CN113008059B - 可用于电子产品的网络式铝基板多热沉板式散热器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及散热器技术领域，尤其涉及一种可用于电子产品的网络式铝基板多热沉板式散热器。可用于电子产品的网络式铝基板多热沉板式散热器，包括：蒸发区，蒸发区包括多个蒸发池；冷凝区，冷凝区包括多个冷凝池；多个脉动管束和多个回流管，每个蒸发池和所述每个冷凝池之间均连通有脉动管束和回流管。该铝基板多热沉板式散热器在双冷凝和双蒸发时可以有四大块散热区，实现了大面积散热，利用铝基材料变相散热。设有四大区域，用于实现不同功能，各个区域采用不同的设计原理，达到更加优异的传热传质的目的。热沉位置和数量可以进行调整，进而实现个性化定制，从而实现更高的效果，相对于传统散热管达到了更好的散热效果，同时成本较低。

Description

可用于电子产品的网络式铝基板多热沉板式散热器
技术领域
本发明涉及散热器技术领域，尤其涉及一种可用于电子产品的网络式铝基板多热沉板式散热器。
背景技术
现有技术中存在多种热管，例如A类方案热管，热管是一种具有高导热性能的传热元件，它通过在全封闭真空管壳内工质的蒸发与凝结来传递热量，具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、可控制温度等一系列优点。由热管组成的热管换热器具有传热效率高、结构紧凑、流体阻损小、有利于控制露点腐蚀等优点。目前已广泛应用于冶金、化工、炼油、锅炉、陶瓷、交通、轻纺、机械等行业中，作为废热回收和工艺过程中热能利用的节能设备，取得了显著的经济效益。
典型的重力热管，在密闭的管内先抽成真空，在此状态下充入适量工质，在热管的下端加热，工质吸收热量汽化为蒸汽，在微笑的压差下上升到热管上端，并向外界放出热量，凝结为液体，冷凝液在重力的作用下，沿热管内壁返回到受热段，并再次受热汽化，如此循环往复，连续不断的将热量由一端传向另一端，由于是相变传热，因此热管内热阻很小。
热管的高导热能力与银、铜、铝等金属相比，单位重量的热管可多传递几个数量级的热量，所以能以比较小的温差获得较大的传热率，且结构简单，具有单项导热的特点，特别是由于热管的特有机理，使冷热流体间的热交换均在管外进行，这就可以方便地进行强化传热，特别是由于热管的特有机理，使冷热流体间的热交换均在管外进行，这就可以方便地进行强化传热。此外，由于热管内部一般抽成真空，工质极易沸腾与蒸发，热管启动非常迅速。
热管这种传热元件，可以单根使用，也可以组合使用，根据用户现场的条件，配以相应的流通结构组合成各种形式换热器，热管换热器具有传热效率高、阻力损失小、结构紧凑、工作可靠和维护费用用小等多种优点，它在空间技术、电子、冶金、动力、石油、化工等各种行业都得到了广泛的应用。
B类是VC，均热板，VC(Vapor Chambers)直译叫蒸汽腔，业内一般叫平面热管、均温板、均热板。随着芯片功率密度的不断提升，VC已经广泛应用在CPU、NP、ASIC等大功耗器件的散热上。
VC散热器优于热管或金属基板散热器；虽然VC可以认为是平面热管，他是热管物理结构的二维延申，基本结构类似，但它仍然具有一些核心优势。它比金属或热管均温效果更好。可以使表面温度更均匀(热点减少)。其次，使用VC散热器可以让热源和设备之间直接接触，从而降低热阻；而热管通常需要嵌入基板。
热管是将热源连接到远端翅片的理想选择，尤其是对于相对曲折的路径来说，即使路径是直的，对于热量需要远端转移，也更多的用热管而不是VC，这就是热管和VC的关键区别，热管重点是转移热量。
总而言之，大部分热管和VC热板是铜基材料，价格昂贵；热管散热和均温效果不够好；VC均温效果很好，但传输距离有限，继续扩大，成本非常高，效果不佳。
发明内容
本发明针对现有大部分热管和热板存在的上述不足，提出了一种可用于电子产品的网络式铝基板多热沉板式散热器，该多热沉板式散热器解决了大部分热管和VC热板是铜基材料，价格昂贵的技术难题；同时解决了热管散热和均温效果不够好，VC热板均温效果很好，但传输距离有限，继续扩大，成本非常高、效果不佳的技术难题。
为了达到上述目的，本发明提供了一种可用于电子产品的网络式铝基板多热沉板式散热器，具体包括：
可用于电子产品的网络式铝基板多热沉板式散热器，包括：
蒸发区，所述蒸发区包括多个蒸发池；
冷凝区，所述冷凝区包括多个冷凝池；
多个脉动管和多个回流管，所述每个蒸发池和所述每个冷凝池之间均连通有脉动管和回流管。
在其中一些实施例中，
所述蒸发区包括第一蒸发池和第二蒸发池；
所述冷凝区包括第一冷凝池和第二冷凝池；
所述第一蒸发池和第一冷凝池之间连通有脉动光管束和回流管，所述第一冷凝池和第二蒸发池之间连通有脉动光管束和回流管，所述第二蒸发池和所述第二冷凝池之间连通有脉动光管束和回流管，所述第二冷凝池和第一蒸发池之间连通有脉动光管束和回流管。
在其中一些实施例中，所述第一蒸发池和所述第二蒸发池之间设有用于稳压的脉动光管束。
在其中一些实施例中，所述第一蒸发池和第一冷凝池之间的回流管、所述第一冷凝池和第二蒸发池之间的回流管、所述第二蒸发池和所述第二冷凝池之间的回流管及所述第二冷凝池和第一蒸发池之间的回流管的管路内设有吸液芯。
在其中一些实施例中，所述第一蒸发池和第一冷凝池之间的脉动光管束、所述第一冷凝池和第二蒸发池之间的脉动光管束、所述第二蒸发池和所述第二冷凝池之间的脉动光管束及所述第二冷凝池和第一蒸发池之间的脉动光管束为用于散热的散热器主体的散热部分。
在其中一些实施例中，所述多热沉板式散热器的尺寸为200X300mm，厚度为6mm，采用铝材作为基础材料。
在其中一些实施例中，所述蒸发池为高温、高压强状态，含有蒸汽流通层。
在其中一些实施例中，所述冷凝池为中温、低压强状态，无蒸汽流通层。
在其中一些实施例中，所述回流管无蒸汽流通层，且过渡状态。
一种如上所述的可用于电子产品的网络式铝基板多热沉板式散热器的运行方法，其特征在于：具体过程如下：设有若干蒸发池，当其受到热源加热后，会产生蒸发，蒸发池中的蒸发冷媒沿着脉动光管束流向冷凝池，过程中经过大部分的散热区，实现散热目的，冷凝池收集冷媒，流回蒸发池，所述蒸发池的设计和布置可以根据实际需要来设计。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
1、本发明提供的可用于电子产品的网络式铝基板多热沉板式散热器在双冷凝和双蒸发时可以有四大块散热区，实现了大面积散热，利用铝基材料变相散热。
2、本发明提供的可用于电子产品的网络式铝基板多热沉板式散热器设有四大区域，用于实现不同功能，各个区域采用不同的设计原理，达到更加优异的传热传质的目的。
3、热沉位置和数量可以进行调整，进而实现个性化定制，从而实现更高的效果，相对于传统散热管达到了更好的散热效果，同时成本较低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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他的附图。
图1为根据本发明实施例提供的可用于电子产品的网络式铝基板多热沉板式散热器结构示意图；
11、第一蒸发池；12、第二蒸发池；21、第一冷凝池；22、第二冷凝池；3、脉动光管束；4、回流管。
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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
本申请实施例提供了一种可用于电子产品的网络式铝基板多热沉板式散热器，包括：
蒸发区，所述蒸发区包括多个蒸发池；
冷凝区，所述冷凝区包括多个冷凝池；
多个脉动管和多个回流管，所述每个蒸发池和所述每个冷凝池之间均连通有脉动管和回流管。
其中，所述蒸发区包括第一蒸发池11和第二蒸发池12；所述冷凝区包括第一冷凝池21和第二冷凝池22；蒸发池和冷凝池都有毛细膜或毛细吸收层，不同在于蒸发池中有足够的蒸汽流通层，其空间体积占30％以上，而冷凝池中不具备，或者非常小。
所述第一蒸发池11和第一冷凝池21之间连通有脉动光管束3和回流管4，所述第一冷凝池21和第二蒸发池12之间连通有脉动光管束3和回流管4，所述第二蒸发池12和所述第二冷凝池22之间连通有脉动光管束3和回流管4，所述第二冷凝池22和第一蒸发池11之间连通有脉动光管束3和回流管4。双冷凝和双蒸发时可以有四大散热区，蒸发区的数量取决于设备的热沉需求量。
具体的，所述第一蒸发池11和所述第二蒸发池12之间设有用于稳压的脉动光管束。所述第一蒸发池11和第一冷凝池21之间的回流管、所述第一冷凝池21和第二蒸发池12之间的回流管4、所述第二蒸发池12和所述第二冷凝池22之间的回流管4及所述第二冷凝池22和第一蒸发池11之间的回流管4的管路内设有吸液芯，是液体回流到蒸发区的管路。本实施例中回液管直径大约多少和反重力的回流能力有关，如果能力强，可以窄，不然宽一些，严格讲，不是管，是个扁的槽，回液管内需要填充吸液芯，是利用毛细作用力，把液体拉回来。不仅是反重力，还要反压差才对。热端温度高，压力大；冷端温度低、压力小。槽的宽度和长度非常重要。太长了，毛细管作用力，抵消不了压力差和重力。使用中，有时候热源在最上方，冷凝在最下方，回流也受重力影响，需要克服，所以要设计多组的蒸发冷凝，减少对毛细反重力的依赖度。同时还要考虑回液量，要有足够的液体运回来才行，否则蒸发端就干了。回流主要考虑光管集束区，当它实现全充满的时候，还需要保证剩余区域区域有30％的存液量。
具体的，所述第一蒸发池11和第一冷凝池21之间的脉动光管束3、所述第一冷凝池21和第二蒸发池12之间的脉动光管束3、所述第二蒸发池12和所述第二冷凝池22之间的脉动光管束3及所述第二冷凝池22和第一蒸发池11之间的脉动光管束3为用于散热的散热器主体的散热部分。本实施例中光脉动光管束的覆盖区域，主要用于散热，是主体的散热部分，蒸发的蒸汽在此次不断的散热，不断凝结，产生凝结液滴，通过管径大小的控制，实现液滴的封闭，管内壁面是光滑的，还是汽柱/液柱交替，类似活塞流，具有一定的脉动特征，壁面实现疏水特征，则管径可以提升，因为阻力小，否则，管径缩小，才能实现流动；所以同样管径下，疏水壁面有利于循环启动。
具体的，所述多热沉板式散热器的尺寸为200X300mm，厚度为6mm，采用铝材作为基础材料。
具体的，所述蒸发池为高温、全压缩状态，含有蒸汽流通层，所述冷凝池为中温、低压状态，无蒸汽流通层，所述回流管无蒸汽流通层，且处于压强过渡状态。
本实施例提供的可用于电子产品的网路式铝基板多热沉板式散热器设计了2个热沉(或更多，蒸发区)单个热沉散热效率超过12mm导热铜管热流量；热沉内部具有高性能虹吸膜，和通畅的饱和蒸汽流动空间；凝结虹吸区域(可以多个)，无蒸汽流动空间；热沉区与凝结区之间集束毛细单通道脉动定向流道，大范围覆盖散热区域，起到主体散热作用；热沉区与凝结区之间高性能虹吸膜通道，形成冷凝液的定向回流通道，无蒸发空间；提供反重力材料和介质耦合选择，具有材料先进性优势和空隙的布置达到反重力需求和流量要求，满足：待测热源60度(尽可能低)起动热循环；冷媒的使用考虑了薄壁铝承压变形性；并考虑封装过程的可行性；长周期运行不污染冷媒和接触材料。
本申请另一实施例提供了一种如上所述的可用于电子产品的网络式铝基板多热沉板式散热器的运行方法，具体过程如下：设有若干蒸发池，当其受到热源加热后，会产生蒸发，蒸发池中的蒸发冷媒沿着脉动光管束流向冷凝池，过程中经过大部分的散热区，实现散热目的，冷凝池收集冷媒，流回蒸发池，所述蒸发池的设计和布置可以根据实际需要来设计。
本实施例提供的可用于电子产品的网络式铝基板多热沉板式散热器在双冷凝和双蒸发时可以有四大块散热区，实现了大面积散热，利用铝基材料变相散热。设有四大区域，用于实现不同功能，各个区域采用不同的设计原理，达到更加优异的传热传质的目的。热沉位置和数量可以进行调整，进而实现个性化定制，从而实现更高的效果，相对于传统散热管达到了更好的散热效果，同时成本较低。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.可用于电子产品的网络式铝基板多热沉板式散热器，其特征在于：包括：
蒸发区，所述蒸发区包括多个蒸发池；
冷凝区，所述冷凝区包括多个冷凝池；
多个脉动光管束和多个回流管，每个所述蒸发池和每个所述冷凝池之间均连通有脉动光管束和回流管；
每个所述蒸发池和每个所述冷凝池之间的回流管的管路里设有吸液芯；
每个所述蒸发池和每个所述冷凝池之间的脉动光管束为用于散热的散热器主体的散热部分，所述脉动光管束的覆盖区域，主要用于散热，蒸发的蒸汽在此次不断的散热，不断凝结，产生凝结液滴，通过管径大小的控制，实现液滴的封闭，管内壁面是光滑的，还是汽柱/液柱交替，类似活塞流，具有一定的脉动特征；
所述蒸发池为高温、高压强状态，含有蒸汽流通层；
所述冷凝池为中温、低压强状态，无蒸汽流通层；
所述回流管无蒸汽流通层，且压强过渡状态。
2.根据权利要求1所述的可用于电子产品的网络式铝基板多热沉板式散热器，其特征在于：
所述蒸发区包括第一蒸发池和第二蒸发池；
所述冷凝区包括第一冷凝池和第二冷凝池；
所述第一蒸发池和第一冷凝池之间连通有脉动光管束和回流管，所述第一冷凝池和第二蒸发池之间连通有脉动光管束和回流管，所述第二蒸发池和所述第二冷凝池之间连通有脉动光管束和回流管，所述第二冷凝池和第一蒸发池之间连通有脉动光管束和回流管。
3.根据权利要求2所述的可用于电子产品的网络式铝基板多热沉板式散热器，其特征在于：所述第一蒸发池和所述第二蒸发池之间设有用于稳压的脉动光管束。
4.根据权利要求2所述的可用于电子产品的网络式铝基板多热沉板式散热器，其特征在于：所述第一蒸发池和第一冷凝池之间的回流管、所述第一冷凝池和第二蒸发池之间的回流管、所述第二蒸发池和所述第二冷凝池之间的回流管及所述第二冷凝池和第一蒸发池之间的回流管的管路内设有吸液芯。
5.根据权利要求2所述的可用于电子产品的网络式铝基板多热沉板式散热器，其特征在于：所述第一蒸发池和第一冷凝池之间的脉动光管束、所述第一冷凝池和第二蒸发池之间的脉动光管束、所述第二蒸发池和所述第二冷凝池之间的脉动光管束及所述第二冷凝池和第一蒸发池之间的脉动光管束为用于散热的散热器主体的散热部分。
6.根据权利要求1-5任一项所述的可用于电子产品的网络式铝基板多热沉板式散热器，其特征在于：所述多热沉板式散热器的尺寸为200X300mm，厚度为6mm，采用铝材作为基础材料。
7.一种如权利要求6所述的可用于电子产品的网络式铝基板多热沉板式散热器的运行方法，其特征在于：具体过程如下：设有若干蒸发池，当其受到热源加热后，会产生蒸发，蒸发池中的蒸发冷媒沿着脉动光管束流向冷凝池，过程中经过大部分的散热区，实现散热目的，冷凝池收集冷媒，流回蒸发池，所述蒸发池的设计和布置可以根据实际需要来设计。
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