CN110062554A - 电子装置的散热系统 - Google Patents

Abstract

一种电子装置的散热系统，包括机体、至少一热源以及散热模块。机体具有烟囱流道。热源配置于机体内。散热模块包括蒸发器与连接蒸发器的管件。蒸发器与管件形成回路，且工作流体填充于回路。蒸发器热接触于热源以吸热，且通过工作流体的相变化，使热源所产生的热量被传送至回路，以让回路对烟囱流道的空气提供二维模式加热。

Description

电子装置的散热系统

技术领域

本发明涉及一种散热系统，尤其涉及一种电子装置的散热系统。

背景技术

在现有技术中的各式电子装置，不论是移动电话、平板电脑、笔记本电脑的屏幕或底座、各式显示器(电脑屏幕、电视屏幕等)、甚至是整合式电脑(All-in-One PC，AIO PC)(将微处理器、主机板、硬盘、屏幕及喇叭整合为一体的台式电脑)，皆有不断追求薄型化的趋势，因此电子装置内的各元件逐渐塞满电子装置的内部空间，进而导致电子装置的内部空间越来越来不足以容纳散热装置，否则势必会增加电子装置的厚度。

然而，该等电子装置中的处理器、显示芯片或是背光模块，也分别为了提升效能或增加发光面积及亮度，而逐渐散发出越来越多的热量。因此，设置散热装置但导致整体厚度增加，或减少设置散热装置但导致容易过热，便成为所述电子装置设计上的两难。

例如为了让整合式电脑具备较佳的散热效率，因此大都会在机体内设置至少一风扇，用以汲取外部环境的冷空气作为散热手段。然此举除了存在上述整体体积及重量的增加之外，所述风扇伴随着运转时的噪音，以及其仍须从电脑所连接的电源供应器中汲取较高的电力，反而造成其他相关问题的产生。

发明内容

本发明提供一种电子装置的散热系统，其通过散热模块对流道内的空气提供二维模式加热，以强化机体内的烟囱效应而提高散热效率。

本发明的电子装置的散热系统，包括机体、至少一热源以及散热模块。机体具有烟囱流道。热源配置于机体内。散热模块包括蒸发器与连接蒸发器的管件。蒸发器与管件形成回路，工作流体填充于回路。蒸发器热接触热源且吸热，并通过工作流体的相变化，使热源所产生的热量被传送至回路，且让回路对烟囱流道内的空气提供二维模式加热。

基于上述，电子装置的散热系统通过在机体内形成烟囱流道，同时通过散热模块而能将热源的热容量予以增加，同时扩展与烟囱流道内空气的接触，而对烟囱流道内的空气提供二维模式的热传，故而让电子装置能利用烟囱效应而达到散热的效果，同时也因此能解除原热源位置造成烟囱效应的流道入口的结构限制。

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1是依据本发明一实施例的电子装置的示意图。

图2是图1的电子装置的侧视图。

图3与图4分别是以不同视角示出图1与图2的散热模块的示意图。

图5A是现有技术的烟囱流道示意图。

图5B是本发明的烟囱流道示意图。

图5C是本发明另一实施例的烟囱流道的示意图。

图6是本发明另一实施例的散热模块的示意图。

符号说明：

100：电子装置；

110：机体；

112、114、116、118：侧壁；

120：电子组件；

122：主机板；

124：处理器；

130：散热模块；

131：组装件；

132：蒸发器；

134：管件；

135：组装件；

136：热管；

136a：热端；

136b：冷端；

138：板件；

140：导热垫；

A1、A2、A1a、A2a、A1b、A2b：侧壁；

E1、E3、E1a：入口；

E2、E2a：出口；

F1：工作流体；

h1、h2：相对高度；

T1：烟囱流道。

具体实施方式

图1是依据本发明一实施例的电子装置的示意图。图2是图1的电子装置的侧视图。请同时参考图1与图2，在此需说明的是，电子装置100例如是整合式(all-in-one，AIO)电脑装置，其内设置有相关电子组件120，包括主机板122及其上的处理器124(与显示芯片，在此未示出)，因此存在如同其他电脑主机所会产生的散热问题，也就是处理器124(和/或显示芯片)在运作过程中所产生的热量必须设法将其排出电子装置100之外，方能维持电子装置100的正常运作。在此，以处理器124视为本实施例的热源。同时，为利于进一步描述解决散热问题所需的手段，因而本实施例在图1、图2中仅示出与散热相关的构件与系统，其他技术特征均能从整合式电脑装置的已知技术中得知，故不再赘述。此外，图1与图2将电子装置100的机体结构予以虚线示出，以利于其内的构件区隔辨识。

在本实施例中，电子装置100包括机体110(以虚线示出)、热源(以处理器124为例)以及散热模块130，其中机体110进一步地包括侧壁112、114，且侧壁112视为装设有显示器的一侧，侧壁114则视为机体110的背盖(背对显示器)。再者，机体110还包括侧壁116、118，故同时参考图1与图2能得知前述侧壁112、114、116与118共同形成烟囱流道T1，并让电子组件120与散热模块130容置其内。同时，机体110的下方与上方分别设置有入口E1与出口E2，以使烟囱流道T1经由入口E1或出口E2而与外部环境连通。在此所述下方、上方是以图1、图2所示电子装置100的状态作为描述基准，也就是以重力方向为基准，顺向者视为下方，反向者视为上方。

图3与图4分别是以不同视角示出图1与图2的散热模块的示意图。请同时参考图3与图4，在本实施例中，散热模块130包括蒸发器132与管件134，蒸发器132与管件134相互连接而形成回路，工作流体F1(以虚线箭号示出于图4)填充于回路并在其中因吸热、放热而产生相变化。据此，本实施例的散热模块130为两相流散热模块，进一步地说，其为两相封闭回路热虹吸式散热系统(Two Phase Close Loop Thermosyphon Cooling System)。蒸发器132热接触于热源以吸热，并通过工作流体F1的相变化而将热量传送至整个回路。如此一来，位于烟囱流道T1内的空气便能因此受到所述回路对其提供二维模式加热，以使热空气进一步地从出口E2传出电子装置100的机体110，同时，外部环境的冷空气便能经由入口E1传至烟囱流道T1，据以完善烟囱效应而对热源进行有效的散热。

详细而言，散热模块130还包括热管136、组装件131以及板件138，组装件131与板件138分别锁附于主机板122上，以使热管136被夹持在组装件131与板件138之间，并使热管136的热端136a抵接在处理器124上(结构上直接接触或经由导热介质)，同时，通过热管136的冷端136b抵接于蒸发器132，而使热管136得以在热端136a处吸收处理器124所产生的热量后，据以传送至冷端136b的蒸发器132。由于热管136的结构及技术已能从现有技术得知，故不再予以赘述。

接着，当蒸发器132吸收热量之后，便能驱使其内的工作流体F1从液态转变为汽态，并进而从蒸发器132传出以流向管件134，管件134中的工作流体F1因与烟囱流道T1内的空气热接触，便能将热量转换至烟囱流道T1内的空气而对其加热。因此，随着热量移出管件134，其内的工作流体F1会再次从汽态相变为液态，并据以流回蒸发器132，而重复前述吸热动作。附图中以虚线箭号F1示出者，即为工作流体F1吸热、放热相变之后所产生的流动方向。

图5A是现有技术的烟囱流道示意图。图5B是本发明的烟囱流道示意图。请同时参考图5A与图5B，在此仅以简单示意图表示两者的区别。如图5A所示，侧壁A1、A2形成烟囱流道T1，现有技术的电子装置中，其热源(以处理器124为例)会因位置不同，而造成不同烟囱效应。举例来说，位于烟囱流道T1的热源，其相对于机体侧壁A1的底部存在相对高度(距离)h1，因此为让烟囱效应能顺利地在机体产生，外部环境的空气仅能从热源下方的位置进入烟囱流道T1，即入口E1，此时若将入口设置在热源上方的位置(即高于相对高度h1的位置)，将无法顺利地让烟囱效应产生。换句话说，欲在现有技术下进行散热，势必需因应热源在机体内的位置，因而也对入口的设置造成相当的结构限制。

反过来说，本发明通过散热模块130如前述图1至图4的配置，其简单示意会如图5B所示，也就是在烟囱流道T1中所提供的不再是前述图5A的点热源(一维模式)，而是改以二维模式加热，在图3与图4所示实施例中，即是将板件138与回路形成对烟囱流道T1内的空气加热的面式热源。如此一来，比对图5A与图5B即能清楚得知，图5B所示实施例中侧壁A1a即相当于将板件138与回路视为烟囱流道T1的侧壁结构，而能以二维模式对烟囱流道T1内的空气进行加热，因而在此状态下，所示相对高度h2的范围(相当于侧壁A1a、A2a的全部范围)皆能设置用以让外部环境的冷空气进入至烟囱流道T1的入口，也就是不限于图中所示入口E1。举例来说，侧壁A2a上即能因此设置多个入口E3，在不影响烟囱效应的情形下，增加更多能让外部环境的冷空气进入烟囱流道的机会，相较于受限的图5A，图5B所示因而能提高散热效率。

图5C是本发明另一实施例的烟囱流道的示意图。与前述不同的是，侧壁A1b、A2b所形成的烟囱流道T1是由下而上地呈渐缩轮廓，也就是入口E1a会大于出口E2a。换句话说，本实施例是将烟囱流道T1设计为沿重力场反方向的缩口设计，所述缩口设计可以呈90度范围之内的倾斜角度，据以提高烟囱效应。

另需说明的是，图5B与图5C所示的侧壁A1a、A2a、A1b与A2b可视为图2所示的侧壁112、114，当然也可视为图1所示侧壁116、118。换句话说，本发明通过散热模块130而将一维型式的热源转换为二维型式的热源，藉以扩展对烟囱流道内的空气的接触面积，如此将能随之设置较多空气入口，进而提高烟囱效应的空气流量。

请再参考图3与图4，所示实施例中，板件138具有导热性，且蒸发器132与管件134配置在板件138上，因此能将热量进一步地扩展至板件138，而使蒸发器132与管件134所形成回路以及板件138被视为二维模式下的面式热源。

但，本实施例并不以此为限。图6是本发明另一实施例的散热模块的示意图。与前述实施例不同的是，本实施例的散热模块包括蒸发器132、管件134、工作流体F1、热管136、组装件131与135，其中蒸发器132、管件134、工作流体F1、热管136以及组装件131的构件特征及关系一如前述实施例所述，而不同处在于管件134是通过组装件135而固定于主机板122上。也就是说，本实施例是以蒸发器132与管件134连接后所形成的回路作为加热烟囱流道T1内的空气之用，因此使回路形成对烟囱流道T1内的空气加热的线式热源，其同样能达到扩展热源面积的效果。

请再参考图1与图2，在本实施例中，电子装置100还包括导热垫140，其抵接在板件138与侧壁114之间，如此一来，板件138上的热量也能传送至侧壁114，因而让侧壁114也能被视为对烟囱流道T1提供加热效果的热源，进而提高散热模块130与烟囱流道T1内空气的热传效率，进而也能提高其散热效果。

综上所述，在本发明的上述实施例中，电子装置的散热系统通过在机体内形成烟囱流道，同时通过散热模块而能将热源的热容量予以增加，同时扩展与烟囱流道内空气的接触，而对烟囱流道内的空气提供二维模式的热传，故而让电子装置能利用烟囱效应而达到散热的效果，同时也因此能解除原热源位置造成烟囱效应的流道入口的结构限制。

再者，散热模块通过将蒸发器与管件配置于板件上，因而得以使热量均匀地传导致板件，而使在烟囱流道中，蒸发器与管件构成的回路与板件形成二维模式的面热源，且所述面热源上的热量分布均匀，而存在较小的温度梯度，因此能进一步地让所述面热源对烟囱流道内的空气提供均匀的加热。相较于现有技术中直接以热源接触烟囱流道内的空气的方式，本发明的实施例能通过散热模块所提供二维模式的加热方式，能有效地增加热容量及与空气的接触面积，而解决原本仅点热源所造成对烟囱流道内的空气加热不均以及不稳定的问题。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。

Claims (9)

1.一种电子装置的散热系统，其特征在于，用以对所述电子装置的至少一热源进行散热，所述电子装置的散热系统包括：

机体，具有烟囱流道，所述至少一热源设置于所述机体内；以及

散热模块，包括蒸发器与连接所述蒸发器的管件，所述蒸发器与所述管件形成回路，工作流体填充于所述回路，所述蒸发器热接触于所述热源以吸热，并通过所述工作流体的相变化，使所述热源所产生的热量被传送至所述回路，且让所述回路对所述烟囱流道内的空气提供二维模式加热。

2.根据权利要求1所述电子装置的散热系统，所述电子装置为整合式电脑装置。

3.根据权利要求1所述电子装置的散热系统，其中所述散热模块为两相流散热模块。

4.根据权利要求1所述电子装置的散热系统，其中所述散热模块还包括板件，具有导热性，所述蒸发器与所述管件配置于所述板件上。

5.根据权利要求4所述电子装置的散热系统，还包括导热垫，抵接在所述板件与所述机体的侧壁之间，以使所述板件与所述侧壁彼此相对。

6.根据权利要求4所述电子装置的散热系统，其中所述板件与所述回路形成对所述烟囱流道内的空气加热的面式热源。

7.根据权利要求1所述电子装置的散热系统，其中所述烟囱流道由下而上地呈渐缩轮廓。

8.根据权利要求1所述电子装置的散热系统，其中所述机体还具多个开口，邻近且连通所述烟囱流道的入口处。

9.根据权利要求1所述电子装置的散热系统，其中所述回路形成对所述烟囱流道内的空气加热的线式热源。