CN112595154A - 一种电子元器件风冷热管散热器及工作方法 - Google Patents

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周锦志
袁艳平
吴聃
邓梦思
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/0275—Arrangements for coupling heat-pipes together or with other structures, e.g. with base blocks; Heat pipe cores
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2039—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
    • H05K7/20509—Multiple-component heat spreaders; Multi-component heat-conducting support plates; Multi-component non-closed heat-conducting structures

Abstract

本发明提供一种电子元器件风冷热管散热器及工作方法，包括电子元器件、热管散热器、风扇、固定边框。热管散热器利用半圆截面作为热管蒸发段并与电子元器件直接贴合，扩大换热面积并降低热管与电子元器件之间的热阻，同时，以若干微通道扁管为冷凝器，扩大冷凝换热面积。本发明将传统热管与散热器融为一体，在保留散热器外表面大换热面积的前提下，加强内部传热，提升传热能力并减小散热器体积。

Description

一种电子元器件风冷热管散热器及工作方法
技术领域
本发明属于电子元器件散热技术领域，具体涉及一种新型热管散热的应用。
背景技术
电子元器件具有体积小、散热密度大等特点，而本身运行性能受工作温度影响，为了保证电子元器件的工作环境，人们采用自然冷却、强制散热等方法对其进行冷却。虽然液冷具有较高的散热能力，但液体泄漏会造成电子元器件的损伤，故现多采用风冷方式进行冷却。
为了加强风冷效果，一些制冷、导热设备被用来与散热器结合，如热管、半导体制冷片等。这些辅助设备皆与换热器相分离，而且为了匹配热管外形，如铜管，需增设铜板以连接电子元器件与圆铜管。简化高效的电子元器件传热设备是一个重要研究方向。
发明内容
针对现有热管与热源接触热阻大、热管导热能力低、散热装置体积大等问题，本发明提出了一种电子元器件风冷热管散热器。系统将热管与散热器融为一体，利用半圆截面作为热管蒸发段并与电子元器件直接贴合，扩大换热面积并降低热管与电子元器件之间的热阻，同时，以若干微通道扁管为冷凝器，扩大冷凝换热面积并强化风冷换热能力。
为实现上述发明目的，本发明技术方案如下：
一种电子元器件风冷热管散热器，包括底部的电子元器件1、电子元器件1上方的热管散热器3、热管散热器3上方的风扇5；风扇5通过固定边框4与电子元器件1固定成整体；电子元器件1作为热源，其上表面涂有一层导热硅脂2；用于减少电子元器件1与热管散热器3之间接触热阻。
热管散热器3包括若干半圆形蒸发器31、第一微通道扁管冷凝器32、第二微通道扁管冷凝器33，若干半圆形蒸发器31在水平面上按多排多列对齐排列相连，其底面平滑并与导热硅脂2相接触；横向上每列的相邻半圆形蒸发器31之间设有肋片36，肋片36底端与半圆形蒸发器31下壁面为一体，肋片36上端分别与相邻半圆形蒸发器31上壁面焊接连接形成密闭空间；同时，肋片36侧面设有冷媒联通孔34用于接通相邻半圆形蒸发器31；纵向奇数排的半圆形蒸发器31上连通设置多个第一微通道扁管冷凝器32，偶数排的半圆形蒸发器31上连通设置多个第二微通道扁管冷凝器33，第一微通道扁管冷凝器32和第二微通道扁管冷凝器33都呈辐射状分布于半圆形蒸发器31的半圆弧表面；相邻的两排半圆形蒸发器31之间，第一微通道扁管冷凝器32和第二微通道扁管冷凝器33在纵向上相互错开，半圆形蒸发器31内设有冷媒。
作为优选方式，位于端部的半圆形蒸发器31的侧壁面设置冷媒充液孔35。
作为优选方式，微通道扁管冷凝器的微通道厚度为1-2毫米。
作为优选方式，冷媒联通孔34设置于肋片36侧面中心，且与冷媒充液孔35为同心圆孔。
本发明还提供一种所述电子元器件风冷热管散热器的工作方法：当散热器工作时，电子元器件1的热量通过导热硅脂2传递到半圆形蒸发器31，蒸发器内的液态冷媒吸收热量并相变为气态，气态冷媒上升流入第一微通道扁管冷凝器32和第二微通道扁管冷凝器33内；风扇5驱动冷空气吹过第一微通道扁管冷凝器32和第二微通道扁管冷凝器33表面并吸收热量；气态冷媒被冷却后相变为液态在重力作用下重新流回半圆形蒸发器31完成一次热量传递；若电子元器件1表面热量不均匀时，某一区域的热量过高，此时与该区域相接触的半圆形蒸发器31内冷媒蒸发速度较快，其他蒸发器内的冷媒通过冷媒联通孔34流入平衡此部分冷媒。
热管散热器3融合了传统热管与散热器的优点，具有外部换热面积大，内部传热能力强等特点。
热管蒸发器为半圆形，其平滑的切面除换热面积大外，还有助于与热源相结合；热管蒸发器之间的肋片36可有效强化上下壁面的连接强度，防止变形。热管冷凝器为若干微通道扁管，多角度辐射排布，具有换热面积大，内部两相流换热能力强等优点；同时，第一微通道扁管冷凝器32和第二微通道扁管冷凝器33在相对位置上的交错可扰动空气流动状态，提升换热能力。
为了平衡蒸发器不同区域的传热能力，冷媒联通孔34可将其他蒸发器内的冷媒填补到需要的区域。
相比现有技术，本发明的有益效果如下：
1、本发明将热管和散热器融为一体，保证表面换热面积的前提下，增强内部换热能力。
2、利用半圆状管作为蒸发器，联合肋片结构强化蒸发器承压能力。
3、不同位置冷凝器交叉分布，增强换热空气扰动，提升强制对流换热能力。
附图说明
图1为本发明实施例提供一种电子元器件风冷热管散热器结构正视图；
图2为本发明实施例提供一种电子元器件风冷热管散热器俯视图；
图中，1为电子元器件，2为导热硅脂，3为热管散热器，31为半圆形蒸发器，32为第一微通道扁管冷凝器，33为第二微通道扁管冷凝器，34为冷媒联通孔，35为冷媒充液孔，36为肋片，4为固定边框，5为风扇。
具体实施方式
如图1和图2所示，一种电子元器件风冷热管散热器，包括底部的电子元器件1、电子元器件1上方的热管散热器3、热管散热器3上方的风扇5；风扇5通过固定边框4与电子元器件1固定成整体；电子元器件1作为热源，其上表面涂有一层导热硅脂2；用于减少电子元器件1与热管散热器3之间接触热阻。
热管散热器3包括若干半圆形蒸发器31、第一微通道扁管冷凝器32、第二微通道扁管冷凝器33，若干半圆形蒸发器31在水平面上按多排多列对齐排列相连，其底面平滑并与导热硅脂2相接触；横向上每列的相邻半圆形蒸发器31之间设有肋片36，肋片36底端与半圆形蒸发器31下壁面为一体，肋片36上端分别与相邻半圆形蒸发器31上壁面焊接连接形成密闭空间；同时，肋片36侧面中心设有冷媒联通孔34用于接通相邻半圆形蒸发器31；液态冷媒可自由流动平衡各个蒸发器内部的压力。纵向奇数排的半圆形蒸发器31上连通设置多个第一微通道扁管冷凝器32，偶数排的半圆形蒸发器31上连通设置多个第二微通道扁管冷凝器33，第一微通道扁管冷凝器32和第二微通道扁管冷凝器33都呈辐射状分布于半圆形蒸发器31的半圆弧表面；相邻的两排半圆形蒸发器31之间，纵向上第一微通道扁管冷凝器32正对第一微通道扁管冷凝器32之间的间隙，第一微通道扁管冷凝器32和第二微通道扁管冷凝器33在纵向上相互错开，这样可以扰乱空气流动，提高换热能力。半圆形蒸发器31内设有冷媒。半圆形蒸发器31的上下壁之间设有肋片36。位于端部的半圆形蒸发器31的侧壁面设置冷媒充液孔35。微通道扁管冷凝器的微通道厚度为1-2毫米。冷媒充液孔35与冷媒联通孔34为同心圆孔。
本实施例还提供一种所述电子元器件风冷热管散热器的工作方法：当散热器工作时，电子元器件1的热量通过导热硅脂2传递到半圆形蒸发器31，蒸发器内的液态冷媒吸收热量并相变为气态，气态冷媒上升流入第一微通道扁管冷凝器32和第二微通道扁管冷凝器33内；风扇5驱动冷空气吹过第一微通道扁管冷凝器32和第二微通道扁管冷凝器33表面并吸收热量；气态冷媒被冷却后相变为液态在重力作用下重新流回半圆形蒸发器31完成一次热量传递；若电子元器件1表面热量不均匀时，某一区域的热量过高，此时与该区域相接触的半圆形蒸发器31内冷媒蒸发速度较快，其他蒸发器内的冷媒通过冷媒联通孔34流入平衡此部分冷媒。
热管散热器3融合了传统热管与散热器的优点，具有外部换热面积大，内部传热能力强等特点。
热管蒸发器为半圆形，其平滑的切面除换热面积大外，还有助于与热源相结合；热管蒸发器之间的肋片36可有效强化上下壁面的连接强度，防止变形。热管冷凝器为若干微通道扁管，多角度辐射排布，具有换热面积大，内部两相流换热能力强等优点；同时，第一微通道扁管冷凝器32和第二微通道扁管冷凝器33在相对位置上的交错可扰动空气流动状态，提升换热能力。
为了平衡蒸发器不同区域的传热能力，冷媒联通孔34可将其他蒸发器内的冷媒填补到需要的区域。
以上结合附图对本发明的实施例进行了详细阐述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，不脱离本发明宗旨和权利要求所保护范围的情况下还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护。

Claims (5)

1.一种电子元器件风冷热管散热器，其特征在于：包括底部的电子元器件(1)、电子元器件(1)上方的热管散热器(3)、热管散热器(3)上方的风扇(5)；风扇(5)通过固定边框(4)与电子元器件(1)固定成整体；电子元器件(1)作为热源，其上表面涂有一层导热硅脂(2)；
热管散热器(3)包括若干半圆形蒸发器(31)、第一微通道扁管冷凝器(32)、第二微通道扁管冷凝器(33)，若干半圆形蒸发器(31)在水平面上按多排多列对齐排列相连，其底面平滑并与导热硅脂(2)相接触；横向上每列的相邻半圆形蒸发器(31)之间设有肋片(36)，肋片(36)底端与半圆形蒸发器(31)下壁面为一体，肋片(36)上端分别与相邻半圆形蒸发器(31)上壁面焊接连接形成密闭空间；同时，肋片(36)侧面设有冷媒联通孔(34)用于接通相邻半圆形蒸发器(31)；纵向奇数排的半圆形蒸发器(31)上连通设置多个第一微通道扁管冷凝器(32)，偶数排的半圆形蒸发器(31)上连通设置多个第二微通道扁管冷凝器(33)，第一微通道扁管冷凝器(32)和第二微通道扁管冷凝器(33)都呈辐射状分布于半圆形蒸发器(31)的半圆弧表面；相邻的两排半圆形蒸发器(31)之间，第一微通道扁管冷凝器(32)和第二微通道扁管冷凝器(33)在纵向上相互错开，半圆形蒸发器(31)内设有冷媒。
2.根据权利要求1所述的一种电子元器件风冷热管散热器，其特征在于：位于端部的半圆形蒸发器(31)的侧壁面设置冷媒充液孔(35)。
3.根据权利要求1所述的一种电子元器件风冷热管散热器，其特征在于：微通道扁管冷凝器的微通道厚度为1-2毫米。
4.根据权利要求1所述的一种电子元器件风冷热管散热器，其特征在于：冷媒联通孔(34)设置于肋片(36)侧面中心，且与冷媒充液孔(35)为同心圆孔。
5.权利要求1至4任意一项所述电子元器件风冷热管散热器的工作方法，其特征在于：当散热器工作时，电子元器件(1)的热量通过导热硅脂(2)传递到半圆形蒸发器(31)，蒸发器内的液态冷媒吸收热量并相变为气态，气态冷媒上升流入第一微通道扁管冷凝器(32)和第二微通道扁管冷凝器(33)内；风扇(5)驱动冷空气吹过第一微通道扁管冷凝器(32)和第二微通道扁管冷凝器(33)表面并吸收热量；气态冷媒被冷却后相变为液态在重力作用下重新流回半圆形蒸发器(31)完成一次热量传递；若电子元器件(1)表面热量不均匀时，某一区域的热量过高，此时与该区域相接触的半圆形蒸发器(31)内冷媒蒸发速度较快，其他蒸发器内的冷媒通过冷媒联通孔(34)流入平衡此部分冷媒。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114967305A (zh) * 2022-06-29 2022-08-30 歌尔光学科技有限公司 一种柔性散热鳍片

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202014002477U1 (de) * 2013-03-22 2014-06-17 Wieland-Werke Ag Wärmetauscher
CN204177261U (zh) * 2014-10-21 2015-02-25 杭州三花微通道换热器有限公司 一种换热器扁管及微通道换热器
CN105352345A (zh) * 2015-11-16 2016-02-24 Tcl空调器(中山)有限公司 微通道换热器及其空调器
CN106033749A (zh) * 2015-03-13 2016-10-19 上海交通大学 并联式平行微通道多芯片散热器
CN205690748U (zh) * 2016-06-03 2016-11-16 华北电力大学（保定） 一种多排平行流换热器
JP2018031549A (ja) * 2016-08-25 2018-03-01 株式会社丸三電機 放熱装置
DE102017212237A1 (de) * 2017-07-18 2019-01-24 Mahle International Gmbh Wärmeübertrager
US20190170447A1 (en) * 2017-12-01 2019-06-06 Celsia Technologies Taiwan, Inc. Heat pipe with non-condensable gas
CN110094901A (zh) * 2018-01-31 2019-08-06 浙江盾安机械有限公司 一种微通道换热器
CN214199797U (zh) * 2020-12-31 2021-09-14 西南交通大学 一种电子元器件风冷热管散热器

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202014002477U1 (de) * 2013-03-22 2014-06-17 Wieland-Werke Ag Wärmetauscher
CN204177261U (zh) * 2014-10-21 2015-02-25 杭州三花微通道换热器有限公司 一种换热器扁管及微通道换热器
CN106033749A (zh) * 2015-03-13 2016-10-19 上海交通大学 并联式平行微通道多芯片散热器
CN105352345A (zh) * 2015-11-16 2016-02-24 Tcl空调器(中山)有限公司 微通道换热器及其空调器
CN205690748U (zh) * 2016-06-03 2016-11-16 华北电力大学（保定） 一种多排平行流换热器
JP2018031549A (ja) * 2016-08-25 2018-03-01 株式会社丸三電機 放熱装置
DE102017212237A1 (de) * 2017-07-18 2019-01-24 Mahle International Gmbh Wärmeübertrager
US20190170447A1 (en) * 2017-12-01 2019-06-06 Celsia Technologies Taiwan, Inc. Heat pipe with non-condensable gas
CN110094901A (zh) * 2018-01-31 2019-08-06 浙江盾安机械有限公司 一种微通道换热器
CN214199797U (zh) * 2020-12-31 2021-09-14 西南交通大学 一种电子元器件风冷热管散热器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114967305A (zh) * 2022-06-29 2022-08-30 歌尔光学科技有限公司 一种柔性散热鳍片

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