一种利用冷凝水散热的散热装置的制作方法

本发明涉及散热装置，更具体地说，涉及一种利用冷凝水散热的散热装置。

背景技术

在一些散热装置中，例如用于笔记本电脑等电子产品散热的散热装置中，采用了固态制冷部件来提高散热效率。由于固态制冷部件的冷端在温度较低时容易形成冷凝水，这些冷凝水可能会滴到或流到其他部件上，对散热装置内部的电子线路造成威胁，如何处理这些冷凝水一直是一个令人困扰的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种利用冷凝水散热的散热装置，可以利用固态制冷部件冷端形成的冷凝水来散热，即提高了散热效率，又解决了冷凝水问题。

根据本发明的利用冷凝水散热的散热装置的一实施例，本发明的利用冷凝水散热的散热装置包括固态制冷部件，在所述固态制冷部件的冷端一侧具有用于形成冷凝水的第一表面；还包括冷凝水引导蒸发部件以及第一散热器，所述第一散热器具有用于散热的第二表面，所述冷凝水引导蒸发部件的一端贴在所述第一表面上，另一端贴在所述第二表面上；所述冷凝水引导蒸发部件将所述第一表面上形成的冷凝水引导至所述第二表面上，在所述第二表面的作用下，所述冷凝水引导蒸发部件中的冷凝水蒸发到空气中并将所述第一散热器的热量带走。

根据本发明的利用冷凝水散热的散热装置的一实施例，所述冷凝水引导蒸发部件由柔性吸水材料制成。

根据本发明的利用冷凝水散热的散热装置的一实施例，所述冷凝水引导蒸发部件由吸水性织物、无纺布或具有毛细作用的材料制成。

根据本发明的利用冷凝水散热的散热装置的一实施例，所述第一表面上设置有疏水涂层，或由亲水涂层区域和疏水涂层区域形成组合结构。

根据本发明的利用冷凝水散热的散热装置的一实施例，所述冷凝水引导蒸发部件的表面具有隔水层，所述冷凝水引导蒸发部件的位于所述第二表面的部分开有蒸发窗口，所述蒸发窗口区域未设置隔水层。

根据本发明的利用冷凝水散热的散热装置的一实施例，所述第一表面为竖直表面或倾斜表面。

根据本发明的利用冷凝水散热的散热装置的一实施例，所述散热装置还包括底座，所述底座包括由金属材料制成的用于放置电子产品的吸热板，所述吸热板内设置有供冷却介质流过的吸热板流道；

所述散热装置还包括与所述底座相连接的散热主体，所述散热主体包括壳体，所述第一散热器和散热风扇设置在所述壳体内，所述第一散热器包括第一散热基板，所述第一散热基板内设置有供冷却介质流过的第一散热流道，所述第二表面为所述散热基板的表面；

所述吸热板流道和所述第一散热流道通过管路连接并形成冷却介质循环回路，所述冷却介质循环回路上设置有流体泵；

所述冷凝水蒸发后形成的水蒸汽由所述风扇形成的气流带出所述散热装置。

根据本发明的利用冷凝水散热的散热装置的一实施例，所述散热主体还包括设置在所述壳体内的第二散热器，所述固态制冷部件设置在所述第二散热器上，所述固态制冷部件的冷端设置有冷却板，所述冷却板内设置有供冷却介质流过的冷却板流道，所述冷却板流道为所述冷却介质循环回路的一部分，所述第一表面为所述冷却板的表面。

根据本发明的利用冷凝水散热的散热装置的一实施例，所述第一散热器设置在所述固态制冷部件的热端一侧，所述第一散热器用于所述固态制冷部件的热端的散热。

根据本发明的利用冷凝水散热的散热装置的一实施例，所述固态制冷部件为半导体制冷部件、磁热效应制冷部件或电卡效应制冷部件。

实施本发明的利用冷凝水散热的散热装置，具有以下有益效果：本发明的利用冷凝水散热的散热装置可以将固态制冷部上形成的冷凝水引导至散热器上并由散热器加热蒸发，合理地利用了冷凝水来散热，既提高了散热效率，也解决了冷凝水对散热装置的其他电气元件的不利影响。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是根据本发明的利用冷凝水散热的散热装置的一实施例的立体示意图；

图2是图1所示的利用冷凝水散热的散热装置的后视图；

图3是图1所示的利用冷凝水散热的散热装置的内部结构的示意图之一；

图4是图1所示的利用冷凝水散热的散热装置的内部结构的示意图之二；

图5是根据本发明的利用冷凝水散热的散热装置的一实施例中吸热板的示意图；

图6是根据本发明的利用冷凝水散热的散热装置的一实施例中利用冷凝水散热的结构示意图；

图7是图6所示结构的分解示意图；

图8是根据本发明的利用冷凝水散热的散热装置的一实施例中利用冷凝水散热的另一结构的示意图；

图9a是根据本发明的利用冷凝水散热的散热装置的一实施例中第一散热器的立体示意图；

图9b是图9a中所示的第一散热器的结构示意图；

图10a是根据本发明的利用冷凝水散热的散热装置的一实施例中第二散热器的侧面示意图；

图10b是图10a所示的第二散热器中的固态制冷部件以及冷却板的示意图；

图10c是图10a所示的第二散热器中的固态制冷部件以及冷却板的结构示意图；

图11是图1所示的利用冷凝水散热的散热装置的冷却介质循环回路示意图；

图12a是根据本发明的利用冷凝水散热的散热装置的另一实施例的内部结构示意图；

图12b图12a所示结构的侧视图；

图13a是根据本发明的利用冷凝水散热的散热装置的又一实施例的内部结构示意图；

图13b是图13a所示结构的俯视图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

下面详细描述本发明的利用冷凝水散热的散热装置的实施例，这些实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

在本发明的利用冷凝水散热的散热装置的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“上端”、“下端”、“上部”、“下部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明的利用冷凝水散热的散热装置包括一固态制冷部件，固态制冷部件的冷端一侧在工作时由于温度较低，会形成冷凝水，该利用冷凝水散热的散热装置主要是将固态制冷部件的冷端一侧在工作中形成的冷凝水通过冷凝水引导蒸发部件引导至温度较高的另一散热器的需要散热的表面上，利用散热器将冷凝水加热以使冷凝水蒸发到空气中，从而带走散热器的热量，以达到利用冷凝水散热的目的。散热装置中由于冷凝水蒸发形成的水蒸汽则可以由散热风扇形成的气流带走，以消除冷凝水对其他电气元件的不利影响。下面将结合一具体的实施详细说明本发明的利用冷凝水散热的散热装置是如何实现的。

如图1至图4所示，为本发明的利用冷凝水散热的散热装置的一实施例的示意图，该利用冷凝水散热的散热装置用于电子产品的散热，尤其适用于具有金属外壳的电子产品的散热，例如具有金属外壳的平板电脑、笔记本电脑等电子产品的散热。参看图1至图5，在该实施例中，利用冷凝水散热的散热装置包括底座1，底座1包括由金属材料制成的用于放置电子产品的吸热板10，吸热板10内设置有供冷却介质流过的吸热板流道101，吸热板10上设置有分别与吸热板流道101连通的冷却介质入口102和冷却介质出口103。吸热板10优选具有良好导热性能的金属制成，例如铜、铜合金、铝、铝合金或其他金属或合金材料，冷却介质优选具有较大比热容的流体，例如水，或水与其他物质形成的混合液，还可以是比热容较大流动性较好的油类以及油类的混合物。当温度较低的冷却介质由吸热板10的冷却介质入口102进入吸热板10，流经吸热板流道101后由冷却介质出口103流出时，冷却介质与吸热板10进行热交换并带走热量。吸热板流道101的形式可以是多样的，可以多条平行的流道，也可以是迷宫式流道，还可以是微通道形式的流道，或者其他任何常规适用的流道形式。发热量较大的电子产品可以直接放置在吸热板10上，吸热板10与电子产品温度较高的部分接触，例如，笔记本电脑的金属底壳直接放置在吸热板10上，笔记本电脑工作时产生的热量可以经由金属底壳传递给吸热板10，然后由流经吸热板10的吸热板流道101的冷却介质带走，以达到降低笔记本电脑温度的效果。底座1还包括设置在吸热板10下方的底壳13，底壳13可以使吸热板10抬高一定高度，以利于吸热板10向外散热，此外，底壳13具有收容其他部件的收容空间，以放置利用冷凝水散热的散热装置的其他部件。

在本实施例中，利用冷凝水散热的散热装置还包括与底座1相连接的散热主体2，散热主体2包括壳体20，壳体20可以优选具有良好导热性能的金属制成，例如铜、铜合金、铝、铝合金或其他金属或合金材料，当然，壳体20也可以选用非金属材料制成。壳体20上可以设置挂钩，当利用冷凝水散热的散热装置用于笔记本电脑时，工作的时候，笔记本电脑的显示屏竖起来，壳体20可以挂在显示屏的外壳上。挂钩可以可滑动地设置在壳体20上，参看图1，可以设置在壳体20的竖直侧边的滑轨203上，挂钩可以在滑轨203上滑动以调整挂钩的位置，这样可以适用各种规格的笔记本电脑。当然，需要理解的是，壳体20也可以通过其他适宜的方式附着在显示屏的外壳上，比如吸盘，或其他常规适用的结构。当用于其他电子产品时，壳体20可以通过可折叠支架来支撑以使壳体20可以竖起来。

在本实施例中，壳体20内设置有第一散热器30和散热风扇60，参看图9a-9b以及图11,第一散热器30包括第一散热基板31，第一散热基板31内设置有供冷却介质流过的第一散热流道311，第一散热基板31上设置有分别与第一散热流道311的两端连通的第一入口313和第一出口314，冷却介质流经第一散热基板31时，由第一入口313流入，流经第一散热流道311后由第一出口314流出。吸热板流道101和第一散热流道311通过管路51连接并形成冷却介质循环回路，冷却介质循环回路上设置有流体泵11，流体泵11为冷却介质在循环回路中循环流动提供动力，流体泵11可以是常见的电动泵。第一散热基板311的一侧形成有散热翅片312，散热翅片312之间的间隙形成第一空气通道315，壳体20上形成有空气入口201和空气出口202，散热风扇60用于将空气由空气入口201吸入到壳体20内，并使吸入的空气流经第一空气通道315与散热翅片312进行热交换后由空气出口202排出，这样可以带走散热翅片312的热量，提高散热效率。为了防止壳体20内部聚集灰尘，可以在空气入口201处设置过滤部件，比如初级空气过滤棉，以过滤掉空气中的灰尘，保证壳体20内部的洁净，过滤部件可以定期更换或清洗。

参看图4、图10a-10c以及图11,在本实施例中，散热主体2还包括设置在壳体20内的第二散热器40，第二散热器40设置在第一散热器30的上方。第二散热器40包括固态制冷部件41，以及设置在固态制冷部件41的冷端411的冷却板42，冷却板42内设置有供冷却介质流过的冷却板流道421，冷却板42上设置有分别与冷却板流道421连通的第二入口422和第二出口423，冷却介质流经冷却板421时，由第二入口422流入，流经冷却板流道421后由第二出口423流出。冷却板流道421为冷却介质循环回路的一部分,冷却板流道421通过管路51连接入冷却介质循环回路。

参看图6和图7，为本发明的利用冷凝水散热的散热装置中利用冷水散热的结构示意图。在固态制冷部件41的冷端一侧具有用于形成冷凝水的第一表面424，第一表面424也即冷却板42的外侧表面。冷凝水引导蒸发部件80的一端贴在第一表面424上，另一端贴在第一散热器30的第二表面316上，第二表面316也即第一散热器30的第一散热基板31的外侧表面。冷凝水引导蒸发部件80将第一表面424上形成的冷凝水引导至第二表面316上，由于第二表面316的温度相对较高，在第二表面316的作用下，冷凝水引导蒸发部件80中的冷凝水蒸发到空气中并将第一散热器30的热量带走。冷凝水引导蒸发部件80可以由柔性吸水材料制成，例如可以是吸水性织物或无纺布制成，也可以是其他具有毛细作用的材料制成，其可以吸收第一表面424上形成的冷凝水，并将吸收的冷凝水引导至第二表面316上。为了有利于冷凝水的形成，可以在第一表面424上设置疏水涂层，或由亲水涂层区域和疏水涂层区域形成组合结构，所谓组合结构是指亲水涂层区域和疏水涂层区域间隔设置，形成网格结构，或条状结构等。为了便于第一表面424形成的冷凝水被冷凝水引导蒸发部件80吸收，第一表面424优选是竖直或倾斜表面，这样冷凝水在自身重力的作用下向下端汇聚至冷凝水引导蒸发部件80处。冷凝水蒸发后形成的水蒸汽由散热风扇60形成的气流带走。由于冷凝水的温度本身比较低，其可以对第一散热器30的第二表面316进行降温，蒸发时相变也会吸收一部分热量，可以提高散热装置的散热效率。需要理解的是，第一表面424和第二表面316既可以是平面结构，也可以是非平面结构。

参看图8，在另一实施例中，为了控制冷水引导蒸发部件80中的冷凝水的蒸发，可以在冷凝水引导蒸发部件80的表面具有隔水层，隔水层可以是薄膜或涂层结构。在需要蒸发的区域，例如冷凝水引导蒸发部件80的位于第二表面的部分开有蒸发窗口801，蒸发窗口区域801未设置隔水层，这样就可以实现冷凝水蒸发区域的控制。

参看图11，在本实施例中，冷却介质循环回路由吸热板流道101、第一散热流道311、冷却板流道421、流体泵11以及连接管路51构成。具体地，吸热板10的冷却介质出口103通过管路51与第一散热基板31的第一入口313连接，第一散热基板31的第一出口314通过管路51与冷却板42的第二入口422连接，冷却板42的第二出口423通过管路51与流体泵11的入口连接，流体泵11的出口通过管路51与吸热板10的冷却介质入口102连接。冷却装置工作时，经过冷却板42冷却的冷却介质在流体泵11的作用下进入到吸热板10的吸热板流道101，冷却介质与吸热板10进行热交换后温度升高，然后进入到第一散热基板31的第一散热流道311与第一散热基板31进行热交换，经由第一散热通道311后，冷却介质的温度会降低，然后进入冷却板42的冷却板流道421进一步与冷却板42进行热交换。由于冷却板42与固态制冷部件41的冷端411相接触，冷却板42的温度较低，流经冷却42的冷却介质会进一步降温，然后再由流体泵11泵入到吸热板10以降低吸热板10的温度。

参看图3及图11，在本实施例中，冷却介质循环回路上还设置有用于收容冷却介质的容器12，容器12在冷却介质循环回路中可以起到缓冲的作用，以在冷却介质热受热膨胀或压力过大时，提供缓冲的空间，避免冷却介质回路压力过大。在本实施例中，流体泵11和容器12设置在底座1的底壳13内。当然，需要理解的是，流体泵11和容器12也可以设置在散热主体2的壳体20内，还可以分别设置在地壳13和壳体20内。

参看图10a，第二散热器40还包括设置在固态制冷部件41的热端413的第二散热基板412，第二散热基板412的远离固态制冷部件41的热端413的一侧具有散热翅片414，散热翅片414之间的间隙形成第二空气通道415，第一散热器30的第一空气通道315与第二空气通道415相连通，由散热风扇60吸入到壳体20内的空气流经第一空气通道315后进入第二空气通道415，然后由空气出口202排出。

参看图1至图4，在本实施例中，底座1和散热主体2通过导管70连接，连接吸热板流道101和第一散热流道311的管路51，以及散热主体2内的散热风扇60、固态制冷部件41的供电线路可以设置在导管70内。

本发明中的固态制冷部件41可以是半导体制冷部件、磁热效应制冷部件或电卡效应制冷部件，或其他能够产生制冷效应的固态制冷部件。工作时，固态制冷部件41的两侧会产生温度差，温度较低的一侧，也即冷端411，由与该侧接触的冷却板42吸收热量，以降低冷却板42的温度，进而降低冷却板42中流动的冷却介质的温度；温度较高的一侧，也即热端413，向与该侧接触的第二散热基板412传递热量，并由散热翅片414向外散热。当然，需要理解的是，温度较高的一侧也可以直接向环境中散热。

在本实施例中，底座1用于吸收放置在吸热板10上的电子产品产生的热量，使该电子产品降温，散热主体2用于对冷却介质循环回路中的冷却介质进行散热降温，底座1和散热主体2这种分开式的结构，具有更高的散热效率，可以改善用户体验。

参看图12a和12b，为根据本发明的利用冷凝水散热的散热装置的另一实施例的内部结构示意图。在该实施例中，采用风冷进行散热，即利用固态制冷部件41对经过固态制冷部件41的冷端一侧的气流进行冷却，然后用经冷却的气流吹向需要散热的电子产品，该实施例的散热装置不需要复杂的冷却介质循环回路，结构相对简单。在该实施例中，第一散热器30a为设置在固态制冷部件41的热端一侧的翅片散热器，第一散热器30a具有一第二表面316a。固态制冷部件41的冷端一侧设置有另一翅片散热器43，翅片散热器43的散热翅片的表面即为第一表面431，冷凝水引导蒸发部件80一端贴在翅片散热器43的第一表面431上，另一端贴在第一散热器30a的第二表面316a上，将第一表面431在工作中形成的冷凝水引导至第一散热器30a的第二表面316a上，以对固态制冷部件41的热端一侧进行降温，提高整个散热装置的效率，冷凝水在第一散热器30a的第二表面316a的作用下受热蒸发，变成水蒸汽进入到空气中，冷凝水蒸发的过程也可以吸收一部分热量。

参看图13a和13b，为根据本发明的利用冷凝水散热的散热装置的又一实施例的内部结构示意图。该实施例的散热装置同样也是采用风冷进行散热，在该实施例中，在固态制冷部件的冷端一侧的翅片散热器43的两侧边分别设置有冷凝水引导蒸发部件80，将冷凝水引导至设置在固态制冷部件41的热端一侧的第一散热器30a的第二表面316a上。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些落入于本发明的保护之内。