CN104238696A - 具有公用冷凝段的多热管散热方法及散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有公用冷凝段的多热管散热方法，包括如下步骤：将用于传导热量的主热管配置成用于使其内工质蒸发的蒸发段和用于使其内工质冷凝的冷凝段；将主热管的蒸发段连接一个主热源，并将冷凝段置于散热环境中；将至少一个副热管连接其他热源，并使副热管的末端与主热管蒸发段相连通；主热管蒸发段和副热管中的工质通过分别吸收主热源和其他热源的热量蒸发，转换成气态后分别流入到主热管冷凝段进行冷凝，以便散发主热源和其它热源的热量；其中，每个副热管连接一个其他热源。此外，本发明还公开一种应用于上述方法的装置，其结构简单，使用方便，散热性能好，所占空间小，节省系统空间，利于系统结构优化，使系统的线路布设更合理。

Description

具有公用冷凝段的多热管散热方法及散热装置

技术领域

本发明涉及散热技术领域，尤其涉及一种具有公用冷凝段的多热管散热方法及用于该方法的散热装置。

背景技术

随着信息技术的飞速发展，计算机中央处理器和图形处理器的运算速度越来越快，其产生的热量也越来越多，而过多的热量若无法及时排出，将严重影响中央处理器和图形处理器运行时的稳定性，为此，如何将中央处理器和图形处理器等热源的热量及时排出成为业内研究人员急需解决的问题。

现有技术中，遇到两个以上的热源时，通常采用将一个热管贯穿所有热源或是采用多支独立的热管分别贯穿一个热源的方法进行散热。当采用一个热管串联通过多个热源时，会出现热源的热阻过高而使热管散热效能不佳；当采用多支独立的热管分别贯穿对应的一个热源的方法时，存在着多支热管需要占用太大空间、限制整个系统的结构设计及系统的线路布设等缺点。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种具有公用冷凝段的多热管散热装置，其结构简单，使用方便，散热性能好，所占空间小，节省系统空间，利于系统结构优化，使系统的线路布设更合理；此外，本发明还提供一种利用上述散热装置进行散热的方法。

为实现本发明的上述目的，本发明的一种具有公用冷凝段的多热管散热方法包括如下步骤：

将用于传导热量的主热管配置成用于使其内工质蒸发的蒸发段和用于使其内工质冷凝的冷凝段；

将主热管的蒸发段连接一个主热源，并将所述冷凝段置于散热环境中；

将至少一个副热管连接其他热源，并使副热管的末端与主热管蒸发段相连通；

主热管蒸发段和副热管中的工质通过分别吸收主热源和其他热源的热量蒸发，转换成气态后分别流入到主热管冷凝段进行冷凝，以便散发主热源和其它热源的热量；

其中，每个副热管连接一个其他热源。

其中，所述使副热管的末端与主热管蒸发段相连通包括如下步骤：

在其内具有毛细结构的所述主热管蒸发段的一侧壁开设通孔；

将所述副热管的末端固定在主热管的通孔处，并使副热管内的毛细结构与所述主热管内的毛细结构相连通。

其中，所述主热管的毛细结构与主热管的管壳内壁之间具有间隙，所述副热管的毛细结构与副热管的管壳内壁之间具有间隙。

其中，将所述副热管的末端固定在所述主热管的通孔处是通过高周波焊接的方法。

其中，将所述冷凝段置于散热环境中是通过在所述主热管的冷凝段设置一冷源的方法。

优选的，所述冷源为焊接于所述主热管冷凝段的散热器。

或者，所述冷源为安置于所述主热管冷凝段附近的散热器和/或风扇。

其中，所述副热管的尾封端和所述主热管蒸发段的尾封端分别远离尾封端所通过的热源，以便尾封端的无效段远离所述热源。

此外，本发明还提供一种具有公用冷凝段的多热管散热装置，其包括：用于传导热量的主热管，具有用于使其内工质蒸发的蒸发段和用于使其内工质冷凝的冷凝段；其末端与主热管蒸发段相连通的至少一个副热管；其中，所述主热管的蒸发段连接一个主热源，冷凝段置于散热环境中；其中，每个所述副热管连接一个其他热源；其中，所述主热管蒸发段和副热管中的工质通过分别吸收主热源和其他热源的热量蒸发，转换成气态后分别流入到主热管冷凝段进行冷凝，以便散发主热源和其它热源的热量。

其中，所述副热管内的毛细结构与所述主热管内的毛细结构相连通。

与现有技术相比，本发明的具有公用冷凝段的多热管散热方法及散热装置具有结构简单、使用方便、使用方便、散热性能好、所占空间小、节省系统空间、利于系统结构优化、使系统的线路布设更合理的优点。

下面结合附图对本发明进行详细说明。

附图说明

图1所示为本发明具有公用冷凝段的多热管散热装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，为本发明的具有公用冷凝段的多热管散热装置的结构示意图，由图可知，该散热装置包括：用于传导热量的主热管1，具有用于使其内工质蒸发的蒸发段2和用于使其内工质冷凝的冷凝段3；其末端与主热管蒸发段相连通的至少一个副热管5；其中，主热管的蒸发段连接一个主热源，冷凝段置于散热环境中；其中，每个副热管连接一个其他热源；其中，主热管蒸发段和副热管中的工质通过分别吸收主热源和其他热源的热量蒸发，转换成气态后分别流入到主热管冷凝段3进行冷凝，以便散发主热源和其它热源的热量。

需要说明的是，图1中仅显示出一个副热管，以下仅以一个副热管为例进行描述，但应理解为，本发明的副热管可以为多个，且多个副热管的散热原理与一个副热管相同。

本发明的散热装置中，主热管1的蒸发段与一个副热管并联，并且副热管内的毛细结构11和主热管内的毛细结构10相连通(如图1所示)，因此，当主热管1的蒸发段与一个主热源7连接、主热管的冷凝段3安置在散热环境中、而副热管与一个其他热源8连接时，主热管和副热管内的工质由于分别吸收热量而蒸发，蒸发后转换成的蒸汽沿着图1中箭头所示的方向流动到主热管的冷凝段3。即：主热管内的工质受热后所转换成的气态物质沿着主热管的轴向由蒸发段流动到冷凝段；副热管内的工质受热后所转换成的气态物质沿着副热管的轴向流动并与主热管内的气态物质汇合于主、副热管的连接处，然后，汇合后的气态物质沿着主热管的轴向继续流动直至到达主热管的冷凝段3。而到达冷凝段的气态物质在冷凝段接触到冷的毛细结构表面，释放热量冷凝为液体，然后在毛细结构的毛细作用下或是重力作用下分别回流到主热管的蒸发段和副热管处，开始新的循环。如此不断的循环，使得主热管和副热管内的工质不断的蒸发和冷凝，便把主热源和其他热源处产生的热量源源不断地散发过去。

其中，本发明的散热装置中，主热管蒸发段和副热管连接处是通过高周波焊接连接为一体。连接时，应使主热管的管壳与副热管的管壳相连通、主热管内的毛细结构与副热管内的毛细结构相连通，从而使蒸发后形成的副热管内的气态工质可以与主热管内的气态工质相汇合，并使在主热管冷凝段冷凝后形成的液态工质可以分别回流至副热管和主热管蒸发段。由于高周波焊接为现有技术，在此不对采用其对主、热副管连接的过程进行详细描述。

其中，本发明主热管管壳的直径和副热管管壳的直径可以相同，也可以不同，并且，主热管蒸发段管壳的直径可以与其冷凝段管壳的直径相同或不同。主、副热管管壳的直径可以根据使用的需要进行选择。

而本发明的散热环境，是指可以使主热管的冷凝段冷却的环境，比如，在主热管的冷凝段设置一个可以使其冷凝段冷却的冷源。

其中，冷源可以为焊接在主热管冷凝段的一个或多个散热器，也可以为设置在主热管冷凝段附近的一个或多个风扇，也可以为同时安置在主热管冷凝段的散热器和风扇的组合。通过在主热管冷凝段设置冷源的方法，使得主热管、副热管可以将对应热源的热量传递到冷源，从而将热源产生的热量被及时的散发出去。

其中，本发明的散热装置在应用时，应使副热管的尾封端6和主热管蒸发段的尾封端4分别远离尾封端所通过的其他热源8和主热源7，以便副热管尾封端6的无效段和主热管蒸发段尾封端4的无效段分别远离相对应的热源。

此外，本发明还提供一种采用上述的散热装置进行散热的方法，具体包括如下步骤：

将用于传导热量的主热管配置成用于使其内工质蒸发的蒸发段和用于使其内工质冷凝的冷凝段；

将主热管的蒸发段连接一个主热源，并将冷凝段置于散热环境中；

将至少一个副热管连接其他热源，并使副热管的末端与主热管蒸发段相连通；

主热管蒸发段和副热管中的工质通过分别吸收主热源和其他热源的热量蒸发，转换成气态后分别流入到主热管冷凝段进行冷凝，以便散发主热源和其它热源的热量；

其中，每个副热管连接一个其他热源。

下面以一个副热管与主热管连通为例，描述本发明的散热方法。

在将主热管配置成用于使其内工质蒸发的蒸发段和用于使其内工质冷凝的冷凝段后，将主热管的蒸发段连接一个主热源，并将主热管的冷凝段置于散热环境中。其中，散热环境是在主热管冷凝段设置一个如上所述的冷源所形成的环境。

然后，在其内具有毛细结构的主热管蒸发段的一侧壁开设通孔，将副热管的末端固定在主热管的通孔处，并使副热管内的毛细结构与主热管内的毛细结构相连通，从而使副热管的末端与主热管蒸发段相连通。其中，将副热管末端固定在主热管通孔、以及使副热管内的毛细结构与主热管内的毛细结构相连通的方法，均是采用高周波焊接的方法。此外，副热管的尾封端和主热管蒸发段的尾封端应分别远离尾封端所通过的热源，以便尾封端的无效段远离热源。

在本发明的散热方法中，以主热管蒸发段与一个副热管并联形成两个蒸发段，且两个蒸发段内工质受热蒸发后转换成的气态工质同时流向主热管的冷凝段进行冷凝处理，从而将连接主热管蒸发段的主热源和连接副热管的其它热源的热量及时散发出去。

采用上述的主、副两个热管共用一个冷凝段的方法，可以避免现有技术中采用多个热管分别对多个热源散热时的占用空间大、使系统结构不合理的情况，也可以避免现有技术中采用一个热管贯穿多个热源时接触热组过高、散热效果差、系统线路无法布设的情况。因此，采用本发明的散热方法，使得系统结构设计可以更加的多元化，节省系统空间，对系统线路布设的局限性降低。

需要说明的是，本发明的散热方法中，也可以采用先将副热管的末端与主热管蒸发段相连通从而形成一个装配后的散热装置、再将该散热装置的主热管蒸发段和副热管分别安置在主热源和其他热源上、将主热管冷凝段安置在散热环境中的方法。具体采用何种方法，可以根据实际情况而定。

其中，本发明的主、副热管的结构相同，均包括管壳、设置在管壳内的毛细结构和充满毛细结构并密封于管壳内的适量的工质。其中，管壳由导热性能好的材料制成，其可以采用铜材料，也可以根据不同的需要采用其它材料，如铝、钢、碳钢、不锈钢、铁、镍、钛等及其合金或导热性能好的高分子材料等，且管壳的横向截面形状可以为圆形、椭圆形、近似圆形或近似椭圆形，也可以为多边形，如三角形、四边形及其它的多边形。而毛细结构可以采用现有技术的毛细结构，如沟槽型毛细结构、丝网型毛细结构及烧结型毛细结构等。充满毛细结构的工质通常为流体，其可以采用水、氨水、甲醇、丙酮或庚烷等液体作为工质，也可以在上述液体中添加铜粉、纳米碳材等可导热的微粒，从而增加工质的导热性能。

其中，本发明的主热管的毛细结构与主热管的管壳内壁之间具有间隙，副热管的毛细结构与副热管的管壳内壁之间具有间隙，从而便于工质的流动。

尽管上文对本发明作了详细说明，但本发明不限于此，本技术领域的技术人员可以根据本发明的原理进行修改，因此，凡按照本发明的原理进行的各种修改都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有公用冷凝段的多热管散热方法，其特征在于，包括如下步骤：

将用于传导热量的主热管配置成用于使其内工质蒸发的蒸发段和用于使其内工质冷凝的冷凝段；

将主热管的蒸发段连接一个主热源，并将所述冷凝段置于散热环境中；

将至少一个副热管连接其他热源，并使副热管的末端与主热管蒸发段相连通；

主热管蒸发段和副热管中的工质通过分别吸收主热源和其他热源的热量蒸发，转换成气态后分别流入到主热管冷凝段进行冷凝，以便散发主热源和其它热源的热量；

其中，每个副热管连接一个其他热源。

2.根据权利要求1所述的多热管散热方法，其特征在于，所述使副热管的末端与主热管蒸发段相连通包括如下步骤：

在其内具有毛细结构的所述主热管蒸发段的一侧壁开设通孔；

将所述副热管的末端固定在主热管的通孔处，并使副热管内的毛细结构与所述主热管内的毛细结构相连通。

3.根据权利要求2所述的多热管散热方法，其特征在于，所述主热管的毛细结构与主热管的管壳内壁之间具有间隙，所述副热管的毛细结构与副热管的管壳内壁之间具有间隙。

4.根据权利要求2所述的多热管散热方法，其特征在于，将所述副热管的末端固定在所述主热管的通孔处是通过高周波焊接的方法。

5.根据权利要求1所述的多热管散热方法，其特征在于，将所述冷凝段置于散热环境中是通过在所述主热管的冷凝段设置一冷源的方法。

6.根据权利要求5所述的多热管散热方法，其特征在于，所述冷源为焊接于所述主热管冷凝段的散热器。

7.根据权利要求5所述的多热管散热方法，其特征在于，所述冷源为安置于所述主热管冷凝段附近的散热器和/或风扇。

8.根据权利要求1所述的多热管散热方法，其特征在于，所述副热管的尾封端和所述主热管蒸发段的尾封端分别远离尾封端所通过的热源，以便尾封端的无效段远离所述热源。

9.一种具有公用冷凝段的多热管散热装置，其特征在于，包括：

用于传导热量的主热管，具有用于使其内工质蒸发的蒸发段和用于使其内工质冷凝的冷凝段；

其末端与主热管蒸发段相连通的至少一个副热管；

其中，所述主热管的蒸发段连接一个主热源，冷凝段置于散热环境中；

其中，每个所述副热管连接一个其他热源；

其中，所述主热管蒸发段和副热管中的工质通过分别吸收主热源和其他热源的热量蒸发，转换成气态后分别流入到主热管冷凝段进行冷凝，以便散发主热源和其它热源的热量。

10.根据权利要求9所述的多热管散热装置，其特征在于，所述副热管内的毛细结构与所述主热管内的毛细结构相连通。