CN110345786A - 一种三维热管散热模组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三维热管散热模组，包括：蒸发端，其外表面可与热源表面紧密贴合，其内部填充有工质；蒸汽管道，其设置于所述蒸发端的上方并与所述蒸发端相连通；开槽翅片，其一侧与所述蒸汽管道相连通且设置有凹槽；液体管道，其设置于所述开槽翅片的下方，其一端与所述开槽翅片相连通，另一端与所述蒸发端相连通；所述蒸发端、所述蒸汽管道、所述开槽翅片与所述液体管道连通形成密封低压环境。上述三维热管散热模组实现了工质流动的汽‑液分离，解决了平板热管中蒸汽与液体回流工质在相同空间输送，导致流动热阻较大的问题；同时蒸汽直接接触翅片基面并冷凝放热，解决了传统热管与翅片存在较大接触热阻的问题。
Description
技术领域
本发明涉及传热元件技术领域，尤其涉及一种三维热管散热模组。
背景技术
随着电子产品、充电桩等高热流密度产品的发展，散热问题日益严峻，迫切寻求高效的散热装置以保证高热流密度产品在合适的温度下工作。
平板热管作为热管的第二代产品，具有与热源表面贴合性高，传热性能优越等特点，但如今平板热管的冷凝热阻依旧很大，严重影响工质的循环，从而降低传热性能。
影响平板热管流动热阻的主要原因是：蒸汽在冷凝板上的输送效率较低和在相同的蒸汽腔中蒸汽与液体工质的流动方向相反(即蒸汽上升而液体向下回流)。
发明内容
本发明的目的是提供一种三维热管散热模组，其实现了工质流动的汽-液分离，因此冷凝热阻和工质输送阻力均减小，传热性能提高。
为实现上述目的，本发明提供了一种三维热管散热模组，包括：
蒸发端，其外表面可与热源表面紧密贴合，其内部填充有工质；
蒸汽管道，其设置于所述蒸发端的上方并与所述蒸发端相连通；
开槽翅片，其一侧与所述蒸汽管道相连通且设置有凹槽；
液体管道，其设置于所述开槽翅片的下方，其一端与所述开槽翅片相连通，另一端与所述蒸发端相连通；
所述蒸发端、所述蒸汽管道、所述开槽翅片与所述液体管道连通形成密封低压环境。
优选地，包括两组所述蒸汽管道、所述开槽翅片与所述液体管道，分别位于所述蒸发端的左右两侧。
优选地，所述蒸发端内部还设置有泡沫铜或者铜粉烧结。
优选地，所述蒸汽管道为铜管，所述铜管内表面设置有若干第一沟槽。
优选地，所述第一沟槽周向均匀分布在所述铜管的内表面。
优选地，所述开槽翅片与所述蒸汽管道相连通的一侧内壁上还设置有自上而下逐渐缩小的第二沟槽。
优选地，所述第二沟槽有若干条，大体平行排列。
本发明所提供的三维热管散热模组，包括：蒸发端，其外表面可与热源表面紧密贴合，其内部填充有工质；蒸汽管道，其设置于所述蒸发端的上方并与所述蒸发端相连通；开槽翅片，其一侧与所述蒸汽管道相连通且设置有凹槽；液体管道，其设置于所述开槽翅片的下方，其一端与所述开槽翅片相连通，另一端与所述蒸发端相连通；所述蒸发端、所述蒸汽管道、所述开槽翅片与所述液体管道连通形成密封低压环境。
使用时，工质可在电子元件的工作温度下产生相变，实现热量快速高效地输送。具体地，蒸发端与热源表面相贴合，工质在蒸发端吸热后相变，相变后的工质以蒸汽形式进入蒸发端上方的蒸气管道，进而进入与蒸汽管道相连通的开槽翅片内，然后在开槽翅片的凹槽壁面液化放热，随后液体工质在重力作用下通过液体管道返回蒸发端，由此工质在上述散热模组内部完成一个散热循环。
与现有技术中的平板热管相比，上述三维热管散热模组实现了工质流动的汽-液分离，解决了平板热管中蒸汽与液体回流工质在相同空间输送，导致流动热阻较大的问题；同时蒸汽直接接触翅片基面并冷凝放热，解决了传统热管与翅片存在较大接触热阻的问题。
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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明一种具体实施方式中三维热管散热模组的整体结构示意图；
图2为图1中开槽翅片的内侧壁结构示意图；
图3为图1中蒸汽管道的横截面结构示意图；
图4为图1中蒸发端的内部结构示意图。
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他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明核心是提供一种三维热管散热模组，其实现了工质流动的汽-液分离，因此冷凝热阻和工质输送阻力均减小，传热性能提高。
请参考图1-4，图1为本发明一种具体实施方式中三维热管散热模组的整体结构示意图；图2为图1中开槽翅片的内侧壁结构示意图；图3为图1中蒸汽管道的横截面结构示意图；图4为图1中蒸发端的内部结构示意图。
在第一种具体实施方式中，本发明提供的三维热管散热模组包括蒸发端1，其外表面可与热源表面紧密贴合，其内部填充有工质，大体上蒸发端1的结构与平板热管的结构类似。
上述散热模组还包括蒸汽管道2，其设置于蒸发端1的上方并与蒸发端1相连通。蒸汽管道2可以选择铜管，当然也可以为传统热管的其他常用材料，工质在蒸发端1处吸热后相变，相变后的工质以蒸汽形式进入蒸气管道2，蒸汽管道2可以是一根，也可以为多根并列设置，简称一组。
与蒸汽管道2相连通的有开槽翅片3，其用于对工质进行冷凝，在开槽翅片3上与蒸汽管道2相连通的一侧壁上设置有凹槽，当蒸汽接触该凹槽壁面时，冷凝发热，蒸汽将汽化潜热传递至翅片，由此大大降低热阻。
液体管道4设置于开槽翅片3的下方并与其相连通，其另一端与蒸发端1相连通；冷凝后的工质在重力作用下，通过液体管道4进入蒸发端1。由此工质在上述散热模组内部完成一个散热循环。
通常，可将蒸汽管道2与液体管道4均位置为圆弧管道。
上述蒸发端1、蒸汽管道2、开槽翅片3与液体管道4连通形成密封低压环境，以保证工质可在电子元件的工作稳定下产生相变，由此实现热量的快速高效传输。
与现有技术中的平板热管相比，上述三维热管散热模组实现了工质流动的汽-液分离，解决了平板热管中蒸汽与液体回流工质在相同空间输送，导致流动热阻较大的问题；同时蒸汽直接接触翅片基面并冷凝放热，解决了传统热管与翅片存在较大接触热阻的问题。
上述散热模组可以包括两组设计的蒸汽管道2、开槽翅片3与液体管道4，分别位于蒸发端1的左右两侧，这样传热性能进一步提升。
在蒸发端1内部还可以设置泡沫铜或者铜粉烧结，这两者均为多孔结构，这样的话，蒸发端1的毛细吸力进一步增强，可以促使工质更好地湿润整个蒸发端1。进而，有利于增加汽化核心，提高换热效率。
上述蒸汽管道2为铜管时，可在所述铜管内表面进一步设置若干第一沟槽21，进而有效增强蒸汽管道2的毛细犀利，加速蒸汽的流动。具体地，第一沟槽21可以周向均匀分布在所述铜管的内表面。
一种具体实施方式中，开槽翅片3与蒸汽管道2相连通的一侧内壁上还可以设置自上而下逐渐缩小的第二沟槽31。第二沟槽31可以有若干条，大体平行排列。第二沟槽31的设置有利于加速工质的流动，减少凝结液膜的厚度，避免由于工质在翅片内壁面的堆积导致热阻的增加，恶化凝结传热效果，同时还可以增加换热面积，增强换热效果。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上对本发明所提供的三维热管散热模组进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种三维热管散热模组，其特征在于，包括：
蒸发端，其外表面可与热源表面紧密贴合，其内部填充有工质；
蒸汽管道，其设置于所述蒸发端的上方并与所述蒸发端相连通；
开槽翅片，其一侧与所述蒸汽管道相连通且设置有凹槽；
液体管道，其设置于所述开槽翅片的下方，其一端与所述开槽翅片相连通，另一端与所述蒸发端相连通；
所述蒸发端、所述蒸汽管道、所述开槽翅片与所述液体管道连通形成密封低压环境。
2.如权利要求1所述的三维热管散热模组，其特征在于，
包括两组所述蒸汽管道、所述开槽翅片与所述液体管道，分别位于所述蒸发端的左右两侧。
3.如权利要求1所述的三维热管散热模组，其特征在于，
所述蒸发端内部还设置有泡沫铜或者铜粉烧结。
4.如权利要求1所述的三维热管散热模组，其特征在于，
所述蒸汽管道为铜管，所述铜管内表面设置有若干第一沟槽。
5.如权利要求4所述的三维热管散热模组，其特征在于，所述第一沟槽周向均匀分布在所述铜管的内表面。
6.如权利要求1所述的三维热管散热模组，其特征在于，
所述开槽翅片与所述蒸汽管道相连通的一侧内壁上还设置有自上而下逐渐缩小的第二沟槽。
7.如权利要求6所述的三维热管散热模组，其特征在于，所述第二沟槽有若干条，大体平行排列。
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