CN110267488A - 一种电子器件无功耗散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子器件无功耗散热装置，包括本体，本体包括壳体和填充体。壳体包裹填充体，壳体的材质为固体导热材料，填充体的材质为相变材料。本体上设有相连通第一空气孔和第二空气孔，第一空气孔横向延伸并在本体的侧面上形成开口，第二空气孔向上延伸并在本体的上端形成开口。通过将其安装到电子器件上，利用相变材料的相变过程以及第一空气孔和第二空气孔形成烟囱效应，可以便捷高效地实现电子器件的散热。改善了传统散热器在电子器件短时间内高功率运行而产生大量热量但无法及时排热的缺陷，对电子器件起到保护作用。同时无需外接电源，工作过程中无噪音产生，其结构紧凑并且稳定耐用。此发明用于散热装置领域。

Description

一种电子器件无功耗散热装置

技术领域

本发明涉及散热装置领域，特别是涉及一种电子器件无功耗散热装置。

背景技术

人们在日常生活中广泛使用电子设备，但诸如电子设备中电脑的中央处理器、北桥芯片、显卡等高功率电子元件在运行时会产生大量的热量，这些热量如果不能被有效地散去，将直接导致其电子元件温度急剧上升，严重影响到电子元件的正常运行，甚至可能对电子元器件造成损坏。为此需要在电子设备中安装散热装置来对这些电子元件进行散热，来保证电子设备的正常作业。其中中央处理器(CPU)芯片是电子设备的核心部件，随着高集成度芯片的出现，芯片单位面积的功率和发热量剧增，中央处理器(CPU)芯片等电子芯片的快速散热是电子设备安全稳定运行的前提。目前风冷散热器是最常见的电子器件散热器类型，但传统风冷散热器存在噪声大、体积大及功耗大等缺点，存在比较大的局限性，难以满足市场需求。而水冷散热器的散热效果相对稳定，但整体价格较高，并且安装拆卸复杂，而当电子器件使用率很高时，液体循环流动很难迅速带走大量的热量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实用高效的电子器件无功耗散热装置。

本发明所采取的技术方案是：一种电子器件无功耗散热装置，包括本体，本体包括壳体和填充体，壳体包裹填充体，壳体的材质为固体导热材料，填充体的材质为相变材料，本体上设有相连通第一空气孔和第二空气孔，第一空气孔横向延伸并在本体的侧面上形成开口，第二空气孔向上延伸并在本体的上端形成开口。

作为上述方案的改进，本体的下端连接有底座，底座的下端设有用于连接电子器件的导热胶。

作为上述方案的改进，壳体为金属材料。

作为上述方案的改进，填充体为有机相变材料、无机相变材料或复合相变材料中的一种或多种。

作为上述方案的改进，壳体和底座的材质为铝或铜。

作为上述方案的改进，本体和底座为一体化结构。

作为上述方案的改进，本体为圆柱形结构，第一空气孔和第二空气孔均为圆形槽孔。

作为上述方案的改进，第二空气孔沿本体轴向设置并贯穿本体的上端面和下端面。

作为上述方案的改进，第一空气孔的数量为多个，各第一空气孔沿本体周向均匀分布，各第一空气孔沿本体径向设置。

作为上述方案的改进，各第一空气孔的壁面上设有若干凸痕，各第一空气孔在本体内向上倾斜。

本发明的有益效果：这种电子器件无功耗散热装置，本体包括壳体和填充体，其中壳体包裹填充体，壳体的材质为固体导热材料，填充体的材质为相变材料，并且本体上设有相连通第一空气孔和第二空气孔，第一空气孔横向延伸并在本体的侧面上形成开口，第二空气孔向上延伸并在本体的上端形成开口，通过安装到电子器件上，利用相变材料的相变过程可以对电子器件进行有效吸热，同时热量传递到第一空气孔和第二空气孔的空气中，由于气压使热空气上升从第二空气孔逃逸，而第一空气孔和第二空气孔形成烟囱效应，可以加强空气在本体中流动，进而形成高换热效果，充分利用空气自然对流及相变材料的吸热能力，及时有效地把电子器件产生的热量吸收和排除，改善了传统散热器在电子器件短时间内高功率运行而产生大量热量但无法及时排热的缺陷；并且在电子器件短时间内产热大时不需要借助消耗电能的设备，无任何功耗产生，依靠烟囱效应加强空气对流和相变材料的相变吸热两种方式配合进行散热，对电子器件起到保护作用；同时无需外接电源，工作过程中无噪音产生，相对于传统散热器而言，是一种零噪声且节能的被动散热器，其结构紧凑并且稳定耐用。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1是该散热装置的剖面结构示意图；

图2是该散热装置的立体结构示意图。

具体实施方式

参照图1和图2，本发明为一种电子器件无功耗散热装置，包括本体，本体包括壳体11和填充体12。本体可以设置为正方体、长方体、三棱锥、球形、圆柱形等结构，只要具有一定的空间大小和不影响其正常作业，其形状可以根据需要进行设置。通常壳体11为薄壁形的密封结构，内部留有用于填充填充体12的封闭腔室。壳体11包裹填充体12，这里指的包裹是指壳体11隔绝填充体12，避免其外露的连接方式。壳体11的材质为固体导热材料，就是固体材质并具有比较好导热性能的材料，譬如金属、导热性较好的非金属材料等。填充体12的材质为相变材料，可以是液体或者固体，可以根据需要选择填满或者不填满壳体11的内部封闭腔室。本体上设有相连通第一空气孔21和第二空气孔22，第一空气孔21横向延伸并在本体的侧面上形成开口，第二空气孔22向上延伸并在本体的上端形成开口。为了方便描述，但并不代表具体方向，将附图1中图示方向的左侧称为左，右侧称为右，上侧称为上，下侧成为下。第二空气孔22向上延伸是指第二空气孔22的走向包含有向上的趋势，可以引导第一空气孔21中的气流向上。而在本体的上端形成开口，开口是指形成连接外部的口子，这里是指第一空气孔21向上延伸贯穿露出。而第一空气孔21横向延伸是指第二空气口的走向包含有水平方向的趋势，并且在侧面上贯穿露出。而相连通的第一空气孔21和第二空气孔22是指流入第一空气孔21的空气能够流动进入到第二空气孔22中。

作为优选的实施方式，本体的下端连接有底座31，底座31可以有效平衡来自电子器件的热量，通过底座31将热量传递给本体，避免电子器件的局部发热导致本体的工作不均匀协调。并且通常电子器件的尺寸较小，通常底座31能够扩散热量使本体工作均匀，起到比较好的散热效果。底座31的下端设有用于连接电子器件的导热胶，用来实现比较稳定的连接，并且保证热量传递。

作为优选的实施方式，壳体11为金属材料，金属材料具有比较好的导热性，并且材料相对廉价也易于加工。优选地，填充体12为有机相变材料、无机相变材料或复合相变材料中的一种或多种，可以根据实现需要进行选择和调整配合。相变材料在转变物理性质发生相变的过程中，相变材料将吸收或释放大量的热量。具体的相变材料的选择如：无机相变材料：Na2HPO4·12H2O、CaCl2.6H2O等无机水合盐类；有机相变材料：石蜡等；复合相变材料：月桂酸/膨胀石墨、石蜡/膨胀石墨、CaCl2.6H2O/多孔Al2O3、CH3COONa.3H2O/FA等。优选地，相变材料的相变温度为30～50℃。考虑到固-汽相变及液-汽相变有气体产生导致体积变化太大，因此选用固-液相变和固-固相变的材料。

作为优选的实施方式，壳体11和底座31的材质为铝或铜，铝和铜都是相对比较易得易加工的材料，并且导热效果佳，耐久性比较好。还可以根据需要选择导热系数高的其他金属材质。

作为优选的实施方式，本体和底座31为一体化结构，本体可以是单一实体结构，也可以是同样设置为填充有填充体12的腔壁结构。

作为优选的实施方式，第一空气孔21的壁面上设有若干凸痕，凸痕是指第一空气孔21壁面上的表面有一定的凹凸起伏，可以有效减缓第一空气孔21的气流流动，并且增大与空气接触面，有效增加强换热效果。第一空气孔21在本体内向上倾斜，也就是第一空气孔21与第二空气孔22的交接位置高于第一空气孔21的开口位置，有助于烟囱效应的气流流动，整体提高散热效果。

在本实施例中，该电子器件无功耗散热装置的本体为圆柱形结构，第一空气孔21和第二空气孔22均为圆形槽孔，即第一空气孔21和第二空气孔22的截面形状都是圆形。第一空气孔21和第二空气孔22可以根据需要设置一个或者多个，通常第一空气孔21会设置比较多个，并且通常成对相向设置，用以增强空气对流效果。在本实施例中，第二空气孔22的数量为1,并且位于本体的轴线位置处，沿本体轴向设置并贯穿本体的上端面和下端面。而第一空气孔21的数量为4，各第一空气孔21沿本体周向均匀分布。各第一空气孔21沿本体径向设置，即第一空气孔21与第二空气孔22的交点都是轴线位置处。第一空气孔21和第二空气孔22的尺寸大小可以根据实际需要进行设置。

在使用过程中，利用该电子器件无功耗散热装置的底座31通过导热胶黏贴到电子芯片41上。电子芯片41的高温传导传递到底座31上，底座31将热量传递到本体上，本体内部的相变材料发生相变迅速吸热储存热量。与此同时，本体中的第二空气孔22中的空气由于同时从本体的壳体11上吸热，其密度变小，于是上升排出。而第二空气孔22的压差降低，空气将从第一空气孔21流入并进入第二空气孔22中，这样驱使温度较低的外部空气不断与内部温度较高的空气进行交换，使本体中的空气源源不断地流动。第一空气孔21和第二空气孔22由此形成烟囱效应，使空气源源不断进行流动，并通过烟囱效应加强空气对流带走热量。将填充体12的相变吸热技术和烟囱效应加强空气对流技术相结合，通过热传导、热对流和热辐射三种传热方式配合从而加速电子芯片41的散热，减小热量对电子芯片41的影响，保证电子芯片41的正常作业。并且在冬天或者比较寒冷的环境，电子芯片41停止工作后，该电子器件无功耗散热装置中的填充体12随着温度降低缓慢放热进行相变，向电子芯片41传递热量，可以有效避免电子芯片41的温度骤变，进一步对电子芯片41起到比较好的保护效果。

当然，本设计创造并不局限于上述实施方式，上述各实施例不同特征的组合，也可以达到良好的效果。熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种电子器件无功耗散热装置，其特征在于：包括本体，所述本体包括壳体(11)和填充体(12)，所述壳体(11)包裹填充体(12)，所述壳体(11)的材质为固体导热材料，所述填充体(12)的材质为相变材料，所述本体上设有相连通第一空气孔(21)和第二空气孔(22)，所述第一空气孔(21)横向延伸并在本体的侧面上形成开口，所述第二空气孔(22)向上延伸并在本体的上端形成开口。

2.根据权利要求1所述的电子器件无功耗散热装置，其特征在于：所述本体的下端连接有底座(31)，所述底座(31)的下端设有用于连接电子器件的导热胶。

3.根据权利要求2所述的电子器件无功耗散热装置，其特征在于：所述壳体(11)为金属材料。

4.根据权利要求3所述的电子器件无功耗散热装置，其特征在于：所述填充体(12)为有机相变材料、无机相变材料或复合相变材料中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的电子器件无功耗散热装置，其特征在于：所述壳体(11)和底座(31)的材质为铝或铜。

6.根据权利要求4所述的电子器件无功耗散热装置，其特征在于：所述本体和底座(31)为一体化结构。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的电子器件无功耗散热装置，其特征在于：所述本体为圆柱形结构，所述第一空气孔(21)和第二空气孔(22)均为圆形槽孔。

8.根据权利要求7所述的电子器件无功耗散热装置，其特征在于：所述第二空气孔(22)沿本体轴向设置并贯穿本体的上端面和下端面。

9.根据权利要求8所述的电子器件无功耗散热装置，其特征在于：所述第一空气孔(21)的数量为多个，各所述第一空气孔(21)沿本体周向均匀分布，各所述第一空气孔(21)沿本体径向设置。

10.根据权利要求9所述的电子器件无功耗散热装置，其特征在于：各所述第一空气孔(21)的壁面上设有若干凸痕，各所述第一空气孔(21)在本体内向上倾斜。