固液相變冷卻裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種固液相變冷卻裝置，其包括：導(dǎo)流管體；殼體；以及固態(tài)-液態(tài)相變材料。殼體將導(dǎo)流管體完全包覆在其中，但不直接與導(dǎo)流管體接觸，而固態(tài)-液態(tài)相變材料則填充于導(dǎo)流管體的內(nèi)部以及導(dǎo)流管體與殼體之間的空間，并且使固態(tài)-液態(tài)相變材料與熱源接觸。其中，固態(tài)-液態(tài)相變材料在吸收熱源產(chǎn)生的熱能后會由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，而已變?yōu)橐簯B(tài)的固態(tài)-液態(tài)相變材料則會在導(dǎo)流管體內(nèi)以及導(dǎo)流管體與殼體之間的空間內(nèi)循環(huán)流動，借此通過熱對流達(dá)成散熱的功效，同時也可通過殼體進(jìn)行散熱，達(dá)到同時通過熱傳導(dǎo)及熱對流散熱的效果。
【專利說明】 固液相變冷卻裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明關(guān)于一種冷卻裝置,特別是一種利用相變材料(phase change material)由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)時吸熱，進(jìn)而達(dá)到降溫效果的固液相變冷卻裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著科技的發(fā)展，無論是CPU、1C、功率芯片或LED燈具等電子產(chǎn)品都需要使用冷卻裝置以適時地將多余的熱帶走。為滿足電子產(chǎn)品對散熱的需要，已發(fā)展出許多不同的散熱方式，主要可分為被動式冷卻及主動式冷卻。主動式冷卻需要額外使用能量驅(qū)動冷卻裝置，例如:水冷、風(fēng)扇強(qiáng)制對流(forced convect1n),而被動式冷卻不需要外加能量，例如可以使用散熱鰭片直接對于空氣冷卻達(dá)到自由對流(free convect1n)的效果,又或者是借由物體表面熱輻射達(dá)成。
[0003]主動式冷卻通常具有較佳的冷卻效果，例如風(fēng)扇強(qiáng)制對流可以輕易達(dá)成有效熱傳系數(shù)約1，000W/m2*K，然而額外使用能量驅(qū)動主動式冷卻裝置卻也使得冷卻成本提高，又當(dāng)主動式冷卻裝置中的驅(qū)動系統(tǒng)失效時，主動式冷卻裝置也會整個無法運作。
[0004]被動式冷卻因為不需要額外輸入能量，雖然可以有效控制冷卻成本，但也因此冷卻效果較差且非常有限，例如空氣自由對流的有效熱傳系數(shù)僅約為10W/m2*K。此外，利用熱輻射冷卻則需要在熱源與環(huán)境溫度差越大的情況下才會比熱傳導(dǎo)及熱對流要好，因此對于一般的電子元件散熱而言，僅能作為輔助散熱之用，也無法具有足夠的冷卻效果。
[0005]因此，如何能夠有效設(shè)計出一個以被動式冷卻原理進(jìn)行冷卻，并且能有效提高冷卻效果的冷卻裝置便為目前急需努力研發(fā)的目標(biāo)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種固液相變冷卻裝置，其利用固態(tài)-液態(tài)相變材料直接吸收熱源產(chǎn)生的熱能，以作為固態(tài)-液態(tài)相變材料發(fā)生相變所需的潛熱，固態(tài)-液態(tài)相變材料于熱源的升溫過程中會吸熱并延遲熱源升溫的速率，以確保熱源的溫度可長時間維持在工作溫度以內(nèi)，而在固態(tài)-液態(tài)相變材料變?yōu)橐簯B(tài)后，液化的固態(tài)-液態(tài)相變材料便會在導(dǎo)流管體及殼體內(nèi)流動，以借由熱對流進(jìn)行散熱；于此同時，熱能也會借由熱傳導(dǎo)通過殼體對外散熱，以提聞冷卻效果。
[0007]本發(fā)明的目的是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。本發(fā)明提供一種固液相變冷卻裝置，其與熱源接觸，固液相變冷卻裝置包括:導(dǎo)流管體，上下兩端分別具有導(dǎo)流開口 ；殼體，將導(dǎo)流管體完全包覆于其中，但不與導(dǎo)流管體直接接觸，又殼體具有:斜面導(dǎo)流部，自殼體的中央軸朝離軸方向傾斜，斜面導(dǎo)流部的相對兩端設(shè)有熱源開口及連接部開口，且連接部開口的截面積大于熱源開口的截面積，連接部開口的位置低于所述多個導(dǎo)流開口的位置，熱源開口的位置又低于連接部開口的位置，熱源設(shè)置于熱源開口處，并覆蓋熱源開口 ；垂直部，連接于連接部開口處的斜面導(dǎo)流部，并朝遠(yuǎn)離熱源開口的方向延伸；封口部，連接于垂直部并覆蓋垂直部形成的開口，且封口部與導(dǎo)流管體之間存在有間隙；及多個內(nèi)部鰭片，連接于垂直部，并朝殼體的中央軸的方向延伸；以及固態(tài)-液態(tài)相變材料，填充于導(dǎo)流管體的內(nèi)部以及導(dǎo)流管體及殼體之間的空間，固態(tài)-液態(tài)相變材料的熔點低于熱源的操作溫度；固態(tài)-液態(tài)相變材料吸收熱源產(chǎn)生的熱能并由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，已變?yōu)橐簯B(tài)的固態(tài)-液態(tài)相變材料自熱源開口處朝鄰近連接部開口的導(dǎo)流開口流動，再通過導(dǎo)流管體并自另一端的導(dǎo)流開口流出，之后又流入導(dǎo)流管體與殼體之間的空間，并受到斜面導(dǎo)流部的引導(dǎo)再次回流至熱源開口處。
[0008]本發(fā)明的目的還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實現(xiàn)。
[0009]前述的固液相變冷卻裝置，其中每兩個內(nèi)部鰭片之間構(gòu)成內(nèi)部流道，而該內(nèi)部流道方向與該殼體的中央軸平行。
[0010]前述的固液相變冷卻裝置，其中所述多個內(nèi)部鰭片朝該殼體的中央軸的方向延伸至該導(dǎo)流管體，并與該導(dǎo)流管體連接。
[0011]前述的固液相變冷卻裝置，其進(jìn)一步包括多個外部鰭片，連接于該垂直部，并朝該殼體的外側(cè)延伸。
[0012]前述的固液相變冷卻裝置，其中每兩個外部鰭片之間構(gòu)成外部流道，而該外部流道方向與該殼體的中央軸平行。
[0013]前述的固液相變冷卻裝置，其中每兩個內(nèi)部鰭片之間構(gòu)成內(nèi)部流道，每兩個外部鰭片之間構(gòu)成外部流道，而該內(nèi)部流道方向及該外部流道方向皆與該殼體的中央軸平行。
[0014]前述的固液相變冷卻裝置，其中該固態(tài)-液態(tài)相變材料為堿性硝酸鹽、醋酸鈉、五水偏硅酸鈉(Na2S13.5H20)金屬或烷烴混合物。
[0015]前述的固液相變冷卻裝置，其中該固態(tài)-液態(tài)相變材料為石蠟(paraffin wax)。
[0016]前述的固液相變冷卻裝置，其中該殼體的材質(zhì)為熱傳系數(shù)大于或等于150W/m*K的高熱傳金屬材質(zhì)。
[0017]前述的固液相變冷卻裝置，其中該導(dǎo)流管體的上端與該封口部之間垂直方向的截面積大于或等于該導(dǎo)流開口的截面積，該導(dǎo)流管體的下端與該斜面導(dǎo)流部之間垂直方向的截面積大于或等于該導(dǎo)流開口的截面積。
[0018]前述的固液相變冷卻裝置，其中該熱源為CPU模塊、IC模塊、功率芯片、LED燈具、該LED燈具的散熱鰭片或鋰電池。
[0019]借由本發(fā)明的實施，可達(dá)到下列進(jìn)步功效:
[0020]一、延遲熱源升溫的速率；
[0021]二、同時通過熱傳導(dǎo)及熱對流進(jìn)行散熱；以及
[0022]三、提高冷卻效果。
[0023]上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明實施例的一種固液相變冷卻裝置的透視立體圖；
[0025]圖2A為沿圖1中A-A剖線的剖視圖；
[0026]圖2B為沿圖1中B-B剖線的剖視圖；
[0027]圖2C為圖2A中內(nèi)部鰭片與導(dǎo)流管體連接的剖視圖；
[0028]圖3為本發(fā)明實施例的另一種固液相變冷卻裝置的透視立體圖；
[0029]圖4A為沿圖3中A，-A，剖線的剖視圖；
[0030]圖4B為沿圖3中B’ -B’剖線的剖視圖；
[0031]圖4C為圖4A中內(nèi)部鰭片與導(dǎo)流管體連接的剖視圖；
[0032]圖5為本發(fā)明實施例的一種內(nèi)部鰭片及外部鰭片的示意圖；
[0033]圖6為本發(fā)明實施例的另一種內(nèi)部鰭片及外部鰭片的示意圖；以及
[0034]圖7及圖8分別為本發(fā)明實施例的一種液態(tài)的固態(tài)-液態(tài)相變材料于固液相變冷卻裝置中的流動方向示意圖。
[0035]【主要元件符號說明】
[0036]10:導(dǎo)流管體11:導(dǎo)流開口
[0037]20:殼體21:斜面導(dǎo)流部
[0038]211:熱源開口212:連接部開口
[0039]22:垂直部23:封口部
[0040]24:內(nèi)部鰭片25:中央軸
[0041]30:固態(tài)-液態(tài)相變材料40:熱源
[0042]50:外部鰭片60:凸出部
[0043]A1:連接部開口的截面積A2:熱源開口的截面積
[0044]A3、A4:縱向截面積 A5:導(dǎo)流開口的截面積

【具體實施方式】
[0045]為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的一種固液相變冷卻裝置的【具體實施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
[0046]如圖1至圖4C所示，本實施例為一種固液相變冷卻裝置，其包括:導(dǎo)流管體10 ;殼體20 ;以及固態(tài)-液態(tài)相變材料30。固液相變冷卻裝置與熱源40接觸以幫助熱源40散熱，而熱源40可以是CPU模塊、IC模塊、功率芯片、LED燈具、LED燈具的散熱鰭片或鋰電池。
[0047]殼體20將導(dǎo)流管體10完全包覆于其中，而固態(tài)-液態(tài)相變材料30則填充于導(dǎo)流管體10內(nèi)以及殼體20與導(dǎo)流管體10之間的空間中，而當(dāng)熱源40產(chǎn)生熱能時，固態(tài)-液態(tài)相變材料30便會吸收熱能，并將其作為相變時所需的潛熱，而由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的固態(tài)-液態(tài)相變材料30則能借由流動通過熱對流效應(yīng)進(jìn)行散熱。
[0048]導(dǎo)流管體10，其為上下兩端分別具有導(dǎo)流開口 11的管體。殼體20將導(dǎo)流管體10包覆于其中，但不與導(dǎo)流管體10直接接觸，而導(dǎo)流管體10可以通過支架(圖未示)支撐再與殼體20結(jié)合，但為了保留足夠的空間提供變成液態(tài)的固態(tài)-液態(tài)相變材料30流動，導(dǎo)流管體10的四周需要和殼體20相距特定的距離。
[0049]為了提供變成液態(tài)的固態(tài)-液態(tài)相變材料30能在殼體20中順利流動，殼體20的外型及結(jié)構(gòu)需要經(jīng)過特殊的設(shè)計，并且為了使殼體20還能快速地將熱源40產(chǎn)生的熱能借由熱傳導(dǎo)散除，殼體20的材質(zhì)可選用具有高熱傳特性的材質(zhì)，例如熱傳系數(shù)大于或等于150W/m*K的高熱傳金屬材質(zhì)。
[0050]如圖2B及圖4B所示，殼體20具有:斜面導(dǎo)流部21 ;垂直部22 ;封口部23 ;及多個內(nèi)部鰭片24。
[0051]斜面導(dǎo)流部21，自殼體20的中央軸25朝離軸方向傾斜，斜面導(dǎo)流部21的相對兩端設(shè)有熱源開口 211及連接部開口 212，熱源開口 211用以容置熱源40，以使得熱源40設(shè)置于熱源開口 211處時恰可覆蓋熱源開口 211，進(jìn)而讓殼體20在與熱源40結(jié)合后構(gòu)成一個完全密封的空間，以供填入固態(tài)-液態(tài)相變材料30，并可防止固態(tài)-液態(tài)相變材料30變?yōu)橐簯B(tài)時流出殼體20之外。
[0052]斜面導(dǎo)流部21需要具有足夠的空間，并且要引導(dǎo)液態(tài)的固態(tài)-液態(tài)相變材料30大致上朝特定的方向流動，因此斜面導(dǎo)流部21的連接部開口的截面積A1需大于熱源開口的截面積A2,以使得斜面導(dǎo)流部21可構(gòu)成類圓錐形，并讓熱源開口 211的位置低于連接部開口 212的位置，進(jìn)而讓變?yōu)橐簯B(tài)的固態(tài)-液態(tài)相變材料30可以順著斜面導(dǎo)流部21的斜面方向朝熱源40流動；又為了使導(dǎo)流管體10與熱源40之間具有足夠的距離，連接部開口212的位置還需低于導(dǎo)流開口 11的位置。
[0053]垂直部22連接于連接部開口 212處的斜面導(dǎo)流部21，并朝遠(yuǎn)離熱源開口 211的方向延伸。垂直部22作為殼體20的側(cè)壁，而封口部23則連接于垂直部22并覆蓋垂直部22形成的開口，也就是與斜面導(dǎo)流部21分別連接于垂直部22的兩側(cè)。除此之外，封口部23也與導(dǎo)流管體10之間存在有間隙，以利充填固態(tài)-液態(tài)相變材料30，并且可提供變?yōu)橐簯B(tài)的固態(tài)-液態(tài)相變材料30能夠在封口部23與導(dǎo)流管體10之間的間隙流動。
[0054]如圖2A及圖4A所示，垂直部22又連接有多個內(nèi)部鰭片24，以使得熱能除了可通過殼體20向外界散失外，也可以通過殼體20及內(nèi)部鰭片24傳遞至固態(tài)-液態(tài)相變材料30。由于多個內(nèi)部鰭片24可進(jìn)一步提高固態(tài)-液態(tài)相變材料30與殼體20的接觸面積，所以能加速熱交換的速率。
[0055]如圖1至圖4C所示，內(nèi)部鰭片24的設(shè)置方式是朝殼體20的中央軸25的方向延伸，并使得每兩個內(nèi)部鰭片24之間構(gòu)成內(nèi)部流道，而內(nèi)部流道方向與殼體20的中央軸25平行，以供變成液態(tài)的固態(tài)-液態(tài)相變材料30流動。如圖2A及圖4A所示，內(nèi)部鰭片24可以不延伸至導(dǎo)流管體10，但如圖2C及圖4C所示，內(nèi)部鰭片24也可以延伸至導(dǎo)流管體10，并與導(dǎo)流管體10連接。
[0056]此外，由于固液相變冷卻裝置整體也要對外在環(huán)境散熱，因此除了內(nèi)部鰭片24夕卜，固液相變冷卻裝置也可以再進(jìn)一步包括多個外部鰭片50，以更有效率地對外在環(huán)境散熱。同樣地，外部鰭片50連接于垂直部22，并朝殼體20的外側(cè)延伸，而且每兩個外部鰭片50之間構(gòu)成外部流道，外部流道方向也與殼體20的中央軸25平行，以增加對外在環(huán)境的接觸面積。
[0057]如圖5及圖6所示，無論是內(nèi)部鰭片24或是外部鰭片50，為了再更進(jìn)一步增加與固態(tài)-液態(tài)相變材料30或是與外在環(huán)境的接觸面積，在內(nèi)部鰭片24或外部鰭片50上都可再進(jìn)一步設(shè)置多個凸出部60，而凸出部60可以為片狀或是柱狀，在此僅列出幾個可能的形式，但于實施上并不僅限于此。
[0058]如圖1至圖4C所示，固態(tài)-液態(tài)相變材料30填充于導(dǎo)流管體10的內(nèi)部以及導(dǎo)流管體10及殼體20之間的空間，并且其熔點低于熱源40的操作溫度。固態(tài)-液態(tài)相變材料30可以是顆粒的形式填入導(dǎo)流管體10的內(nèi)部以及導(dǎo)流管體10及殼體20之間的空間，又或是經(jīng)燒熔后灌入。
[0059]固態(tài)-液態(tài)相變材料30可以選用堿性硝酸鹽、醋酸鈉、五水偏硅酸鈉(Na2S13.5Η20)金屬或燒烴混合物,例如可以使用石臘(paraffin wax)作為固態(tài)-液態(tài)相變材料30。而且固態(tài)-液態(tài)相變材料30的潛熱越大越好，最好能大于100J/g。
[0060]由于固態(tài)-液態(tài)相變材料30于相變時會需要吸收大量的熱(即熔化熱)，在熔化的過程中固態(tài)-液態(tài)相變材料30的溫度幾乎不變或僅有少量的變化，因此本發(fā)明實施例特別利用固態(tài)-液態(tài)相變材料30在相變過程中大量吸收熱能但不增加溫度的特性，使熱源40與固態(tài)-液態(tài)相變材料30直接熱接觸進(jìn)而散熱，以穩(wěn)定熱源40 (例如功率電子器件)的溫度。借由仔細(xì)選擇固態(tài)-液態(tài)相變材料30的物理特性，將可使熱源40的溫度維持在低于其工作溫度并達(dá)到足夠使用時間的狀態(tài)。
[0061]固液相變冷卻裝置的整個工作過程分為升溫階段及降溫階段，而升溫階段又分為三個子階段，分別對應(yīng)固態(tài)-液態(tài)相變材料30為純固態(tài)、相變中及純液態(tài)的狀態(tài)，降溫過程又可分為兩個子階段，分別對應(yīng)固態(tài)-液態(tài)相變材料30為純液態(tài)或純固態(tài)。
[0062]如圖7及圖8所示，在升溫階段的純固態(tài)狀態(tài)時，設(shè)置在熱源開口 211的熱源40因直接與固態(tài)-液態(tài)相變材料30直接接觸，所以在熱源40剛開始產(chǎn)生熱能時，熱源40可以直接加熱固態(tài)-液態(tài)相變材料30，但此時因溫度尚未超過固態(tài)-液態(tài)相變材料30的熔點，因此固態(tài)-液態(tài)相變材料30仍舊處于純固態(tài)的狀況，而固態(tài)-液態(tài)相變材料30可吸收熱能并以熱傳導(dǎo)將熱能傳遞至殼體20以達(dá)到初步散熱的效果。
[0063]接著在升溫階段的相變中狀態(tài)時，熱源40與固態(tài)-液態(tài)相變材料30之間的熱交換面上的固態(tài)-液態(tài)相變材料30開始逐漸由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，然而其溫度大致上維持不變，固態(tài)-液態(tài)相變材料30吸收的熱能成為相變所需的潛熱，直到所有固態(tài)-液態(tài)相變材料30變?yōu)橐簯B(tài)前，溫度僅有少量上升。
[0064]然后，在升溫階段的純液態(tài)狀態(tài)時，固態(tài)-液態(tài)相變材料30持續(xù)吸收熱能且溫度持續(xù)上升，而因固態(tài)-液態(tài)相變材料30已變?yōu)榧円簯B(tài)，因此散熱機(jī)制除了原有的熱傳導(dǎo)外，還增加了熱對流現(xiàn)象。
[0065]受熱且已變?yōu)橐簯B(tài)的固態(tài)-液態(tài)相變材料30自最接近熱源40的熱源開口 211處開始，朝向鄰近連接部開口 212的導(dǎo)流開口 11流動，再通過導(dǎo)流管體10的內(nèi)部并自另一端的導(dǎo)流開口 11流出，之后又向外流入導(dǎo)流管體10與殼體20之間的空間，并受到斜面導(dǎo)流部21的斜面的引導(dǎo)再次回流至熱源開口 211處。
[0066]由于當(dāng)變?yōu)橐簯B(tài)的固態(tài)-液態(tài)相變材料30流至遠(yuǎn)離熱源40的地方時，其溫度會略為下降，而溫度較低的液態(tài)的固態(tài)-液態(tài)相變材料30便會受到溫度較高的液態(tài)的固態(tài)-液態(tài)相變材料30的推擠，再度回流至熱源開口 211處，這樣的對流循環(huán)可以加快散熱速率。
[0067]特別的是，請同時參考圖2B及圖4B，由導(dǎo)流管體10的最外緣垂直地向斜面導(dǎo)流部21及封口部23設(shè)置假想線，直到假想線分別和斜面導(dǎo)流部21及封口部23相交于一點，假想線可以在導(dǎo)流管體10的上方側(cè)及下方側(cè)構(gòu)成上方假想管體及下方假想管體。
[0068]前述假想線于導(dǎo)流管體10的上方側(cè)構(gòu)成的上方假想管體的縱向截面積A3(即導(dǎo)流管體10上端與封口部23的垂直方向上構(gòu)成的截面積)可以大于或等于導(dǎo)流開口的截面積?，于導(dǎo)流管體10的下方側(cè)構(gòu)成的下方假想管體的縱向截面積?(即導(dǎo)流管體10下端與斜面導(dǎo)流部21的垂直方向上構(gòu)成的截面積)也可以大于或等于導(dǎo)流開口的截面積?，使得液態(tài)的固態(tài)-液態(tài)相變材料30回流至熱源開口 211處的速度大于或等于流出遠(yuǎn)離熱源開口 211處的速度，借此增進(jìn)回流速度，使得熱對流可以達(dá)到較佳的效果。
[0069]而在降溫階段的純液態(tài)狀態(tài)時，固態(tài)-液態(tài)相變材料30會持續(xù)以熱對流與熱傳導(dǎo)方式對殼體20放熱,然而固態(tài)-液態(tài)相變材料30有可能出現(xiàn)過冷態(tài)(supercooled),當(dāng)固態(tài)-液態(tài)相變材料30的溫度低于熔點時，仍然保持液態(tài)，而能持續(xù)維持熱對流散熱，并且可以更有效率地在低溫散熱。
[0070]又在降溫階段的純固態(tài)狀態(tài)時，由于固液相變冷卻裝置持續(xù)對熱源40進(jìn)行散熱，并在持續(xù)降溫狀態(tài)下，固態(tài)-液態(tài)相變材料30將凝結(jié)回固態(tài)，并以熱傳導(dǎo)方式持續(xù)散熱直至熱源40以及固液相變冷卻裝置與外在環(huán)境溫度平衡。
[0071]固液相變冷卻裝置無論處在上述的哪一種階段及狀態(tài)下，固態(tài)-液態(tài)相變材料30吸收的熱依舊會持續(xù)地通過殼體20對外在環(huán)境散熱。
[0072]此外，熱源40可以有兩種操作模式，一種為連續(xù)操作產(chǎn)生熱，另一種為僅有一段時間連續(xù)產(chǎn)生熱，而有另一段時間可以散熱。前者例如是需長時間使用而不關(guān)閉的發(fā)電機(jī)，后者例如是通常只操作于夜間的路燈。
[0073]由于固態(tài)-液態(tài)相變材料30的固態(tài)熱傳導(dǎo)特性遠(yuǎn)優(yōu)于空氣，在液態(tài)狀態(tài)時，除了可通過熱傳導(dǎo)散熱外，還可以通過熱對流散熱，因此本發(fā)明實施例的固液相變冷卻裝置對熱源40的冷卻能力確實可遠(yuǎn)優(yōu)于其他被動式冷卻裝置。而且本發(fā)明實施例在某些應(yīng)用的冷卻機(jī)制僅需短暫時間吸熱，而長時間不使用時，處在高溫的相變材料可以慢慢放熱，以發(fā)揮更大的散熱效益。
[0074]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種固液相變冷卻裝置，其與熱源接觸，其特征在于該固液相變冷卻裝置包括: 導(dǎo)流管體，上下兩端分別具有導(dǎo)流開口 ； 殼體，將該導(dǎo)流管體完全包覆于其中，但不與該導(dǎo)流管體直接接觸，又該殼體具有: 斜面導(dǎo)流部，自該殼體的中央軸朝離軸方向傾斜，該斜面導(dǎo)流部的相對兩端設(shè)有熱源開口及連接部開口，且該連接部開口的截面積大于該熱源開口的截面積，該連接部開口的位置低于所述多個導(dǎo)流開口的位置，該熱源開口的位置又低于該連接部開口的位置，該熱源設(shè)置于該熱源開口處，并覆蓋該熱源開口 ； 垂直部，連接于該連接部開口處的該斜面導(dǎo)流部，并朝遠(yuǎn)離該熱源開口的方向延伸； 封口部，連接于該垂直部并覆蓋該垂直部形成的開口，且該封口部與該導(dǎo)流管體之間存在有間隙 '及 多個內(nèi)部鰭片，連接于該垂直部，并朝該殼體的中央軸的方向延伸；以及 固態(tài)-液態(tài)相變材料，填充于該導(dǎo)流管體的內(nèi)部以及該導(dǎo)流管體及該殼體之間的空間，該固態(tài)-液態(tài)相變材料的熔點低于該熱源的操作溫度； 該固態(tài)-液態(tài)相變材料吸收該熱源產(chǎn)生的熱能并由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，已變?yōu)橐簯B(tài)的該固態(tài)-液態(tài)相變材料自該熱源開口處朝鄰近該連接部開口的該導(dǎo)流開口流動，再通過該導(dǎo)流管體并自另一端的該導(dǎo)流開口流出，之后又流入該導(dǎo)流管體與該殼體之間的空間，并受到該斜面導(dǎo)流部的引導(dǎo)再次回流至該熱源開口處。
2.如權(quán)利要求1所述的固液相變冷卻裝置，其特征在于其中每兩個內(nèi)部鰭片之間構(gòu)成內(nèi)部流道，而該內(nèi)部流道方向與該殼體的中央軸平行。
3.如權(quán)利要求2所述的固液相變冷卻裝置，其特征在于其中所述多個內(nèi)部鰭片朝該殼體的中央軸的方向延伸至該導(dǎo)流管體，并與該導(dǎo)流管體連接。
4.如權(quán)利要求3所述的固液相變冷卻裝置，其特征在于其進(jìn)一步包括多個外部鰭片，連接于該垂直部，并朝該殼體的外側(cè)延伸。
5.如權(quán)利要求4所述的固液相變冷卻裝置，其特征在于其中每兩個外部鰭片之間構(gòu)成外部流道，而該外部流道方向與該殼體的中央軸平行。
6.如權(quán)利要求1所述的固液相變冷卻裝置，其特征在于其進(jìn)一步包括多個外部鰭片，連接于該垂直部，并朝該殼體的外側(cè)延伸。
7.如權(quán)利要求6所述的固液相變冷卻裝置，其特征在于其中每兩個內(nèi)部鰭片之間構(gòu)成內(nèi)部流道，每兩個外部鰭片之間構(gòu)成外部流道，而該內(nèi)部流道方向及該外部流道方向皆與該殼體的中央軸平行。
8.如權(quán)利要求1所述的固液相變冷卻裝置，其特征在于其中該固態(tài)-液態(tài)相變材料為堿性硝酸鹽、醋酸鈉、五水偏硅酸鈉金屬或烷烴混合物。
9.如權(quán)利要求8所述的固液相變冷卻裝置，其特征在于其中該固態(tài)-液態(tài)相變材料為石蠟。
10.如權(quán)利要求1所述的固液相變冷卻裝置，其特征在于其中該殼體的材質(zhì)為熱傳系數(shù)大于或等于150W/m*K的高熱傳金屬材質(zhì)。
11.如權(quán)利要求1所述的固液相變冷卻裝置，其特征在于其中該導(dǎo)流管體的上端與該封口部之間垂直方向的截面積大于或等于該導(dǎo)流開口的截面積，該導(dǎo)流管體的下端與該斜面導(dǎo)流部之間垂直方向的截面積大于或等于該導(dǎo)流開口的截面積。
12.如權(quán)利要求1所述的固液相變冷卻裝置，其特征在于其中該熱源為CPU模塊、IC模塊、功率芯片、LED燈具、該LED燈具的散熱鰭片或鋰電池。
【文檔編號】F28D15/00GK104422318SQ201310400208
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月5日
【發(fā)明者】鐘德元, 黃皓瑄 申請人:中央大學(xué)