CN100445683C - 热管散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热管散热装置，其包括一热管及分别连接于热管两端的热源接触部与散热部，其中该热管与热源接触部及散热部活动连接。由于热管与散热部以及热源接触部活动连接，必要时三者可拆卸成独立部分，因此，热管老化时可将热管拆卸下来而换上新热管，不仅可确保热管散热装置的高散热效率，而且散热部、热源接触部不需要与热管一起报废，从而节约资源，降低散热成本。该热管散热装置适合应用于电子器件的散热。

Description

热管散热装置

【技术领域】

本发明关于散热装置，特别关于一种应用于电子散热装置中的热管散热装置。

【背景技术】

近年来电子技术迅速发展，电子元件的高频、高速以及集成电路的密集及微型化，使得单位容积电子元件发热量剧增，因此在电子元件上贴附一散热装置，将电子元件工作时所产生的热量传导至空气中，以确保电子元件能稳定运转。

现有用来协助电子元件散发热量的相关散热装置构造，可参考1989年12月5日公告的美国专利第4,884,331号。该散热装置在基座顶面上凸设若干散热鳍片，工作时，该基座贴附在电子元件表面将热量导出，再经散热鳍片将热量散出。但是，基座为一金属块，即使铜或铝等导热能力强的金属材料，也逐渐难以满足目前高频、高速电子元件的散热要求，因此，散热装置的导热、散热效率有待提高。

另外，2000年7月26日公告的中国专利第99243628号揭露一种采用热管导热的散热装置，请参阅图1，该散热装置1包括一热管10、多个个散热鳍片11以及导热块12，散热鳍片11与导热块12分别以烧结方式接合于热管10的两端，三者接合为一体。工作时，导热块12贴附于电子元件(图未标示)上，电子元件散发的热量由导热块12传导给热管10，并经过热管10传导给散热鳍片11，再由散热鳍片11散发至空气中。热管10的导热效率较金属铜高数百倍，因而可提高该散热装置1的散热效率。

现有技术中还有采用改善热管工作流体等方法提高热管导热效率，如中国专利第03146805.5号所示，其采用纳米工作流体(即纯水、氨水、甲醇、丙酮或庚烷等传统工作流体中悬浮纳米碳球等导热纳米粒子)提高热管导热效率，采用该纳米工作流体的热管应用于热管散热装置将进一步提高热管散热装置的散热效率。

但是，现有技术中常采用烧结(如上述中国第99243628号专利所述)、焊接(如中国第98202990号专利所述)等方法，将热管与散热鳍片永久结合，虽然从一定程度上解决热管与散热鳍片结合紧密的问题，但是由于众所周知热管容易老化，即使采用纳米工作流体的热管，也会因为纳米流体在长时间运作下出现纳米粒子聚集沉淀的现象而失效，一般热管寿命只有1～2年。热管老化失效后，热管散热装置的散热效率大大降低，甚至整个散热装置随的报废，从而造成严重的资源浪费。

因此，设计另外一种热管与散热鳍片既结合紧密又便于拆卸的热管散热装置非常必要。

【发明内容】

以下，将以多个实施例说明一种热管与散热鳍片既结合紧密又便于拆卸的热管散热装置。

上述热管散热装置包括一热管及分别连接于热管两端并被热管贯穿于其中的热源接触部与散热部，其中该热管与热源接触部及散热部的连接分别为活动连接，且所述热管分别贯穿热源接触部与散热部的两端各向外延伸一段实心部分，该实心部分表面形成有螺纹，以用于将该热管两端固定于机壳上，从而固定热管散热装置。

所述活动连接为螺纹连接、插接、扣合、枢接和铆接中的任一种。

所述热源接触部为一金属块。

所述散热部包括多个散热鳍片。

所述散热鳍片具有一与热管配合的孔，孔边延伸至少一突起部。

所述散热部配合一风扇散热。

所述热管两端各延长一实心部分，该实心部分表面形成有螺纹，用于固定该热管散热装置。

所述热管包括一管壳、形成于管壳内壁的毛细结构以及浸润该毛细结构并密封于管壳内的工作流体。

所述热管的工作流体中还悬浮有导热材料的微粒。

所述导热材料微粒为纳米铜粉或纳米碳球，或为内部填充有纳米级铜粉的纳米碳球。

与现有技术相比，上述方案所提供的热管散热装置具有以下优点：热管散热装置中热管与散热部以及热源接触部分别活动连接，必要时三者可拆卸成独立部分，因此，热管老化时可将热管拆卸下来而换上新热管，不仅可确保热管散热装置的高散热效率，而且散热部、热源接触部不需要与热管一起报废，从而节约资源，降低散热成本。热管与散热部以及热源接触部分别以螺纹连接，更有利于增大热管与散热部以及热源接触部的接触面积，从而提高热传效率。另外，热管采用添加有纳米材料的工作流体，热管导热效率提高，从而提高整个热管散热装置的散热效率。

【附图说明】

图1是现有技术热管散热装置示意图；

图2是本发明第一实施方式热管散热装置示意图；

图3是本发明第二实施方式热管散热装置示意图。

【具体实施方式】

下面结合图示来说明本发明所提供的热管散热装置的实施方式：

请参阅图2，本发明第一实施方式所提供的热管散热装置20包括一金属块21，热管22及多个散热鳍片23，金属块21与散热鳍片23分别活动连接于热管22的两端，图中所表达为螺纹连接。其中金属块21作为热源接触部，优选其至少一表面为平整面，用于紧密接触发热电子元件。散热鳍片23作为散热部，采用鳍片状，用于增大散热面积，提高散热效率。热管22表面形成有螺纹，金属块21形成有螺孔211，散热鳍片23均形成有螺孔232，该螺孔211、232均与热管22配合，使得热管22与金属块21及散热鳍片23紧密连接。

所述金属块21可以为铜、铝、不锈钢等导热性能良好的金属。本实施方式采用铜块，设计为方形，其底面用于接触发热电子元件。

所述散热鳍片23可以为铜、铝、不锈钢等导热性能良好的金属鳍片，其螺孔232通过环形突起部231而形成，突起部231的内壁形成内螺纹，与热管22表面的外螺纹相配。

所述热管22包括外表面形成有螺纹的管壳，形成于管壳内的毛细吸液芯，以及浸润毛细吸液芯且密封于管壳内的适量工作流体。管壳一般为铜管，亦可根据不同需要采用不同材料，如铝、铁等金属。管径为2毫米～200毫米，管长可从几毫米至数十米。管壳可以为直管，亦可以为不同形状的弯管。

毛细吸液芯包括烧结于管壳内壁的多孔材料，或形成于管壳内壁的微尺寸沟槽，或填充于管壳内的金属丝网，具有足够毛细力，能使工作流体沿其流动即可。

工作流体包括纯水、氨水、甲醇、丙酮、庚烷等液体，亦可在液体中添加导热材料的微粒，如铜粉、纳米碳球、内部填充有纳米级铜粉的纳米碳球等，以增加工作流体的导热性能。

工作时，金属块21贴合发热电子元件，热管22接合金属块21一端受热，热管22内的工作流体气化，在气压差下携带热量流入热管22接合有散热鳍片23的一端，由于散热鳍片23表面积大，散热快，气态工作流体迅速释放热量而冷凝成液态，热量由散热鳍片23迅速散发，液态工作流体在毛细吸液芯作用下迅速回流至热管接合有金属块21的一端。如此循环往复，热量不断从发热电子元件，通过该热管散热装置20迅速传导至外部环境中。

为加速散热部的散热速度，还可在散热鳍片23一侧设置一风扇，加快冷热空气对流，有利于将热量迅速传导至外部环境中。

由于热管22与散热鳍片23及金属块21之间以螺纹连接而组成一体，必要时三者可拆卸成独立部分，因此，热管22老化的后可将其拆开，换上一根新热管，从而确保热管散热装置20的散热效率。

请参阅图3，本发明第二实施方式提供的热管散热装置30包括一热源接触部31，热管32及散热部33，热源接触部31与散热部33活动连接于热管32的两端，该活动连接包括螺纹连接、插接、扣合、枢接或铆接等方式。热管32分别贯穿热源接触部31与散热部33，两端各延伸一段实心部分(图未标示)，实心部分表面亦形成有螺纹，用于将热管32两端固定于机壳上，从而更好地固定热管散热装置30。

所述热源接触部31可以为一金属块，包括铜块、铝块、不锈钢块等，优选其至少具有一平整表面，用于紧密接触发热电子元件。本实施方式中热源接触部31为一长方形铜块，其侧面平整，可贴合发热电子元件。

本实施方式中所述热管32内部包括毛细吸液芯及工作流体，与第一实施方式中热管22无本质区别；散热部33可由多个散热鳍片组成，每个散热鳍片均形成一与热管配合的孔，沿孔边可延伸至少一突起部，用于增大该散热鳍片与热管的接触面积，有利于快速传热，并且使热管与散热鳍片结合更紧密。

为加速散热部的散热速度，亦可在散热部33一侧设置一风扇，加快冷热空气对流，有利于将热量迅速传导至外部环境中。

由于热管32与散热部33及热源接触部31之间活动连接，必要时三者可拆卸成独立部分，因此，热管32老化的后可将其拆开，换上一根新热管，从而确保热管散热装置30的散热效率。

Claims (10)

1.一种热管散热装置，其包括一热管及分别连接于该热管两端并被热管贯穿于其中的热源接触部与散热部，其特征在于该热管与热源接触部及散热部的连接分别为活动连接，且所述热管分别贯穿热源接触部与散热部的两端各向外延伸一段实心部分，该实心部分表面形成有螺纹，以用于将该热管两端固定于机壳上，从而固定热管散热装置。

2.如权利要求1所述的热管散热装置，其特征在于该活动连接为螺纹连接、插接、扣合、枢接和铆接中的任一种。

3.如权利要求1所述的热管散热装置，其特征在于该热源接触部包括一金属块。

4.如权利要求1所述的热管散热装置，其特征在于该散热部包括多个散热鳍片。

5.如权利要求4所述的热管散热装置，其特征在于该散热鳍片具有一与热管配合的孔，孔边延伸至少一突起部。

6.如权利要求1所述的热管散热装置，其特征在于该热管包括一管壳、形成于管壳内壁的毛细结构以及浸润该毛细结构并密封于管壳内的工作流体。

7.如权利要求6所述的热管散热装置，其特征在于该热管的工作流体中悬浮有导热材料的微粒。

8.如权利要求7所述的热管散热装置，其特征在于该导热材料微粒为纳米铜粉或纳米碳球

9.如权利要求7所述的热管散热装置，其特征在于该导热材料为内部填充有纳米级铜粉的纳米碳球。

10.如权利要求1所述的热管散热装置，其特征在于该热管散热装置的散热部配合有一风扇散热。

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