CN103476224B - 相变化散热装置 - Google Patents

Abstract

一种相变化散热装置，用以对发热元件散热，其包括壳体、设置于该壳体内的工作介质及与该壳体连接的热管，该热管包括蒸发端及冷凝端，该工作介质为在常温呈现固态的相变化绝缘物质，该壳体收容所述发热元件，该热管的蒸发端伸入该壳体内并与工作介质接触。与现有技术相比，本发明中相变化散热装置的壳体收容所述发热元件与工作介质，该热管的蒸发端伸入该壳体内并与工作介质接触，且该工作介质为在常温下呈现固态的相变化绝缘物质。高负荷运行时，发热元件产生的热量会先被直接转移至该工作介质，促使该工作介质液化以暂态储热；当发热元件待机或低负荷运行时，工作介质继续进行热量的传递与交换并通过热管传导至外部，利用效率较高。

Description

相变化散热装置

技术领域

本发明涉及一种散热装置，尤其涉及一种运用相变化原理散发电子元件所产生热量的相变化散热装置。

背景技术

近年来电子技术迅速发展，电子元件的高频、高速运行以及集成电路的密集及微型化，使得电子元件在工作过程中持续产生热量，因此需要在电子元件处贴附一散热装置，将电子元件工作时所产生的热量带走，以确保电子元件能稳定运转。

传统的散热方式是在发热电子元件上方设置一金属材质的散热器，该散热器具有基座，基座下表面与电子元件接触，而其上表面则设有若干散热鳍片，基座吸收电子元件产生的热量并传递给散热鳍片，通过鳍片将热量散发至周围空气中。但针对一些间歇性高负荷运行的电子装置，其高负荷运行的时间较短，而其待机或低负荷运行的时间相对较长，因此，该种电子装置高负荷运行时发热元件产生的热量会在短时间内经由散热鳍片传至电子装置外壳体内的空气中，从而导致外壳体的温度在短时间内过高，使得工作人员操作时会产生不适感；而待机或低负荷运行时，发热元件产生热量较少而并不会导致外壳体温度升高，此时散热鳍片又得不到充分的利用。故，需进一步改进。

发明内容

本发明旨在提供一种避免电子装置高负荷运作时外壳体温度过高、且在电子装置低负荷运作时利用效率较高的相变化散热装置。

一种相变化散热装置，用以对发热元件散热，其包括壳体、设置于所述壳壳体内的工作介质及与该壳体连接的热管，所述热管包括蒸发端及冷凝端，所述工作介质为在常温呈现固态的相变化绝缘物质，所述壳体收容所述发热元件，所述热管的蒸发端伸入该壳体内，且与所述工作介质接触。

与现有技术相比，本发明中相变化散热装置的壳体收容所述发热元件与工作介质，所述热管的蒸发端伸入该壳体内，且与所述工作介质接触，且该工作介质为在常温下呈现固态的相变化绝缘物质。因此，该工作介质可直接与发热元件接触，高负荷运行时，发热元件产生的热量会先被直接转移至该工作介质，促使该工作介质液化以暂态储热，减缓热量由电子装置内部传导至外部壳体的速度，使得发热元件表面维持在较低的范围内的同时，避免电子装置外部壳体的温度升高过快；当发热元件待机或低负荷运行时，工作介质逐渐降温释放热量，工作介质继续进行热量的传递与交换并通过热管传导至外部，利用效率较高。

附图说明

图1为本发明一实施例的相变化散热装置的立体示意图。

图2为图1所示相变化散热装置的剖面示意图。

主要元件符号说明

相变化散热装置	10
		发热元件	20
壳体	30
		工作介质	40
热管	50
		上盖	31
下盖	32
		侧壁	33
腔体	34
		蒸发端	51
冷凝端	52

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的相变化散热装置作进一步的详细说明。

请同时参阅图1至图2，本发明一较优实施例的相变化散热装置10，用于对电子装置（图未示）内的发热元件20进行散热，其包括一壳体30、设置于该壳体30内的工作介质40及与该壳体30连接的热管50。

具体的，所述壳体30包括一上盖31、与该上盖31相对的一下盖32及连接上盖31与下盖32的侧壁33。该上盖31与下盖32均呈平板状且上盖31尺寸略大于该下盖32的尺寸，该侧壁33自该下盖周缘弯折向上一体延伸而成，该上盖31边缘抵触该侧壁33上端与该下盖32配合形成密封的腔体34。所述上盖31、下盖32及侧壁33均采用传导性较佳的材料，如铝、铜等金属制成。可以理解的，所述上盖31、下盖32可为电子装置的外部壳体或者电子装置内部的其他元件（图未示）的板体。

该工作介质40设置于该腔体34中，该工作介质40为在常温下呈现固态的绝缘物质，其可在一定的温度环境下液化成液体，该工作介质40为相变化材料，其熔点介于发热元件20待机/低负荷运行时的表面温度和发热元件20高负荷运行时所能承受的最高温度之间，如结晶水合盐类、有机酸或酯类等。

所述热管50穿设过该侧壁33而与该壳体30相连接，所述热管50呈扁平状，其包括一蒸发端51和一冷凝端52，所述冷凝端52用于与设于壳体30外的一散热器（图未示）热连接，所述蒸发端51位于该腔体34中并与所述发热元件20相隔，该热管50与工作介质40相接触，用于将腔体34内的热量传导至散热器进行散发。

组装时，所述发热元件20通过印刷电路板或导线与电子装置内的其他元件形成电性连接，该腔体34罩设收容所述发热元件20，本实施例中，该发热元件20位于该下盖32上，所述工作介质40覆盖该发热元件20，所述热管50的蒸发端51位于该工作介质40上并与该发热元件20相间隔。工作时，发热元件20产生热量并将热量快速转移至工作介质40，靠近发热元件20的工作介质40由于距离热源最近而逐渐受热液化，最终当所有工作介质40均变为液态时，热量才能传递至腔体34的内壁及热管50，从而达成暂态储热的效果，减缓热量由电子装置内部传导至外部壳体的速度，保证发热元件20的表面维持在较低的温度范围内的同时，避免电子装置外部壳体的温度升高过快，而降低工作人员操作时的不适感。当电子装置待机或者低负荷运作而使得发热元件20的发热能力小于外部壳体向外界的散热能力时，工作介质40逐渐降温释放热量，并通过热管50均匀散热，从而逐渐固化至固态以备进行下一次的暂态储热，以达循环利用。上述高负荷运作以及待机/低负荷运行的过程中，工作介质40都在进行热量的传递与交换，作为散热介质，该工作介质40的利用效率较高。由于工作介质40的绝缘性，其在促使发热元件20表面温度均匀降低的同时并不会影响该发热元件20的工作特性。

上述上盖31、下盖32不限于平板状，也可为其他形状，如三棱柱状等。该工作介质40的可根据形成腔体34的形状进行相应改变，只要达到收容于该腔体34即可。

与现有技术相比，本发明中相变化散热装置10的壳体30收容所述发热元件20与工作介质40，所述热管50的蒸发端51伸入该壳体30内，且与所述工作介质40接触，且该工作介质40为在常温下呈现固态的相变化绝缘物质。因此，该工作介质40可直接与发热元件20接触，高负荷运行时，发热元件20产生的热量会先被直接转移至该工作介质40，促使该工作介质40液化以暂态储热，减缓热量由电子装置内部传导至外部壳体的速度，使得发热元件20表面维持在较低的范围内的同时，避免电子装置外部壳体的温度升高过快；当发热元件20待机或低负荷运行时，工作介质40逐渐降温释放热量，工作介质40继续进行热量的传递与交换并通过热管50传导至外部，利用效率较高。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种相变化散热装置，用以对发热元件散热，其包括壳体、设置于所述壳体内的工作介质及与该壳体连接的热管，所述热管包括蒸发端及冷凝端，其特征在于：所述工作介质为在常温呈现固态的相变化绝缘物质，所述壳体包括一上盖及与该上盖相对的一下盖，所述工作介质设置在该上盖与下盖之间，且与所述上盖相互间隔，所述壳体收容所述发热元件，所述热管的蒸发端伸入该壳体内，所述热管的蒸发端与所述壳体的侧壁间隔设置，且所述蒸发端全部与所述工作介质接触,所述蒸发端与所述下盖之间的距离小于所述蒸发端与所述上盖之间的距离。

2.如权利要求1所述的相变化散热装置，其特征在于，所述工作介质为结晶水合盐类、有机酸或酯类。

3.如权利要求1所述的相变化散热装置，其特征在于，所述发热元件通过印刷电路板或导线与外界电源形成电性连接。

4.如权利要求1所述的相变化散热装置，其特征在于，所述下盖周缘弯折向上延伸形成侧壁，所述上盖边缘抵触该侧壁上端与该下盖配合形成腔体。

5.如权利要求4所述的相变化散热装置，其特征在于，所述发热元件位于该下盖上。

6.如权利要求5所述的相变化散热装置，其特征在于，所述工作介质覆盖所述发热元件。

7.如权利要求5所述的相变化散热装置，其特征在于，所述热管的蒸发端与发热元件间隔设置，所述冷凝端用于与设于壳体外的一散热器热连接。