CN1303681C - 高性能冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种低成本的风扇辅助冷却装置。该冷却装置包括一窄的底部和宽的顶部形状以使材料与性能之间的比率达到最佳。多个叶片包围一个中心散热片堆并且叶片的内表面限定一个包围散热片堆的腔室。每一个叶片的一部分被分成多个鳍片并且叶片和鳍片的表面积在从散热片堆的轴线径向向外的方向上增大。散热片堆包括被沟槽包围的凸起。凸起和沟槽具有拱形型面。当一个风扇或者类似的装置迫使空气进入腔室中时能够产生在三个不同方向上的气流，从而叶片、鳍片、凸起和沟槽能够有效地散热。在第一方向上，气流通过叶片从腔室流出。在第二方向上，腔室中的低压区域引入从腔室外部流经鳍片的气流。在第三方向上，低压区域引入流过沟槽和凸起上的气流。

Description

高性能冷却装置

技术领域

本发明涉及一种冷却装置，其用于将来自于与该冷却装置相连的一个部件的热量排出。本发明特别涉及一种冷却装置，其用来将来自于与该冷却装置相连的一个电子器件的热量排出。

背景技术

设置与一个电子器件接触的散热器以使由该电子器件工作所产生的废热传递到散热器中，从而使电子器件得到冷却，这是电子领域公知的一种技术。随着高时钟脉冲速度电子器件(诸如微处理器(μP)、数字信号处理器(DSP)以及专用集成电路(ASIC))的出现，这些电子器件所产生的废热量和这些电子器件的工作温度与时钟脉冲速度是成正比的。因此，时钟脉冲速度越高会使产生的废热量增加，废热量增加又导致电子器件的工作温度的提高。但是，电子器件的有效工作需要废热被持续地和有效地排出。

散热器装置通常用作一种使诸如上述类型的电子器件散热的优选装置。在一种常规的应用中，需要冷却的部件被一个安装在PC板上的连接器所携带。例如利用夹子或者紧固件将散热器连接到该连接器上使散热器被安装到该部件上。或者，将散热器安装到携带电子器件的PC板上并且利用紧固件和类似的装置通过在PC板中的钻孔将散热器安装到PC板上。

需要钻孔是使用紧固件时的一个缺点，这是因为，用于使散热器与PC板相连的紧固件或者其它安装硬件通常是导电的并且由于PC板轨和安装硬件之间的接触而存在短路的危险。另外，为了避免短路，PC板轨可布线成包围所述孔，但是布线要求避开一些区域，这会使导电轨的布置变得复杂。

通常，与目前的高时钟脉冲速度电子器件结合使用的散热器将使用安装在散热器顶部上或者安装在由散热器的冷却鳍片/叶片所形成的腔室内的电风扇。冷却鳍片能够增大散热器的表面积并且使散热器与包围散热器的环境空气之间的换热达到最大。风扇使空气在冷却鳍片上和其周围循环，从而将来自于冷却鳍片的热量传递到环境空气中。

如上所述，随着时钟脉冲速度不断提高，电子器件所产生的废热量也不断增大。因此，为了对这些电子器件进行充分冷却，需要更大的散热器和/或更大的风扇。增大散热器的尺寸会产生用于散热的较大的散热片堆和更大的散热表面积。风扇尺寸的增大会提供更多的流经冷却鳍片的气流。

增大风扇和散热器的尺寸具有一些缺点。第一，如果在垂直方向上(即，与PC板横截的方向)增大散热器的尺寸，那么散热器会增高并且在许多应用中可能不适于安装在一个垂直空间内(诸如台式计算机的机箱)。第二，如果PC板具有垂直取向，那么重且高的散热器可能会使PC板和/或电子器件产生机械应力，从而使电子器件或者PC板出现故障。

第三，高的散热器需要在散热器和机箱之间的附加垂直间隙，散热器被安装在其中以使足够多的气流能够进入或者从风扇中排出。第四，如果在水平方向上增大散热器的尺寸，那么PC板上用于安装其它电子器件的有效面积会受到限制。第五，当散热器具有由鳍片形成的圆柱形时，通常不能以相互靠近的方式安装几个这样的散热器，这是因为进入或者从风扇中排出的气流被相邻的散热器阻挡，从而会降低冷却效果。

最后，为了提高冷却能力而增大风扇的尺寸通常会增大风扇所产生的噪声。在许多应用中，诸如台式计算机或者便携式计算机，非常需要使所产生的噪声达到最小。在取决于电池供电的便携式应用中，较大的风扇会增大耗用功率，因此这不是一种可以接受的解决散热问题的方案。

上述带有冷却鳍片的散热器，在将风扇安装在由鳍片形成的腔室内方面还具有其它的缺点。第一，散热器的大部分散热片堆部分被风扇阻挡，这是因为风扇被直接安装在散热片堆上，因此阻挡了用于使散热片堆散热的可能路径，这是因为来自于风扇的空气不能在散热片堆的阻挡部分上循环。

第二，如果没有风扇，那么鳍片的深度能够一直延伸到散热片堆的中心；但是，鳍片的深度和表面积由于风扇的直径而被减小，这是因为风扇被安装在一个直径略大于风扇直径以为风扇扇叶提供间隙的腔室中。因此，散热器的散热片堆必须被制作得更宽以补偿鳍片表面积的减小。较宽的散热片堆会增大散热器的尺寸、成本和重量。

第三，鳍片深度减小会使鳍片如被破坏更易于被弯曲。弯曲的鳍片可能会接触和破坏风扇扇叶和/或使风扇停止工作，从而会使风扇受损或者使风扇不能工作。第四，由于风扇被安装在由鳍片形成的腔室中，因此风扇的电源导线必须穿过在鳍片之间的空间。鳍片上的尖的边缘可能会割断电源导线或者产生短路。在这任一种情况中，结果是使风扇不能工作。第五，通常使用胶将风扇固定到散热器上并且胶可能会进入到风扇中使风扇不能工作。上述任何一种使风扇不能工作的方式可能使电子器件出现故障，散热器来冷却是由于风扇所产生的空气循环对使电子器件的废热得到有效的散热是关键的。

这样，人们需要一种能够克服上述关于风扇辅助散热器的缺点的冷却装置。

发明内容

概括地讲，本发明涉及一种冷却装置，所述冷却装置用于使一个需要冷却的部件散热。该冷却装置包括散热片堆，该散热片堆具有被拱形沟槽包围的拱形凸起。导热基部与散热片堆相连并且包括一个用于使所述冷却装置与被冷却的部件相连的安装表面。多个叶片从散热片堆延伸并且叶片相互之间被隔开以在相邻的叶片之间限定第一狭槽，第一狭槽延伸到散热片堆。叶片的表面积在从用散热片堆的轴线径向向外的方向上增加，并且叶片表面积的一部分也在沿着轴线的方向上增大。所述叶片包括一个能够使风扇安装在其上的顶面和一空气动力学内壁，所述内壁限定一个包围所述凸起和沟槽的腔室，叶片还包括一外壁，外壁具有从基部向顶面扩展的型面，并且包括一个平滑曲线部分、一个引流(draft)部分和一个径向向外的平滑部分。另外，利用贯穿叶片的一部分的第二狭槽使多个鳍片形成在每一个叶片中使叶片的表面积增加。

进入腔室的气流形成一个能够使冷却装置散热的三维气流。第一，气流以一种使叶片和鳍片散热的排出气流的方式从叶片和部分鳍片中排出。第二，排出气流在腔室内形成一个低压区域，该低压区域引入经过鳍片的主要部分以及叶片的顶部进入到该腔室中的吸入气流，从而使鳍片和叶片得到散热。第三，该低压区域还引入沿着内壁的表面气流，从而当表面气流经过沟槽和凸起时与使沟槽和凸起充分湿润，从而使散热片堆得到散热。

本发明所涉及的冷却装置解决了上述现有的散热器中所存在的缺点。可利用一个用于使该冷却装置与携带所述需要冷却的部件的连接器相连，从而将该冷却装置安装到所述部件上。因此，无需在PC板上钻孔以安装冷却装置。该冷却装置使用深入到散热片堆内的叶片并且叶片的表面积从冷却装置的底部到冷却装置的顶部以及在从散热片堆径向向外方向上是增大的。另外，每一个叶片被分成至少两个鳍片，从而增加了用于冷却的表面积。因此，无需将该冷却装置制作得较高以增大叶片表面积。并且无需将该冷却装置制作得较宽以增加散热片堆的尺寸。

该冷却装置的顶部适于安装一个风扇以使散热片堆不会被风扇挡住并且空气可在散热片堆上循环，从而能够使冷却装置进一步散热。该风扇可包括包围风扇扇叶的护罩，这与被安装在由现有散热装置中的鳍片形成的腔室中的风扇不同。但是，冷却装置也可利用能够将风扇安装到冷却装置顶部的夹子或者空间框架安装不带有护罩的风扇。由于风扇被安装在冷却装置的顶部，因此风扇的电源导线可不穿过叶片或者鳍片，从而消除了电源导线被割断或者短路的危险。

冷却装置的形状(顶部比底部宽)能够使几个冷却装置相邻设置并且不会阻挡进入或者排出叶片或者鳍片的气流。

冷却装置的叶片可与以散热片堆的轴线为中心的圆呈切线取向并且叶片可相对于该轴线以一定角度倾斜以使倾斜的角度基本上与风扇扇叶的螺旋角相符或者非常接近。叶片的切线取向和倾斜能够降低由于空气冲击损失而产生的风扇噪声。

从下面参照附图的详细描述中可以明显地看出本发明的其它的方面和优点，附图以示例的形式示出了本发明的原理。

附图说明

图1是沿着图2a中的A-A线所得到的表示本发明所涉及的冷却装置的一个截面图；

图2a和图2b是本发明所涉及的冷却装置的顶部平面图；

图2c是表示图2b中所示顶部平面图的一部分的详细视图；

图3a是沿着图3b中的A-A线所得到的表示本发明所涉及的冷却装置的气流进入和气流排出的一个截面图；

图3b是表示本发明所涉及的冷却装置的气流进入和气流排出的一个顶部平面图；

图4是本发明所涉及的冷却装置的一个截面图，其基部具有一个嵌入的颈部；

图5a和图5b是本发明所涉及的冷却装置的侧视图，其中的叶片以一定的角度倾斜；

图6是本发明所涉及的冷却装置的一个顶部平面图，其中的叶片呈切线取向；

图7是用于使风扇与本发明所涉及的冷却装置相连的安装环的一个轮廓图；

图8是安装在本发明所涉及的冷却装置上的风扇的一个侧视图；

图9是表示风扇与本发明所涉及的冷却装置之间的各种尺寸关系的截面图；

图10是用于将风扇安装到本发明所涉及的冷却装置上的空间框架的一个侧视图；

图11是本发明所涉及的冷却装置的一个侧视图，其中的基部具有突出部分和热界面材料；

图12a至图12d是本发明所涉及的冷却装置的各个视图，其中的基部具有突出部分和平面部分；

图13是本发明所涉及的一种散热系统的一个侧视图；

图14是本发明所涉及的一种散废热系统的一个侧视图；以及

图15a至图15c示出了本发明所涉及的将冷却装置插入到弹簧夹的情况。

具体实施方式

在下列的详细描述和附图中，相似的元件用相似的附图标记表示。

如在用于示意目的的附图中所示的，本发明涉及一种冷却装置，所述冷却装置用于使一个与所述冷却装置热连通的部件散热。所述热连通可以由冷却装置与该部件之间的直接接触来实现或者由设置在冷却装置与该部件之间的中间材料(下面将进行描述的)来实现。所述部件可是任何热源(诸如一种电子器件)。该冷却装置包括散热片堆，该散热片堆具有被沟槽包围的凸起，并且沟槽和凸起围绕散热片堆的一个轴线是对称设置的。凸起具有一个凸出的拱形型面，沟槽具有一个凹入的拱形型面。导热基部与散热片堆接触并且包括一个适于与被冷却的部件接触的安装表面。

多个叶片包围散热片堆并且叶片相互之间被隔开以在相邻的叶片之间限定第一狭槽。第一狭槽延伸到散热片堆以使排出的空气流能够对叶片和散热片堆进行冷却。叶片的表面积在从轴线径向向外的方向上和沿着轴线的方向上增大。利用贯穿每一个叶片的一部分的第二狭槽使多个鳍片形成在每一个叶片中。

所述叶片包括一个顶面和一空气动力学内壁，所述空气动力学内壁包括一从沟槽延伸的第一部分，并且第一部分终止于延伸到顶面的第二部分。所述内壁限定一个包围所述沟槽的腔室。叶片还包括一外壁，外壁具有从基部向顶面扩展的型面。该型面包括一个平滑曲线部分、一个引流部分和一个径向向外的平滑部分。

进入腔室的气流形成一个能够使冷却装置散热的三维气流。第一，气流以一种使叶片和鳍片散热的排出气流的方式从第一狭槽和第二狭槽的底部排出。第二，排出气流在腔室内形成一个低压区域，该低压区域产生经过第二狭槽的主要部分以及第一狭槽的顶部进入到该腔室中的吸入气流，从而使鳍片和叶片得到散热。第三，该低压区域沿着内壁的第一部分和第二部分产生表面气流，从而当表面气流经过沟槽和凸起时使沟槽和凸起充分湿润，从而使散热片堆得到散热。

在图1和图2a至图2c中，用于使一个部件(未示出)散热的冷却装置10包括一散热片堆11、一凸起13和一沟槽15，沟槽15完全包围凸起13。凸起13和沟槽15围绕散热片堆11的轴线Z-Z对称地设置。凸起13具有一个凸出的拱形型面，沟槽15具有一个凹入的拱形型面。凸起和沟槽(13、15)的拱形型面如虚线a所示相互弯折。冷却装置17还包括一个导热基部17(下称基部17)，基部17与散热片堆11接触并且包括一个能够与被冷却的部件的一个表面接触的安装表面19。多个叶片21与散热片堆11接触并且叶片21相互之间被隔开以在相邻的叶片21之间限定第一狭槽P(见图2a和2c)。叶片21的表面积在从轴线Z-Z径向向外的方向(由虚线箭头r所示的方向)上增大。叶片21的至少一个部分的表面积沿着虚线箭头y所示的轴线Z-Z的方向上增大。

最好，第一狭槽P延伸到散热片堆11并且第一狭槽P包括一沿着散热片堆11的第一拱形型面21a。第一拱形型面21a终止于平面H-H上(见图1)。平面H-H可与散热片堆11的底表面11a一致。叶片21最好相互之间等间距地隔开。使第一狭槽P延伸到散热片堆11，流过叶片21的气流也使散热片堆11湿润以使散热片堆得到散热。第一拱形型面21a可是半径在38.0毫米至45.0毫米之间的一段弧。

冷却装置10的一个优点是，用于产生气流的风扇(未示出)没有被安装在散热片堆11上。因此，叶片21可深入到散热片堆11中(如箭头e所示)并且叶片21的深度提供了一个大的表面积以使废热得到有效消散并且将散热片堆11暴露在气流下(见图3a和图3b)，该气流能够与凸起13和沟槽15湿润以使散热片堆11中的更多废热能够消散。

叶片21还包括一顶面29和一空气动力学内壁26，所述空气动力学内壁26包括一从沟槽15延伸的第一部分25，并且第一部分25终止于延伸到顶面29的第二部分27。第一部分25如虚线b所示与沟槽15的拱形型面融合并且第一部分25如虚线c所示与第二部分27融合。第二部分27如虚线d所示与顶面29融合。内壁26可包括附加部分，不能认为本发明仅限于第一部分和第二部分25、27。内壁26限定一个包围沟槽15的腔室30。

在本发明的一个实施例中，如图1、图2c和图4中所示，内壁26的第一部分25是一个斜面并且内壁26的第二部分27是一个凹入的拱形表面。斜面和凹入的拱形表面空气动力学地与进入腔室30中的气流相互作用以使气流沿着内壁26的第一部分和第二部分(25、27)流动并且与沟槽和凸起(15、13)湿润以使散热片堆11得到散热，下面将参照图3a和图3b对其进行描述。

如图1中所示，第一部分25可以角度ψ相对于轴线Z-Z倾斜。角度ψ可在15.0度至75.0度的范围内。如果叶片21相对于一个围绕轴线Z-Z的圆呈切线取向(下面将参照图6进行描述)，那么第一部分25将相对于沟槽15呈切线取向。角度ψ主要是基于风扇(未示出)的输出(用立方英尺每分钟(CFM)表示)变化的。

叶片21还包括一外壁32，外壁32具有从散热片堆11的底部11a向顶面29扩展的型面，该型面包括一个平滑曲线部分33、一个引流部分35和一个径向向外的平滑部分37。引流部分35基本上平行于轴线Z-Z或者引流部分35如图4中所示以角度λ倾斜。

在图2a至图2c中，叶片21包括至少一个第二狭槽S，第二狭槽S贯穿每一个叶片21的一部分以在每一个叶片21中限定了多个鳍片23(图中示出了两个)。通过将每一个叶片21的至少一部分分成多个鳍片23，可以使用于消散废热的适用表面积增大并且第二狭槽S在鳍片23之间提供了附加的气流通道，从而能够进一步提高废热消散的效果。

在本发明的另一个实施例中，第二狭槽S延伸到散热片堆11并且第二狭槽S包括一沿着散热片堆11的第二拱形型面23a(见图1中的虚线)。第二拱形型面23a终止于平面H-H上。把第二狭槽S延伸到散热片堆11，流过鳍片23的气流也使散热片堆11湿润以使散热片堆得到散热。第二拱形型面23a可是半径在31.0毫米至38.0毫米之间的一段弧。

用于上述半径(即，用于21a和23a)的中心的参考点将位于冷却装置10外部并且该中心的实际位置将取决于圆弧半径。但是，该半径中心的位置与冷却装置10的外边之间的距离至少大约5.0毫米以适应在制造冷却装置10的机加工方法中所用的切割工具。该半径的中心位置受到使用切割轮以形成叶片21和鳍片23的机加工方法的限制。如果叶片21和鳍片23可被压铸或者冲锻，那么该圆弧半径可被减小并且该半径的中心位置会变为在冷却装置10内。通过减少叶片21的数量，也可改用压铸或者冲锻的方法制造冷却装置10。

在图3a和图3b中，示出了利用进入腔室30中的气流F散热。一部分气流F经过第一狭槽P和第二狭槽S(未示出)的底部以排出气流E的形式离开腔室30。排出气流E经过叶片21和鳍片23并且使它们得到散热。排出气流E在腔室30内产生一个低压区域ΔP。因此，低压区域ΔP引入流经第二狭槽S的主要部分和第一狭槽P的顶部(未示出)进入到腔室30内的吸入气流I，从而使叶片21和鳍片23得到散热。低压区域ΔP还沿着内壁26的空气动力学第一部分和第二部分25、27引入表面气流B。该表面气流B流经沟槽和凸起15、13的拱形型面，从而当表面气流B循环流动(即，它是一种补偿气流)回到低压区域ΔP时使散热片堆11得到散热。因此，冷却装置10的另一个优点是，利用流经叶片21和鳍片23以及在沟槽和凸起15、13上流过的一种三维气流(包括E、I和B)能够有效地消散废热。

在本发明的一个实施例中，凸起13的拱形型面包括(但不限于)球体、球的平截头体、圆锥和截头圆锥的型面。在图1中，凸起13具有一种圆锥形型面。另一方面，该型面也可是球形的。在图4中，凸起13具有圆锥的平截头体13a的型面。凸起13也可具有球的平截头体13a的型面。

在本发明的另一个实施例中，沟槽15的拱形型面包括(但不限于)如图1和图4中所示的半圆形型面。最好，凸起13的直径d_B(见图1)小于风扇70的毂部79的直径(见图9)。沟槽15应该具有这样的半径r_G，即，当表面气流B从第一部分25过渡到沟槽15时，所述半径r_G能够使在表面气流B的气流方向平稳地改变，从而使表面气流B能够从沟槽15上流过并且流到凸起13上(见图3a)。如上所述，可利用锻压、机加工或者压铸的方式形成凸起13、沟槽15和内壁26(即，25和27)。

在图5a和图5b中，叶片21相对于轴线Z-Z以一定角度倾斜。在图5a中，叶片21以在线21c和轴线Z-Z之间测得的角度β倾斜。线21c是沿着鳍片23的第一狭槽P测得的。角度β的斜度包括(但不限于)从0度至约25.0度的范围。在如图5中所示的本发明的另一个实施例中，叶片21相对于轴线Z-Z倾斜的角度包括在线21d和轴线Z-Z之间测得的第一角度δ₁和在线21e和轴线Z-Z之间测得的第二角度δ₂。第一角度δ₁是沿着鳍片23的径向向外的平滑部分37测得的。第一角度δ₁的斜度包括(但不限于)从0度至约25.0度的范围。第二角度δ₂是沿着鳍片23的平滑曲线部分33测得的。第二角度δ₂的斜度包括(但不限于)从5.0度至约18.0度的范围。由于鳍片23是由叶片21限定的，因此鳍片23和叶片21以上述的角度(β、δ₁和δ₂)倾斜。

在如图6中所示的本发明的一个实施例中，叶片21相对于以轴线Z-Z为中心(用“+”表示)并且具有预定直径的圆C_t(如虚线所示)呈切线取向。在图6中，利用多个具有切线t的叶片21示出了叶片21的切线取向的一个示例，所画出的切线t穿过它们的第一狭槽P并且与圆C_t切向地相交。在穿过轴线Z-Z的线M以及也与圆C_t相切的平行线N之间限定了一个半径R并且圆C_t的预定直径是该半径R的两倍(即，C_t＝2*R)。该预定的直径包括(但不限于)从约3.0毫米至约12.0毫米的范围。

在图5a、图5b和图6中，叶片21的顶面29的至少一部分包括一基本上为平面的部分29a(如虚线所示)。如图6中所示，该基本上为平面的部分29a最好覆盖整个顶面29。顶面29的该基本上为平面的部分29a的一个优点是，一个风扇可被安装在该基本上为平面的部分29a上。

在图7中，风扇70定位成被安装在顶面29的该基本上为平面的部分29a上。风扇70产生沿着虚线箭头af所示的方向进入到冷却装置10的腔室30中的气流(见在图3a中的参考字母F)。护罩73容纳具有多个风扇扇叶77的转子毂部79。转子毂部79以可转动的方式安装在定子71上并且风扇扇叶77沿着箭头rr所示的方向转动。几个穿过护罩77的孔75适于容纳收紧固件89。

一个安装环80抵靠着径向向外的平滑部分37的表面37a，所述安装环80包括一个框架81和几个安装固定件83。径向向外的平滑部分37在表面37a处的直径大于安装环80的框架81的内径，从而可迫使框架81与径向向外的平滑部分37紧密接触并且不会滑离叶片和鳍片21、23。安装环80滑离叶片和鳍片(21、23)的唯一方式是沿着基部17的方向，这是因为叶片和鳍片(21、23)的直径在该方向上窄。安装固定件83接收紧固件89和可选择地接收另外一个紧固件87，以使风扇70如图8中所示与顶面29牢固地连接。紧固件87、89可是所示的螺母和螺栓或者其它类型的紧固件。当风扇70与安装环80相连时，最好使风扇70的转动轴线B-B与冷却装置10的轴线Z-Z共线。安装环80适用的材料80的示例包括(但不限于)金属、塑料或陶瓷。可利用机加工、铸造、模制和压铸的方式生产安装环80。

尽管在前面的描述中是将紧固件作为用于使安装环80与风扇70相连的装置，但不能认为本发明仅限于紧固件。例如，一个在风扇上的闩锁可与在安装环80上的互补的闩锁型面相互配合。由于可利用注射模制方法来形成安装环80，因此存在多种方式将风扇70安装到安装环80上，紧固件仅是这些安装方式中的一个示例。

在图8中，示出了被安装在顶面29的基本上为平面的部分29a上的风扇70。为了示意起见，仅示出了一组穿过孔75和安装固定件83进行安装的紧固件87、89。以这样一种方式设置风扇70的电源导线72，即，不必使电源导线72穿过或者接触到叶片或者鳍片21、23。尽管仅示出了两根引线(+和-)，但是电源导线72可包括附加的引线(诸如一个或多个用于与控制风扇70(例如，启动风扇70或关掉风扇70或者控制风扇速度)或者确定风扇70是否正常工作的电路相通的附加引线)。

尽管在图7和图8中仅示出了一个风扇70，但是也可以一个堆叠在另一个上面的方式设置两个或者多个风扇70并且使孔75相互对准，从而可将一个较长的紧固件89穿过孔75插入到安装环80的安装固定件83中。因此，本发明的冷却装置10的另一个优点是，可使用多个风扇以产生进入到腔室30中的气流F。使用多于一个的风扇70能够在一个或者多个风扇出现故障的情况下继续进行冷却。相反，在现有的带散热器的风扇中，风扇被安装在由鳍片形成的腔室中，因此很难在该腔室中安装多于一个的风扇。另外，由于风扇70没有被安装在腔室30中而使电源导线72穿过叶片21布线的危险被消除，这是因为风扇70被安装在顶面29上。将风扇70安装在顶面上的另一个优点是，如果一个或者多个叶片和鳍片受损，风扇扇叶77将不会接触到受损的叶片或者鳍片(21、23)；因此，免除了风扇扇叶77或者风扇70受损的可能性。在图3b中，可在鳍片23中形成一个凹口41。该凹口41的形状与在护罩73上的标引接头(未示出)互补，从而当将风扇70安装到顶面29上时能够使标引接头与凹口41相互配合。凹口41可用于确保风扇70相对于冷却装置10的正确取向和/或防止护罩73和冷却装置10之间的相对移动。

在图9中，叶片21的切线取向是由两个因素确定的(注意：为了清楚起见，图中省略了基部17)。第一个因素是凸起13的顶部到顶面29之间的高度h₁。例如，当高度h₁大约为7.5毫米时，叶片21可与直径约为6.5毫米的圆C_t相切。另一方面，第二个因素是凸起13的顶部到风扇扇叶77的底部76之间的高度h₂。例如，当高度h₂在大约2.0毫米至8.5毫米的范围内变化时，圆C_t的直径可在约3.0毫米到约12.0毫米的范围内。上述内容仅是示例，高度(h₁、h₂)不能被认为限于上述范围。

上述的叶片21相对于轴线Z-Z倾斜的角度(β、δ₁和δ₂)可被设定为基本上与如图9中所示的风扇扇叶77的螺旋角θ相符或者非常接近。另一方面，可这样设定这些角度(β、δ₁和δ₂)，即，使它们在螺旋角θ的一个预定范围内。例如，螺旋角θ可被设为约15.0度并且角度β可约为17.0度，或者螺旋角θ可被设为12.0度，并且角度δ₁可约为10.0度，角度δ₂可约为8.0度。

本发明所涉及的冷却装置10的另一个优点是叶片21的上述切线取向和斜度以及内壁26的空气动力学第一部分和第二部分(25、27)为气流F提供了低阻力路径，从而可降低气流冲击噪音。另外，由于该低阻力路径而使风扇70可是一种RPM较低的风扇，所述RPM较低的风扇能够产生较低的噪声级并且与RPM较高的风扇相比，能够以较小的功率工作。

图9中所示的关于冷却装置10的截面图(没有基部17)还示出了凸起13、沟槽15、第二部分27的拱形型面、第一拱形型面21a和第二拱形型面23a的半径。

凸起13的拱形型面可具有半径r_B，半径r_B部分取决于凸起13所需的热质量。例如，对于大约50.0克的热质量，凸起13的半径r_B约为15.0毫米。类似地，沟槽15的拱形型面具有约为2.5毫米的半径r_G。r_B和r_G的实际值是根据应用情况而定的，上述数值仅是示例。不能认为本发明限于上述数值。

另外，第一拱形型面和第二拱形型面21a、23a分别具有半径r_V和r_F。例如，半径r_V可在38.0毫米至45.0毫米的范围内并且半径r_F可在31.0毫米至38.0毫米的范围内。内壁26的第二部分27具有半径r_C。例如，半径r_C可约为20.0毫米。r_V、r_F和r_C的实际值是根据应用情况而定的，上述数值仅是示例。不能认为本发明限于上述数值。

上述这些半径可由用于形成冷却装置10的机加工方法确定。用于这些半径的参考点不必是相对于在冷却装置10上的一个点。半径r_B、r_G和r_C可由一种锻压方法形成。也可利用一种压铸方法使它们被加工出来或形成。可在利用一种坯料或者材料使冷却装置10锻压成型后利用机加工的方法形成半径r_V和r_F。

在如图10中所示的本发明的一个实施例中，利用一个空间框架90使一个不带有护罩的风扇74(即，该风扇缺少图7和图8中所示的护罩73)被设置在冷却装置10的顶面29上方。风扇74的定子71与空间框架90相连并且多个臂91跨越顶面29的宽度，在臂91端部处的爪93在靠近径向向外的平滑部分27的表面37a的位置处将空间框架90卡在冷却装置10上。因此，使风扇74的毂部79和风扇扇叶77位于腔室30的上方，从而如前面所述的能够使来自于风扇74的气流进入到腔室30中。另外，可使风扇74的电源导线72远离冷却装置10的鳍片和叶片(21、23)以及远离风扇扇叶77。

空间框架90可与定子71整体形成或者空间框架90可由一种金属或者塑料制成，由于塑料具有电绝缘性能，因此空间框架90最好是由塑料制成的。

在如图1、图4和图11中所示的本发明的另一个实施例中，冷却装置10的基部17包括至少两个从安装表面19向外延伸的突出部分22。一种热界面材料24被设置在突出部分22之间并且与安装表面19接触。突出部分22能够在基部17接触一个部件50时或者在制造、运输或者处理过程中保护热界面材料25不受损坏。热界面材料24与部件50的一个部件表面51接触并且热界面材料24提供一个热传导路径以使来自于部件表面51的废热能够通过基部17被引入到散热片堆11中。突出部分22能够在将冷却装置10安装到部件50上时和/或在制造、运输或者处理过程中防止热界面材料24被压碎、变形或者受损。突出部分22从安装表面19向外延伸并且与安装表面19之间的距离dP(见图1)可在约0.2毫米至约1.0毫米的范围内。安装表面19最好是一个基本上为平面的表面(即，基本上是平的)并且安装表面19最好基本上垂直于轴线Z-Z(即，大约为90.0度，见图10中的角度α)。

另外，热界面材料24使安装表面19和部件表面51之间的微小空隙(即，间隙)得到密封，从而能够提高从部件50到冷却装置10之间的换热性能。适合热界面材料24的材料包括(但不限于)一种导热浆糊、一种导热油脂、硅酮、石蜡、一种相变材料、石墨、一种涂铝箔和碳纤维。热界面材料24例如可被丝网印刷或者粘在安装表面19上。

在图4和图12a至图12d中，基部17可包括一个从基部17嵌入(见附图标记18a)的圆柱形颈部18以在基部17和散热片堆11之间限定一个连接沟槽18g。基部17还可包括一对定位成基本上垂直于安装表面19并且相互之间平行相对的平面部分28。在图12a和图12b中，基部17的形状可为圆柱形或者椭圆形55，并且平面部分28形成在基部17的相对侧面上(见图12b)。上述突出部分22的形状可为与圆柱形55互补的拱形；但是，突出部分22可具有任何的形状，包括线性形状。可利用常规机加工方法(诸如轧制)形成平面部分28。突出部分22可如图12b和图12d所示定位于基部17的边缘附近，或者如图12b和图1中所示突出部分22可从所述边缘嵌入(见虚线箭头i)。

图12d是图12c的部分L-L的一个放大视图，其中示出了基部17、圆柱形颈部18和突出部分22。突出部分22从安装表面19略微向外延伸；但是突出部分22的距离d_P将取决于包括热界面材料24的厚度的因素。

在图13中，用于散热的系统100包括上述冷却装置10、一与上述顶面29相连的风扇70、一待被冷却装置10冷却的部件50以及一基座安装件300。部件50的部件表面51与安装表面19接触，或者如参照图11所述的，可在部件表面51和安装表面19之间设置热界面材料24。在任何一种情况下，通过部件表面51和安装表面19之间的直接接触或者通过热界面材料24使废热经过部件表面51被导入到基部17中。基座安装件300迫使安装表面19与部件表面51相互接触以使来自于所述部件的热量被热导入到冷却装置10中。

在本发明的一个实施例中，冷却装置10的安装表面19包括从安装表面19向外延伸的突出部分22，如参照图11所述的，热界面材料24设置在突出部分22之间。

在本发明的另一个实施例中，如前面参照图4以及图12a至图12d所述的，冷却装置10的基部17包括圆柱形颈部18，圆柱形颈部18从基部17嵌入18a以限定连接沟槽18g和平面部分28。在本发明的另一个实施例中，安装表面19包括突出部分22和上述的热界面材料24。

在本发明的另一个实施例中，部件50是由支撑单元99携带的。支撑单元包括(但不限于)插座、基片和PC板。插座可以一种在电子领域中公知的方式被安装在PC板上。例如，所述部件可是一个被插入到被焊接在PC板上的插座中的微处理器。基座安装件300以可拆卸的方式与支撑单元99相连。另一方面，该支撑单元可是一个PC板，部件50被焊接或者电连接到PC板上。尽管本发明已经对冷却装置10在其能够消散来自于电子器件的废热方面进行了描述，但是不能认为冷却装置10和该系统100仅限于对电子装置的冷却。因此，部件50可是任何需要排出热量的生热装置。因而，支撑单元99不一定是PC板或者插座。支撑单元99可是支撑部件50的基片。部件50可与基片电连通或者可不与基片电连通。

在图13，基座安装件300是一种基板，诸如是一种用于将散热器安装到PC板上的基板。形成在基座安装件300中的多个孔300a和形成在支撑单元99中的多个孔99a接收能够以可拆卸的方式使基座安装件300与支撑单元99相连的紧固件(87、89)。尽管示出了的是一个螺母和螺栓，但是也可使用其它的紧固件以及其它的紧固方法以可拆卸的方式使基座安装件300与支撑单元99相连。

在图14中，系统200包括冷却装置10、部件50、风扇70以及携带部件50的支撑单元99。基座安装件300是一个弹簧夹，所述弹簧夹包括用于使弹簧夹与携带部件50的支撑单元99锁紧和松开的手柄122。在图14中，支撑单元99是一个插座，例如零插入力插座。弹簧夹包括一个铰链端116和一个闩锁117。铰链端116包括一铰链118，铰链118可以能够拆卸的方式铰接在与支撑单元99相连的接头94上，并且卡锁端117包括卡锁131，卡锁131可以能够拆卸的方式锁在也与支撑单元99相连的接头92上。支撑单元99可被安装在一个PC板101上。

弹簧夹包括一对肋条(见图15b和图15c中附图标记114、115)，这对肋条包括卡锁臂137和铰链臂136，铰链臂136在摆动轴线Y-Y处具有一个顶点V。摆动轴线Y-Y与弹簧夹的负载轴线B-B共线。铰链臂136具有一个相对于通过顶点V的基面(未示出)以一定角度倾斜的部分136a，并且铰链臂137具有两个也相对于该顶点以一定角度倾斜的部分137a和137b。当弹簧夹如图14中所示被锁紧时，这些角度产生一个基本上沿着负载轴线B-B被施加的负载L。所述负载L也基本上与轴线Z-Z和部件50的部件轴线C-C共线。所述部件轴线C-C最好在部件50的中心处以使负载L基本上作用在部件的中心处。

图15a至图15c示出了冷却装置10插入到弹簧夹中的情况，弹簧夹用附图标记300表示。在图15a和图15b中，冷却装置10的平面部分28与肋条(114、115)的内边缘132对准，并且接着使基部17通过在肋条(114、115)之间的开口133被插入直至圆柱形颈部18的连接沟槽18g处于肋条(114、115)之间。然后，如图15c中所示，使冷却装置10转过角度Ω。例如，角度Ω可约为90.0度。现在，平面部分28基本上垂直于肋条(114、115)并且位于肋条(114、115)的下方以使摆动轴线Y-Y抵靠在基部17的上表面18e上。接下来，锁定肋条128被插入到在铰链端116的肋条(114、115)上的一组凹口(未示出)中。插入后，锁定肋条基本上与摆动轴线Y-Y平行并且锁定肋条128抵靠在其中一个平面部分28上以使冷却装置10不能转离弹簧夹300。

最后，将铰链118插入到接头94上并且使卡锁被锁紧在支撑单元99的接头92上，从而使安装表面19与部件表面51接触。通过使弹簧夹300被锁紧在支撑单元99上，可使由弹簧夹300所施加的负载L沿着负载轴线B-B作用。负载轴线B-B、部件轴线C-C和冷却装置10的轴线Z-Z相互之间最好是共线的。

理想的是，部件表面51与安装表面19基本上是平面(即，它们是平的)并且部件50被基本上水平地安装在支撑单元99中；但是，由于在制造过程中可能偏离平表面，因此部件50可能不是水平的，并且在系统200的上述任何元件中由于热作用而产生的尺寸变化可能导致与理想状态存在一定的偏差。肋条114、115在摆动轴线处具有拱形表面形状，从而能够在沿着负载轴线B-B施加负载时使冷却装置10存在一些移动自由度。因此，可通过不以刚性的方式将冷却装置10固定在弹簧夹300内对上述偏差进行补偿。另外，肋条114、115可包括一个或者多个凸出结构129以使冷却装置在弹簧夹300内存在一些移动自由度。当弹簧夹300与支撑单元99锁紧时迫使凸出结构129与上表面18e接触。

冷却装置10的拆下与插入是相反的。利用手柄122使卡锁131与接头92松开并且使弹簧夹300枢转以使铰链118与接头94脱开，从而可使弹簧夹与支撑单元99脱开。接着，将锁定肋条128从弹簧夹300上拆下以使基部17能够自由转动。接着使基部17转动直至平面部分28与内边缘132基本平行，然后将基部17从开口133中拔出。

弹簧夹300披露在申请人于2001年7月27日申请的、标题为“用于冷却装置的弹簧夹”、HP Attorney Docket Number 10013183-1的未审定的美国实用专利申请中，该申请被受让于本申请的受让人。上述未审定的申请的全部内容在这里作为参考。

系统100、200可包括如参照图11所述的在安装表面19上的突出部分22和热界面材料24。在弹簧夹300与支撑单元99锁紧之前或者将图13中的基板安装到支撑单元99上之前，可使热界面材料24与安装表面19、部件表面51或者它们两者相连。

在本发明的一个实施例中，系统100、200可包括如参照图10所述的无护罩的风扇74。该风扇74包括用于支撑风扇74并且用于使风扇74与顶面29相邻且在腔室30上方以使空气流af能够进入到腔室30中的空间框架90。如上所述，空间框架90包括多个横跨顶面29宽度的臂91，并且在臂91上的爪93将空间框架90卡在外壁32的径向向外的平滑部分37上。

散热片堆11、基部17和叶片21最好是均质制成的。可利用一种挤压成型方法均质地形成散热片堆11、基部17和叶片21。冷却装置10可由各种导热材料制成，这些导热材料包括(但不限于)铜、电解铜、铝、铝和铜的合金、陶瓷和硅(Si)衬底。冷却装置10的典型材料例如为铝1060或者铝6063。

可利用各种方法制造冷却装置10，这些方法包括(但不限于)下面列举的方法。第一，冷却装置10完全是通过对一个挤压出来的棒材进行机加工而形成的。第二，可利用压铸、锻压或者压力加工方法制成冷却装置10中的内部结构和外部结构26、32中的任何一个或者两个，随后利用机加工的方法形成基部17、安装表面19、突出部分22、圆柱形颈部18和连接沟槽18g。接着利用切割轮形成分别用于叶片21和鳍片23的第一狭槽P和第二狭槽S，然后进行修边和去油。第三，对包括叶片21和鳍片23的整个冷却装置10进行冲锻。第四，对包括叶片21和鳍片23的整个冷却装置10进行压铸。

冷却装置10的一个具体示例是这样的，即，顶面29处的直径为65毫米，散热片堆11的底表面11a处的直径约为50毫米。基部17的直径约为40毫米，并且与底表面11a之间的高度为6.5毫米。冷却装置10从安装表面19至顶面29的总高为33毫米。散热片堆11从安装表面19到凸起13顶部的总高为22毫米。平滑曲线部分33的半径为33毫米，引流部分35的直径为63毫米。长、宽、高的尺寸为60毫米×60毫米×10毫米、型号为EFB0612HA的Delta风扇如图14中所示被安装在冷却装置10上。接着将冷却装置10安装在由PGA370连接器所携带的处理器上，所述PGA连接器被焊接在母板上。处理器的顶表面约为9毫米×11毫米，热输出为36瓦。在这段中所描述的冷却装置10能够在环境温度为25.0摄氏度的情况下使处理器的壳体温度保持在38.0摄氏度。根据上述温度，对于36瓦的热源能够产生13.0摄氏度的温度差，从而可以计算出，冷却装置10的估算热阻为每瓦0.3611摄氏度(13.0摄氏度/36瓦＝0.3611)。

尽管前面已经对本发明的几个实施例进行了描述，但是本发明不限于上述特定的形式或者部件的布置。本发明仅由权利要求限定。

Claims (24)

1.一种用于从一个部件散热的冷却装置，其包括：

一散热片堆，该散热片堆包括一具有一个凸出的拱形型面的凸起和一包围所述凸起并具有一个凹入的拱形型面的沟槽，所述沟槽和凸起围绕散热片堆的一个轴线对称定位；

一与散热片堆接触的导热基部，所述导热基部包括一个适于与所述部件接触的安装表面；

多个与所述散热片堆接触的叶片，所述叶片被隔开以在它们之间限定第一狭槽并且所述第一狭槽延伸到散热片堆，所述叶片的表面积在从轴线径向向外的方向上增大，

所述叶片包括一个顶面和一空气动力学内壁，所述空气动力学内壁包括一从沟槽延伸的第一部分，并且第一部分终止于延伸到顶面的第二部分，所述叶片的所述内壁限定一个包围所述沟槽的腔室，叶片还包括一外壁，该外壁具有一从散热片堆的底部向顶面扩展的型面，并且在它们之间包括一个平滑曲线部分、一个引流部分和一个径向向外的平滑部分，以及

所述叶片包括至少一个第二狭槽，所述第二狭槽贯穿每一个叶片的一部分以在每一个叶片中限定多个鳍片；以及

其特征在于，进入腔室的气流以一种使叶片和鳍片散热的排出气流的方式从第一狭槽和第二狭槽的底部排出，排出气流在腔室内形成一个低压区域，该低压区域引入经过第二狭槽的主要部分以及第一狭槽的顶部进入到该腔室中的吸入气流，从而使鳍片和叶片得到散热，该低压区域沿着内壁的第一部分和第二部分引入表面气流，以使表面气流经过沟槽和凸起上方，从而使散热片堆得到散热。

2.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述散热片堆、基部和叶片是均质制成的。

3.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述安装表面垂直于所述轴线。

4.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述安装表面还包括：

多个从所述安装表面向外延伸的突出部分；以及

一与所述安装表面接触并且被定位在所述突出部分之间的热界面材料；以及

所述突出部分适于当所述基部与所述部件接触时使热界面材料免于受损。

5.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却装置还包括至少一个定位在顶面附近的风扇，所述风扇位于所述腔室上方以使由风扇产生的空气流形成进入腔室的气流。

6.如权利要求5所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却装置还包括适于抵靠在所述径向向外的平滑部分上的安装环，所述安装环包括多个适于接收紧固件的安装固定件，所述紧固件将风扇与安装环连接在一起以使风扇固定地与顶面相连。

7.如权利要求6所述的冷却装置，其特征在于，所述顶面的至少一个部分是平面的部分并且当所述风扇与所述顶面相连时所述风扇被设置在所述平面的部分上。

8.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述叶片相对于一个以所述轴线为中心并且具有预定直径的圆呈切线取向。

9.如权利要求8所述的冷却装置，其特征在于，所述预定直径在从3.0毫米至12.0毫米的范围内。

10.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述叶片相对于所述轴线以一个角度倾斜，该角度在从5.0度至25.0度的范围内。

11.如权利要求10所述的冷却装置，其特征在于，叶片倾斜的角度包括范围一在从10.0度至25.0度内的第一角度和范围在从5.0度至18.0度内的第二角度，其中所述第一角度是沿着所述径向向外的平滑部分测量的，而第二角度是沿着所述平滑曲线部分测量的。

12.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述凸起的拱形型面是从包括球体、圆锥和截头圆锥的一组中选择出来的一种型面。

13.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述沟槽的拱形型面是半圆形型面。

14.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述第一狭槽还包括一沿着散热片堆的第一拱形型面，并且所述第一拱形型面可是半径在38.0毫米至45.0毫米之间的一段弧。

15.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述第二狭槽延伸到所述散热片堆，所述第二狭槽还包括一沿着散热片堆的第二拱形型面，并且所述第二拱形型面可是半径在31.0毫米至38.0毫米之间的一段弧。

16.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述内壁的第一部分是一个斜面，所述内壁的第二部分是一个凹入的拱形表面。

17.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述基部还包括：

一个从所述凸起嵌入的圆柱形颈部，所述圆柱形颈部在所述基部和散热片堆之间限定了一个连接沟槽；以及

一对垂直于安装表面并且相互之间平行相对定位的平面部分。

18.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却装置还包括：

一个无护罩的风扇，该风扇包括一用于支撑风扇并且用于使风扇与顶面相邻且在腔室上方定位以使由风扇所产生的空气流形成进入到腔室中的空气流的空间框架，

所述空间框架包括多个横跨顶面宽度的臂，并且所述臂在其一端具有爪，所述爪适于将空间框架卡在外壁的径向向外的平滑部分上。

19.一种用于散热的系统，其包括：

一个冷却装置，所述冷却装置包括：

一散热片堆，该散热片堆包括一具有一个凸出的拱形型面的凸起和一包围所述凸起并具有一个凹入的拱形型面的沟槽，所述沟槽和凸起围绕散热片堆的一个轴线是对称定位的；

一与散热片堆接触的导热基部，所述导热基部包括一个适于与所述部件接触的安装表面；

多个与所述散热片堆接触的叶片，所述叶片被隔开以在它们之间限定第一狭槽并且所述第一狭槽延伸到散热片堆，所述叶片的表面积在从轴线径向向外的方向上增大；

所述叶片包括一个顶面和一空气动力学内壁，所述空气动力学内壁包括一从沟槽延伸的第一部分，并且第一部分终止于延伸到顶面的第二部分，所述叶片的所述内壁限定一个包围所述沟槽的腔室，叶片还包括一外壁，该外壁具有从散热片堆的底部向顶面扩展的型面，并且在它们之间包括一个平滑曲线部分、一个引流部分和一个径向向外的平滑部分，以及

所述叶片包括至少一个第二狭槽，所述第二狭槽贯穿每一个叶片的一部分以在每一个叶片中限定多个鳍片；以及

其中，进入腔室的气流以一种使叶片和鳍片散热的排出气流的方式从第一狭槽排出，排出气流在腔室内形成一个低压区域，该低压区域引入经过第二狭槽进入到该腔室中的吸入气流，从而使鳍片得到散热，该低压区域沿着内壁的第一部分和第二部分引入表面气流，以使表面气流经过沟槽和凸起上方，从而使散热片堆得到散热；

一个用于产生能够进入到所述腔室中的空气流的风扇，所述风扇与所述顶面相连；

一包括一个部件表面的部件；以及

一个基座安装件，所述基座安装件能够迫使所述安装表面与部件相互接触，以便使由所述部件产生的热量与冷却装置热相通。

20.如权利要求19所述的系统，其特征在于，所述部件是由一个支撑单元携带的，所述支撑单元是从包括插座、基片和PC板的一组中选择出来的，并且所述基座安装件可拆卸地与支撑单元相连。

21.如权利要求19所述的系统，其特征在于，所述安装表面还包括：

多个从所述安装表面向外延伸的突出部分；以及

一与所述安装表面和部件表面接触并且被定位在所述突出部分之间的热界面材料；以及

所述突出部分适于当所述安装表面与所述部件表面接触时使热界面材料免于受损。

22.如权利要求19所述的系统，其特征在于，所述基部还包括：

一个从所述凸起嵌入的圆柱形颈部，所述圆柱形颈部在所述基部和散热片堆之间限定了一个连接沟槽；以及

一对垂直于安装表面并且相互之间平行相对定位的平面部分。

23.如权利要求22所述的系统，其特征在于，所述安装表面还包括：

多个从所述安装表面向外延伸的突出部分；以及

一与所述安装表面和部件表面接触并且被定位在所述突出部分之间的热界面材料；以及

所述突出部分适于当所述安装表面与所述部件表面接触时使热界面材料免于受损。

24.如权利要求19所述的系统，其特征在于，

所述风扇是一个无护罩的风扇，该风扇包括一用于支撑风扇并且用于使风扇与顶面相邻定位且在腔室上方以使由风扇所产生的空气流形成进入到腔室中的空气流的空间框架，

所述空间框架包括多个横跨顶面宽度的臂，并且所述臂在其一端具有爪，所述爪适于将空间框架卡在外壁的径向向外的平滑部分上。

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