CN104661484B - 散热组件与应用其的电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种散热组件与应用其的电子装置。电子装置具有至少一热源。散热组件包括第一管件、第二管件以及流体。第一管件具有入口与出口。入口的口径小于出口的口径。热源所产生的热量传送至第一管件。第二管件的相对两端分别对接于第一管件的入口与出口，以使第一管件与第二管件形成封闭回路。流体填充于封闭回路中，其中位于第一管件内的流体从入口传送至出口，且流体吸收传至第一管件的热量并带往第二管件以进行散热。

Description

散热组件与应用其的电子装置

技术领域

本发明是有关于一种散热组件，且特别是有关于一种散热组件与应用其的电子装置。

背景技术

随着现今科技的进步，由于笔记本电脑的功能日益茁壮，且其体积越来越小也便于携带，因此逐渐地成为消费性电子产品的市场主流。为了降低笔记本电脑的厚度，部分笔记本电脑搭配低瓦数的中央处理单元并采用无风扇的设计，其通常将位于主机处的中央处理器(CPU)所产生的热量通过冷却流体传导至屏幕的方式以增加散热面积。

惟，此举仍会因主机与屏幕之间的开合角度而影响冷却液体的传输效率，且所述冷却流体一旦吸收热量后所产生的气泡亦容易影响流体的行进，故而仍须以泵对冷却流体进行驱动，以维持整体的冷却流体循环。如此一来，便无法降低主机的耗能，且空间上亦会因泵的存在而导致无法进一步地将装置轻薄化、小型化。再者，所述散热装置在结构上需跨越主机与屏幕，因而在机构与外观设计上并非能简单设计而难以保有原本装置的整体性。

基于上述，如何对电子装置提供散热效能较佳的散热组件，且同时兼具与电子装置外观上的整体性，便成为相关人员所需克服的问题。

发明内容

本发明提供一种散热组件与应用其的电子装置，其通过内部结构而吸热产生单向循环的两相流，以提高电子装置的机体在不同状态时的散热效能。

本发明提出一种散热组件，适用于电子装置。电子装置具有至少一热源。散热组件包括第一管件、第二管件与流体。第一管件具有入口与出口。入口的口径小于出口的口径。热源所产生的热量传送至第一管件。第二管件的相对两端分别对接于第一管件的入口与出口，以使第一管件与第二管件形成封闭回路。流体填充于封闭回路中，其中位于第一管件内的流体从入口传送至出口。流体吸收传至第一管件的热量并带往第二管件以进行散热。

本发明提供一种电子装置，包括机体与散热组件。机体具有能彼此相对开合的两部件。散热组件组装于机体。散热组件包括第一管件、第二管件以及流体。第一管件位于其中一部件。第一管件具有入口与出口，入口的口径小于出口的口径。热源所产生的热量传送至第一管件。第二管件位于其中另一部件。第二管件的相对两端分别对接于第一管件的入口与出口，以使第一管件与第二管件形成封闭回路。

基于上述，散热组件通过相互连接的第一管件与第二管件而形成封闭回路，并使其分别配置于机体的不同部件，因而使热源的热量传送至第一管件后，第一管件的出、入口由于口径的差异而使其内的两相流体因压力差而产生从入口朝向出口的自体流动，以使热量通过流体带至位于另一部件的第二管件而得以进行散热。

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，并配合所示附图作详细说明如下。

附图说明

图1示出依照本发明一实施例的一种电子装置的示意图；

图2至图4分别示出图1的电子装置的局部放大图；

图5示出图1至图4的散热组件中第一管件的剖面图；

图6与图7分别示出图1的电子装置于不同状态的示意图；

图8示出本发明另一实施例的一种散热组件的局部剖面图；

图9示出本发明又一实施例的一种散热组件的示意图。

附图标记说明：

10：电子装置；

100：机体；

110：第一部件；

112：轴部；

114：本体；

120：第二部件；

122：框架；

130：转轴；

200：散热组件；

210、610：第一管件；

212：加热端；

214、614a、614b、614c：屏障；

216：内壁；

218：非加热端；

220：第二管件；

300：流体；

310：气泡；

400：热源；

500：热管；

C1：中心轴；

D1、D2、D3、D4、D5、D6：口径；

E1：入口；

E2：出口；

E3、E4、E5、E6、E7、E8、E9：开口；

G1：重力方向；

T1：扇形角。

具体实施方式

图1示出依照本发明一实施例的一种电子装置的示意图。图2至图4分别示出图1的电子装置的局部放大图。同时，在图2至图4中，分别省略电子装置的部分构件，以能清楚描述与本案相关构件的特征。请同时参考图1至图4，在本实施例中，电子装置10包括机体100与散热组件200。机体100包括彼此枢接的第一部件110与第二部件120，其中第一部件110例如是笔记本电脑的主机，第二部件120例如是笔记本电脑的屏幕，但本实施例并不以此为限。

在此，第一部件110与第二部件120是通过转轴130而使彼此能相对地开合。更进一步地说，转轴130与第二部件120的至少局部实为一体成型的结构。如图2与图4所示，转轴130与第二部件120的框架122为一体结构，并用以连接于第一部件110的轴部112，以使突出于本体114的轴部112枢接于一对转轴130之间，进而使转轴130的中心轴与轴部112的中心轴一致，以利于第二部件120相对于第一部件110旋转而使电子装置10达到开合的效果。

在本实施例中，散热组件200包括彼此连接的第一管件210与第二管件220。第一管件210设置于第一部件110的轴部112内，第二管件220连接第一管件210并从第一部件110经由转轴130而延伸至第二部件120。通过此配置，将使第一管件210的中心轴、轴部112的中心轴与转轴130的中心轴彼此一致(即，位于同一中心轴C1上)，同时通过上述转轴130与第二部件120为一体结构设计，而使第一管件210与第二管件220随着转轴130相对于第一部件110以中心轴C1转动。此举让散热组件200无须外露在第一部件110外或第二部件120外，并让电子装置10的机体100在外观上有较佳的整体性。

另外，请再参考图3，本实施例的电子装置10还包括设置在第一部件110的热源400与热管500，其中热源400例如是中央处理器(CPU)或图形处理器(GPU)等笔记本电脑或电子装置内主要的相关热产生源，而热管500(heatpipe)连接在热源400与第一管件210的加热端212之间，以将热源400所产生的热量传送至加热端212。

在此并未限定热管500与第一管件210之间的结合方式。举例来说，热管500与第一管件210的加热端212之间可为密闭式或开放式空间，并可通过将导热材质，如散热膏或油，填置于热管500与第一管件210之间，以作为热传导与润滑之用。

此外，图5示出图1至图4的散热组件中第一管件的剖面图。请参考图5，在本实施例中，第一管件210具有相对的入口E1与出口E2，而第二管件220的相对两端分别对接于入口E1与出口E2，以使第一管件210与第二管件220形成封闭回路，如图1与图2所示。流体300(在此仅以箭号表示流体300的流向作为描述)填充于所述封闭回路中。

由于第一管件210的管径大小具有变化，根据柏努利定律，入口E1的口径D1小于出口E2的口径D2，能据以造成流体300的压力差(流速差)，因此，第一管件210内的流体300能从入口E1移向出口E2进而在封闭回路内自动形成循环而不需额外使用泵。

据此，位于加热端212的流体300会因此吸热汽化而产生气泡310，这些气泡310混合着其余未汽化的流体300而形成包含有液相以及气相的两相流体，并因上述结构特性从入口E1、出口E2而移动至第二管件220，以使热量能从第一部件110被带至第二部件120而进行散热。如图1与图2所示，第二管件220是沿第二部件120的周缘延伸配置，且第二管件220的路径长度大于第一管件210的路径长度。换句话说，被传送至第二管件220的两相流体，其所携带的热量能通过第二部件120所提供足够的面积与路径长度而予以散逸至机体10外。而后散热后的流体300再经由入口E1传送入第一管件210内，以再次进行热交换。

另外，如前所述，第二部件120为笔记本电脑的屏幕，由于高解析度的液晶屏幕成为目前的主流，其通常随着较高的耗电量，因此势必会造成液晶屏幕本身的温度上升，而液晶屏幕的寿命却会随着温度升高而递减。一般而言，液晶屏幕在晶片组或是光源处可能会有较高的温度，因此这两个位置较容易出现异色的现象。在本发明另一未示出的实施例中，亦可第二管件的路径经过上述液晶屏幕的热源处，以同时降低屏幕本身的温度，进而增加屏幕寿命并降低亮点的发生。

惟，相对地，由于第二管件220是配置于第二部件120，因此随着第二部件120相对于第一部件110的开合角度改变，会影响上述封闭回路内的两相流体的驱动动力。再者，由于流体300在加热端212吸热后所产生的气泡310，其亦会随着吸收热量而对应增加，然第一管件210内的空间有限，且这些增加的气泡310并未有固定移动方向，因此便会容易阻挡液相流体在封闭回路内的流动，甚或反向于液相流体300移动。

基于上述，请再参考图5，在本实施例的第一管件210中，入口E1的口径D1小于出口E2的口径D2，因此能进一步地据以造成流体300的压力差(流速差)而使提高流体300从入口E1朝向出口E2移动的驱动力。另一方面，第一管件210还具有至少一屏障214，位于入口E1与加热端212之间。屏障214例如是从第一管件210的内壁216所延伸出的突出结构，且其延伸方向顺向于流体300在第一管件210内的流向。屏障214的一侧位于内壁216上，而其另一侧背离内壁216延伸而形成开口E3，利于液相流体300经过。另，在本实施例中，开口E3的口径D3的大小介于入口E1的口径D1与出口E2的口径D2之间。换句话说，第一管件210能通过入口E1、开口E2与出口E3的口径变化(D1＜D3＜D2)，而提高在第一管件210内的流体300的压力差，以增加流体300流动所需的驱动力。

在此需说明的是，本实施例所述管件皆以圆柱管作为描述对象，因此描述口径时均以其内径作为描述标的，但本发明并不因此受限。于其他未示出的实施例中，所述管件的内部腔室亦可为四方柱或多角角柱等外型，而此时所述的口径描述则为管件内部腔室的截面积。

图6与图7分别示出图1的电子装置在不同状态的示意图。请同时参考图5至图7，在此值得注意的是，沿着重力方向G1，屏障214与所形成的开口E3是呈上、下配置。换句话说，无论电子装置10是处于图6所示状态或图7所示状态，屏障214与其所形成的开口E3均存在(重力方向G1上的)高度差。换句话说，沿着重力方向G1，第一管件210的出口E2与开口E3亦会呈上、下配置，亦即这些屏障214所形成的开口E3相对于第一管件210的中心轴C1是呈偏下的偏心配置(即，所述开口E3与出口E2之间沿重力方向G1存在高度差)。

如此一来，流体300在加热端212因吸热所产生的气泡310，若其因数量过多而产生反向于流体300之流向移动时，第一管件210尚能以位于非加热端218的屏障214将其拦截，以避免气泡逆向朝入口E1移动而阻挡液相流体300的移动。

图8示出本发明另一实施例的一种散热组件的局部剖面图。请参考图8，与上述实施例不同的是，散热组件的第一管件610具有多个屏障614a、614b与614c，在此以三个为例但不限于此。值得注意的是，各屏障614a、614b与614c所形成的开口E4～E6，其口径D4～D6随着流体300的流向而逐渐增加，且开口E4的口径D6小于出口E2的口径D2，而开口E6的口径D6大于入口E1的口径D1，亦即在第一管件610内，沿入口E1至开口E2的路径上是呈口径逐渐增加的结构趋势。据此，本实施例的散热组件除能以多个屏障614a、614b与614c而有效拦截流体300因吸热所产生的气泡310外，尚因口径的变化(D1＜D6＜D5＜D4＜D2)而得以提高流体300在第一管件610内流动的驱动力。

图9示出本发明又一实施例的一种散热组件的示意图。请参考图9并对照图6与图7，在本实施例中，散热组件包括多个屏障及其所形成的开口E7～E9，且这些开口E7～E9环绕中心轴C1而排列，亦即，开口E7～E9是相对于中心轴C1而分布于扇形角T1的范围内，而此扇形角T1能对应于第二部件120相对于第一部件110的开合角度。据此，无论第二部件120相对于第一部件110(标示于图6与图7)的开合角度为何，所述开口E7～E9均与出口E2沿重力方向G1保持一定的高度差，亦即所述屏障均能对气泡进行有效拦截。换句话说，设计者可依据部件的可开合角度而在第一管件内设置对应的屏障与开口，以降低部件开合对散热组件之散热效能的影响。

综上所述，在本发明的上述实施例中，散热组件通过相互连接的第一管件与第二管件而形成封闭回路，并使其分别配置于机体的不同部件，因而使热源的热量传送至第一管件后，第一管件的出、入口由于口径的差异而使其内的两相流体因压力差而产生从入口朝向出口的自体流动，以使热量通过流体带至位于另一部件的第二管件而得以进行散热。

再者，第一管件的内壁延伸出至少一屏障，其延伸方向顺向于流体的流向并以其一侧形成让液相流体通过的开口。据此，当加热端的流体因吸热产生气泡，且随着热量增加而气泡增加时，屏障得以拦阻气泡反向于流体而行进，因此能有效地避免气泡阻塞管件内部而迟滞流体的传送。另外，所述开口的口径尺寸介于入口的口径与出口的口径之间，因而造成沿着流体流向上开口逐渐增加的结构趋势，故能进一步地提高流体驱动能力，而使机体的部件在彼此相对开合时仍能让散热组件维持其正常的运作。

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 (18)

1.一种散热组件，适用于一电子装置，其特征在于，该电子装置具有至少一热源，该散热组件包括：

一第一管件，具有一入口与一出口，该入口的口径小于该出口的口径，该热源所产生的热量传送至该第一管件；

一第二管件，该第二管件的相对两端分别对接于该第一管件的该入口与该出口，以使该第一管件与该第二管件形成一封闭回路；以及

一流体，填充于该封闭回路中，其中位于该第一管件内的该流体从该入口传送至该出口，该流体吸收传至该第一管件的热量并带往该第二管件以进行散热，其中该第一管件还具有一加热端与至少一屏障，该加热端邻近该出口，该屏障位于该入口与该加热端之间，流经该加热端的该流体因吸收热量而产生气泡，其中部分气泡从该加热端朝该入口移动而被该屏障拦截。

2.根据权利要求1所述的散热组件，其特征在于，该屏障的一侧位于该第一管件的一内壁，该屏障的另一侧背离该内壁延伸并形成一开口，该流体穿过该开口而流经该屏障。

3.根据权利要求2所述的散热组件，其特征在于，该屏障的延伸方向顺向于该流体在该第一管件内的流向。

4.根据权利要求2所述的散热组件，其特征在于，在重力方向上，该屏障与该开口呈上、下配置，且该出口与该开口亦呈上、下配置。

5.根据权利要求2所述的散热组件，其特征在于，该第一管件具有多个屏障，该些屏障所形成的该些开口相对于该第一管件的一中心轴呈偏心配置。

6.根据权利要求2所述的散热组件，其特征在于，该第一管件具有多个屏障，该些屏障所形成的该些开口的口径小于该出口的口径且大于该入口的口径，且该些开口的口径沿该流体在该第一管件内的流向而逐渐增大。

7.根据权利要求2所述的散热组件，其特征在于，该第二管件的路径长度大于该第一管件的路径长度。

8.一种电子装置，其特征在于，包括：

一机体，具有能彼此相对开合的两部件；

一热源，设置于该机体内；

一散热组件，组装于该机体，该散热组件包括：

一第一管件，位于该散热组件中一部件，该第一管件具有一入口与一出口，该入口的口径小于该出口的口径，该热源所产生的热量传送至该第一管件；

一第二管件，位于该散热组件中另一部件，该第二管件的相对两端分别对接于该第一管件的该入口与该出口，以使该第一管件与该第二管件形成一封闭回路；以及

一流体，填充于该封闭回路中，其中位于该第一管件内的该流体从该入口传送至该出口，该流体吸收传至该第一管件的热量并带往该第二管件以进行散热，其中该第一管件还具有一加热端与至少一屏障，该加热端邻近该出口，该屏障位于该入口与该加热端之间，流经该加热端的该流体因吸收热量而产生气泡，其中部分气泡从该加热端朝该入口移动而被该屏障拦截。

9.根据权利要求8所述的电子装置，其特征在于，该机体还具有一转轴，连接在该两部件之间，该第一管件的中心轴与该转轴的中心轴一致。

10.根据权利要求8所述的电子装置，其特征在于，该机体包括一转轴，所述两部件包括一第一部件与一第二部件，该第一部件具有一轴部，该转轴连接该轴部与该第二部件，且该转轴的中心轴与该轴部的中心轴一致，该第一管件埋设于该轴部内，该第二管件经由该转轴而延伸至该第二部件。

11.根据权利要求10所述的电子装置，其特征在于，该转轴与该第二部件的至少局部为一体成型的结构。

12.根据权利要求10所述的电子装置，其特征在于，该第二管件沿该第二部件的周缘配置，且该第二管件的路径长度大于该第一管件的路径长度。

13.根据权利要求8所述的电子装置，其特征在于，该屏障的一侧位于该第一管件的一内壁，该屏障的另一侧背离该内壁延伸并形成一开口，该流体经该开口流经该屏障。

14.根据权利要求13所述的电子装置，其特征在于，该屏障的延伸方向顺向于该流体在该第一管件内的流向。

15.根据权利要求13所述的电子装置，其特征在于，在重力方向上，该屏障与该开口呈上、下配置，且该出口与该开口亦呈上、下配置。

16.根据权利要求13所述的电子装置，其特征在于，该第一管件具有多个屏障，该些屏障所形成的该些开口相对于该第一管件的一中心轴呈偏心配置。

17.根据权利要求13所述的电子装置，其特征在于，该第一管件具有多个屏障，该些屏障所形成的该些开口的口径小于该出口口径且大于该入口的口径。

18.根据权利要求13所述的电子装置，其特征在于，该第一管件具有多个屏障，该些屏障所形成的该些开口的口径沿该流体在该第一管件内的流向而逐渐增大。