CN110678044A - 一种风冷板式相变散热器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风冷板式相变散热器，包括相变散热板本体；所述相变散热板本体为一体式板式结构，内部设有流体通道，流体通道内设有相变工质；所述相变散热板本体包括吸热段和散热段，流体通道连通吸热段和散热段；所述相变散热板本体的吸热段与待散热产品连接；所述相变散热板本体的散热段位于待散热产品的外部，并且散热段的高度高于吸热段的高度。本发明的相变散热板本体为一体式板式结构，内部设有流体通道，流体通道内设有相变工质，一体式结构降低了成本、优化了工艺，焊接点少，提高了可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及散热装置，尤其涉及一种风冷板式相变散热器。
背景技术
随着电力电子设备和器件向小型化、集成化、高效化的快速发展，器件性能和散热量不断增大，由于热流分布不均导致局部热流密度过大、局部温度过高，散热不及时、散热效能低下，因此传统的散热技术已经无法满足日益增长的功率散热需求。
相变散热器，是一个带有中空腔体的一体式板式结构，腔体内充注相变工质并呈负压状态。当热流由热源传导至相变散热器的蒸发区时，腔体里面的相变工质会因真空条件下，于特定温度开始产生液相汽化的现象，这个时候相变工质就会吸收热能并且快速蒸发，汽相的蒸气在这个条件下就会充满整个腔体，运动到冷凝段冷却液化后，在重力或毛细力的作用下回流到蒸发段，形成气液循环。
如何利用相变散热器的基础原理设计出科学合理、散热效果好的散热器是散热领域的研究重点。
发明内容
本发明的目的是提供一种风冷板式相变散热器，优化现有相变散热器的散热结构，增强散热性能。
实现本发明目的的技术方案是：一种风冷板式相变散热器，包括相变散热板本体；所述相变散热板本体为一体式板式结构，内部设有流体通道，流体通道内设有相变工质；所述相变散热板本体包括吸热段和散热段，流体通道连通吸热段和散热段；所述相变散热板本体的吸热段与待散热产品连接；所述相变散热板本体的散热段位于待散热产品的外部，并且散热段的高度高于吸热段的高度。
为了确保散热效果，需要确保与发热元件的接触面积足够，因此在一优选的实施例中，所述相变散热板本体的吸热段的上端面为平面；或者所述相变散热板本体的吸热段的上端面上设置凸台或者凹槽，所述凸台的上端面或者所述凹槽的槽底为平面。
由于相变散热板本体通常采用吹胀工艺形成流体通道，因此相变散热板本体采用的是比较薄的连接板，在吹胀时其表面的平整度无法完全控制，因此在一优选的实施例中，还包括连接板；所述连接板设置在所述相变散热板本体的吸热段的上端面。将待散热产品的发热元件与连接板贴合，采用平整的连接板与发热元件贴合，确保传热的效果。进一步的，所述连接板设有凹槽；该凹槽与待散热产品的发热元件匹配。
作为风冷板式相变散热器的一种优选方案，所述相变散热板本体依次包括上水平段、竖直段和下水平段，其中上水平段为散热段，下水平段为吸热段。
作为风冷板式相变散热器的另一种优选方案，还包括散热翅片；所述散热翅片设置于所述相变散热板本体的散热段。具体的，所述相变散热板本体的散热段上多个位置冲孔折边形成所述散热翅片。或者还包括翅片组；所述翅片组设置于所述相变散热板本体的散热段。通过冲孔折边形成散热翅片或者固定翅片组的设置，使得散热段散热效果更好。
作为风冷板式相变散热器的另一种优选方案，还包括风扇；所述风扇设置于所述散热翅片或者所述翅片组上。在本方案中，风扇能够进一步提供风源，提升散热效果。
作为风冷板式相变散热器的另一种优选方案，所述相变散热板本体包括斜坡段和水平段，其中斜坡段为散热段，水平段为吸热段。此种方案是对前述相变散热板本体的改造，能使相变散热板本体的折弯步骤更加简单。同理，所述相变散热板本体的斜坡段固定有翅片组。也可以是所述相变散热板本体的斜坡段上多个位置冲孔折边形成散热翅片。在本方案下，吸热段与发热元件的接触面设置为平面效果更加。还可以在吸热段上端面焊接连接板来与发热元件进行接触。
采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：(1)本发明的相变散热板本体为一体式板式结构，内部设有流体通道，流体通道内设有相变工质，一体式结构降低了成本、优化了工艺，焊接点少，提高了可靠性，可以适用于多种电器/电子产品的控制盒散热。
(2)本发明的相变散热板本体也分为两折或三折形式，可以根据实际情况选择，灵活方便。
(3)本发明相变散热板本体的吸热段的上端面为平面，或者所述相变散热板本体的吸热段与发热元件贴合的区域为平面，能够确保与发热元件的接触面积足够，从而保障散热效果。
(4)由于相变散热板本体需要采用吹胀工艺形成流体通道，因此相变散热板本体采用的是比较薄的连接板，在吹胀时其表面的平整度无法完全控制，因此在所述相变散热板本体的吸热段的上端面焊接有连接板；采用平整的连接板与待散热产品的发热元件贴合，确保传热的效果。
(5)进一步的，本发明在连接板上设置放置发热原件的凹槽，发热元件与凹槽的底面和侧壁接触，比不设置凹槽只有底面与连接板接触增加了散热面积，散热效果进一步提升。
(6)本发明通过在相变散热板本体冷凝段设置散热翅片或者翅片组，使得散热段散热效果更好。
(7)本发明通过在散热翅片或者翅片组上设置风扇，使得散热段散热效果更好。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明的实施例1的示意图。
图2为本发明的实施例2的示意图，图中与控制盒装配。
图3为本发明的实施例3的示意图。
图4为本发明的实施例4的示意图。
图5为本发明的实施例5的示意图，图中与控制盒装配。
图6为图5的A-A剖视图。
图7为本发明的实施例6的示意图。
附图中的标号为：
相变散热板本体1、上水平段11、竖直段12、下水平段13、斜坡段14、水平段15；
连接板2、凹槽21；
散热翅片3；
翅片组4；
风扇5；
控制盒6、发热元件61。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明提供了一种风冷板式相变散热器，本发明的总体思路如下：
一种风冷板式相变散热器，包括相变散热板本体1；所述相变散热板本体1为一体式板式结构，内部设有流体通道，流体通道内设有相变工质；所述相变散热板本体1包括吸热段和散热段，流体通道连通吸热段和散热段；所述相变散热板本体1的吸热段与待散热产品连接；所述相变散热板本体1的散热段位于待散热产品的外部，并且散热段的高度高于吸热段的高度。
本发明的相变散热板本体为一体式板式结构，内部设有流体通道，流体通道内设有相变工质，一体式结构降低了成本、优化了工艺，焊接点少，提高了可靠性。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
(实施例1)
见图1，一种风冷板式相变散热器，包括相变散热板本体1；所述相变散热板本体1为一体式板式结构，内部设有流体通道，流体通道内设有相变工质；所述相变散热板本体1包括吸热段和散热段，流体通道连通吸热段和散热段；所述相变散热板本体1的吸热段与待散热产品连接；所述相变散热板本体1的散热段位于待散热产品的外部，并且散热段的高度高于吸热段的高度。所述相变散热板本体1是由两块基板通过吹胀工艺或冲压焊接工艺加工而成、内部设有流体通道的板式结构。具体来说，采用吹胀工艺加工时，先在基板上印刷阻轧剂，再将两块基板铆合后进行热轧复合。热轧时两块基板复合为一体，但预先印刷阻轧剂的区域并未轧合，因此可以采用高压气体将印刷阻轧剂的区域吹胀形成流体通道。采用冲压焊接工艺加工时，先对基板冲压成型形成流体通道，再将两块基板焊接形成内部设有流体通道的板式结构。然后，对板式结构充注相变工质后焊接密封，所述相变工质包括但不限于水、乙醇、R134a、R245fa、R1233zd。
在使用时，将所述相变散热板本体1的吸热段与待散热产品(控制盒6)连接，并且相变散热板本体1的散热段的高度高于吸热段的高度，流体通道连通吸热段和散热段；控制盒6内的发热元件61与相变散热板本体1的吸热段贴合。工作时，吸热段内的液态相变工质吸收热源的热量后汽化，气态相变工质迅速膨胀进而充满整个腔体内，当气态相变工质运动到散热段后冷却液化，随后液态相变工质再次导引回流至吸热段，循环往复实现降温。
如图1所示，所述相变散热板本体1依次包括上水平段11、竖直段12和下水平段13，其中上水平段11为散热段，下水平段13为吸热段。所述相变散热板本体1的上水平段11、竖直段12和下水平段13之间圆弧过渡。
在本实施例中，可以将相变散热板本体1设置于待散热产品，比如变频空调室外机的控制盒6的底部。控制盒6的底面设有第一通孔；将相变散热板本体1的吸热段装配在控制盒6底面的第一通孔下方；使得控制盒6内的发热元件61穿过控制盒6底面的第一通孔与相变散热板本体1的吸热段贴合。
为了更好的与发热元件61贴合，在本实施例中，可以将所述相变散热板本体1的吸热段的上端面设置为平面，在此种情况下，可以采用一定的抑制手段，在进行吹胀时，控制基板只往下端面膨胀变形。或者在进行流道设计时，考虑发热元件61的尺寸，使得所述相变散热板本体1的吸热段与发热元件61贴合的区域为平面，在这种方案下，由于可以将发热元件61置于吸热段的贴合区域下陷的槽中，发热元件61四周与流体通道接触，散热效果更加好。当然也可以在吸热段焊接连接板2来与发热元件61进行接触。还可以在相变散热板本体1的散热段设置散热翅片或者翅片组来增加散热面积，图1中虽未示出，但本领域技术人员根据文字记载完全可知如何实施。
(实施例2)
如图2所示，在本实施例中，相变散热板本体1同样依次包括上水平段11、竖直段12和下水平段13，其中上水平段11为散热段，下水平段13为吸热段，在图2中，下水平段13伸入控制盒6的内部，所以只能看到一部分。所述相变散热板本体1的上水平段11、竖直段12和下水平段13之间圆弧过渡。为了获得更佳的散热效果，所述相变散热板本体1的上水平段11上的多个位置冲孔折边形成散热翅片3，由此可以显著地增加散热段的散热面积。
如图2所示，控制盒6的侧面设有第二通孔；相变散热板本体1的吸热段穿过控制盒6侧面的第二通孔与控制盒6内的发热元件贴合。
(实施例3)
如图3所示，在本实施例中，相变散热板本体1同样依次包括上水平段11、竖直段12和下水平段13，其中上水平段11为散热段，下水平段13为吸热段。所述相变散热板本体1的上水平段11、竖直段12和下水平段13之间圆弧过渡。为了在实施例1的基础上提升散热效果。所述相变散热板本体1的上水平段11固定有翅片组4。翅片组4优选固定在散热段的下端面。
本实施例的结构与控制盒6的接触方式可以采用实施例1或者实施例2的方式。即相变散热板本体1与控制盒6的底面接触，参见对实施例1的描述。也可以将相变散热板本体1从控制盒6的侧面深入控制盒6，同时在散热段固定翅片组4，参见对实施例2的描述。
(实施例4)
如图4，本实施例中的相变散热板本体1的形状较之实施例1-实施例3有所变化，所述相变散热板本体1包括斜坡段14和水平段15，其中斜坡段14为散热段，水平段15为吸热段。
在本实施例中，对相变散热板本体1只进行一次折弯，加工更加便捷。
在本实施例中，同样可以对相变散热板本体1与控制盒6的接触方式可以采用底部接触或者伸入盒体。同样的道理，也可以对相变散热板本体1的散热段设置散热翅片3或者翅片组4；对相变散热板本体1的吸热段设置成平面(即此处不吹胀)，或者与发热元件接触的区域设置为平面(即此处不吹胀)，抑或者在吸热段上端面焊接连接板。这些变形都是基于本发明的构思，属于本发明的保护范畴。
由于相变散热板本体1的一体式板式结构是通过吹胀工艺或冲压焊接工艺加工而成，内部需要形成流体通道，因此其最多只有一侧为平面，本实施例中吸热段与热源的贴合面、散热段与翅片的复合面在同一侧，因此都可以采用平面侧，使贴合、复合更有效。
(实施例5)
如图5和图6所示，本实施例的所述相变散热板本体1的吸热段的上端面焊接有连接板2；控制盒6内的发热元件61与连接板2贴合。所述连接板2设有能够匹配控制盒6内的发热元件61的凹槽21；控制盒6内的发热元件61置于凹槽21内。发热元件61与凹槽21的底面和侧壁接触，比不设置凹槽只有底面与连接板接触增加了散热面积，散热效果进一步提升。
(实施例6)
如图7所示，本实施例还包括风扇5；所述风扇5设置于所述翅片组4上。当然也可以是设置在散热翅片3上。优选设置于散热翅片3或者翅片组4的下端面。设置风扇5能进一步提升散热段的散热效果。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种风冷板式相变散热器，其特征在于：包括相变散热板本体(1)；所述相变散热板本体(1)为一体式板式结构，内部设有流体通道，流体通道内设有相变工质；所述相变散热板本体(1)包括吸热段和散热段，流体通道连通吸热段和散热段；所述相变散热板本体(1)的吸热段与待散热产品连接；所述相变散热板本体(1)的散热段位于待散热产品的外部，并且散热段的高度高于吸热段的高度。
2.根据权利要求1所述的一种风冷板式相变散热器，其特征在于：所述相变散热板本体(1)的吸热段的上端面为平面；或者所述相变散热板本体(1)的吸热段的上端面上设置凸台或者凹槽，所述凸台的上端面或者所述凹槽的槽底为平面。
3.根据权利要求1所述的一种风冷板式相变散热器，其特征在于：还包括连接板(2)；所述连接板(2)设置在所述相变散热板本体(1)的吸热段的上端面。
4.根据权利要求3所述的一种风冷板式相变散热器，其特征在于：所述连接板(2)上设有凹槽(21)。
5.根据权利要求1所述的一种风冷板式相变散热器，其特征在于：所述相变散热板本体(1)依次包括上水平段(11)、竖直段(12)和下水平段(13)，其中上水平段(11)为散热段，下水平段(13)为吸热段。
6.根据权利要求1所述的一种风冷板式相变散热器，其特征在于：所述相变散热板本体(1)包括斜坡段(14)和水平段(15)，其中斜坡段(14)为散热段，水平段(15)为吸热段。
7.根据权利要求1所述的一种风冷板式相变散热器，其特征在于：还包括散热翅片(3)；所述散热翅片(3)设置于所述相变散热板本体(1)的散热段。
8.根据权利要求7所述的一种风冷板式相变散热器，其特征在于：所述相变散热板本体(1)的散热段上多个位置冲孔折边形成所述散热翅片(3)。
9.根据权利要求1所述的一种风冷板式相变散热器，其特征在于：还包括翅片组(4)；所述翅片组(4)设置于所述相变散热板本体(1)的散热段。
10.根据权利要求7-9之一所述的一种风冷板式相变散热器，其特征在于：还包括风扇(5)；所述风扇(5)设置于所述散热翅片(3)或者所述翅片组(4)上。
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