CN1168141C - 利用流体的相态转换的散热装置 - Google Patents

Abstract

一种散热装置，包括中空体及设于中空体内的工作流体。中空体由热传导好的材料构成，且具有吸热端及散热端。吸热端具有底部且此底部与发热元件相接，散热端形成多个用以增加与外界空气接触的表面积突起部件。位于吸热端工作流体吸收自发热元件所传导的热量而由液态蒸发至气态，从而上升至突起部件并散出热量而由气态凝结成液态，流回至吸热端。此散热装置以有限的体积达到计算机系统中所需要的散热效率，其形状可视环境作适当变化。

Description

利用流体的相态转换的散热装置

本发明涉及一种散热装置，特别是涉及一种利用流体的相态转换的散热装置。

近年来，随着科技的发展，市面上的电子产品也随之不断地更新及进步，而电子产品所使用的大型集成电路也变得日益复杂。为了增进产品的功能，需要增加大型集成电路内单位面积所含的晶体管数量与其操作频率，但是，此种高频集成电路在运作的过程中不可避免的会产生高热量，也因此，要如何散热即为维持电路的稳定以及延长元件寿命的重要课题。

以往的作法是将金属散热片连接于发热元件上，利用金属散热片先吸收发热元件所产生的热量，再将此热量散逸到与金属散热片的表面相接触的空气中，以达到散热效果。也因此，当金属散热片与空气接触的表面积越大时，其散热效率就越好。所以，当发热元件的产热功率增加时，为了增进金属散热片的散热效率，就必须增加金属散热片的体积。但是由于金属本身的散热特性，所以其散热效率并不会随着体积的加大而成等比例的增加。因此，当使用于高频电路时，此种作法所需要的金属散热片其体积及重量均会成为系统的负担。

本发明的目的在于提供一种体积小且散热效率高的散热装置，以解决上述问题。

本发明的目的是这样实现的，即提供一种散热装置，装设在一具有一发热元件的电子系统中，该散热装置包括：一中空体，由一热传导能力良好的材料所构成，该中空体包括：一吸热端，具有一底部且该底部与该发热元件相接；一散热端，形成多个突起部件，该各突起部件用以增加与外界空气接触的表面积；以及一连接通道，用以连通该吸热端及该散热端，该连接通道截面积的大小为可变的；以及一工作流体，该工作流体位于该中空体内；其中，位于该吸热端的工作流体吸收自该发热元件所传导的一热量而由液态蒸发至气态，再经由该连接通道上升至该散热端的突起部件，并散出该热量而由气态凝结成液态，从而流回至该吸热端。

进一步说，本发明所提出的散热装置，装设于电子系统中，且此电子系统具有发热元件。散热装置包括中空体以及设置于中空体内的工作流体，上述的中空体是由热传导能力良好的材料所构成，且具有吸热端以及散热端。其中，吸热端具有的底部与发热元件相接，散热端形成多个用以增加与外界空气接触的表面积的突起部件。又，位于吸热端的工作流体吸收自发热元件所传导的热量而由液态蒸发至气态，从而上升至突起部件并散出热量而由气态凝结成液态，而流回至吸热端。此外，吸热端与散热端可经由连接通道产生连通，以使散热装置的形状配合所使用的环境而作适当的调整。

下面结合附图，详细说明本发明的实施例，其中：

图1为本发明一较佳实施例的散热装置的剖视图；

图2为图1的散热装置在笔记本计算机上应用的剖视图。

本发明的散热装置安装于一种电子系统中，此电子系统可以是台式计算机或是笔记本计算机。请参照图1，其绘示依照本发明一较佳实施例的散热装置的剖视图。如图1所示，本发明的散热装置100包括一中空体110以及一工作流体150。此散热装置100用于一台式计算机。其中，工作流体150位于中空体110内。构成中空体110的材料为一热传导性良好的材料，例如是金属。而中空体110和发热元件10相接的一端为吸热端120，另一端为散热端130，且散热端130的位置必须高于吸热端120。吸热端120具有一底部122且底部122与发热元件10相接。散热端130的一部分形成一些突起部件132，这些突起部件132可以增加散热端130和外界空气接触的表面积，从而促进散热的效率。工作流体150位于底部122上，且工作流体150可以是一种可挥发性液体。

发热元件10所产生的热量经由吸热端120的底部122传导给中空体110内的工作流体150。而工作流体150会吸收发热元件10所产生的热量并利用此热量改变工作流体150的相态，使工作流体150由原先的液态转换成气态。此气态的工作流体150会上升至散热端130的突起部件132，从而将热量散逸至空气中，所以上升至突起部件132的气态工作流体150在失去热量后会凝结成液态，并且由于重力的作用再降回吸热端120。而液态的工作流体150又会吸收发热元件10所产生的热并再度转换成气态，而上升至散热端130。本发明的散热装置100即是利用上述的过程达到散热的目的。

本发明的一个特点在于散热装置在形状上可以配合所使用的环境而作适当的调整。举例来说，由于笔记本计算机在设计上力求轻、薄、短、小，所以笔记本计算机的元件在体积及形状上所受的限制也相对的较多。而本发明的散热装置在形状上较以往的金属散热片要来得有弹性。

请参照图2，其绘示图1的散热装置在笔记本计算机的应用剖视图。如图2所示，此散热装置200包括一中空体210以及一工作流体250。其中，工作流体250位于中空体210内。构成中空体210的材料为一热传导性良好的材料，例如是金属。中空体210和发热元件10相接的一端为吸热端220，另一端为散热端230，吸热端220与散热端230由一连接通道240相连接。吸热端220具有一底部222且底部222与发热元件10相接。散热端230的一部分形成一些突起部件232，这些突起部件232可以增加散热端230和外界空气接触的表面积，从而促进散热的效率。工作流体250位于底部222上，且工作流体250可以是一种可挥发性液体。

散热装置200利用和散热装置100相同的原理来达到散热的效果。工作流体250在吸收发热元件10的热量后由液体转换成气体，经由连接通道240上升至突起部件232，从而将热量散逸至空气中，使得工作流体由气态变成液态，再降回吸热端220。

散热装置200和散热装置100的相异处在于散热装置200有一个连接通道240，此连接通道240连通吸热端220及散热端230以利工作流体250通过，而且，即使把连接通道240的截面积缩小也不会使散热效率产生太大的改变。这是因为散热效率取决于工作流体的蒸发速率以及凝结速率。因此，当本发明被使用于笔记本计算机时，可以将散热装置200的连接通道240做得较小以节省空间，而将散热端230做得较大，以增加散热速率。此外，连接通道240的结构设计使得笔记本计算机在内部空间的配置上更具弹性。

另一方面，由于现有金属散热片利用金属进行吸热、传热及散热的动作，所以，只要减少金属散热片某一部分的截面积就会减低其散热效率，也因此金属散热片在形状及体积上的可调整性比本发明还低。

本发明装置的优点在，其所占据的空间较小且散热效率高；形状上可配合所使用的环境作适当的调整。

综上所述，虽然结合以上一较佳实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围应以权利要求所界定的为准。

Claims (4)

1.一种散热装置，装设在一具有一发热元件的电子系统中，该散热装置包括：

一中空体，由一热传导能力良好的材料所构成，该中空体包括：

一吸热端，具有一底部且该底部与该发热元件相接；

一散热端，形成多个突起部件，该各突起部件用以增加与外界空气接触的表面积；以及

一连接通道，用以连通该吸热端及该散热端，该连接通道截面积的大小为可变的；以及

一工作流体，该工作流体位于该中空体内；其中，位于该吸热端的工作流体吸收自该发热元件所传导的一热量而由液态蒸发至气态，再经由该连接通道上升至该散热端的突起部件，并散出该热量而由气态凝结成液态，从而流回至该吸热端。

2.如权利要求1所述的散热装置，其中该材料为金属。

3.如权利要求1所述的散热装置，其中该工作流体是一可挥发性液体。

4.如权利要求1所述的散热装置，其中该电子系统为笔记本计算机。