CN214586675U - 一种背置散热的主动制冷式笔记本电脑散热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种背置散热的主动制冷式笔记本电脑散热器，属于笔记本电脑散热器技术领域，包括上层冷气罩和下层热气罩围成带有内腔的壳体，壳体的内腔通过隔板分隔为相对独立的制冷腔室、散热腔室；上层冷气罩上开有空气进口Ⅰ、冷空气出口；下层热气罩上开有空气进口Ⅱ、热空气出口，隔板上吸热片，吸热片与嵌设在隔板内的帕尔贴的冷面连接，帕尔贴的热面连接隔板下表面上的散热模组连接。本实用新型利用电脑内部散热风扇将外界空气吸入制冷腔室，无需额外冷气风扇，制冷后的空气直接进入电脑散热组件，不影响进风流量。另外，使用导热铜管对散热布局进行优化，通过导热铜管将散热鳍片后置的方式，很大程度上减小了散热器整体体积。

Description

一种背置散热的主动制冷式笔记本电脑散热器

技术领域

本实用新型属于笔记本电脑散热器技术领域，具体涉及一种背置散热的主动制冷式笔记本电脑散热器。

背景技术

传统笔记本电脑散热器制冷腔为相对密闭无进风口的结构，通过制冷腔室内设置冷气风扇进行空气冷却循环，由于制冷腔内安装了风扇，故而制冷腔较大，使散热器整体结构较大，不够精巧，使用不方便。其次，相对密闭的制冷腔会影响笔记本电脑散热风扇的进风量。再者，笔记本电脑底部不发热部分暴露在制冷腔内，一旦笔记本抬离散热器，笔记本电脑底部不发热的部分会凝结冷凝水。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种整体结构紧凑、体积小、散热效果好的背置散热的主动制冷式笔记本电脑散热器。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种背置散热的主动制冷式笔记本电脑散热器，包括由上层冷气罩和下层热气罩围成带有内腔的壳体，壳体内设有将壳体的内腔分隔为相对独立的上下两个腔室的隔板，两个腔室分别为上层冷气罩与隔板上表面所形成的制冷腔室、隔板下表面与下层热气罩所形成的散热腔室；

上层冷气罩上开有用于外界空气进入制冷腔室的空气进口Ⅰ，所述上层冷气罩的上表面开设有供制冷腔室的冷空气排出的冷空气出口；

所述隔板与空气进口Ⅰ相应的位置处内嵌有制冷面朝向制冷腔室的帕尔贴，帕尔贴的制冷面连接设置在隔板上表面的吸热片，帕尔贴的制热面连接设置在隔板下表面的散热模组；

所述下层热气罩上开设有供外界空气进入散热腔室的空气进口Ⅱ，下层热气罩上还开设有供散热腔室内的热空气流出的热空气出口。

上述技术方案，进入制冷腔室和散热腔室，在热量泵帕尔贴的作用下分别被吸热和被散热，上层冷气罩为半封闭结构，不采用密闭结构，利用笔记本电脑内部散热风扇将外界空气吸入制冷腔室时，制冷腔室无需额外的冷气风扇，减小散热器体积，减少噪音产生，从空气进口Ⅰ被吸入的空气经过吸热片换热制冷后直接进入笔记本电脑散热组件，不限制风流量，具有在制冷的同时，不影响笔记本进风流量的优点，笔记本电脑散热效果好。并且上层冷气罩的结构设计，笔记本电脑底部不完全暴露在制冷腔室的上方，避免了笔记本电脑底部不发热区域直接接触冷空气，能够防止电脑外壳冷凝水的产生。

优选的，所述上层冷气罩内顶壁对称设有一对引流支撑筋骨，一对引流支撑筋骨背向上层冷气罩的一面与隔板上表面接触，一对引流支撑筋骨与隔板上表面之间形成约束并连通空气进口Ⅰ和冷空气出口的冷空气流道。

优选的，所述空气流道的进气端的大小与空气进口Ⅰ一致，一对引流支撑筋骨呈外扩的喇叭口结构朝冷空气出口所在位置延伸，一对引流支撑筋骨将冷空气出口包围其内。

上述技术方案，冷空气流道完全将冷气却约束在上层冷气罩与隔板之间，起到了规范冷气流向和影响区域的作用，避免冷气出现在所对应的下层高热量区域被升温，也避免了电路部分产生冷凝水，提高笔记本电脑散热器的效率。

优选的，所述散热模组包括导热铜管、散热鳍片、均热铜片、风扇，均热铜片通过导热硅脂贴合在帕尔贴的制热面并通过螺钉固定在隔板下表面，导热铜管一端与均热铜片连接，另一端与隔板后端的散热鳍片连接，风扇的出风口与散热鳍片对齐，帕尔贴制热面产生的热量经导热铜管快速传递到后置散热鳍片上，并在风扇的作用下从热空气出口排出。

优选的，所述散热鳍片、导热铜管、均热铜片焊接连接，所述散热鳍片的背面通过耐热胶带粘结在隔板下表面且靠近隔板后端位置，所述风扇通过耐热胶带粘结在隔板上；热空气出口开设在下层热气罩的后侧面上且与散热鳍片所在位置对应，热空气出口处设有整流栅片；所述空气进口Ⅱ设置在下层热气罩的底部。

上述技术方案，使用导热通过对散热布局进行优化，散热鳍片通过导热铜管后置，在一定程度上能够明显减小散热器本体的体积，整体结构更为小巧。另外，将帕尔贴制热面的热量通过导热铜管传到后端（正常使用时，背向使用者的方向），通过将热空气出口开设在下层热气罩的后侧面上且与散热鳍片所在位置对应，这样可以做到散热器后端出热风的同时，不影响制冷和冷气区域，同时，后端出热风与左右两侧、前端出热风相比，可以减少热风吹到使用者的问题。

风扇在散热鳍片的侧面吹风，也减少了本实用新型散热器的体积。优选的，所述空气进口Ⅰ设置在上层冷气罩的前侧面中部位置，所述冷空气出口开设在与笔记本电脑散热进风口所在位置相应的位置处；所述吸热片设置在隔板且位于空气进口Ⅰ处，所述帕尔贴嵌设在位于吸热片正下方的通孔内。

优选的，所述上层冷气罩上留有导柱Ⅰ，导柱Ⅰ中心竖向开设有带内螺纹的盲孔，所述隔板上与导柱与Ⅰ相应的位置开设有螺丝孔，所述下层热气罩上留有与导柱Ⅰ配合使用的导柱Ⅱ，导柱Ⅱ中心竖向开带有内螺纹的螺孔，上层冷气罩、隔板、隔板（300）上的散热模组、下层热气罩通过螺丝紧固连接。

优选的，所述上层冷气罩上表面开设有与笔记本电脑底面的防滑垫脚匹配的脚座槽，以使笔记本电脑底面与上层冷气罩的上表面贴合。

上述技术方案，相当于笔记本电脑底面与冷却通道所在面贴合，所以笔记本电脑底不发热弱的区域可以通过热传导进行散热，而且不至于过度冷却。

优选的，所述下层热气罩底部设有高度可调的折叠支架。

优选的，还包括电源、PWM脉冲模块、控制帕尔贴输出功率的大功率MOS管控制板，电源为PWM脉冲模块和大功率MOS管控制板。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1. 本实用新型外界空气分别通过笔记本电脑内部散热风扇和散热模组自带的涡轮风扇分别吸入制冷腔室和散热腔室，在热量泵帕尔贴的作用下分别被吸热和被散热，上层冷气罩为半封闭结构，不采用密闭结构，利用笔记本电脑内部散热风扇将外界空气吸入制冷腔室时，制冷腔室无需额外的冷气风扇，减少噪音产生，从空气进口Ⅰ被吸入的空气经过吸热片换热制冷后直接进入笔记本电脑散热组件，不限制风流量，具有在制冷的同时，不影响笔记本进风流量的优点，笔记本电脑散热效果好。并且上层冷气罩的结构设计，笔记本电脑底部不完全暴露在制冷腔室的上方，避免了笔记本电脑底部不发热区域直接接触冷空气，能够防止电脑外壳冷凝水的产生。

2.本实用新型中的冷空气流道完全将冷却约束在上层冷气罩与隔板之间，起到了规范冷气流向和影响区域的作用，避免冷气出现在所对应的下层高热量区域被升温，也避免了电路部分产生冷凝水，提高笔记本电脑散热器的效率。

3.本实用新型中的散热鳍片通过导热铜管的热传导集成在隔板下表面靠背部的位置，涡轮风扇设置在隔板下表面靠背部的位置，将导热铜管、散热鳍片、涡轮风扇集成在了散热腔室，不采用外置的散热片和风扇，缩小了体积，隐藏了危险部件，避免高温元件和涡轮风扇暴露在外，而且可以避免热量传递至冷气层。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为本实用新型的另一视角的立体结构示意图；

图3为本实用新型的另一视角的立体结构示意图；

图4为本实用新型中的上层冷气罩的内部结构示意图；

图5为本实用新型中的上层冷气罩的立体结构示意图；

图6为本实用新型中的吸热片在隔板上的安装示意图；

图7为本实用新型中的散热模组在隔板上安装示意图；

图中：上层冷气罩100，空气进口Ⅰ-101，冷空气出口102，引流支撑筋骨103，导柱Ⅰ-104，脚座槽105，下层热气罩200，空气进口Ⅱ-201，热空气出口202，隔板300，吸热片400，导热铜管501，散热鳍片502，均热铜片503，风扇504。

具体实施方式

为使本领域的技术人员对本实用新型更好的理解，下面结合具体的实施方式对本实用新型做进一步说明：

如图1-7所示，一种背置散热的主动制冷式笔记本电脑散热器，包括由上层冷气罩100和下层热气罩200围成带有内腔的壳体，在壳体内上层冷气罩100和下层热气罩200之间设有隔板300，隔板300将壳体的内腔分隔为相对独立的上下两个腔室，两个腔室分别为上层冷气罩100与隔板300上表面所形成的制冷腔室、隔板300下表面与下层热气罩200所形成的散热腔室。

上层冷气罩100上开有用于外界空气进入制冷腔室的空气进口Ⅰ-101，上层冷气罩100的上表面开设有供制冷腔室的冷空气排出的冷空气出口102。

作为本实施例优选的实施方式，空气进口Ⅰ-101设置在上层冷气罩100的前侧面中部位置（使用者正常使用时，正对使用者的一面），冷空气出口102开设在与笔记本电脑散热进风口所在位置相应的位置处，优选的，冷空气出口102与笔记本电脑散热进风口数目一致且等大（本实施例中的冷空气出口为两个）。

隔板300上开设有用于安装帕尔贴的通孔，帕尔贴内嵌于通孔内且帕尔贴和隔板300之间用玻璃胶完全粘结，避免冷凝水渗入散热腔室。帕尔贴的冷面朝向制冷腔室，帕尔贴的制冷面连接对进入制冷腔室内的外界空气进行换热的吸热片400，从空气进口Ⅰ-101进入制冷腔室的空气流经吸热片400降温后从冷空气出口102排出。

吸热片400设置在隔板300上与上层冷气罩100上的空气进口Ⅰ-101相应的位置处，帕尔贴嵌设在位于吸热片400正下方的通孔内，以使从空气进口Ⅰ-101进入的空气皆通过吸热片400、帕尔贴制冷。本实施例中的帕尔贴为两片，吸热片400为两片。本实用新型采用半导体制冷元件帕尔贴作为热量泵，改元件在外界电源的情况下，利用帕尔效应，将其某一面的热量搬运到另一面，常见的帕尔贴功率为30-200W，其能效比一般为0.5左右，相较于能效三以上的压缩机，具有体积小、重量轻、工作稳定可靠、无冷却液、环保安全的优点。

如图4-5所示，上层冷气罩100内顶壁对称设有一对引流支撑筋骨103（优选的左右对称设置），上层冷气罩100与隔板300正确组装好后，一对引流支撑筋骨103背向上层冷气罩100的一面与隔板300上表面接触，一对引流支撑筋骨103与隔板300上表面之间形成约束并连通空气进口Ⅰ-101和冷空气出口102的冷空气流道，且冷空气流道将冷空气出口102包围其内。

一对引流支撑筋骨103靠近空气进口Ⅰ的一端分别与空气进口Ⅰ-101的出口连接，以使空气流道的进气端的大小与空气进口Ⅰ-101一致，一对引流支撑筋骨103呈外扩的喇叭口结构朝冷空气出口102所在位置延伸，一对引流支撑筋骨103另一端彼此连接，并将冷空气出口102包围其内。本实用新型一对引流支撑筋骨103的结构设计，在制冷腔室内，使空气进口Ⅰ-101和冷空气出口102之间的空间内存在约束引流，引流支撑筋骨103的设计保证从空气进口Ⅰ-101进入的常温空气必须经吸热片400、帕尔贴吸热制冷，然后冷空气沿着冷空气流道流向冷空气出口102并被笔记本扇热风扇吸入笔记本电脑。

另外引流支撑筋骨103背向上层冷气罩100的一面与隔板300上表面接触，使引流支撑筋骨103能够起到支撑作用，提高上层冷气罩100的结构强度。

下层热气罩200上开设有供外界空气进入散热腔室的空气进口Ⅱ-201，下层热气罩200上还开设有供散热腔室内的热空气流出的热空气出口202，帕尔贴的制热面连接将散热腔室内的热空气排出的散热模组，在散热模组的作用下外界从空气进口Ⅱ-201进入散热腔室将帕尔贴制热面产生的热量从热空气出口202排出。

作为本实施例优选的实施方案，散热模组包括导热铜管501、散热鳍片502、均热铜片503、风扇504，散热鳍片502、导热铜管501、均热铜片503之间焊接连接，导热铜管一端与均热铜片连接，另一端与散热鳍片连接，两片均热铜片503分别通过导热硅脂贴合在相应两片帕尔贴的制热面，散热鳍片502的背面通过耐热胶带粘结在隔板300下表面且靠近隔板300后端位置（正常使用使，背向使用者的一面），即，散热鳍片502通过导热铜管501后置。

散热鳍片502正对下层热气罩上的热空气出口202设置，本实施例中的热空气出口202开设在下层热气罩200的后侧面上，风扇504通过耐热胶带粘结在隔板300上，风扇504的出风口与散热鳍片502对齐，本实施例中的风扇504为三个涡轮风扇，本实施例中的空气进口Ⅱ-201为三个开设在下层热气罩100底部且与相应涡轮风扇的进风口等大的网孔，三个空气进口Ⅱ-201与三个涡轮风扇的进风口位置相对应，三个热空气出口202分别与三个涡轮风扇的出风口位置相对于，便于散热腔室内的热量排出。

散热原理为：帕尔贴热面产生的热量经导热铜管501快速传递到后置的散热鳍片502上，并在风扇504的作用下从热空气出口202排出。

作为本实施例优选的实施方案，上层冷气罩100、下层热气罩200使用塑料材质，引流支撑筋骨103与上层冷气罩100为一体结构；隔板300采用雪弗板等隔热材料制备而成。

上层冷气罩100上留有导柱Ⅰ-104，导柱Ⅰ-104中心竖向开设有带内螺纹的盲孔，隔板300上与导柱Ⅰ-104相应的位置开设有螺丝孔，下层热气罩200上留有与导柱Ⅰ-104配合使用的导柱Ⅱ，导柱Ⅱ中心竖向开有带内螺纹的螺孔。

散热模组安装时，首先将散热模组粘结在隔板300上，通过在散热模组上预留的螺孔，后期安装时，上层冷气罩100、隔板300、隔板300上的散热模组、下层热气罩200通过螺丝紧固连接。

具体的，上层冷气罩100边缘半包围隔板300，只在帕尔贴位置开设有空气进口Ⅰ-101，下层热气罩200边缘半包围隔板300，只在散热鳍片502所在位置处开设有热空气出口202，热空气出口202处设有促使风向向上避免回流涡轮风扇的整流栅片。

上层冷气罩100上表面开设有与笔记本电脑防滑垫脚匹配的脚座槽105，以使笔记本电脑底面与上层冷气罩100的上表面贴合，相当于笔记本电脑底面与冷却通道所在面贴合，所以笔记本电脑底不发热弱的区域可以通过热传导进行散热，而且不至于过度冷却。

下层热气罩200底部设有高度可调的支架（图中未显示，支架主要采用现一些支架的结构设计），以调整下层热气罩底部与放置面之间的距离，进而调整笔记本电脑的高度，另外该支架可设计为能够折叠的结构，便于不使用使收纳，节省空间。

另外，本实用新型包括电源、PWM脉冲模块、控制帕尔贴输出功率的大功率MOS管控制板，电源采用220V转12V/5A电源，给PWM脉冲模块和大功率MOS管控制板供电。

PWM脉冲模块设置在散热器左侧，有1.5寸的液晶背光显示，可以显示PWM占空百分比，该数据也可以看成是帕尔贴功率百分比数。

大功率MOS管控制板安装在上层冷气罩内且位于冷空气流道外，优选的设置在左侧的引流支撑筋骨的左侧位置处，大功率MOS管控制板根据PWM脉冲模块的信号控制输出给帕尔贴的电功率。

在具体使用时，根据实际使用需求，通过调整PWM脉冲模块占空比控制大功率MOS管控制板的输出电压，达到控制帕尔贴电功率的作用。该PWM脉冲模块上还有TTL串口，后期还可以通过开发的软件，根据CPU、GPU功率进行自动控制帕尔贴功率。

本实用新型采用嵌入帕尔贴的方案，散热模组采用定制的导热铜管、散热鳍片和涡轮风扇进行散热，不采用外置的散热鳍片和风扇散热，减小了体积；本实用新型不采用密闭冷气腔室，在制冷端不使用冷气风扇，利用电脑自带散热风扇，吸入空气流经制冷面处的吸热片400进行降温，在制冷的同时不影响笔记本进风流量；本实用新型笔记本电脑底部不完全暴露在制冷腔的上方，能防止电脑外壳冷凝水的产生。

本实用新型散热器在使用时会产生少了冷凝水，产生的冷凝水会顺着冷风通道从空气进口Ⅰ-101流出，为了确保冷凝水顺利流出，在隔板上设有空气进口Ⅰ-101处（设置帕尔贴位置的前方）设有弧面凹陷使用时，可以放置手帕或吸水纸巾，根据实际情况合理选择。

需要说明的是，由于下层热气罩背面的空气进口Ⅱ-201的面积很大，根据使用需求，如果认为一个散热器效果不太好的话，可以在本实用新型散热器下面再放散热器（下层热气罩底部设有高度可调的支架），像叠罗汉一样，这会达到一个加强的，更好的散热效果，它可以使几个散热器叠加，比如一个散热器能产生的最大温差只有60度，那么两个就可以产生120℃的温差。

由于下面的散热器所能产生的温度比室温低，下面的散热器产生的冷空气被吸到新的散热器里面，进行新一轮的散热，那么这下一个散热器它就会产生更低的一个温度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种背置散热的主动制冷式笔记本电脑散热器，其特征在于：包括由上层冷气罩（100）和下层热气罩（200）围成带有内腔的壳体，壳体内设有将壳体的内腔分隔为相对独立的上下两个腔室的隔板（300），两个腔室分别为上层冷气罩（100）与隔板（300）上表面所形成的制冷腔室、隔板（300）下表面与下层热气罩（200）所形成的散热腔室；

上层冷气罩（100）上开有用于外界空气进入制冷腔室的空气进口Ⅰ（101），所述上层冷气罩（100）的上表面开设有供制冷腔室的冷空气排出的冷空气出口（102）；

所述隔板（300）与空气进口Ⅰ（101）相应的位置处内嵌有制冷面朝向制冷腔室的帕尔贴，帕尔贴的制冷面连接设置在隔板（300）上表面的吸热片（400），帕尔贴的制热面连接设置在隔板（300）下表面的散热模组；

所述下层热气罩（200）上开设有供外界空气进入散热腔室的空气进口Ⅱ（201），下层热气罩（200）上还开设有供散热腔室内的热空气流出的热空气出口（202）。

2.根据权利要求1所述的一种背置散热的主动制冷式笔记本电脑散热器，其特征在于：所述上层冷气罩（100）内顶壁对称设有一对引流支撑筋骨（103），一对引流支撑筋骨（103）背向上层冷气罩的一面与隔板（300）上表面接触，一对引流支撑筋骨（103）与隔板（300）上表面之间形成约束并连通空气进口Ⅰ（101）和冷空气出口（102）的冷空气流道。

3.根据权利要求2所述的一种背置散热的主动制冷式笔记本电脑散热器，其特征在于：所述空气流道的进气端的大小与空气进口Ⅰ（101）一致，一对引流支撑筋骨（103）呈外扩的喇叭口结构朝冷空气出口（102）所在位置延伸，一对引流支撑筋骨（103）将冷空气出口（102）包围其内。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种背置散热的主动制冷式笔记本电脑散热器，其特征在于：所述散热模组包括导热铜管（501）、散热鳍片（502）、均热铜片（503）、风扇（504），均热铜片（503）通过导热硅脂贴合在帕尔贴的制热面并通过螺钉固定在隔板（300）下表面上，导热铜管（501）一端与均热铜片（503）连接，另一端与隔板（300）后端的散热鳍片（502）连接，风扇（504）的出风口与散热鳍片（502）对齐，帕尔贴制热面产生的热量经导热铜管（501）快速传递到后置的散热鳍片（502）上，并在风扇（504）的作用下从热空气出口（202）排出。

5.根据权利要求4所述的一种背置散热的主动制冷式笔记本电脑散热器，其特征在于：所述导热铜管（501）、散热鳍片（502）、均热铜片（503）焊接连接，所述散热鳍片（502）的背面通过耐热胶带粘结在隔板（300）下表面且靠近隔板（300）后端位置，所述风扇（504）通过耐热胶带粘结在隔板（300）上；

热空气出口（202）开设在下层热气罩（200）的后侧面上且与散热鳍片（502）所在位置对应，热空气出口（202）处设有整流栅片；

所述空气进口Ⅱ（201）设置在下层热气罩（200）的底部。

6.根据权利要求5所述的一种背置散热的主动制冷式笔记本电脑散热器，其特征在于：所述空气进口Ⅰ（101）设置在上层冷气罩（100）的前侧面中部位置，所述冷空气出口（102）开设在与笔记本电脑散热进风口所在位置相应的位置处；

所述吸热片（400）设置在隔板（300）且位于空气进口Ⅰ（101）处，所述帕尔贴嵌设在位于吸热片（400）正下方的通孔内。

7.根据权利要求6所述的一种背置散热的主动制冷式笔记本电脑散热器，其特征在于：所述上层冷气罩（100）上留有导柱Ⅰ（104），导柱Ⅰ（104）中心竖向开设有带内螺纹的盲孔，所述隔板（300）上与导柱Ⅰ（104）相应的位置开设有螺丝孔，所述下层热气罩（200）上留有与导柱Ⅰ（104）配合使用的导柱Ⅱ，导柱Ⅱ中心竖向开带有内螺纹的螺孔，上层冷气罩（100）、隔板（300）、隔板（300）上的散热模组、下层热气罩（200）通过螺丝紧固连接。

8.根据权利要求7所述的一种背置散热的主动制冷式笔记本电脑散热器，其特征在于：所述上层冷气罩（100）上表面开设有与笔记本电脑底面的防滑垫脚匹配的脚座槽（105），以使笔记本电脑底面与上层冷气罩（100）的上表面贴合。

9.根据权利要求8所述的一种背置散热的主动制冷式笔记本电脑散热器，其特征在于：所述下层热气罩（200）底部设有高度可调的折叠支架。

10.根据权利要求9所述的一种背置散热的主动制冷式笔记本电脑散热器，其特征在于：还包括电源、PWM脉冲模块、控制帕尔贴输出功率的大功率MOS管控制板，电源为PWM脉冲模块和大功率MOS管控制板。

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