CN201039637Y - 复合热交换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种复合热交换装置，包含有一导热体、一泵与至少一热管。导热体是以底面接触一热源，用以吸收热源产生的热量，且导热体内部形成一容置槽，用以容置一第一冷却液。泵设置在导热体，用以带动第一冷却液循环流动在导热体与一第一散热器之间。热管的断面是形成一弧形侧与一相对于弧形侧的平面侧，其中弧形侧是匹配导热体底面沟槽的断面，用以使热管嵌入所述的导热体的沟槽，并使热管的平面侧与导热体的底面位于同一平面，以共同抵贴在热源，使热管对热源产生散热效果。

Description

复合热交换装置

技术领域

本新型涉及一种电子组件的散热装置，特别是指一种应用在高发热电子组件且拥有双重散热机制的复合热交换装置。

背景技术

就一般电子组件的散热方式而言，最常见的即是以导热块、散热鳍片与风扇的互相搭配，其中导热块是直接贴附在电子组件表面，而复数个散热鳍片形成在导热块上，使电子组件产生的废热传导至散热鳍片，并提高热传导的接触面积，再凭借风扇强制导引气流通过散热鳍片表面，将电子组件产生的废热顺利地移除，并维持在适当的工作温度。

随着集成电路制程技术的突破，各种电子组件不但拥有更高运算速度，且尺寸也越来越小，导致电子组件运作产生的废热更多也更加集中，而衍生出许多散热上的问题。以现今计算机之中央处理器为例，因其运算频率不断提升且体积相对缩小，使中央处理器对于散热的需求不断提高，而前述的散热鳍片搭配风扇的散热方式并无法符合其散热的需求，于是便出现水冷式散热装置与导热管，来改善中央处理器的散热问题。

水冷式散热装置是运用循环管连通吸热端与散热端，其中吸热端利用导热块贴附在中央处理器表面，以水溶液吸收导热块的热量，而散热端设置有散热鳍片与风扇，再搭配水泵带动水溶液循环在散热端与吸热端，而将中央处理器产生的废热迅速移除。

导热管是将冷却液填充入密封的管体，其一端连接在导热块形成冷却液蒸发端，而另一端则设置有散热鳍片形成冷凝端。管体内壁具有毛细结构，供冷却液吸附流动，以利用冷却液的相变化将导热块的热能吸附，再流动至冷凝端进行冷却，而将中央处理器产生的废热迅速移除。

前述的水冷式散热装置与导热管，其冷凝端或吸热端是都通过导热块传导中央处理器的废热，虽然这些导热块多为热传系数高的金属材质，但冷却液并非直接吸收中央处理器的废热，对于散热效率还是会有影响，尚有进一步改良的必要。

发明内容

现有技术的散热装置是通过导热块传导废热，还是会降低中央处理器的散热效率。针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于：提供一种具有两种散热结构的复合热交换装置，且两散热结构的热传面都直接贴附在发热源。

为达成前述的目的，本实用新型提供一种复合热交换装置，其包含有一导热体、一泵与至少一热管。导热体是以其底面接触一热源，其中导热体具有一容置槽、一冷却液入口、一冷却液出口与至少一沟槽。容置槽形成在导热体内部，用以容置一第一冷却液。冷却液入口与冷却液出口分别连通容置槽与导热体外部，用以供第一冷却液流入与流出容置槽，而沟槽形成在导热体的底面。泵是用以带动第一冷却液流动，使第一冷却液循环流动在导热体与一第一散热器之间。热管内部填充有一第二冷却液，热管的断面形成一弧形侧与一相对于弧形侧的平面侧，其中弧形侧是匹配所述的沟槽的断面，用以使所述的热管嵌入导热体的沟槽，并使热管的平面侧与导热体的底面位于同一平面，以共同抵贴在热源，使热管对热源产生散热效果，将热量带至一第二散热器进行移除。

与现有技术相比较，采用上述技术方案的本实用新型具有的优点在于：复合热交换装置拥有双重散热机制，且热传导接口是直接接触热源，不必再以导热块当作中间介质，可有效提升电子组件的散热效率，避免热量集中在热源与导热体的接触接口处，而防止高温影响电子组件的运作效能。

附图说明

图1为本新型实施例的立体分解图；

图2为本新型实施例的局部立体分解图；

图3为本新型实施例的立体图；

图4为本新型实施例的局部剖视图；

图5为本新型实施例的立体图，揭示复合热交换装置对热源散热；

图6为图5的局部剖视图；

图7为图5的局部剖视图。

附图标记说明：10-热源；20-导热体；21-冷却液入口；22-冷却液出口；23-开口；24-容置槽；25-鳍片；26-螺孔；27-底面；28-沟槽；30-泵；31-固定孔；32-固定盖；33-固定孔；34-螺合件；35-叶轮；50-第一散热器；51-循环管；511-出口端；512-入口端；60-热管；61-冷凝端；62-蒸发段；621-弧形侧；622-平面侧；70-第二散热器。

具体实施方式

为使对本新型的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

请参阅图1、图2与图3所示，为本实用新型所提供的一种复合热交换装置，其包含有一导热体20、一泵30、一第一散热50、复数个热管60与一第二散热器70。导热体20的材质可为铜、铝、铝镁合金等金属，以提升导热系数。导热体20是用以接触一热源10，以通过接触热传吸收热源10产生的热量。

参阅图1、图2与图3所示，导热体20具有一冷却液入口2 1、一冷却液出口22、一开口23与一容置槽24。容置槽24形成在导热体20内部，用以容置第一冷却液，其中第一冷却液可为以水为主要成分而添加额外成分的水溶液，但不以水溶液为限。导热体20内部形成复数个鳍片25，延伸至容置槽24中，用以增加第一冷却液与导热体20的接触面积。开口23是形成在导热体20的顶面，连通容置槽24与导热体20外部。冷却液入口21与冷却液出口22分别形成在导热体20的侧面，连通容置槽24与导热体20外部，其中冷却液入口2 1是用以供第一冷却液流入容置槽24，而冷却液出口22是用以供第一冷却液流出容置槽24，以使第一冷却液在导热体20内部与外部循环流动。导热体20的底面27是一平面，用以平贴在热源10，且导热体20的底面27更具有复数个沟槽28。

再参阅图1、图2与图3所示，泵30固定在导热体20的顶面，并覆盖在导热体20的开口23。泵30具有一叶轮35，位于容置槽24中，用以旋转带动第一冷却液流动而通过冷却液入口21与所述的冷却液出口22。泵30边缘具有复数个固定孔31，分别对应在导热体20顶面的螺孔26。一固定盖32，覆盖在泵30的顶部，固定盖32边缘形成复数个固定孔33，分别对应在泵30的各固定孔31与导热体20顶面的各螺孔26。复数个螺合件34是可穿过固定孔33与固定孔31并旋入螺孔26，用以将固定盖32锁附在泵30上，并将泵30连同固定盖32装设在导热体20，而使泵30的叶轮35位于导热体20的容置槽24中进行旋转。

再参照图1、图2与图3所示，循环管51具有一出口端511与一入口端512。循环管51是穿过一第一散热器50。循环管51的出口端511连通在导热体20的冷却液入口21，使第一冷却液可经由冷却液入口21由循环管51流入容置槽24。循环管51的入口端512连通在导热体20的冷却液出口21，使第一冷却液可经由冷却液出口21由容置槽24流入循环管5 1。通过循环管51连接容置槽24，第一冷却液可在容置槽24中与导热体20进行热交换，吸收导热体20由热源10接收的热量。接着第一冷却液可进入循环管51中，通过第一散热器50，与第一散热器50进行热交换而将热量释放至外界。

再参照图1、图2、图3与图4所示，各热管60内部填充有第二冷却液，例如乙二醇溶液，可在热管60中进行二相变化，通过热交换取得液相与气相变化所需的潜热。各热管60具有二冷凝端61与一蒸发段62。热管60的断面形成一弧形侧621与一相对于弧形侧621的平面侧622，其中弧形侧621的轮廓是匹配在导热体20的沟槽28，用以使热管60嵌入导热体20的沟槽28，而热管60的平面侧622与导热体20的底面27则位于同一平面，使热管60与导热体20可直接贴附在热源10的表面，以使热管60可吸收热源10产生的热量。第二冷却液是在热管60的蒸发段62吸收热量做为潜热，而气化为气态。各冷凝端61是嵌入一第二散热器70，以对于第二冷却液进行冷却，使气态的第二冷却液冷凝为液态，通过热管60内部的毛细结构再回到蒸发段62。

再参照图5、图6与图7所示，热源10产生的热量有两种热传导路径对外散热。其一为通过导热体20内部的第一冷却液与热源10进行热交换，使第一冷却液吸收热源10的热量后升温，而由泵30带动升温的第一冷却液流动至第一散热器50进行冷却降温，同时泵30继续维持运转，以带动降温的第一冷却液再流回导热体20内部进行热交换，如此不断地进行循环对流，以凭借第一冷却液的温度变化进行散热。其二为通过热管60内部的第二冷却液在蒸发段62与热源10进行热交换，使第二冷却液吸收热源10的热量后汽化为气态，而气态的第二冷却液因压力差流动扩散至冷凝端61，凭借第二散热器70散热而降温，使气态的第二冷却液冷凝恢复为液态，而液态的第二冷却液因毛细现象再吸附扩散至蒸发段62吸收热源10的热量，如此不断凭借第二冷却液的相变化进行散热。

本新型复合热交换装置拥有两种热交换机制，且导热体20与热管60是直接与热源10接触，不必再以额外的导热块当作热传介质，可有效提升热传导的速度，迅速地将废热自热源10移除，以避免高温影响电子组件的运作效能。由于热管60可迅速由接触接口移除热量，因此可以避免热源10与导热体20之间因为接触热阻的存在，在接口处形成高温集中区域的问题，以有效控制热源10的温度。而热管60无法负担的热功率则通过导热体20传导至第一冷却液，进一步进行冷却，以达成双重冷却效果。

以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的权利要求可限定的范围之内。

Claims (5)

1.一种复合热交换装置，其特征在于：包含有：一导热体、一泵以及至少一热管；

所述的导热体，是以其底面接触一热源，所述的导热体具有：

一容置槽，形成在所述的导热体内部，用以容置一第一冷却液；

一冷却液入口，形成在所述的导热体的侧面，连通所述的容置槽与所述的导热体外部，用以供所述的第一冷却液流入所述的容置槽；

一冷却液出口，形成在所述的导热体的侧面，连通所述的容置槽与所述的导热体外部，用以供所述的第一冷却液流出所述的容置槽；与

至少一沟槽，形成在所述的导热体的底面；

所述的泵，设置在所述的导热体上，用以带动所述的第一冷却液流动；

所述的至少一热管，内部填充有一第二冷却液，其中所述的热管的断面是形成一弧形侧与一相对于所述的弧形侧的平面侧，其中所述的弧形侧是匹配所述的沟槽的断面，所述的热管是嵌入所述的导热体的沟槽，所述的热管的平面侧与所述的导热体的底面位于同一平面。

2.根据权利要求1所述的复合热交换装置，其特征在于：所述的导热体具有一开口，形成在所述的导热体的顶面，且所述的泵具有一叶轮，其中所述的泵是固定在所述的顶面并覆盖所述的开口，且所述的叶轮是位于所述的容置槽中。

3.根据权利要求1所述的复合热交换装置，其特征在于：更包含一第一散热器与一穿过所述的第一散热器的循环管，其中所述的循环管的二端是分别连通所述的冷却液入口与所述的冷却液出口。

4.根据权利要求1所述的复合热交换装置，其特征在于：更包含一第二散热器，所述的热管的至少一端是嵌入所述的第二散热器。

5.根据权利要求1所述的复合热交换装置，其特征在于：所述的导热体具有复数个鳍片，形成在所述的导热体内部而延伸至所述的容置槽中。

Images