CN106020401A - 散热器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及散热器，包括：导热件、翅片和至少一个导热管，所述导热管呈封闭环状设置，所述导热管至少部分穿设于所述导热件内，且所述导热管的外表面与所述导热件连接，所述导热管穿设于所述翅片，且所述导热管的外表面与所述翅片连接，所述导热管内填充设置有导热工质。导热件吸收热量后，通过导热管将热量传递至翅片，通过翅片将热量散发，由于导热管内填充的导热工质使得热量能够均匀地传导至翅片，使得多个翅片能够均匀地吸收并散发热量，且导热工质有效提高了导热管的导热性能，进而使得散热器的散热性能更佳；另一方面，由于导热工质密封填充在导热管内不易泄漏，且无需额外动力驱动，从而使得散热器具有高可靠性和高安全性。

Description

散热器

技术领域

本发明涉及散热技术领域，特别是涉及散热器。

背景技术

电子元器件在工作时将发出大量的热，如不及时将热量散发，将造成电子元器件性能下降，并有可能导致该电子元器件使用寿命降低。比如CPU（Central Processing Unit，中央处理器），其内部由数亿个微型的晶体管组成，是计算机的运算核心和控制核心。由于CPU集成度较高，器件发热量较大，因此需要采用CPU散热器进行有效热排散，将CPU温度控制在安全的运行温度范围之内，以保证计算机稳定的运行性能。

散热器的散热通过金属材料吸收CPU的热量，并通过翅片将热量散发，并加以水冷、风冷等方式加快热量散发。根据传热过程所采用传热技术的不同，现有CPU散热器主要包括高导热金属材料散热器、热管技术散热器和水循环技术散热器。

高导热金属材料散热器采用高导热金属材料将CPU热量传导至翅片进行排散。仅适用于低热流密度，热量传递能力小、热阻高、传热速度慢、传热距离短，热量排散面积小、效率低，不存在可靠性及安全性问题，综合散热性能差。高导热金属材料散热器只有采用超高导热性能材料才能达到理想散热器性能，但现有工程材料无法满足该需求。

热管技术散热器采用热管将CPU热量传导至翅片进行排散。可适用于较低热流密度，热量传递能力较小、热阻较低、传热速度较快、传热距离较短，热量排散面积较大、效率较高，存在寿命问题、不存在安全性问题，综合散热性能一般。热管技术散热器只有采用高性能热管才能达到理想散热器性能，但热管技术能力无法满足该需求。

水循环技术散热器采用水循环系统将CPU热量传导至散热器进行排散。可适用于中等热流密度，热量传递能力中等、热阻低、传热速度快、传热距离较长，热量排散面积大、效率高，存在泵的长寿命问题及水泄露安全性问题，综合散热性能较好。水循环技术散热器只有全面解决了泵的高性能、长寿命问题及水泄露安全性问题才能达到理想散热器性能，但泵技术能力无法满足该需求。

发明内容

基于此，有必要针对传统散热器的散热性能较差、可靠性较低、安全性较差的缺陷，提供一种散热器，能够有效提高散热性能，并具有高可靠性、高安全性的特点。

一种散热器，包括：导热件、翅片和至少一个导热管，所述导热管呈封闭环状设置，所述导热管至少部分穿设于所述导热件内，且所述导热管的外表面与所述导热件连接，所述导热管穿设于所述翅片，且所述导热管的外表面与所述翅片连接，所述导热管内填充设置有导热工质。

进一步地，所述导热管的数量为多个，多个所述导热管之间相互平行。

进一步地，所述导热管的数量为多个，多个所述导热管之间相互交错。

进一步地，所述翅片表面设置为平面状。

进一步地，所述翅片表面设置为凹凸状。

进一步地，所述翅片具有异形面结构。

进一步地，所述翅片数量为多个，多个所述翅片相互平行。

进一步地，所述导热管与所述翅片的连接方式是卡接。

进一步地，所述导热管与所述翅片的连接方式是焊接。

进一步地，所述翅片与所述导热件相互平行。

本发明的有益效果是：导热件吸收热量后，通过导热管将热量传递至翅片，通过翅片将热量散发，由于导热管内填充的导热工质使得热量能够均匀地传导至翅片，使得多个翅片能够均匀地吸收并散发热量，且导热工质有效提高了导热管的导热性能，进而使得散热器的散热性能更佳；另一方面，由于导热工质密封填充在导热管内不易泄漏，且无需额外动力驱动，从而使得散热器具有高可靠性和高安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为一实施例的散热器的立体结构示意图；

图2为另一实施例的散热器的立体结构示意图；

图3为另一实施例的散热器的立体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，其为本发明一较佳实施例的散热器10，包括：导热件100、翅片301和至少一个导热管200，所述导热管200呈封闭环状设置，所述导热管200至少部分穿设于所述导热件100内，且所述导热管200的外表面与所述导热件100连接，例如，导热管200贯穿所述导热件100，例如，导热件100开设有通孔（图未示），导热管200贯穿该通孔，且导热管200的表面与该通孔的孔壁连接，例如，该导热管200沿平行于导热件100与电子元件连接的表面方向贯穿该导热件100，例如，该导热管200与导热件100卡接，例如，该导热管200与导热件100焊接，所述导热管200穿设于所述翅片301，且所述导热管200的外表面与所述翅片301连接，例如，该导热管200与翅片301卡接，例如，该导热管200与导热件100焊接，所述导热管200内填充设置有导热工质。例如，所述导热管200与所述翅片301的连接方式是卡接，例如，所述导热管200与所述翅片301的连接方式是焊接。

使用时，导热件100紧贴于电子元件表面，如紧贴于CPU表面，能够快速吸收CPU的热量，导热件100吸收热量后，通过导热管200将热量传递至翅片301，通过翅片301将热量散发，由于导热管200内填充的导热工质且使得热量能够均匀地传导至翅片301，使得多个翅片301能够均匀地吸收并散发热量，且导热工质有效提高了导热管200的导热性能，进而使得散热器10的散热性能更佳；另一方面，由于导热工质密封填充在导热管200内不易泄漏，且无需额外动力驱动，从而使得散热器10具有高可靠性和高安全性。

例如，如图1所示，该导热件100为块状，例如，该导热件100为板状，该导热件100为高导热性能的金属材质制成，例如，该导热件100为铜制导热件100，又如，该导热件100为铝制导热件100，例如，该导热件100为铜铝合金导热件100， 铜铝合金具有高导热性能，能够快速吸收热量，并传导至导热管200。为了提高导热件100的耐腐蚀性、耐磨性和焊接性，例如，该导热件100表面设置有镀镍层，例如，在导热件100表面镀镍以形成镀镍层，该镀镍层具有很高的稳定性，能够有效抵抗酸和碱，具有极强的耐腐蚀性，且其硬度较高，具有良好的耐磨性，从而能够使得导热件100的使用寿命得到提高，同时，镀镍层可保证导热管200和翅片301的焊接性，焊接可减小导热管200和翅片301之间的接触热阻，从而能够使得导热件100的散热性能得到提高。

例如，该导热管200为金属的导热管200，例如，该导热管200为不锈钢导热管200，例如，该导热管200为铜导热管200，又如，该导热管200为钛导热管200，又如，该导热管200为铝合金，该导热管200同样具有良好的热导性能，能够快速将导热件100的热量吸收，并传递至翅片301。由于导热管200内填充了导热工质，从而使得导热管200的热量分布更为均匀，使得热量能够均匀地传递并散发，例如，该导热工质为R14、1150、R508A、R508B、R503、R116、R23、R13、R744、R170、R744A和R41中的一种或多种，导热工质能顾在导热管200内流通，并传递热量，使得导热管200的热量分布更为均匀，一个实施例中，填充于导热管200内的导热工质设置为超临界状态，例如，填充于导热管200内的导热工质处于超临界状态，处于超临界状态的工质，温度及压力高于其临界点，扩散性能好，举例说明，如工质R14，在温度大于-45.64℃、压力大于3.75MPa情况下，处于超临界状态，可利用工质良好的扩散性能进行高效的热量传递，从而使得导热性能更佳，使得导热管200的导热效率提高。

在一个实施例中，环状的导热管200的两端贯穿所述翅片301，例如，该导热管200为圆环形，例如，该导热管200为方形环，又如，该导热管200为椭圆形环，又如，如图1和图2所示，该导热管200为跑道形环状，该导热管200包括半圆形的第一环部210和直线型的第二环部220，例如，第一环部210为U形，第一环部210和第二环部220一体成型，第二环部220数量为两个，第一环部210的两端分别于两个第二环部220连接，两个第二环部220均贯穿所述翅片301，这样，能够增加与翅片301的接触面积，从而提高热交换效率，使得热量能够快速从导热管200传递至翅片301。

在一个实施例中，所述导热管200的数量为多个，多个所述导热管200之间相互平行，例如，多个导热管200形成的环形面相互平行，相互平行的导热管200有利于热量的均匀散发，在另外的实施例中，如图1所示，所述导热管200的数量为多个，多个所述导热管200之间相互交错，例如，多个导热管200形成的环形面相互交错，环形面相互交错的导热管200有利于热量不规律地传递至翅片301。一个实施例中，散热器10还包括风扇，风扇工作时具有送风面，该送风面对齐于所述翅片301，这样，通过风扇加快翅片301表面的空气流通速度，进而使得翅片301的散热效率更高。

为了提高翅片301的散热效率，在一个实施例中，如图1所示，所述翅片301表面设置为平面状，平面状的翅片301有利于空气的快速流通，从而使得热量能够快速散发，在另外的实施例中，如图2所示，所述翅片301表面设置为凹凸状，例如，翅片301表面设置为波浪状，例如，如图3所示，翅片301具有曲面结构，这样，能够增加翅片301的表面积，从而增加了与空气的接触面积，提高翅片301与空气的热交换效率，从而提高翅片301的散热性能。

例如，该翅片301为铜翅片，又如，该翅片301为铝翅片，在一个实施例中，该翅片301表面设置有镀镍层，例如，在翅片301表面镀镍以形成镀镍层，该镀镍层具有很高的稳定性，能够有效抵抗酸和碱，具有极强的耐腐蚀性，且其硬度较高，具有良好的耐磨性，从而能够使得翅片301的使用寿命得到提高。同时，镀镍层可保证导热管200和翅片301的焊接性，焊接可减小导热管200和翅片301之间的接触热阻，从而能够使得导热件100的散热性能得到提高。

在一个实施例中，如图1所示，所述翅片301为方形，例如，所述翅片301为四边形，又如，所述翅片301为多边形，例如，所述翅片301为六边形，而在另外的实施例中，如图2和图3所示，所述翅片301具有异形面结构，例如，该异形面为不规则面，值得一体的是，分子的热运动是不规则运动，热量的传递方向也是不规律的，因此，不规则的异形结构有利于热量不规律的散发，从而使得热量在翅片301分布的更为均匀，进一步提高了翅片301的散热性能。

为了进一步提高散热器10的散热性能，在一个实施例中，如图1所示，所述翅片301数量为多个，多个所述翅片301相互平行。例如，多个翅片301相互间隔堆叠，并分别与导热管200固定连接，多个翅片301呈塔状堆叠，例如，所述翅片301与所述导热件100相互平行，例如，所述翅片301与所述导热件100相互垂直。

例如，所述导热管200沿垂直于所述翅片301的方向穿设于多个所述翅片301，例如，所述翅片301之间等距设置，这样，多个翅片301之间堆叠且间隔设置，使得散热面积更大，有利于热量的散发，进而进一步提高了散热器10的散热性能。在本实施例中，导热管200的当量直径为6mm，导热管为不锈钢材质制成，导热管内导热工质为R508A，翅片301为铝合金制成，在本实施例中，导热管200为跑道环形，该跑道环形的两个直线型的第二环部220均贯穿塔状的翅片301，从而增加了导热管200与翅片301的接触面积，提高了热交换效率。

在一个实施例中，如图2所示，多个所述翅片301堆叠形成第一翅片组310和第二翅片组320，所述第一翅片组310和所述第二翅片组320相间隔，所述导热管200穿设于所述第一翅片组310和所述第二翅片组320，例如，第一翅片组310和第二翅片组320相互平行，例如，第一翅片组310包括多个翅片301，多个翅片301呈塔状堆叠，且间隔设置，例如，第二翅片组320包括多个翅片301，多个翅片301呈塔状堆叠，且间隔设置，在本实施例中，导热管200为跑道环形，该跑道环形导热管200的两个直线型的第二环部220分别贯穿第一翅片组310和第二翅片组320，在本实施例中，导热管200的直径为8mm，导热管为铜制成，导热管内导热工质为R1150，翅片301为铜制成，这样，导热管200的热量能够分别传递至第一翅片组310和第二翅片组320，提高了散热面积，使得散热性能更佳，且由于第一翅片组310和第二翅片组320相互隔离，从而避免了热量集中，使得热量能够分散，进一步提高散热效率。

在一个实施例中，如图3所示，多个所述翅片301堆叠形成内部具有空心结构的筒状翅片组330，所述导热管200沿所述筒状翅片组330的轴向穿设于所述筒状翅片组330，且与所述筒状翅片组330连接，在本实施例中，导热件100平行于筒状翅片组330的轴向，且导热件100设置于翅片组330的外侧，在本实施例中，导热管200的直径为6mm，导热管为不锈钢材质制成，导热管内导热工质为R744A，翅片301为铝合金制成，例如，导热件100设置于翅片组330的圆周外侧，例如，每一所述翅片301呈中部具有空心结构的环状，多个所述翅片301堆叠呈圆筒状的翅片组330，例如，多个翅片301相互平行并呈圆筒状地堆叠成翅片组330，多个所述导热管200沿圆筒状的翅片组330的轴向贯穿每一翅片301，且多个所述导热管200均与每一所述翅片301连接这样，使过翅片301的热量不仅能够散发至翅片组330的圆周外侧，翅片301的热量还能通过翅片组330的中部散发，例如，风扇的送风面对齐于翅片组330的中部，例如，风扇的送封面朝向翅片组330中部的空心结构，使得热空气能够沿着翅片组330的轴向快速被吹出，从而进一步提高散热器10的散热性能。

为了进一步提高翅片组330的散热性能，进一步地，请再次参见图3，所述筒状翅片301外侧具有螺旋结构，例如，每一所述翅片301的外侧具有异形结构，例如，每一环形翅片301的外侧具有异形结构，这样，使得堆叠而成的筒状翅片301的外侧具有螺旋结构，有利于筒状翅片组330外侧的空气螺旋式运动，有利于热空气的排放，进一步提高散热器10的散热效果。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种散热器，其特征在于，包括：导热件、翅片和至少一个导热管，所述导热管呈封闭环状设置，所述导热管至少部分穿设于所述导热件内，且所述导热管的外表面与所述导热件连接，所述导热管穿设于所述翅片，且所述导热管的外表面与所述翅片连接，所述导热管内填充设置有导热工质。

2.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述导热管的数量为多个，多个所述导热管之间相互平行。

3.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述导热管的数量为多个，多个所述导热管之间相互交错。

4.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述翅片表面设置为平面状。

5.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述翅片表面设置为凹凸状。

6.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述翅片具有异形面结构。

7.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述翅片数量为多个，多个所述翅片相互平行。

8.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述导热管与所述翅片的连接方式是卡接。

9.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述导热管与所述翅片的连接方式是焊接。

10.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述翅片与所述导热件相互平行。