CN1625928A - 用于电子设备的冷却装置 - Google Patents

Abstract

构成一个封闭的循环路径的各部分的循环路径、散热器和储存槽是通过用焊接之类的方式把两个形成流动路径壁的散热板面对面地结合起来而形成的，其中一个散热板上成形有作为流动路径壁的弯曲表面，另一个散热板是平板状的。这种用于电子设备的冷却装置的热交换效率可以提高，尺寸、重量及厚度都减小了，且不会造成空气闭锁。

Description

用于电子设备的冷却装置

                          技术领域

本发明关于一种用于电子设备的冷却装置，通过使致冷剂在其中循环来冷却配置在壳体中的中央处理单元(以下称为CPU)的发热电子元件。

                          背景技术

电脑的处理速度越来越快，且与过去的电脑比较，CPU的时钟频率已增加。因此，CPU的发热量增加，已有技术中以散热片进行空气冷却的冷却能力已显得不够用。因此，需要有一种高效能高输出的冷却装置。因此，用致冷剂循环流过其上安装有发热元件的板而对这个板进行冷却，这样的冷却装置已经有了，未审查的日本专利申请第H5-264139及H8-32263号案中就揭示了这样的冷却装置。

以下将说明此种以循环的致冷剂冷却电子设备的已有技术的冷却装置。在本说明中，所谓的“电子设备”包括把程序装载于CPU并执行运算处理的设备，尤其是诸如笔记本型电脑等便携式小型设备，以及有当通电时就发热的发热元件的设备。例如图8中示出了已有技术的第一种类冷却装置。图8是用于冷却电子设备的第一种冷却装置的结构示意图。在图8中，标号″100″代表一壳体，标号″101″代表一发热元件，标号″102″代表其上安装着发热元件101的板，标号″103″代表在发热元件101与致冷剂之间进行热交换以冷却发热元件101的冷却器，标号″104″代表用于散出致冷剂中的热量的散热器，标号″105″代表用于使致冷剂循环流动的泵，标号″106″代表用于把这些元件连接起来的管路，而标号″107″代表以空气冷却散热器104的风扇。

以下将说明这种已有技术的第一种冷却装置的运行。由泵105排出的致冷剂流经管路106进入冷却器103。在该处致冷剂吸取发热元件101的热量时其温度升高，随后致冷剂流进散热器104中。在其中致冷剂被风扇107吹的空气冷却而温度下降，而后致冷剂回流到泵105中。此过程反复进行。已有技术的冷却装置以此方式使致冷剂循环而进行冷却，并就此散出发热元件101的热量。

已有技术的第二种电子设备冷却装置揭示于未审查日本专利申请第H7-142886号案中。此装置概略地表示于图9。该第二种冷却装置能有效地把发热元件产生的热传输至构成散热器的一部分的金属壳体壁，并冷却安装在一狭窄壳体内的发热元件。图9是为已有技术的第二种电子设备示意图。在图9中，标号″108″代表电子装置的一接线板，标号″109″代表键盘，标号″110″代表半导体发热元件，标号″111″代表一个软盘装置，标号″112″代表显示器，标号″113″代表用于进行与半导体发热元件110的热交换的一个集热管盒(heatreceiving header)，标号″114″代表用于散热的散热管盒(radiation header)，标号″115″代表一个柔性管，标号″116″代表电子设备的金属壳体。

在此第二种冷却装置中，作为发热构件的半导体发热元件110和金属壳体116通过柔性结构的热传输装置相互传热地连接。这一热传输装置是由安装在半导体发热元件110上且具有一液体流动通路的平的集热管盒113、具有一液体流动通道且与金属壳体116的壁接触的散热管盒114以及把这两个头连接起来的柔性管115构成。该热传输装置构造成可由设置在散热管盒114内的一个液体推动机构使封闭在其内的液体在集热管盒113与散热管盒114之间流动，因此，半导体发热元件110和金属体116可容易地不受元件布置的影响地相互连接，并且通过使液体流动可将热量高效地带出。在散热管盒114内，由于散热管盒114和金属壳体116是相互可传热地连接着，以及由于金属壳体116的高热传导性，热量将广泛地扩散至金属壳体116。

然而，在已有技术的第一种冷却装置中，需要有用于在发热元件101与致冷剂之间执行热交换并借以冷却发热元件101的冷却器103、用于散去致冷剂中的热量的散热器114、用于使致冷剂循环流动的泵105以及用于补充致冷剂的补液槽(未示)。为把这些元件组合起来，装置尺寸很大且复杂，很难使其小型化。就是说，已有技术的第一种冷却装置原来是适用于冷却大的电子设备的，但其不能适用于近来出现的高效能、尺寸小、轻而薄、并可以各种姿态携带的笔记本电脑。

随着电子设备变得越来越小而薄，第一种冷却装置的尺寸也变得较小了。因此，在相对较大尺寸的设备上可以忽略的致冷剂气化和生成的气泡的混杂问题也变得更明显了。随着致冷剂的气化和气泡的混杂，气泡开始聚集在管路106和泵105内。若这种装置在此状态下长时间使用，泵105由于不断产生的气泡造成的空气闭锁将不能工作，热交换效率也会逐渐降低。使用者很难排放出已聚集的空气。此外，冷却装置中的这些故障也会影响电子设备的寿命。

再看，已有技术的第二种冷却装置是可以用于笔记本型个人电脑等，但是安装在半导体发热元件110上的平的集热管盒113和与金属壳体116的壁接触的散热管盒114必须是盒形的且很厚，这使得无法减小笔记本型电脑的厚度。此外，难以避免进入这两个头的流动通路内的气泡的增加和引起空气闭锁。而且没有什么措施可用来对付它。

还有，虽然可以用传热混合物(thermal compound)或高热传导性的硅胶把与金属壳体116的壁接触的散热管盒114固定于金属壳体116，或者可以用螺纹旋入方式等直接固定于金属壳体116，但是，散热管盒114的热传导效率差，因而其冷却能力受到限制。当然可以考虑增加散热面积以增大冷却能力，但仅增大散热面积也会延长流动通路，并增加循环量，这将导致产生空气闭锁的可能性也增加，并且缩短使用寿命。循环量的增加还将导致重量的增加。因此，就第二种冷却装置的散热管盒114而言，通过增大散热面积来加强传热会产生互相矛盾的效果。在已有技术中，没有能消除空气闭锁的措施。所以说此第二种冷却装置在理论上是可行的，但实际上有一些问题。实际上，已经认为此种冷却装置很难用于能以多种姿态使用的诸如笔记本型电脑的电子设备中。如果一定要采用此种冷却装置，就必然牺牲小、轻、薄等的特点。由于CPU之能力近几年来不断提高，因而需要更高的冷却能力。已有技术的第二种冷却装置，因为有上述问题，无法满足尺寸要减小、重量要减轻、厚度要减薄的笔记本型电脑的需求。

                          本发明的揭示

因此，本发明的一个目的是为电子设备提供一种改进的热交换效率高且能避免空气闭锁的冷却装置。

本发明的另一个目的是为电子设备提供一种尺寸小、轻而薄、构造简单的冷却装置。

为达到上述目的，在本发明的用于电子设备的冷却装置中，构成一封闭循环通路的一部分的内部循环通路设置在一散热器内，并且至少所述内部循环通路和一个储存槽是通过把一块散热板和另一块散热板对焊结合起来而成形的，其中一块散热板上具有一体成形的作为内部循环通路的流动通路壁和储存槽的弯曲表面。

这样，可提高热交换效率，且不会产生空气闭锁。其小、轻、薄以及构造简单等特点可使其造价降低。

                     附图的简要说明

图1A是本发明的第一实施例的、用于电子设备的一冷却装置的散热器的示意图。

图1B是沿着图1a中的线“A-A”的散热器的剖面图。

图2A是一部分剖开的立体图，其表示出本发明的第一实施例的、用于电子设备的冷却装置应用在一个笔记本型电脑中的情况。

图2B是一部分剖开的立体图，其表示本发明的第一实施例的一种改型。

图3是本发明的第二实施例的、用于电子设备的一冷却装置的散热器的示意图。

图4表示本发明的第三实施例的、用于电子设备的一冷却装置的散热器的示意图。

图5是表示本发明的第四实施例的、用于电子设备的一冷却装置的散热器的示意图。

图6A是表示本发明的第五实施例的、用于电子设备的一冷却装置的散热器的示意图。

图6B是沿图6a中的线“A-A”的散热器的剖面图。

图7表示本发明的第六实施例的、用于电子设备的一冷却装置的散热器的示意图。

图8表示用于冷却电子设备的第一种已有的冷却装置的构造。

图9表示用于冷却电子设备的第二种已有的冷却装置的构造。

                      较佳实施例的说明

以下将结合各附图说明本发明的各较佳实施例。然而，本发明不限于所述实施例。在下述实施例中，大体上相同的元件以相同标号代表。

(第1实施例)

在图1A、1B及2A中，标号″1″代表由具有良好热传导性的材料，诸如铝或不锈钢的金属板制成的一散热器。″1a″代表一形成流动通路壁的散热板(本发明的散热板)，其上的凹槽部分(本发明的弯曲表面)是用压制之类的工艺成形为流动通路，标号1b代表一平板状的形成流动通路壁的散热板(本发明的另一散热板)，该散热板与形成流动通路壁的散热板1a结合起来而构成散热器1。形成流动通路壁的散热板1b可以是有凹槽的或可仅为平的。标号″2″代表储存致冷剂的储存槽，以补充及允许气泡流入，但当气泡混合在循环通路6中时不允许气泡外流，对此以下将详述。标号″2a″代表储存槽2的一锥形底面。致冷剂最好是一种不结冻的溶液，以使冷却系统不会因为在一寒冷的地方或冬天冻结而破裂。标号″3″代表一第一延伸储存槽，其从储存槽2的一端向与之成直角的方向延伸，而标号″4″代表从储存槽2的另一端类似地延伸的第二延伸储存槽。如图1A和1B所示，储存槽2、第一延伸储存槽3及第二延伸储存槽4以“U”字形通过形成流动通路壁的散热板1a和1b的平的部分结合起来而形成一个单一的储存槽。在这一第一实施例中，第一延伸储存槽3和第二延伸储存槽4的容量均设定为储存槽2的1/2。

标号″5″代表一连接口(本发明的气泡流出限制通路)，其把循环通路6连接于储存槽2(以下将说明)，并允许气泡进入储存槽2，但不允许其向相反方向运动。为允许气泡进入而不允许其流出，连接口5的连接部分成形为从前侧观之其在循环通路6侧具有一大的弯曲半径，而在第二延伸储存槽4侧具有一小的弯曲半径。此外，如下所述，一个台阶成形在储存槽2那一侧的内高度方向上(从前侧看为深度方向)。标号″6″代表成形为宽且弯绕的一循环通路(本发明的内循环)，以增加散热面积，而标号″7″代表设置在储存槽2与循环通路6之间以及第一延伸储存槽3与循环通路6之间的第一隔板。标号″8″代表类似地设置在储存槽2与循环通路6之间以及第二延伸储存槽4与循环通路6之间的第二隔板。

如图1B所示，第二隔板8是形成流动通路壁的散热板1a的一个平的部分，有凹槽部分以压制工艺成形在其上，成为流动通路的内壁表面，并且以焊接等方式与形成流动通路壁的散热板1b的平的部分结合起来。类似地，第一隔板7是形成流动通路壁的散热板1a的一个平的部分，并且藉以焊接等方式结合于形成流动通路壁的散热板1b。通过把形成流动通路壁的散热板1a、1b的其他对应的平的部分结合起来，至少循环通路6、循环通路6上方的储存槽2以及在侧向的第一延伸储存槽3和第二延伸储存槽4一起构成一个内部空间。由于形成流动通路壁的散热板1a、1b结合而形成流动通路壁，元件数目可显著地减少，且流动通路可以一次加工成形，所以散热器的制造较容易。散热器1可制成为重量轻，厚度薄，且精度也很高。

同时，储存槽2、第一延伸储存槽3和第二延伸储存槽4的内部高度t1比循环通路6的内部高度t2高。因此，在连接口5处，上述的小弯曲半径是设置在储存槽2的这一侧，并且由于内部高度t1和t2的差值而形成一个台阶。以此方式设置内部高度t1和t2之差的第一个理由是需要从循环通路6的这一部分向环境空气散出的热量很大。尤其是，循环的致冷剂的单位流量的表面积可通过减小循环通路6的内部高度t2来增加。当循环的致冷剂的量减少时，泵24的马达输出可减小，且马达本身可为小规格的，因而发热量也小。第二个理由是通过增大储存槽2的容量，可以增大热容量并可避免热容量随电子设备内的发热而变化。

此外，第三个理由是必须防止流入储存槽2侧的气泡流到循环通路6侧。尤其是，对于那些在储存槽2内生成要流出的气泡，它们需要通过连接口5流动，而同时保持在界面上的表面张力。若那些生成的气泡流过内部高度小且宽度窄的连接口5，由于连接口5的形状等空气会阻塞连接口5，且细小的气泡在流出方向的阻力很大。即使在流出方向浮力起作用，浮力也不能克服阻力，气泡也不能流出。最好是，把储存槽2与循环通路6之间的连接口5只设置在一个能确保气体/液体分离功能的位置。

同时，在储存槽2与循环通路6之间的第一隔板7和第二隔板8上形成底面2a，当散热器1竖放时该底面向上向着在中央处的连接口5倾斜。因此，循环通路6的宽度在靠近连接口5处增大。此构造便于收集来自循环通路6侧的致冷剂的气泡并把它们送至储存槽2侧，并使气泡更难从储存槽2侧的连接口5流出至循环通路6中。就是说，即使把散热器1的姿态反转过来，第一隔板7和第二隔板8的锥形底侧2a对作用于气泡的浮力有一个逆向梯度(inversegradient)，因而气泡通常不会进入连接口5。即使气泡进入了连接口5，上述的表面张力、粘度等的作用也会限制气泡流出。这些构造使得能够可靠地防止空气闭锁在封闭的循环通路内，尤其是泵中，而这正是用制冷剂冷却电子设备中最难的问题。

在图1a中，标号″9″代表一入口，它是散热器1中的循环通路6的入口侧的一个端部。标号″10″代表一出口，它是散热器1中的循环通路6的出口侧的一个端部，而标号″11″代表一个接头。入口孔9和出口孔10连接于包括泵24的一个外循环通路，以供给制冷剂，这以下将作说明。接头11连接在储存槽2上。接头11在正常运转时是关闭的，仅在充注致冷剂时才打开。因此，可在充注致冷剂后用一个橡胶盖之类的东西封住，或可预先设置一个截止阀。在第一实施例中，散热器1是通过把形成流动通路壁的散热板1a、1b的平的部分结合起来而构成。虽然可通过把压扁的金属管固定于一个平板状散热板来类似地构成散热器，但元件的数目会增加，且精度不能确保，使得实际上很难制造散热器。

接下来说明把第一实施例的冷却装置用于作为电子设备的笔记本型电脑中的情况。在图2a中，标号″21″代表一笔记本型个人电脑本体(本发明的第一壳体)，其中装有包括CPU及储存单元的电子电路，且其上设置一个键盘。标号″22″代表一个显示器部分(本发明的第二壳体)，它是一个上盖，在该上盖里装有笔记本型电脑的液晶显示器。标号″22a″代表液晶显示器的一显示单元，它可显示由CPU处理的结果。显示部分22可转动地安装在笔记本型电脑本体21上。散热器1设置在显示单元22a的后侧。形成流动通路壁的散热板1b可暴露着不用装饰板，或可以用一块热传导性好的装饰板覆盖。标号″23″代表一冷却器，其安装在一个诸如CPU等的发热元件(本发明的发热元件)上，并且其中用以执行热传递的接触表面以热传导性好的金属，诸如铝或不锈钢制成。就第一实施例而论，形成用以使致冷剂循环通过冷却器23的循环通路6，但其在图2a中未表示。标号″24″代表用于强制循环致冷剂的泵(本发明的循环泵)，而标号″25″代表构成一个封闭循环通路的管路。

虽未表示，第一实施例的泵24是一个旋涡泵(亦称为Wesco泵，再生泵或摩擦泵)，该泵有一个环形叶轮，该叶轮的外圆周上具有许多凹形槽叶片，内圆周上设置一个转子磁铁，马达定子设置在该转子磁铁的内圆周侧，当马达定子通电时泵就被驱动。环形叶轮装在有一入口和一出口的一泵壳内。在此泵壳内，一个圆筒形零件布置在马达定子与转子磁铁之间，而环形叶轮可转动地支承在圆筒形零件上，以便可以转动。由于此泵24尺寸小而扁平薄，冷却装置的尺寸和厚度都可减小。第一实施例的泵24在其转动轴线方向上的厚度为5至10mm，径向的代表性尺寸为40至50mm，转速为1200rpm，流量为0.08至0.12L每分钟，扬程大约为0.35至0.45m。本发明的泵的可允许尺寸为厚度3至15mm，径向代表性尺寸为10至70mm，流量为0.01至0.5L每分钟，扬程大约为0.1至2m，这包括第一实施例的各数值。就比转速而言，此泵为约24至28(单位是m，m³/分钟，转/分钟)，且每一小而薄的泵，尺寸与已有技术的泵全然不同。

在第一实施例中，冷却器23和泵24是由管路25连接起来的两个分开的单元，如图2a所示。然而，通过应用上述旋涡泵，泵24可以是一个兼起冷却器23的作用的元件，并且可把此元件直接安装在乃是发热元件的CPU等上。在此而论，泵壳必用具有高热传导性的金属诸如铝制造。由于泵的侧面是平的，它可以装在CPU等上。如此可有很好的传热效果。

散热器1、冷却器23及泵24由管路25串连起来，且与上述入口9及出口10连接，如此与循环通路6共同构成一个封闭的循环通路。用以进行热交换的致冷剂充注在这一封闭的循环通路内。在已有技术的冷却装置中，除非把空气完全排出极可能产生空气闭锁。但在这第一实施例中，即使有空气残留在储存槽2内，确切地说是一些空气封闭在其内，也不会发生这样的问题。当封闭的空气由于笔记本型电脑的姿态改变而移动通过第一延伸诸存槽3及第二延伸储存槽4时，空气把分散的小气泡收集成为一个大气泡，由于上述与生长的气泡有关的原因，被收集的气泡不能通过连接口5，因而阻止了气泡的流出。此外，即使致冷剂的体积由于热膨胀而增大，封闭的空气成为一个气垫，且可阻止流体从循环通路的漏出以及循环通路的破裂。

以下说明第一实施例的冷却装置的工作。当笔记本型电脑开机时，其CPU等发热元件需要冷却，电压也施加于泵24使之起动，并开始使致冷剂随着被输送到散热器1在循环通路中循环。于是，随着冷却器23与发热元件之间的热交换，由CPU之类发热元件产生的热从接触表面传递至冷却器23的下侧。这些热量传递至冷却器23内的致冷剂。接收了热量的致冷剂由泵通过入口9输送到散热器1。随着被输送到散热器1致冷剂婉蜒地流过散热器1内的流动通路6，致冷剂与环境空气之间进行热交换，热量从致冷剂散出。在散热器1中被冷却了的致冷剂流过出口10和诸如可弯曲管的管路25，然后再被输送至冷却器23，并与发热元件再次进行热交换。

然后，随着时间的推移，致冷剂的一部分气化。气化的致冷剂通过管路25与大气混合，于是有气泡混杂在致冷剂中，但气泡量依致冷剂的量而变化。就第一实施例而言，混杂在致冷剂中的气泡与致冷剂一起循环并被输送至散热器1内的循环通路6中。由于浮力，气泡沿着第一隔板7通过循环通路6到达连接口5，并从连接口5向上浮起而进入储存槽2中，在其中进行气体/液体分离。并且，也是由于浮力，沿着第二隔板8停留的气泡到达连接口5，并从连接口5进入储存槽2，而进行气体/液体分离，这类似于当泵24停止时的情况。

如上所述，按照第一实施例的冷却装置，由于散热器1和储存槽2是一体成形地配置成在形成流动通路壁的散热板1a和成形流动通路壁的板1b上的一个凹槽部分，并且通过焊接等方式相互结合起来，可以减小尺寸、重量及厚度。因而可降低冷却装置的制造成本。

此外，由于循环通路6靠近连接口5处的宽度较大，靠近连接口5之处的流速降低，混合在致冷剂中的气泡可确实地被集留在储存槽中。因此，可避免由于气泡进入泵24中造成的循环流量降低和空气闭锁，或由于循环流量减小和混杂在致冷剂中的气泡造成的热交换效率下降。

还有，由于向上朝连接口5倾斜的部分是成形在第一隔板7及第二隔板8上，在泵24不工作时气泡可由于浮力的作用而进入储存槽。由于第一延伸储存槽3和第二延伸储存槽4各自的容量都是储存槽2的容量的1/2，并且向上朝连接口5倾斜的部分是成形在第一隔板7及第二隔板8上，在散热器1以任何方向倾斜时，储存槽内的空气都可确实地保持在储存槽内。

第一实施例的一种变型示于图2B。这一变型与第一实施例的不同在于泵24经由一铜板(未示)及硅润滑脂(未示)直接安装在发热元件200上。这一构造的其他部分与第一实施例的相同，因此，不再细述。

按照第一实施例的这一变型，由于发热元件200的热量经由泵24的壳体直接传递给泵24内的致冷剂，可以提高冷却效率。此外，由于没有冷却器设置在泵24与发热元件200之间，可减小笔记本型电脑的厚度。

(第二实施例)

图3是本发明的第二实施例的冷却装置的散热器的示意图。

在图3中，标号″2b″代表交替地从储存槽2的横向两侧倾斜地向上突出的挡板。在这些挡板之间有一小的入口和出口，且可在其内形成一空气停留区。即使空气混杂在致冷剂内且姿态倒转过来，空气也将被积留在这一停区内，并被阻止而不会移动至泵侧。

类似于图1B所示的第一实施例，第二实施例的散热器1也是用熔接等方式把形成流动通路壁的散热板1a(图3中未示)和形成流动通路壁的散热板1b(图3中未示)结合为一体而构成的，形成流动通路壁的散热板1a上以压制等方式成形有作为流动通路壁的凹槽部分。散热板1a和1b以具有良好导热性的诸如铝、或不锈钢板制成。在具有凹槽部分的散热板1a上，循环通路6和作为储存槽2的凹槽部分整体设置成一个倒“L”形，在散热器1的上部(垂直方向)，并且一部分弯曲到散热器1的横向。在这一弯曲到横向的凹槽部分上，从两侧交替地成形出作为挡板2b的平的部分。

按照此第二实施例的散热器，由于向上倾斜的挡板2b是交替地布置在储存槽2的两侧，致冷剂在储存槽2内也蜿蜒流动，因而可提高热交换效率。液体和气体由挡板2b分离，且可防止气泡进入泵24(未示)。此外，即使散热器1的姿态垂向地倒过来，空气也会被挡板2b留住，而不会进入泵24。

(第三实施例)

图4是本发明的第三实施例的用于电子设备的冷却装置的散热器的示意图。在图4中，标号″2c″代表位于散热器1的上部(在垂向)并成形在储存槽2上的一锥形底表面。该锥形底表面2c成形为朝连接口5向下倾斜。标号″6a″代表成形在流动通路6上靠近连接口5处且朝连接口5向上倾斜的引导壁。

如图4所示，类似于图1b所示的第一实施例，第三实施例的散热器1是用焊接等方式把形成流动通路壁的散热板1a(图4中未示)和形成流动通路壁的散热板1b(图4中未示)结合成一体而构成的，在散热板1a上以压制等方式成形有作为流动通路壁的凹槽部分。散热板1a、1b由具有良好热传导性的诸如铝或不锈钢板制成。在散热板1a上，储存槽2从循环通路6分支出来，并成形有一个平的部分，使得构成底面2c的凹槽朝连接口5倾斜，同时成形一个平的部分，以使得引导壁6a向上倾斜。

按照第三实施例，由于储存槽2的底面朝连接口5向下倾斜，致冷剂可被有效且可靠地供应至循环通路6。此外，由于毗邻储存槽2的循环通路6的上表面朝连接口5向上倾斜，即使在泵24(图4中未示)工作时气泡也可由于浮力的作用被引导至储存槽2。气泡一旦进入储存槽2中，由于上述原因，就不会再回到循环通路6侧。

(第四实施例)

图5是本发明的第四实施例的电子设备冷却装置的散热器的示意图。图5中，″6b″代表设置在靠近连接口5的循环通路6上的一段蜿蜒的通路。即使在泵停止和散热器1的姿态倒过来时，此蜿蜒通路6b也能阻止大量气体从循环通路6流向泵24(图5中未示)。

如图5所示，类似于图1B所示的第一实施例，第四实施例的散热器1是用焊接等方式把形成流动通路壁的散热板1a(图5中未示)和形成流动通路壁的散热板1b(图5中未示)结合起来而构成的，形成流动通路壁的散热板1a上以压制等方式成形有作为流动通路壁的凹槽部分。形成流动通路壁的散热板1a和1b由具有良好热传导性的诸如铝或不锈钢板制成。在有凹槽部分的散热板1a上，储存槽2在散热器1上的一个上部位置(垂向)从循环通路6分支出来，且其底表面2c朝连接口5向下倾斜。在连接口5之下处，蜿蜒通路6b宽度制造成比其他部分宽。

按照这一第四实施例的散热器1，由于储存槽2的底面2c是朝连接口5向下倾斜的，致冷剂可有效且可靠地供应至循环通路6。此外，由于靠近连接口5的蜿蜒通路6b是底面2c蜿蜒的，即使在泵停止时把散热器1的姿态倒过来，也可阻止大量气体从循环通路6流至泵侧(图5中未示)，而当泵工作时，可防止循环流量减小以及空气闭锁。气泡一旦进入储存槽2中，由于上述原因，就不可能回到循环通路6侧。

(第五实施例)

图6A是本发明的第五实施例的电子设备冷却装置的散热器。图6B是沿着图6a中的线“A-A”所取的散热器的截面。与第一实施例相同的元件以相同的标号表示，因而不再细述。

在图6A及6B中，标号″2d″代表以恒定的间隔设置在储存槽2中的凹坑。这些凹坑2d设置在散热器1上，尤其是设置在有大面积的储存槽2上。凹坑2d也设置在靠近连接口5的循环通路6上。

类似于图1b所示的一实施例，第五实施例的散热器1是用焊熔接等方式把形成流动通路壁的散热板1a和形成流动通路壁的散热板1b结合成一体而构成，散热板1a上以压制等方式成形有作为流动通路壁的凹槽部分。如图6b所示，用焊接等方式把许多从散热板1突出的凹坑2d的坑底与散热板1b结合起来。然而，凹坑2d也可成形在散热板1b上，或成形在散热板1a和散热板1b两者上。形成流动通路壁的散热板1a和1b由具有良好热传导性的诸如铝或不锈钢板制成。在有凹坑2d和形成流动通路壁的凹槽的散热板1a上循环通路6成形为作为储存槽2的凹槽部分相交，以及，在储存槽2的两端第一延伸储存槽3和第二延伸储存槽4以与储存槽2成直角的方式延伸，使得这些延伸储存槽和储存槽2一起形成一“U”字形。

按照此第五实施例，由于有凹坑2d设置在散热器1上，尤其是在有一大面积的储存槽2上，可避免散热器1由于其内部压力增高而变形和破损。由于凹坑2d亦设置在循环通路6和靠近连接口5的储存槽2上，可防止气泡从储存槽2流出至循环通路6中。即使气泡流出至循环通路6中，气泡会被凹坑2d所分散，因此可避免泵的空气闭锁。

(第六实施例)

图7表示本发明的第六实施例的用于电子设备的冷却装置的散热器。与第一实施例中相同的元件以相同的标号代表，不再细述。

在图7中，储存槽2位于散热器1的中央，而循环通路6设置成围绕着储存槽2。致冷剂循环流过储存槽2的外周，然后流过散热器1的中间部分并流出散热器。

如图7所示，类似于图1B所示的第一实施例，第六实施例的散热器1是用焊接等方式把其上以压制等方式成形有作为流动通路壁的凹槽部分的散热板1a(图7中未示)和成形流动通路壁的散热板1b(图7中未示)结合成一体而构成。形成流动通路壁的散热板1a和1b由具有良好热传导性的诸如铝或不锈钢板制成。在散热板1a上，构成储存槽2的凹槽部成形在散热器1的中央而与循环通路6相交，且其底面2a朝连接口5向上倾斜。

按照第六实施例的散热器1，由于储存槽2位于在散热器1的中央，散热器1可具有良好的重量平衡性。譬如，在散热器1装在其中有一液晶显示器的笔记本型电脑的上盖里时，可避免笔记本型电脑的重量平衡上的不稳定或翻倒。此外，由于可减小散热器1的外周处的厚度，可制造出薄的电脑。还有，由于致冷剂流过储存槽2的外周边，即使由于尺寸上的原因，循环通路6无法设置成靠近散热器1的外周边，热量也可以大范围地扩散，可以提高散热效率。

如上所述，按照本发明的电子设备冷却装置的这些实施例，由于至少内部循环通路和储存槽是通过把两个具有弯曲表面的散热板结合成一体而制成，可以制造出低价的冷却装置，且其尺寸小，厚度薄，元件数量少。

除可向储存槽补充致冷剂的功能外，还具有把混杂的气泡分离出来的气体/液体分离功能，以及将气泡隔离于封闭的循环通路的功能。因此，可避免热交换效率的降低，以及避免由气泡造成的泵的空气闭锁。

由于储存槽是设置在散热器的上部，内部循环通路里的气泡被截留在储存槽内。因此，可避免由气泡造成的热交换效率降低和泵的空气闭锁，因而可提高冷却装置的可靠性。

由于在散热器内设置了使气泡从循环通路流向储存槽的气泡流出限制通路，气泡一旦进入储存槽内就停留在其中而再也出不去。此外，在泵工作时，随着压力施加于靠近气泡流出限制路径的部分上，即使在散热器倒置时也可阻止储存槽中的气体流至封闭的循环通路中。因此，可避免由气泡导致的热交换效率降低及泵的空气闭锁，因而提提高冷却装置的可靠性。

由于储存槽的底表面朝气泡流出限制路径倾斜，所以，致冷剂可以有效而可靠地供应至内循环通路。

由于在靠近连接口处散热器的内部循环通路的横截面积的增大，气泡流出限制路径附近的流速将下降，可确实地把气泡引导至储存槽中。因此，可避免由气泡导致的热交换效率降低及泵的空气闭锁，因而可提高冷却装置的可靠性。

由于散热器的内部循环通路的邻接于储存槽的下侧的上表面是朝着气泡流出限制路径向上倾斜的，不管泵是在工作状态还是在停止状态，都可将气泡确实的导入气泡流出限制路径。所以，可以避免由气泡造成的热交换效率降低和泵的空气锁，因而可提高冷却装置的可靠性。

由于散热器的靠近气泡流出限制路径的内部循环通路是蜿蜒的，即使在泵停止时把散热器上下倒置也仅有少量的气泡流出至循环通路。因此，可避免由气泡导致的热交换效率降低和泵的空气闭锁，因而可提高冷却装置的可靠性。

由于第一延伸储存槽及第二延伸储存槽设置成在储存槽的两端向下延伸，储存槽中的气体被截留在第一延伸储存槽及第二延伸储存槽内，即使在泵停止时把散热器上下倒置，也可避免气体流至封闭的循环通路中。因此，可避免由气泡导致的热交换效率降低和泵的空气闭锁，因而可提高冷却装置的可靠性。

由于第一延伸储存槽和第二延伸储存槽的容量都为储存槽的1/2，即使散热器转90°，也可避免储存槽中的气体流出至内部循环通路中。因此，可避免由气泡导致的热交换效率降低和泵的空气闭锁，因而可提高冷却装置的可靠性。

由于通过在有大面积的储存槽里设置许多凹坑提高了强度，可避免由散热器的内部压力的异常升高可能造成的散热器的变形和损坏，且可使形成流动通路壁的散热板制成较薄，因而可减少重量及生产成本。此外，由于凹坑设置在靠近连接口的循环通路和储存槽上，所以可阻止气泡从储存槽流至循环通路中，还能粉碎气泡，因而可防止泵的空气闭锁。

由于储存槽的底表面是朝气泡流出限制通路向上倾斜的，所以，即使散热器上下倒置，储存槽中的气泡也将被确实地引导至第一延伸储存槽及第二延伸储存槽。

挡板可粉碎流动的气泡并使气体/液体分离。此外，即使散热器上下倒置，气泡也会被挡板截住而不可能流至泵中。还有，由于流动通路是蜿蜒的，可提高散热效率。

由于储存槽的内部高度比散热器的内部循环通路之内部高度大，所以可增大储存槽的容量。即使在散热器水平放置时，两个内部高度之间的差异也能阻止储存槽中的气泡流出至内循环通路中。

由于在储存槽的一个或数个位置上设置有接头，它可用作为向封闭循环通路充注致冷剂的允注口或空气排出口。由于接头装有一止回阀，不必在向封闭的循环通路充注致冷剂后密封该接头。当由于采用一个旋涡泵，整个冷却装置的尺寸及厚度都可减小。

由于储存槽是位于散热器的中央，散热器可达到较好的重量平衡，且可防止翻倒。此外，热量可以大范围地消散，因而可提高散热效率。

                        工业应用性

这种冷却装置可装在有严格的安装空间限制且有较大热量封闭在其中的诸如笔记本型电脑之类的电子设备内。由于散热器是设置在显示器之后侧，而在有严格安装空间限制的诸如笔记本型电脑之类的电子设备中，显示器的整个后侧是可以利用的，因而可在不增大电子设备的厚度的情况下进行有效的冷却。由于用不会结冻的溶液作为致冷剂，所以，即使在寒冷的地区也能防止致冷剂的结冻和冷却系统的破裂。

Claims (29)

1.一种用于电子设备的冷却装置，它包括被设置在一个封闭循环路径里的一个冷却器、一个散热器、一个循环泵以及用于储存一种制冷剂的储存槽，用于使所述制冷剂循环，所述冷却器利用所述制冷剂带出发热元件的热量，所述散热器散走所述被带出的热量，

其中，构成所述封闭循环路径的一部分的内部循环路径是设置在所述散热器内，以及

至少所述内部循环路径和所述储存槽是通过把一个散热板和另一个散热板面对面地结合起来而形成的，其中一个散热板上整体地成形有用作所述内部循环路径的流动路径壁和所述储存槽的弯曲表面。

2.如权利要求1所述的用于电子设备的冷却装置，其特征在于，所述内部循环路径和所述储存槽由一个用于限制混在液体中的气泡向一个方向运动的气泡流出限制路径连接起来。

3.如权利要求1或2所述的用于电子设备的冷却装置，其特征在于，所述储存槽设置在所述散热器的上部。

4.如权利要求1至3中之任一权利要求所述的用于电子设备的冷却装置，其特征在于，所述气泡流出限制路径设置在一个位置。

5.如权利要求1至4中之任一权利要求所述的用于电子设备的冷却装置，其特征在于，所述储存槽的底面朝着所述气泡流出限制路径向下倾斜。

6.如权利要求1至5中之任一权利要求所述的用于电子设备的冷却装置，其特征在于，所述散热器的所述内部循环路径的横截面积随着向所述气泡流出限制路径越接近而越增大。

7.如权利要求1至6中之任一权利要求所述的用于电子设备的冷却装置，其特征在于，所述散热器的所述内部循环路径的、邻近所述储存槽的下部的上表面朝着所述气泡流出限制路径向上倾斜。

8.如权利要求1至5中之任一权利要求所述的用于电子设备的冷却装置，其特征在于，所述散热器的内部循环路径在靠近所述气泡流出限制路径处是蜿蜒的。

9.如权利要求1至8中之任一权利要求所述的用于电子设备的冷却装置，其特征在于，在所述储存槽的两端设置有向下延伸的一个第一延伸储存槽和一个第二延伸储存槽。

10.如权利要求9所述的用于电子设备的冷却装置，其特征在于，所述第一和第二两个延伸储存槽各自的容量都是所述储存槽的容量的一半。

11.如权利要求1至7中之任一权利要求所述的用于电子设备的冷却装置，其特征在于，在构成所述储存槽的所述散热板上成形有许多凹坑，这些凹坑把所述两个散热板连接起来。

12.如权利要求9或10所述的用于电子设备的冷却装置，其特征在于，所述储存槽的底面朝着所述气泡流出限制路径向上倾斜。

13.如权利要求1所述的用于电子设备的冷却装置，其特征在于，所述储存槽是沿所述散热器的向上方向和横向设置的，并且在所述储存槽内的横向两侧交错地设置有向上倾斜的挡板。

14.如权利要求1至13中之任一权利要求所述的用于电子设备的冷却装置，其特征在于，所述储存槽的内部高度大于所述散热器的所述内部循环路径的内部高度。

15.如权利要求1至14中之任一权利要求所述的用于电子设备的冷却装置，其特征在于，在所述储存槽上的至少一个位置设置有一个接头。

16.如权利要求14所述的用于电子设备的冷却装置，其特征在于，所述接头有一个止回阀。

17.如权利要求2至4中之任一权利要求所述的用于电子设备的冷却装置，其特征在于，所述内部循环路径和所述储存槽由所述气泡流出限制路径互相连接起来，并且所述内部循环路径围绕着所述储存槽。

18.如权利要求1至17中之任一权利要求所述的用于电子设备的冷却装置，其特征在于，所述泵是一个旋涡泵，该泵包括：一个环形叶轮，该叶轮具有许多成形在其外圆周上的叶片和一个设置在其内圆周上的转子磁铁；一个设置在所述转子磁铁的内圆周那一侧的马达定子；以及，一个罩住所述叶轮并且具有一个进口和一个出口的泵壳，该泵壳具有一个成形在其上并位于所述马达定子与所述转子磁铁之间的圆筒状部分，所述圆筒状部分可转动地支承着所述环形叶轮，使所述环形叶轮能够转动。

19.如权利要求1至18中之任一权利要求所述的用于电子设备的冷却装置，其特征在于，所述电子设备具有一个第一壳体，所述第一壳体内装有包括中央处理单元和存储单元的电子线路并且有一个设置在其上侧的键盘，所述电子设备还有一个第二壳体，所述第二壳体具有一个能够显示所述中央处理单元的处理结果的显示器，所述第二壳体可枢转地安装在所述第一壳体上。

20.如权利要求19所述的用于电子设备的冷却装置，其特征在于，所述散热器布置在所述第二壳体的所述显示器的背面。

21.如权利要求1至20中之任一权利要求所述的用于电子设备的冷却装置，其特征在于，所述冷却介质是一种不冻结的溶液。

22.一种用于电子设备的冷却装置包括：

一个用于使一种制冷剂循环的封闭循环路径；

一个用于使所述制冷剂循环的循环泵；

一个用于储存所述制冷剂的储存槽；以及

一个用于散走由所述制冷剂从一个发热元件带出的热量的散热器；

所述散热器、所述储存槽和所述封闭循环路径的一部分是通过把至少一对散热板结合起来而形成的。

23.如权利要求22所述的用于电子设备的冷却装置，其特征在于，所述储存槽是设置在所述散热器的上部。

24.如权利要求23所述的用于电子设备的冷却装置，其特征在于，所述储存槽的底面上设置有倾斜的表面。

25.如权利要求24所述的用于电子设备的冷却装置，其特征在于，至少在所述倾斜的表面的一部分上设置有一个用于把所述制冷剂中的气泡引导至所述储存槽的孔。

26.如权利要求22所述的用于电子设备的冷却装置，其特征在于，所述循环泵可直接传热地连接于所述发热元件。

27.如权利要求25所述的用于电子设备的冷却装置，其特征在于，所述循环泵可直接传热地连接于所述发热元件。

28.如权利要求26所述的用于电子设备的冷却装置，其特征在于，在所述循环泵与所述发热元件之间设置有一个铜板。

29.如权利要求27所述的用于电子设备的冷却装置，其特征在于，在所述循环泵与所述发热元件之间设置有一个铜板。

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