CN104349641B - 循环散热模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种循环散热模块，用以移除发热元件产生的热，并包括至少一本体及至少一传导管路。本体包括腔室及导热部。腔室充填流体并具有挡墙以将腔室区分成相互连通的第一及第二隔间。第一隔间具有第一出口，第二隔间具有第一入口。导热部用以传导来自发热元件产生的热。传导管路具有第一端、第二端以及热交换段。流体能够在吸收导热部的热之后，通过压力差推动进入热交换段，然后在冷却之后再通过压力差流回腔室。

Description

循环散热模块

技术领域

本发明是有关于一种循环散热模块，且特别是有关于一种利用流体吸收热的循环散热模块。

背景技术

随着科技的进步，便携式电子装置朝向轻薄化的方向发展。例如是轻薄型笔记本电脑、平板电脑（Tablet PC）或是智慧型移动电话（Smart Phone）等，其轻薄的外型相当适合使用者随身携带与操作。以平板电脑为例，平板电脑具有体积小及重量轻的特点，对于使用者在随身携带上相当地方便。为了提升平板电脑的处理效率，主机板的中央处理器的效能也随之提升。当中央处理器在执行较高性能需求的操作时，容易产生大量的热能，且为了避免这些热能影响中央处理器的运作，在笔记本电脑内部常设置散热系统，以将这些发热元件产生的热移除。

一般而言，散热系统包括气冷式散热系统以及水冷式散热系统，其中以水冷式散热系统的效率较佳。水冷式的循环散热模块是利用导热装置（thermal contact）直接接触发热元件（例如是中央处理器）的背面，并以冷却管路（coolant pipe）对应连接导热装置以及热交换器（Heat Transfer）的内部管路，以使热能经由循环水流而传导至热交换器，来达到水冷式散热的目的。然而，随着笔记本电脑的空间限制增加，热交换器的体积过大，不适用于笔记本电脑之中。因此，如何在有限空间中配置水冷式散热系统成为一项重要的课题。

发明内容

本发明提供一种循环散热模块，能够通过流体吸收发热元件所产生的热，并在远离本体冷却后再流回循环散热模块。

本发明的循环散热模块，用以移除电路板的发热元件产生的热，循环散热模块包括至少一本体及至少一传导管路。本体包括至少一腔室及导热部。腔室位于本体内。腔室充填流体并具有挡墙以将腔室区分成相互连通的第一隔间及第二隔间。第一隔间具有第一出口，第二隔间具有第一入口。流体适于在该第一隔间及该第二隔间之间流动。导热部与腔室内的至少一第一侧壁接触并用以传导来自发热元件产生的热。传导管路具有第一端、第二端以及热交换段。第一端连通第一出口，第二端连通第一入口。热交换段连接第一端及第二端。腔室内的流体在吸收自第一侧壁传递的热之后，通过压力差推动以通过第一出口进入传导管路的热交换段，并在冷却之后再通过压力差推动以经由第一入口流回腔室。

基于上述，在本发明的循环散热模块中，流体在本体的腔室内流动。本体的导热部能够吸收发热元件产生的热，并传递热至流体。流体吸收发热元件产生的热之后，从第一隔间内的第一出口离开本体并进入热交换段，流体在热交换段冷却之后能够再从第一入口流入第二隔间以回到本体。因此，本发明的散热装置能够降低水冷式散热系统的体积，更适合应用在薄型化的笔记本电脑或平板电脑。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1A为本发明的一实施例的循环散热模块的示意图；

图1B为图1A沿线I-I的剖面图；

图1C为图1B的局部放大图；

图2A为本发明的一实施例的循环散热模块的示意图；

图2B为图2A沿线I-I的剖面图；

图2C为图2A的循环散热模块设置在电子装置内的示意图；

图3为图2C的循环散热模块在使用状态的示意图。

附图标记说明：

10：电路板；

12：发热元件；

20：流体；

100、200a、200b：循环散热模块；

110、210a、210b：本体；

111：第一侧壁；

111a、211a、211b：第二侧壁；

111b、217a、217b：底部侧壁；

112、212a、212b：腔室；

112a：第一隔间；

112b：第二隔间；

112c：第一出口；

112d：第一入口；

114、214：导热部；

116、216a：挡墙；

118、218a：狭缝通道；

120、220a、220b：传导管路；

122：第一端；

124：第二端；

126：热交换段；

230：延伸件；

A1、A2：夹角；

L1、L2：液面线。

具体实施方式

图1A为本发明的一实施例的循环散热模块的示意图。图1B为图1A沿线I-I的剖面图。图1C为图1B的局部放大图。请参考图1A、图1B及图1C，，本实施例的循环散热模块100，用以移除电路板10的发热元件12产生的热，循环散热模块100包括至少一本体110及至少一传导管路120。本体110包括位于本体110内的腔室112及导热部114。腔室112充填流体20并具有挡墙116以将腔室112区分成相互连通的第一隔间112a及第二隔间112b。第一隔间112a具有第一出口112c，第二隔间112b具有第一入口112d。流体20适于在第一隔间112a及第二隔间112b之间流动。导热部114与腔室112内的至少一第一侧壁111接触并用以传导来自发热元件12产生的热。

传导管路120具有第一端122、第二端124以及热交换段126。第一端122连通第一出口112c，第二端124连通第一入口112d。热交换段126连接第一端122及第二端124。流体20在吸收自第一侧壁111传递的热之后，通过压力差推动以通过第一出口112c进入传导管路120的热交换段124，并在冷却之后再通过压力差推动以经由第一入口112d流回第二隔间112b。

请继续参考图1B及图1C，本实施例的循环散热模块100可以是应用于平板电脑等电子装置中的电路板10上，电路板10上的发热元件12例如是中央处理器（CPU）。热交换段126可以是远离电路板10并且靠近电子装置的外围。在腔室112内，挡墙116自腔室112中的第二侧壁111a凸伸，以将各腔室112区分成相互连通的第一隔间112a及第二隔间112b。此外，在循环散热模块100中，腔室112内的挡墙116不但将腔室112分隔出第一隔间112a及第二隔间112b，更与腔室112内的侧壁共构狭缝通道118。另外，为了限制流体20流动方向，避免流体20从第一隔间112a流回第二隔间112b。在第二隔间112b靠近连接狭缝通道118的位置，其截面积为渐缩的设计，即为越靠近狭缝通道118，第二隔间112b的截面积就会缩小，以增加流体20的流速。在本实施例中，与挡墙116共构狭缝通道118的侧壁可为本体110的侧壁或导热部114。举例而言，在循环散热模块100中，挡墙116与底部侧壁111b共构狭缝通道118。然而，本发明并不限于此。

当发热元件12的热被传递至导热部114时，腔室112内的流体20能够吸收导热部114所传导的热并在被汽化之后，通过第一出口112c进入传导管路120的热交换段126，并在冷却凝结成液相之后经由第一入口112d流回第二隔间112b。因此，本实施例的散热装置100的体积能够被降低，且不须在外部设置散热孔，更适合应用在薄型化的笔记本电脑或平板电脑。此外，本实施例的循环散热模块100是利用流体20吸收传送至导热部114的热，再被汽化产生流动循环，还能够避免散热的噪音问题。

在图1A及图1B中，为了增进散热效能，多个循环散热模块100可对称地并排设置成为散热系统，以使电子装置于不同操作状态下能有效散热。然而，本发明并不限于相同外型的循环散热模块100可相邻地设置。举例而言，在本发明其他未绘示的实施例中，当循环散热模块设为多个设置时，这些循环散热模块100的腔室及传导管路中的流体循环互为独立。循环散热模块的腔室的排列可为平行排列、交错排列、田字形排列、多边形排列等，并非仅限于图中平行排列方式。以下再举一实施例说明图1A的实施例可应用的变化。

图2A为本发明的一实施例的循环散热模块的示意图。图2B为图2A沿线I-I的剖面图。图2C为图2A的循环散热模块设置在电子装置内的示意图。请参考图2A至图2C，在本实施例中，挡墙213a、213b材质与图1A所绘示实施例相同，本发明在此不再赘述。电子装置是通过两个形状互补的循环散热模块200a、200b共构的散热系统进行散热。详细而言，在图2B中，循环散热模块200a的第一侧壁211a与腔室212a内与第一侧壁211a连接的底部侧壁217a形成夹角A1，且夹角A1为锐角。相对地，与循环散热模块200a互补的循环散热模块200b的第一侧壁211b与底部侧壁217b同样形成夹角A2，但循环散热模块200b的夹角A2为钝角。

在图2C中，循环散热模块200a、200b共构导热部214且共用单一个延伸件230，且循环散热模块200a、200b的导热部214的凹槽同样为共构的形式，延伸件230被容置至于凹槽内。换言之，循环散热模块200a、200b能够通过延伸件230自本体210a、210b向外延伸以接触发热元件12，使得循环散热模块200a、200b能够不须设置在电路板10上，以增加电子装置内空间配置的弹性。在本实施例中，延伸件230与本体210a、210b为不同的构件相互固定，然而，本发明并不限于此，在本发明其他未绘示的实施例中，本体与延伸件也可以是共构在一起的构件。循环散热模块200a、200b的本体210a、210b的材质可以是金属，并且以铸造（Die-casting）的方式制作成形。然而，本发明在此并不加以限制。

图3为图2C的循环散热模块在使用状态的示意图。请继续参考图2B及图3，在图2B中，液面线L1示意流体20分别充塡于循环散热模块200a、200b内的液面高度。当循环散热模块200a、200b于横摆状态时（如图2B所示），流体20填满本体并且充塡了部分的传导管路220a、220b，以确保流体20能够进行气液向的单向循环。在本实施例中，流体20的体积为腔室212a、212b的体积及传导管路220a、220b的体积的总和的30%以上。较佳地，流体的体积为腔室212a、212b的体积及传导管路220a、220b的体积的总和的50%。然而，本发明在此并不加以限制。

上述的流体20充填量更能够确保当循环散热模块200a、200b旋转直立如图3所示时，例如是当电子装置于直立状态使用时，腔室内的流体20能够分别淹没第一腔室212a内的狭缝通道218a的开口。换言之，位于较低处的流体20仍可持续地填满所对应的传导管路220a，且流体20的液面线高于挡墙216a与腔室212a构成的狭缝通道218a的开口，使得腔室212a的流体20仍然可在导热部214吸收发热元件12的热之后，吸收导热部214的热并被汽化进入传导管路220a进行冷却。

综上所述，在本发明的循环散热模块中，流体在本体的腔室内流动。本体的导热部能够传导发热元件产生的热，并传递至流体。在流体吸收发热元件产生的热之后，被汽化的流体能够从第一隔间内的第一出口离开本体并进入热交换段，流体在热交换段冷却之后能够再从第一入口流入第二隔间以回到本体。因此，本发明的散热装置能够降低水冷式散热系统的体积，更适合应用在薄型化的笔记本电脑或平板电脑。此外，本实施例的循环散热模块是利用流体吸收传送至导热部的热，再被汽化产生流动循环，更能够避免散热的噪音问题。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种循环散热模块，用以移除电路板的发热元件产生的热，其特征在于，该循环散热模块包括：

至少一本体，包括：

至少一腔室，位于该本体内，该腔室充填流体并具有挡墙，以将该腔室区分成相互连通的第一隔间及第二隔间，该第一隔间具有第一出口，该第二隔间具有第一入口，该流体适于在该第一隔间及该第二隔间之间流动；以及

导热部，与该腔室内的至少一第一侧壁接触并用以传导来自该发热元件产生的热，其中该挡墙自该腔室中，相对该第一侧壁的第二侧壁凸伸，并与该腔室内的侧壁共构狭缝通道，该第二隔间连接该狭缝通道前的截面积渐缩；以及

至少一传导管路，具有第一端、第二端以及热交换段，该第一端连通该第一出口，该第二端连通该第一入口，该热交换段连接该第一端及该第二端，该腔室内的该流体在吸收自该第一侧壁传递的热之后，通过压力差推动以通过该第一出口进入该传导管路的该热交换段，并在冷却之后再通过压力差推动以经由该第一入口流回该腔室。

2.根据权利要求1所述的循环散热模块，其特征在于，当该循环散热模块于直立的状态时，该腔室内的该流体淹没该腔室内的该狭缝通道。

3.根据权利要求1所述的循环散热模块，其特征在于，该流体的体积为该腔室的体积及该传导管路的体积的总和的30％以上。

4.根据权利要求3所述的循环散热模块，其特征在于，该流体的体积为该腔室的体积及该传导管路的体积的总和的50％。

5.根据权利要求1所述的循环散热模块，其特征在于，该第一侧壁与该腔室内与该第一侧壁连接的底部侧壁形成夹角。

6.根据权利要求1所述的循环散热模块，其特征在于，还包括延伸件，该导热部具有凹槽以容置该延伸件，该延伸件接触该发热组件，以将该发热组件产生的热传递至该导热部。