CN107771011A - 一种柔性相变散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种柔性相变散热装置，用于为器件散热，所述柔性相变散热装置包括：外壳，由导热且柔性的材料制成，其内形成有密闭空腔；以及相变材料填充物，填充于所述密闭空腔内；其中，所述柔性相变散热装置可随着所述器件的表面形状的变化相应地发生形变而紧密地贴合于所述器件上。本发明实施例提出的柔性相变散热装置，由于其具有可灵活地产生形变的特点，因此其可贴合于任意形状器件上以对器件进行散热；起到对器件进行温度保护的作用，减少了温度变化对器件的影响。尤其适用于对短时高负载器件或者周期性高负载器件进行散热，可大幅度降低散热成本。

Description

一种柔性相变散热装置

技术领域

本发明涉及散热技术领域，尤其涉及一种柔性相变散热装置。

背景技术

电子产品在工作时常常伴有热量产生，为保持产品正常工作，需要采取有效的散热措施。传统的散热方案常常是按照各个器件最大发热功率制定散热方案。但实际上，器件常常不是一直工作在最大发热状态，因此，传统的散热方案往往不经济，且尺寸较大。

针对散热功率周期性变化的器件，现有技术中有在散热器内填充相变材料的用法，利用材料相变潜热存贮热量，尽量避免器件发生显著温升。然而，目前主要是针对散热器等具有规则外形等器件，应用的局限性很大，不利于推广。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何解决不规则表面器件的温度剧烈升高的问题。

为了解决上述问题，本发明提出一种柔性相变散热装置，所述柔性相变散热装置用于为器件散热，所述柔性相变散热装置包括：

外壳，由导热且柔性的材料制成，其内形成有密闭空腔；以及

相变材料填充物，填充于所述密闭空腔内；

其中，所述柔性相变散热装置可随着所述器件的表面形状的变化相应地发生形变而紧密地贴合于所述器件上，所述器件的表面可为任意形状。

其进一步的技术方案为：所述相变材料填充物的相变温度处于所述器件正常工况温度与高负载工况温度之间；其中，所述正常工况温度为所述器件在正常工况下的温度，所述高负载工况温度为所述器件在高负载工况下的温度。

其进一步的技术方案为：所述柔性相变散热装置还包括导热填充物，所述导热填充物填充于所述密闭空腔内。

其进一步的技术方案为：所述导热填充物均匀分散在所述相变材料填充物内。

其进一步的技术方案为：所述柔性相变散热装置还包括背胶，所述背胶包括胶层以及底纸，所述胶层的一面与所述外壳粘合，所述底纸可分离地与所述胶层的另一面粘合。

其进一步的技术方案为：所述柔性相变散热装置通过压条与所述器件贴合，所述压条包括压合部以及处于所述压合部两侧的连接部；所述压合部用于将所述外壳压合于所述器件上；所述连接部用于将所述压条固定到所述器件上。

其进一步的技术方案为：所述柔性相变散热装置通过外涂胶与所述器件贴合。

其进一步的技术方案为：所述相变材料填充物为有机相变材料与无机水合盐相变材料中的一种或者多种的混合物。

其进一步的技术方案为：所述导热填充物为导热纤维。

其进一步的技术方案为：所述外壳由铝箔或者铜箔制成。

本发明实施例提出的柔性相变散热装置，由于其具有可灵活地产生形变的特点，因此其可贴合于任意形状器件上以对器件进行散热；起到对器件进行温度保护的作用，减少了温度变化对器件的影响。尤其适用于对短时高负载器件或者周期性高负载器件进行散热，可大幅度降低散热成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种柔性相变散热装置的结构示意图；

图2为本发明另一实施例提供的一种柔性相变散热装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种柔性相变散热装置的背胶的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的通过背胶将柔性相变散热装置与器件粘合的示意图；

图5为本发明实施例提供的通过压条将柔性相变散热装置与器件压合的示意图。

附图标记

1、外壳；2密闭空腔；3、相变材料填充物；4、导热填充物；5、背胶；10、柔性相变散热装置；20、器件；30、压条；31、压合部；32、连接部；51、胶层；52底纸。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，附图中类似的组件标号代表类似的组件。显然，以下将描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明实施例说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明实施例。如在本发明实施例说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

参见图1，本发明实施例提出一种柔性相变散热装置10，由图可知，其包括外壳1以及相变材料填充物3。柔性相变散热装置10的外壳1由导热且柔性的材料制成，其可弯折变形为任意的形状。在外壳1内形成有一密闭空腔2，在该密闭空腔2填充有相变材料填充物3。

继续参见图1并结合图4，本发明实施例提出的柔性相变散热装置10用于为器件20散热，并且对于器件20的外形没有任何的限定，器件20的表面可以为任意形状。由于柔性相变散热装置10的外壳1由柔性材料制成，使得其可以灵活地发生形变。

柔性相变散热装置10的外壳1由导热材料制成。为了提高柔性相变散热装置10对器件20温度变化的灵敏性，使得能够及时吸收器件20产生的热量，柔性相变散热装置10的外壳1由导热材料制成。由此，器件20产生的热量能够快速地传导到外壳1内密闭空腔2中的相变材料填充物3，避免了热量在器件20处的积压而导致器件20的急速温升。

在具体应用时，柔性相变散热装置10可随着器件20的表面形状的变化相应地发生形变而紧密地贴合于器件20上。器件20产生的热量通过外壳传导给相变材料填充物3，由于相变材料填充物3在发生相变时能够吸收大量的热量而基本不发生温度变化(实际使用中可能会存在轻微的温度上升)，因此可以避免器件20剧烈的温升。

本发明实施例提出的柔性相变散热装置10，由于其具有可灵活地产生形变的特点，因此其可贴合于任意形状器件20上以对器件进行散热；起到对器件20进行温度保护的作用，减少了温度变化对器件20的影响。尤其适用于对短时高负载器件20或者周期性高负载器件20进行散热，可大幅度降低散热成本。

在某些实施例，例如本实施例中，相变材料填充物3的相变温度处于器件20正常工况温度与高负载工况温度之间。其中，正常工况温度为器件20在正常工况下的温度，高负载工况温度为器件20在高负载工况下的温度。

在实际应用中，器件20并非一直工作在最大发热状态(高负载)。然而，传统的散热方案是以器件20在最大发热状态为基准设计的，这造成了散热资源的浪费。

为此，本实施例中，在器件20表面贴合柔性相变散热装置10，柔性相变散热装置10内相变材料填充物3的相变温度处于器件20正常工况温度与高负载工况温度之间，在器件20高负载工作时，相变材料填充物3通过发生形变来吸收器件20产生的大量热量，避免了器件20的急速升温，提高了器件20的过载能力。同时对器件20的散热方案只需要以器件20在正常工况下的发热量设计即可，可极大地节约散热资源。

参见图2，在某些实施例，例如本实施例中，柔性相变散热装置10还包括导热填充物4，该导热填充物4填充于外壳1内的密闭空腔2内。

为了增加柔性相变散热装置10的横向传热能力，提高其对器件20温度变化的灵敏度，在密闭空腔2内填充导热填充物4。

进一步地，为了使得柔性相变散热装置10的导热能力更加地均匀，导热填充物4均匀分散在相变材料填充物3内。

进一步地，可选用具有高导热能力的导热纤维作为导热填充物4。具体地，导热纤维可为碳纤维、铜纤维等。

参见图3-图4，在某些实施例，例如本实施例中，柔性相变散热装置10还包括背胶5，背胶5包括胶层51以及底纸52。胶层51的一面与外壳粘合。底纸52可分离地与胶层51的另一面粘合。通过设置一可分离的底纸52，可方便柔性相变散热装置10的储存与运输。具体地，胶层51可由导热胶制成，导热胶具有良好的导热性，能够将器件20上产生的热量快速传输到柔性相变散热装置10。导热胶，可例如为导热硅胶。

在具体应用时，将背胶5的底纸52撕掉，通过胶层51将柔性相变散热装置10粘合于器件20上，如图4所示。

参见图5，在其它实施例中，柔性相变散热装置10通过压条30与器件20贴合，压条30包括压合部31以及处于压合部31两侧的连接部32。

在具体应用时，通过压合部31将柔性相变散热装置10的外壳1压合在器件20上，并通过连接部32将压条固定到所述器件20上。具体地，压合部31可为压板。连接部32可为紧固件，例如螺丝。

在某些实施例，例如本实施例中，柔性相变散热装置10通过外涂胶与器件20贴合。具体地，外涂胶可选用导热胶，例如为导热硅胶。

具体应用中，先分别将外涂胶涂覆在柔性相变散热装置10的外壳1以及器件20上，再将二者涂有外涂胶的部位贴合。

在某些实施例，例如本实施例中，相变材料填充物3为有机相变材料与无机水合盐相变材料中的一种或者多种的混合物。

具体地，有机相变材料包括石蜡、癸二酸、聚乙二醇、硬脂酸丁脂、月桂酸等。有机相变材料过冷度小，稳定性较好，价格比无机水合盐相变材料贵。无机水合盐相变材料包括六水氯化镁、六水氯化钙、十水硫酸钠、十二水磷酸氢二钠等无机水合盐等。无机水合盐过冷度大，循环稳定性较差，但其储量大，价格便宜。

各相变材料的相变温度各不相同，在具体应用时根据器件20的正常工况温度与高负载工况温度选用具有相应相变温度的相变材料作为相变材料填充物3。

在某些实施例，例如本实施例中，外壳1可由铝箔或者铜箔制成。铝箔、铜箔的导热能力以及形变能力(柔性)均很强，是制作外壳1的理想材料。

在某些应用场景中，本发明实施例提出的柔性相变散热装置10应用于具有低频度高倍率过载的工况的器件20中，例如光伏产品，每天满负荷工作的时间有限，如果按照最大负荷设计散热器，产品尺寸很大。利用柔性相变散热装置10，调整相变材料的相变点，使其处于器件20正常工况温度与高负载工况温度之间。在器件20高倍率过载期间，利用相变材料的相变潜热储存热量，可保证器件20壳温不变或轻微变化。

在另一些应用场景中，本发明实施例提出的柔性相变散热装置10应用于具有偶发的高过载工况的器件20中，如软启变频器，在正常使用下，其只在启机的几分钟内高负荷工作。利用相变材料吸收产品产生的热量，可以减小产品的散热部件尺寸，几分钟的高负荷工况结束后，相变材料逐渐放热恢复到固态。此外，偶有空调失效或者风机损坏的工况，相变储热装置可以起到短期的吸热作用，延缓温升时间，避免了设备的急速升温。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，尚且本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

以上所述，为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种柔性相变散热装置，其特征在于，用于为器件散热，所述柔性相变散热装置包括：

外壳，由导热且柔性的材料制成，其内形成有密闭空腔；以及

相变材料填充物，填充于所述密闭空腔内；

其中，所述柔性相变散热装置可随着所述器件的表面形状的变化相应地发生形变而紧密地贴合于所述器件上。

2.根据权利要求1所述的柔性相变散热装置，其特征在于：所述相变材料填充物的相变温度处于所述器件正常工况温度与高负载工况温度之间；其中，所述正常工况温度为所述器件在正常工况下的温度，所述高负载工况温度为所述器件在高负载工况下的温度。

3.根据权利要求1所述的柔性相变散热装置，其特征在于，还包括：导热填充物，所述导热填充物填充于所述密闭空腔内。

4.根据权利要求3所述的柔性相变散热装置，其特征在于：所述导热填充物均匀分散在所述相变材料填充物内。

5.根据权利要求1所述的柔性相变散热装置，其特征在于，还包括：背胶，所述背胶包括胶层以及底纸，所述胶层的一面与所述外壳粘合，所述底纸可分离地与所述胶层的另一面粘合。

6.根据权利要求1所述的柔性相变散热装置，其特征在于：所述柔性相变散热装置通过压条与所述器件贴合，所述压条包括压合部以及处于所述压合部两侧的连接部；所述压合部用于将所述外壳压合于所述器件上；所述连接部用于将所述压条固定到所述器件上。

7.根据权利要求1所述的柔性相变散热装置，其特征在于：所述柔性相变散热装置通过外涂胶与所述器件贴合。

8.根据权利要求1所述的柔性相变散热装置，其特征在于：所述相变材料填充物为有机相变材料与无机水合盐相变材料中的一种或者多种的混合物。

9.根据权利要求3所述的柔性相变散热装置，其特征在于：所述导热填充物为导热纤维。

10.根据权利要求1所述的柔性相变散热装置，其特征在于：所述外壳由铝箔或者铜箔制成。