретения. Специалист поймет, что можно сделать различные эквиваленты и модификации изобретения, показанного в конкретных вариантах, не отходя от сущности и объема изобретения. Все публикации, указанные здесь, включены в той степени, в которой они соответствуют изложенному. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Компьютерная система, включающая:a) корпус компьютера, имеющий ширину не более 17 дюймов, высоту не более 1,75 дюйма и длину не более 28 дюймов;b) по меньшей мере один источник тепла внутри указанного корпуса компьютера, где по меньшей мере одним источником тепла является CPU (центральный процессор); иc) по меньшей мере одно термосифонное устройство внутри указанного корпуса компьютера, где указанное термосифонное устройство содержит:(i) испаритель,(ii) узкий конденсатор, имеющий первую и вторую длинные стороны и первую и вторую короткие стороны, причем указанные первая и вторая длинные стороны параллельны и расположены напротив друг друга и указанные первая и вторая короткие стороны параллельны и расположены напротив друг друга;(iii) жидкий хладагент внутри указанного испарителя и конденсатора;(iv) по меньшей мере одну трубку хладагента, соединяющую указанный испаритель с указанным конденсатором, причем указанная по меньшей мере одна трубка хладагента находится на уровне или ниже уровня указанного жидкого хладагента; и(v) по меньшей мере одну паровую трубку, соединяющую указанный испаритель с указанным конденсатором, причем указанная по меньшей мере одна паровая трубка находится выше уровня указанного жидкого хладагента,причем указанное по меньшей мере одно термосифонное устройство содержит одну или более вертикальных радиаторных пластин испарителя внутри указанного испарителя, причем указанная одна или более радиаторных пластин испарителя прикреплены к днищу указанного испарителя и проходят к поверхности указанного жидкого хладагента или выше нее. 2. Компьютерная система по п.1, в которой указанное по меньшей мере одно термосифонное устройство содержит множество охлаждающих пластин, прикрепленных по меньшей мере к одной стороне указанного конденсатора, причем указанные пластины выступают сбоку от указанного конденсатора, где указанные охлаждающие пластины сориентированы под углом между вертикалью и горизонталью, а указанный конденсатор включает клиновидные полости под охлаждающими пластинами и над ними. 3. Компьютерная система по п.2, дополнительно содержащая вентилятор или воздуходувку, способную создать воздушный поток через указанные охлаждающие пластины. 4. Компьютерная система по п.1, содержащая два термосифонных устройства внутри указанного корпуса. 5. Компьютерная система по п.4, в которой два указанных термосифонных устройства включают множество охлаждающих пластин, прикрепленных по меньшей мере к одной стороне каждого конденсатора и выступающих сбоку от указанного конденсатора, где указанные охлаждающие пластины сориентированы под углом между вертикалью и горизонталью, а указанный конденсатор включает клиновидные полости под охлаждающими пластинами и над ними. 6. Компьютерная система по п.1, в которой указанный испаритель имеет ширину от приблизительно 1,8 до приблизительно 2,0 дюймов, длину от приблизительно 1,8 до приблизительно 2,0 дюймов и высоту от приблизительно 0,7 до приблизительно 0,8 дюйма. 7. Компьютерная система по п.1, в которой указанный конденсатор имеет длину от приблизительно 8,0 до приблизительно 10,0 дюймов, ширину от приблизительно 0,2 до приблизительно 0,25 дюйма и высоту от приблизительно 1,4 до приблизительно 1,5 дюйма. 8. Компьютерная система по п.7, в которой указанный испаритель имеет длину приблизительно 1,97 дюйма, ширину 1,97 дюйма и высоту 0,75 дюйма, а указанный конденсатор имеет ширину прибли- 11012095 зительно 0,24 дюйма, длину приблизительно 9,84 дюйма и высоту 1,46 дюйма. 9. Компьютерная система по п.3, дополнительно включающая в себя кронштейн испарителя, прикрепленный к днищу указанного корпуса и размещенный над указанным испарителем и указанным источником тепла, S-образную пружину, расположенную между указанным источником тепла и указанным кронштейном, причем указанный кронштейн испарителя и S-образная пружина оказывают направленное вниз усилие к центру испарителя.
МПК / Метки
МПК: F28F 7/00, F28D 15/00, F28F 9/00, H01L 23/34, H05K 7/20, H01L 23/12
Метки: других, основе, устройств, термосифона, плоская, охлаждающая, компьютеров, электронных, система
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/15-12095-ploskaya-ohlazhdayushhaya-sistema-na-osnove-termosifona-dlya-kompyuterov-i-drugih-elektronnyh-ustrojjstv.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Плоская охлаждающая система на основе термосифона для компьютеров и других электронных устройств</a>
Предыдущий патент: Средство защиты и способ аутентификации пользователя с помощью этого средства
Следующий патент: Устройство для инъекций
Случайный патент: 3,5-дизамещенные и 3,5,7-тризамещенные 3h-оксазоло- и 3h-тиазоло[4,5-d] пиримидин-2-оны и их пролекарства