CN213342338U

CN213342338U - 一种散热手机壳

Info

Publication number: CN213342338U
Application number: CN202022564720.4U
Authority: CN
Inventors: 蔡一茂; 陈青钰; 王宗巍; 杜晨喆; 鲍盛誉; 黄如
Original assignee: Peking University
Current assignee: Peking University
Priority date: 2020-11-09
Filing date: 2020-11-09
Publication date: 2021-06-01
Anticipated expiration: 2030-11-09

Abstract

本实用新型公开了一种散热手机壳，包括手机壳壳体，其特征在于，在手机壳壳体的内部设置有脉动热管，所述脉动热管的分布区域对应连接手机表面的高温区与低温区，分别形成蒸发段和冷凝段，其余部分为绝热段，工作时，蒸发段吸收热量，冷凝段释放热量，导致管内液塞和气塞的膨胀、压缩和相互转换，并形成液塞振荡运动的驱动力，将热量不断从蒸发段传导至冷凝段。该散热手机壳结构简单，成本低，体积小，使用方便，在有效保护手机免受损坏的同时，高效将手机产生的热量散发，增加了手机使用的安全性和稳定性，提升了手机的使用体验。

Description

一种散热手机壳

技术领域

本实用新型涉及手机配件技术领域，具体涉及一种带有脉动热管(pulsatingheat pipe)的高散热手机壳。

背景技术

近些年来，随着信息革命的高速发展，手机已经成为人们生活中不可或缺的一部分。在手机的使用过程中，发热是常常遇到的一个令人困扰的问题。手机内部的处理器、基带(尤其是5G基带)等电子元器件在使用过程中会产生大量的热量，导致手机温度的升高。对于电子元器件来说，高温将加剧元器件的非理性效应和元器件的衰退老化速度，影响元器件的可靠性和使用寿命。因此，当手机温度较高时，将不得不采用降低处理器频率(即限制处理器性能)的方式来降低手机的温度。然而这一方法将降低手机的流畅度，影响用户的使用体验。因此，手机的发热问题不仅会影响用户的使用手感，还会限制手机的性能，降低手机的使用流畅度，是一个亟需解决的问题。

为了解决这一问题，手机厂商在手机的内部散热下足了功夫。热管散热技术是近几年被手机厂商广泛采用的技术。通过热管连接手机的高温区与低温区，可高效地将高温区的热量传输至低温区，达到降低手机温度的目的。这一技术可有效地解决日常轻度和中度使用手机的发热问题，提升手机的日常使用体验。然而，当长时间重度使用手机时(如长时间玩游戏、手机直播)，手机温度仍会较为明显地升高，影响用户的使用体验。

此外，在手机的使用过程中，手机经常会不小心摔落在地，导致屏幕和背板的碎裂。为了保护手机的屏幕和背板，多数人会使用手机壳来保护手机。然而，市面上多数手机壳直接简单地采用硅胶、TPU、PC等不易散热的材质制备，这类手机壳的使用将会阻碍手机的对外散热，导致手机温度的进一步上升，影响手机的使用体验。因此，制备高散热的手机壳对提升手机的使用体验具有重要意义。

实用新型内容

针对手机壳的散热问题，本实用新型提出了一种带有脉动热管的手机壳，提高手机壳的散热能力，以期改善手机面临的散热问题，提升手机的使用体验。

本实用新型的技术方案如下：

一种散热手机壳，包括手机壳壳体，其特征在于，在手机壳壳体的内部设置有脉动热管，所述脉动热管的分布区域对应连接手机表面的高温区与低温区，实现将手机表面高温区热量传输至低温区，降低手机表面温度的目的。

所述脉动热管由闭合的毛细管通道和散热工质组成。所述闭合的毛细管通道在手机壳壳体内部弯曲盘绕成蛇形结构，毛细管通道内部被所述散热工质部分填充，散热工质为液体，故所述散热工质将在所述毛细管通道内部进行流通，并且由于通道管径足够小，散热工质将在其中形成气泡柱和液体柱间隔布置且呈随机分布的状态。所述脉动热管的工作原理为：将毛细管通道内气体抽离至负压状态，然后充入一定量的散热工质，在毛细管通道内形成随机分布的液塞和气塞；毛细管通道经过高温区和低温区，分别形成蒸发段和冷凝段，其余部分为绝热段；工作时，蒸发段吸收热量，冷凝段释放热量，导致液塞和气塞的膨胀、压缩和相互转换，并形成液塞振荡运动的驱动力，将热量不断从蒸发段传导至冷凝段。

可选地，手机壳壳体材质可采用聚碳酸酯(PC)、(液态)硅胶、TPU塑胶、聚丙烯(PP)、玻璃、金属等材质，或多种材质混合使用。

可选地，在手机壳与手机表面高温区接触区域，可在手机壳壳体中嵌入或部分嵌入高导热材料来增加热量传输效率，所述高导热材料如金属、石墨、导热硅胶等。

可选地，散热工质可采用水、乙醇、乙二醇、甲醇、庚烷、八氟丙烷、丙酮、戊烷、氨水、氟利昂、机油等有机液体与无机液体，以及各类制冷剂溶液，或多种液体混合使用。

可选地，可在散热工质中添加纳米级金属颗粒(如Cu、Ag、Fe等)、纳米级金属氧化物颗粒(如Al₂O₃、TiO₂等)、碳化物(如C₆₀、SiC等)、氮化物(如AlN、SiN)或碳纳米管等纳米颗粒，或混合掺入多种纳米颗粒。

可选地，散热工质的充液率不设特别限制，一般为10％～90％。

可选地，所述脉动热管的毛细管通道的横截面形状可为圆形、方形、椭圆形或不规则图形(如在内壁制备沟槽结构)。

可选地，所述脉动热管的毛细管通道的横截面径向尺寸大于0而小于手机壳厚度，优选为0.05～1mm。

可选地，一个手机壳中脉动热管的个数可为一个也可为多个。脉动热管的位置、路径、长度、弯头个数等参数可根据具体的手机型号及其表面温度分布灵活设计。

本实用新型通过在手机壳壳体内部设置脉动热管来实现散热功能，结构简单，成本低，体积小，使用方便，在有效保护手机免受损坏的同时，高效将手机产生的热量散发，增加了手机使用的安全性和稳定性，提升了手机的使用体验。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的特征、目的和优点将会更明显：

图1为实施例所述散热手机壳的内部结构示意图；

图2为图1所示手机壳的A-A截面图；

图3为实施例所述散热手机壳工作时的散热过程示意图；

图1至图3中：1-手机壳壳体，2-闭合毛细管通道，3-散热工质，4-摄像头通孔，5-高温区，6-低温区，21-蒸发段，22-绝热段，23-冷凝段。

具体实施方式

下面结合具体实施实例，对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

如图1和图2所示，本实施例提供一种基于脉动热管的高散热手机壳，包括：手机壳壳体1，在手机壳壳体1内布置有闭合毛细管通道2，闭合毛细管通道2中部分填充散热工质3，手机壳壳体1上开有摄像头通孔4。

本实施例中，手机壳壳体1的材质为TPU(热塑性聚氨酯弹性体橡胶)，尺寸为160mm×73mm×0.5mm。

本实施例中，闭合毛细管通道2位于手机壳的中下部，整体所占面积为90mm×60mm，具有多个弯头结构。如图2所示，闭合毛细管通道2的截面形状为圆形，直径为0.2mm。

本实施例中，闭合毛细管通道2中填充的散热工质3为水，充液率为50％。

本实施例中，摄像头通孔4位于手机壳壳体1的左上角，开孔尺寸为40mm×20mm。

图1中所示手机壳的高温区5与手机表面高温区接触，低温区6与手机表面低温区接触。在高温区5中，手机壳从手机表面吸热；在低温区6中，手机壳向外散热。

闭合毛细管通道2根据高低温区位置分为蒸发段21、绝热段22和冷凝段23。如图3所示，在脉动热管的蒸发段21，手机壳从手机吸收热量，蒸发段21中的散热工质3蒸发，产生气泡，形成新的液塞与气塞。气泡的产生使得液塞两端的气塞存在压力差，推动液塞在闭合毛细管通道2内循环流动。在冷凝段23，气塞的蒸汽液化为散热工质3，手机壳向外散热。通过散热工质3在闭合毛细管通道2内的循环流动，不断地重复蒸发段21吸热蒸发、冷凝段 23液化散热，实现手机壳的高效散热，降低手机表面的温度。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。

Claims

1.一种散热手机壳，包括手机壳壳体，其特征在于，在手机壳壳体的内部设置有脉动热管，所述脉动热管的分布区域对应连接手机表面的高温区与低温区。

2.如权利要求1所述的散热手机壳，其特征在于，所述脉动热管由闭合的毛细管通道和散热工质组成，所述散热工质部分填充于所述闭合的毛细管通道内部。

3.如权利要求2所述的散热手机壳，其特征在于，所述闭合的毛细管通道在手机壳壳体内部弯曲盘绕成蛇形结构。

4.如权利要求2所述的散热手机壳，其特征在于，所述散热工质在所述闭合的毛细管通道内的充液率为10-90％。

5.如权利要求2所述的散热手机壳，其特征在于，所述闭合的毛细管通道的横截面形状为圆形、方形或椭圆形，横截面径向尺寸为0.05～1mm。

6.如权利要求1所述的散热手机壳，其特征在于，所述手机壳壳体与手机表面高温区接触的区域中嵌入或部分嵌入高导热材料。

7.如权利要求1所述的散热手机壳，其特征在于，所述脉动热管的个数为一个或多个。