[发明专利]具有增大的体积流的合成射流驱动的冷却装置

说明书

本发明涉及具有增大的体积流的合成射流驱动的冷却装置。一种合成射流驱动的冷却装置包括：生成并射出一系列流体涡流的至少一个合成射流促动器。联接到合成射流促动器上的歧管接收流体涡流，且生成主空气流。由连接管连接到歧管上的空气扩大器接收主空气流。空气扩大器包括定向成垂直于连接管的进气口和定位成与进气口相对的出气口，以及文丘里管区段，其定位在进气口与出气口之间，具有小于进气口直径的直径。文丘里管区段的中心处的低压区经过进气口而卷吸周围空气来生成副空气流，副空气流与主空气流组合来生成流经文丘里管并离开出气口的组合空气流。

相关申请的交叉引用

本申请为2013年3月14日提交的美国临时专利申请序列第61/783,065号的非临时申请且请求其优先权，在申请的公开内容通过引用合并于本文中。

技术领域

本发明的实施例大体上涉及合成射流装置，并且更具体地涉及一种用于增大合成射流装置的体积流速和传热速率的设备。

背景技术

合成射流促动器为广泛使用的技术，其生成合成的流体射流来影响该流体在表面上的流动以从表面散热。典型的合成射流促动器包括限定内室的壳体。孔口存在于壳体的壁中。促动器还包括壳体中或壳体周围用于定期地改变内室内的体积的机构，以便一系列流体涡流被生成且从壳体的孔口射出到外部环境中。例如，体积改变机构的示例可包括活塞，活塞定位在射流壳体中来在活塞或作为壳体的壁的柔性膜片的往复期间使流体移入和移出孔口。柔性膜片通常由压电促动器或其它适合的手段促动。

通常，控制系统用于产生体积改变机构的时间谐波运动。当该机构减小室的体积时，流体经过孔口从室喷出。当流体穿过孔口时，孔口的尖锐边缘分离流来产生卷成涡流的涡层。这些涡流在其自身的自诱发速度下移离孔口的边缘。当机构增大室的体积时，环境流体从离孔口较大距离处吸入室中。由于涡流已经移离孔口的边缘，故它们不受进入室中的环境流体影响。当涡流远离孔口行进时，它们合成流体射流，即，合成射流。

典型的合成射流装置的一个缺陷在于它们生成很低的流速，以致仅提供对应的较低传热速率。该较低的传热速率可能对于需要较高热耗散速率的系统和装置成问题。具体地，在电子组件中，与日益强大的处理系统相关联的热耗散水平提高已经导致了需要典型合成射流装置可能不能满足的改善的冷却速率。在微电子行业中，例如，技术的进步已经导致了晶体管密度增大和更快的电子芯片，使得必须耗散来保持合理的芯片温度的热通量也上升。尽管增大合成射流装置的尺寸和/或数目来满足这些增大的冷却要求是可能的，但将认识到的是，经常存在强加于实施为冷却此类电子组件的任何冷却系统的严格体积约束。

因此，需要一种以有效方式冷却发热装置的系统。还需要具有最小空间要求且提供增大的冷却流速的此类系统。

发明内容

本发明的实施例通过提供合成射流驱动的冷却装置来克服上述缺陷，该冷却装置提供增大的冷却流速。合成射流驱动的冷却装合并组件，流体流经过该组件而被发送且经历康达(coanda)和文丘里(venturi)效应，以提高流体流的流速，以便提供增大的冷却能力。

根据本发明的一个方面，一种合成射流驱动的冷却装置包括：至少一个合成射流促动器，其构造成将一系列流体涡流且经过其孔口射出；和歧管，其联接到至少一个合成射流促动器上以便从至少合成射流促动器的孔口接收一系列流体涡流，来自于至少一个合成射流促动器的一系列流体涡流生成主空气流。合成射流驱动的冷却装置还包括通过连接管而连接到歧管上的空气扩大器，以便接收主空气流，其中空气扩大器还包括：定位在空气扩大器的第一端部处且具有第一直径的进气口，其中进气口定向成垂直于连接管的出口；定位在与第一端部相对的空气扩大器的第二端部处的出气口；以及定位在进气口与出气口之间且具有小于第一直径的第二直径的文丘里管区段。文丘里管区段的中心处的低压区经过进气口而卷吸周围空气来生成副空气流，副空气流与主空气流组合来提供流经文丘里管并离开出气口的组合空气流。