设置有液体冷却剂的循环回路 和电信号电缆的电子装置 【技术领域】
本发明涉及一种用液体冷却剂对发热部件(例如CPU)进行冷却的液体冷却型电子装置。具体而言，本发明涉及一种能够防止液体冷却剂循环回路与电信号电缆发生干涉的结构。
背景技术
CPU例如可被安装在笔记本式便携型电脑中。CPU在操作时产生的热量随着其处理速度的升高而增加，而且CPU执行着越来越多的操作程序。为对CPU进行冷却，近年来已经开发出所谓的“液体冷却型冷却系统”。液体冷却系统采用比热值远大于空气比热(specificheat)的液体冷却剂。
日本专利KOKAI公报第7-142886公开了一种用于便携式电脑上的液体冷却型冷却系统。该冷却系统包括一个吸热集管，一个散热集管和两个用于使冷却剂循环流动的管路。吸热集管设置在便携式电脑的主单元内，而且与安装在便携式电脑内的CPU导热连接。散热集管设置在便携式电脑的显示器单元内并位于设置在显示器单元内的显示屏的背后。管路在电脑的主单元和显示器单元之间延伸并将吸热集管和散热集管连接起来。这样，液体冷却剂就能够流过这些管路并在吸热集管和散热集管之间循环流动。
在这种冷却系统中，吸热集管中的液体冷却剂吸收由CPU产生的热量。就是说，冷却剂在吸热集管内被加热。受热的冷却剂通过第一管路流入散热集管内。当冷却剂流过散热集管时，散热集管就会将CPU产生的热量散发出去。这样，就使冷却剂在散热集管中得到冷却。被冷却的冷却剂通过第二管路流回吸热集管内。在返回吸热集管后，冷却剂再次吸收由CPU产生地热量。当冷却剂按照上述方式循环流动时，热量就能够从CPU高效地传递给散热集管。散热集管散发热量。这样就提高了对CPU的冷却效率。
一个电缆将显示屏与安装在主单元内的印刷电路板导电连接在一起。电信号通过电缆由显示屏传输给印刷电路板或从印刷电路板传输给显示屏。电缆和流动有液体冷却剂的第一、第二管路围绕主单元和显示器单元之间的接合部分导向。
电缆和管路可在同一个通道内延伸，而该通道就设置于主单元和显示器单元之间的接合部分内。在这种情况下，该通道必须足够宽，以允许电缆和管路从该通道内穿过。主单元和显示器单元之间的接合部分必然要很大。此外，在沿上述线路延伸的过程中，这两个管路和电缆可能相互干涉。如果管路和电缆发生干涉，那么就需要花费很多的人力和时间来正确地排列管路和电缆。这样，就会降低便携式电脑的装配效率。
此外，在第一管路和第二管路之间也可能发生热交换，其中在吸热集管内受热后的液体冷却剂在第一管路内流动，而在散热集管中得以冷却的冷却剂在第二管路中流动。这样，就降低了热量从CPU到散热集管的传递效率。因此，就不能提高对CPU的冷却效率。
【发明内容】
本发明的一个目的在于提供一种包括有第一壳体和第二壳体的电子装置，在该装置中，电缆和两条管路能够容易地通过第一和第二壳体之间的连接部分延伸，而且还可以防止在两条通道之间产生热交换。
为实现该目的，根据本发明一个方面的电子装置包括：一个第一壳体，该壳体内安装有一个发热部件和一个第一电路元件；一个第二壳体，该第二壳体与第一壳体相连接并安装有一个第二电路元件；一个设置在第一壳体内并与发热部件导热连接的吸热部分；一个散热部分，该散热部分设置在第一壳体内并将发热部件产生的热量散发出去；一个循环管路，液体冷却剂通过该循环管路在吸热部分和散热部分之间循环流动，从而将热量从发热部件传递给散热部分；一根电缆，该电缆在第一壳体和第二壳体之间延伸，并将第一电路元件和第二电路元件导电连接在一起。循环管路包括一个第一管路和一个第二管路。第一管路将在吸热部分内受热的液体冷却剂输送到散热部分。第二管路将在散热部分内得以冷却的液体冷却剂输送到吸热部分。在该装置中，介于第一壳体和第二壳体之间的接合部分设置有三条通道，这些通道将第一壳体的内部与第二壳体的内部连接起来；电缆穿过至少一条通道延伸；第一和第二管路分别穿过其余两条通道延伸。
这样，就可以防止电缆与第一、第二管路发生干涉。而且，使其容易地穿过介于第一壳体和第二壳体之间的连接部分导向。此外，还可以避免在第一和第二管路之间产生热交换。这样，由发热部件产生的热量就能够从吸热部分有效传递给散热部分。
本发明的其它目的和优点将在下文中加以说明，通过下面的说明可以清楚本发明的部分目的和优点，或者可通过实施本发明来理解其它目的和优点。本发明的目的和优点可通过下述的方式及其组合得以实现。
【附图说明】
作为说明书的一部分并接合到说明书中的附图示出了本发明的最佳实施例，附图和上述的一般性说明及下面对最佳实施例的详细说明用于解释本发明的原理。
图1为根据本发明第一实施例的便携式电脑的透视图；
图2为便携式电脑的透视图，图中示出了电脑的散热部分和显示器壳体之间的位置关系；
图3为根据第一实施例的便携式电脑的剖视图，图中示意性地示出了定向设置第一和第二管路并将泵和散热部分连接在一起的路线，和定向设置电缆并将印刷电路板与驱动液晶显示屏的电路导电连接在一起的路线；
图4为根据本发明第一实施例被支承部件固定在印刷电路板上的吸热部分和泵的剖视图；
图5为安装在本发明第一实施例中的泵的平面图；
图6为根据第一实施例的便携式电脑的剖视图，图中示出了散热部分和第二管路之间的接合部分，该部分被一个减震部件所覆盖；
图7为用于本发明第一实施例中的一种改型散热部分的剖视图；
图8为根据本发明第二实施例的便携式电脑的剖视图，图中示出了定向设有第一和第二管路并将泵与散热部分连接在一起的线路，和定向设有电缆并将印刷电路板与用于驱动液晶显示屏的电路导电连接在一起的线路。
【具体实施方式】
下面将参照图1至7对本发明的第一实施例加以说明。
图1至3示出了一种便携式电脑1或根据本发明的电子装置。该便携式电脑1包括一个电脑主单元2和一个显示器单元3。电脑的主单元2设置有一个第一壳体4，该第一壳体4的形状类似一个扁平的盒子。壳体4包括一个底壁4a，一个顶壁4b，一个前壁4c，左右侧壁4d和一个后壁4e。顶壁4b支承着键盘5。
两个扬声器盖6a和6b及一个显示器支承部分7设置在顶壁4b上。外盖6a和6b分别覆盖着两个扬声器(未示出)。这两个外盖位于键盘5的背后并沿第一壳体4的宽度方向间隔一定的距离。显示器支承部分7位于第一壳体4的后边缘上并在扬声器外盖6a和6b之间延伸。
显示器单元3包括一个显示器壳体8和一个液晶显示屏9。显示器壳体8或第二壳体被制造成一个类似扁盒的形状，而且在该壳体内安装着液晶显示屏9。显示器壳体8具有一个后壁8a，该后壁从后面覆盖着液晶显示屏9。该壳体8设置有一个矩形的开口10，该矩形开口面向远离后壁8a的方向。该液晶显示屏9设置有一个能够显示图像的屏幕9a。屏幕9a通过开口10暴露在壳体8的外部。
显示器壳体8设置有一个中空的支腿11。支腿11从显示器壳体8的下边缘向显示器支承部分7突出。其设置在壳体4的左右侧壁4d的中点位置上。支腿11具有两个端部12a和12b。第一端部12a位于扬声器盖6a附近。第二端部12b位于扬声器盖6b附近。
图3示出了两个铰链13a和13b将支腿11连接到显示器支承部分7上的情形。第一铰链13a在扬声器盖6a和支腿11的第一端部12a之间延伸。第二铰链13b在扬声器外盖6b和支腿11的第二端部12b之间延伸。这样，显示器单元3就与第一壳体4连接在一起并可在一个闭合位置和一个打开位置之间转动。在闭合位置上，显示器单元3位于主单元2的上方并覆盖着键盘5。在打开位置上，显示器单元3竖直支承在主单元2的后边缘上，从而将键盘5和液晶显示屏9的屏幕9a露出。
显示器支承部分7和支腿11构成了一个将第一壳体4和显示器壳体8连接在一起的连接件。显示器支承部分7设置有两个中空的凸起15a和15b。凸起15a和15b通向第一壳体4的内部。这两个凸起在第一壳体4的宽度方向上间隔一定的距离。其设置有两个通孔16，这两个通孔分别设置在两个相对的侧面上。
显示器壳体8的支腿11设置有两个凹槽17a和17b。凹槽17a和17b位于支腿11的端部12a和12b之间。这两个凹槽分别与显示器支承部分7的凸起15a和15b对齐。凸起15a和15b被插装在凹槽17a和17b内并能够旋转。
支腿11在其相对的侧面上设置有通孔18。通孔18与设置在凸起15a和15b上的通孔16同轴。通孔16和18在第一壳体4和显示器壳体8之间的连接处形成了四条通道20a、20b、20c和20d。通道20a至20d位于一条直线上。其沿壳体4和8的宽度方向间隔分布，而且分别定位在一个凸起和邻近该凸起的凹槽的接合处。这四条通道20a至20d与第一壳体4的内部相连接并与显示器壳体8的内部联通。
图1至3示出了显示器壳体8内容纳有一个用于驱动液晶显示屏9的驱动电路21。该驱动电路21具有一个电路板22(即，第二电路元件)。该电路板22设置在液晶显示屏9和支腿11之间。
第一壳体4内容纳有一个印刷电路板25(即，第一电路元件)，一个硬盘驱动器26和一个CD-ROM驱动器27。电路板25、驱动器26和27被固定在第一壳体4的底壁4a上。
图4示出了一个BGA型半导体组件28被安装在印刷电路板25的上表面上的情形。该插件28是一个发热部件并构成了一个CPU，而CPU则是便携式计算机1的大脑。与第一壳体1的右侧相比，该插件设置在一个更加靠近第一壳体1的左侧的位置上。该插件设置有一个方形的底板29和一个集成电路IC芯片30。该IC芯片30被安装在底板29的中心部分上。该IC芯片30在操作过程中将产生巨大的热量。这是因为芯片30以高速工作并执行许多操作程序。为使该IC芯片30能够在稳定的条件下工作，就需要对其进行冷却。
如图3所示，便携式电脑1还包括一个用于对半导体组件28进行冷却的液体冷却型冷却单元32。该冷却单元32包括一个吸热部分33，一个转动泵34，一个散热部分35和循环回路36。
图4示出了吸热部分33是一块比半导体组件28的底板29还要大一些的金属板。该吸热部分从上方覆盖着IC芯片30。IC芯片30在其中央部分与吸热部分33的下表面导热连接。
如图4和5所示，泵34与吸热部分33一体制成。泵34包括一个叶轮37和一个泵壳38。叶轮37与一个扁平电机39相连接，该扁平电机支承在泵壳38上。当便携式电脑1的电源开关被闭合时，或者当半导体组件28的温度升高到预定值时，扁平电机39开始转动叶轮37。
泵壳38被加工成扁盒状。其由导热金属制成，例如铝合金。该泵壳位于吸热部分33的上表面上并与吸热部分33导热连接。壳体38设置有一个泵腔40、入口41和出口42。入口41和出口42均与泵腔40相连接。其向后朝向第一壳体4和显示器壳体8之间的接合处倾斜延伸。
一个支承条43将泵34固定到印刷电路板25的上表面上。该支承条43是一个片簧，而且能够弹性变形。该片簧具有两个端部44a、44b和一个顶推凸起47。螺钉46将支承条43的端部44a和44b固定到两个柱销45上，而柱销45又被固定到印刷电路板25上。因此，支承条43的顶推凸起47就以其中心部分抵靠在泵壳38的上表面上。凸起47将吸热部分33顶推到半导体组件28上。
如图6所示，显示器壳体8内容纳有冷却单元32的散热部分35。该散热部分35为矩形，而且与液晶显示屏9一样大。该散热部分35设置在显示器壳体8的后壁8a与液晶显示屏9的背面之间。
如图7所示，散热部分35包括两个散热板50和51。散热板50和51由具有良好导热性的金属制成。散热板以一个压一个的方式设置。第一散热板50具有一个沿远离第二散热板51的方向突出的凸出部分52。该突出部分52是弯曲的并具有一个U形截面。该突出部分朝向第二散热板51开口。第二散热板51将突出部分52的开口封闭。这样，突出部分52和第二散热板51就限定了一条弯曲的冷却剂通道53。
散热部分35具有一个冷却剂入口54和一个冷却剂出口55。入口54和出口55与显示器壳体8的支腿17相对。其沿显示器壳体8的宽度方向间隔设置。冷却剂入口54设置在散热部分35的左端并定位在冷却剂通道53的上游端。冷却剂出口55设置在散热部分35的右端并定位在冷却剂通道53的下游端。
从图3中可以看出，冷却单元32的循环回路36包括两个管道57和58。第一管道57将泵34的冷却剂出口42与散热部分35的冷却剂入口54连接在一起。第一管道57首先从泵34延伸到第一壳体4的后边缘，然后延伸到显示器支承部分7的左侧凸起15a内。第一管道57还穿过第一通道20a定向在支腿11的第一端部12a内。接着，第一管道57从第一端部12a朝散热部分35的冷却剂入口54延伸。
第二管道58将泵34的冷却剂入口41与散热部分35的冷却剂出口55连接在一起。第二管道58首先从泵34延伸到第一壳体4的后边缘，然后延伸到显示器支承部分7的右侧凸起15b内。接着，第二管道58穿过第四通道20d继续定向在支腿11的第二端部12b内。接下来，第二管道58从第二端部12b朝散热部分35的冷却剂出口55延伸。这样，管道57和58就在主单元2和显示器单元3之间延伸，同时沿第一壳体4的宽度方向间隔一定的距离。
第一管道57和第二管道58由橡胶或合成树脂制成，因此具有柔韧性。第一管道和第二管道能够变形，从而在使用者旋转显示器单元3时，当散热部分35相对泵34移动时，上述管道能够吸收作用于循环回路36上的扭矩。
泵34的泵腔40、散热部分35的冷却剂通道53和循环管路36内均装满液体冷却剂(或冷媒)。液体冷却剂例如可以是一种由乙二醇(ethylene gryol)溶液配制而成的防冻剂，如果需要还可以向水中加入防腐剂。
如图2和6所示，第一管道57和冷却剂入口54之间的接合部分及第二管道58与冷却剂出口55之间的接合部分与显示器壳体8的后壁8a的内表面相对。两个减震部件59分别覆盖着这些接合部分。减震部件59由橡胶或泡沫橡胶制成，而且能够产生弹性变形。每个减震部件59都设置在接合部分与显示器壳体8的后壁8a的内表面之间。
当位于接合处的部分后壁8a从显示器壳体8的外侧受到顶推时，减震部件59能够变形，从而将顶推力吸收。这样，就不会有过大的力作用于冷却剂入口54和第一管道57之间的接合部分上或作用于冷却剂出口55和第二管道58之间的接合部分上。这样，液体冷却剂就不会在接合部分产生泄漏。
如图3所示，一个电缆60将液晶显示屏9的驱动电路21与设置在印刷电路板25上的连接件61导电连接在一起。电缆60穿过第一壳体4与显示器壳体8的接合部分延伸。
具体而言，电缆60沿整个印刷电路板25定向在第一壳体4的后边缘，然后延伸到显示器支承部分7的左侧凸起15a内。接着，电缆60穿过第二通道20b延伸到支腿11内。该电缆60从支腿11延伸到驱动电路21的电路板22上。
这样，电信号就能够在电缆60内流动，而且电缆60就以不同于第一和第二管道57、58的定向设置路线在第一壳体4和显示器壳体8之间延伸。
当便携式电脑1处于使用状态下时，半导体组件28的IC芯片30就会产生热量。IC芯片30产生的热量通过吸热部分33传递给泵壳38。容纳在泵壳38的泵腔40内的液体冷却剂就会吸收到达泵壳38的热量。
当泵34的叶轮37转动时，液体冷却剂被迫从泵腔40经第一管道57进入散热部分35。因此，液体冷却剂就在泵腔40和散热部分35的冷却剂回路53之间循环流动。
更精确地说，在泵腔40内被加热的液体冷却剂通过第一管道57被导向输送到散热部分35，接着流过弯曲的冷却剂回路53。当流过冷却剂回路53时，液体冷却剂将热量释放出来。热量在第一和第二散热板50和51内扩散。板50和51将热量从其表面散发出去。
当液体冷却剂流过液体回路53时，就会被冷却。以这种方式得以冷却的冷却剂通过第二管道58被送回泵34的泵腔40内。当冷却剂在泵腔40内流动时，将再次吸收来自IC芯片30的热量并将热量传递给散热部分35。当液体冷却剂这样循环流动时，IC芯片30的热量就被传递给设置在显示器壳体8内的散热部分35。这样，热量就能够从散热部分35散发出去，从而从便携式电脑1散发出去。
在具有上述结构的便携式电脑1中，液体冷却剂在第一管道57和第二管道58内流动，而且第一管道57和第二管道58分别穿过在第一壳体4的宽度方向上间隔设置的第一通道20a和第四通道20d、在主单元2和显示器单元3之间延伸。电信号在电缆60内流动，而且电缆60穿过位于第一通道20a和第四通道20d之间的第二通道20b在主单元2和显示器单元3之间延伸。
这样，第一管道57、第二管道58和电缆60就分别通过三条不同的路径在第一壳体4和显示器壳体8之间延伸。这样就无需使通道20a、20b、20c和20d具有很大的直径。因此，显示器支承部分7和支腿11也无需很大。
由于分别被第一管道57、电缆60和第二管道58穿过的通道20a、20b和20d间隔设置，因此其不会在第一壳体4与显示器壳体8之间的接合处发生相互干涉。这样就易于敷设电缆60、第一管道57和第二管道58，从而最终利于便携式电脑1的装配。
在吸热部分33内受热后的液体冷却剂在第一管道57内流动，在散热部分35内被冷却的液体冷却剂在第二管道58内流动，虽然第一管道57和第二管道58在吸热部分33和散热部分35之间延伸，但这两个管道仍然间隔一定的距离。这样，就不会在吸热部分33和散热部分35之间产生热交换。因此，就能够将来自半导体组件28的热量有效传递给散热部分35。这样就提高了对组件28的冷却效率。
在第一实施例中，通道20a至20d中的第三通道20c保持空着。这样，就可以穿过在图3中由双点划线表示的第三通道20c定向设置电缆60，而不是穿过第二通道20b。如果显示器壳体8内容纳有一个用于无线电通讯的天线，那么与天线相连接的天线电缆就可以穿过第三通道20c导引到第一壳体4内。
本发明并非局限于第一实施例。图8示出了本发明的第二实施例。
第二实施例与第一实施例的区别之处就在于第一壳体4与显示器壳体8之间的接合部分的结构。第二实施例的所有其它基本结构特征都与第一实施例相同。与第一实施例相同或相似的部件由相同的附图标记表示，而且不再对这些部件进行描述。
如图8所示，第一壳体4在其顶壁4b上设置有一个中空的显示器支承部分70。显示器支承部分70沿第一壳体4的宽度方向延伸并由顶壁4b向上伸出。该部分70通向第一壳体4的内部。
显示器支承部分70设置有两个端部71a、71b和两个凹槽72a、72b。端部71a和71b在第一壳体4的宽度方向上间隔一定的距离设置。凹槽72a和72b设置在端部71a和71b之间并沿第一壳体4的宽度方向间隔设置。限定有凹槽72a和72b的显示器支承部分70的侧壁上设置有多个通孔73。
显示器壳体8具有一个邻近第一壳体4的后边缘的端部。该端部具有一个沿显示器壳体8的宽度方向延伸的凹槽74。显示器支承部分70的端部71a和71b以能够使显示器壳体8旋转的方式装配在凹槽74内。
两个铰链75a和75b将显示器壳体8与显示器支承部分70连接在一起。这样，显示器壳体8就能够旋转。一个铰链75a在支承部分70的第一端部71a和显示器壳体8之间延伸。另一铰链75b在支承部分70的第二端部71b与显示器壳体8之间延伸。
两个中空的凸起76a和76b设置在显示器壳体8的凹槽74内。凸起76a和76b朝显示器壳体8的内部开口并被装配在显示器支承部分70的凹槽72a和73b内。
凸起76a和76b的侧壁上分别设置有两个通孔77。凸起76a和76b的通孔77与设置在限定凹槽72a和72b的显示器支承部分70的侧壁上的通孔73同轴。通孔73和77在第一壳体4和显示器壳体8之间的接合处构成了四条通道78a至78d。通道78a至78d位于一条直线上并沿第一壳体4和显示器壳体8的宽度方向间隔一定的距离。第一壳体4的内部与显示器壳体8的内部联通。
如图8所示，在冷却剂在吸热部分33内被加热后，将冷却剂输送到散热部分35内的第一管道57被导引到第一壳体4的后边缘并定向到显示器支承部分70的第一端部71a内。接着，第一管道57穿过第一通道78a延伸到中空的凸起76a内，从而延伸到散热部分35的冷却剂入口54。
在冷却剂在散热部分35内被冷却后，将液体冷却剂送回吸热部分33的第二管道58定向到第一壳体4的后边缘处并延伸到显示器支承部分70的第二端部71b内。第二管道58定向穿过第四通道78d继续延伸到中空的凸起76b内并延伸至散热部分35的冷却剂出口55处。这样，管道57和58就穿过第一壳体4和显示器壳体8之间的接合部分，而且沿第一壳体4的宽度方向间隔一定的距离。
其中流动着电信号的电缆60跨过印刷电路板25延伸到第一壳体4的后边缘处。接着，电缆60导向延伸到显示器支承部分70的中心部分处。接下来，电缆60通过第三通道78c导向延伸到中空的凸起76b内。该电缆从凸起76b延伸到驱动电路21的电路板22。这样，电缆60就沿着一条与导向设置冷却剂输送管道57和58的路线不同的线路穿过第一壳体4和显示器壳体8之间的接合部分。
根据本发明的电子装置并非局限于便携式电脑。本发明还可应用到所有其它类型的信息处理装置上。
本领域的技术人员将会很容易地理解本发明的其它优点，而且可对本发明作出修改。因此，从广义上说，本发明并非局限于特定的细节和图示的实施例。因此，在由所附权利要求书及其等同物所限定的发明构思范围内，可以对本发明作出多种变型和修改。