CN113613468A - 钎焊冷媒散热器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及散热装置技术领域，尤指一种钎焊冷媒散热器，包括蒸发器、冷凝器、蒸汽管路和液体回流管路，蒸发器内设有蒸发腔，冷凝器内设有冷凝腔；冷凝腔的上端通过蒸汽管路与蒸发腔连通，其下端通过液体回流管路与蒸发腔连通，以形成循环回路，该循环回路内设有冷媒；蒸发器对应蒸发腔设有通道散热片，通道散热片将蒸发腔划分出若干个通道。本发明利用冷媒液态转化为汽态吸热的原理，蒸发器中的冷媒进而吸收发热电子元件上的热量并受热汽化形成蒸汽，通过蒸汽管路向冷凝腔移动，在冷凝腔内进行冷却，液化形成液体，通过液体回流管路回到蒸发腔内，如此往复循环，实现散热的目的；并且该蒸发腔内设有散热结构，提高了散热性能。

Description

钎焊冷媒散热器
技术领域
本发明涉及散热装置技术领域，尤指一种钎焊冷媒散热器。
背景技术
传统的风冷散热器主要由铜或者铝材料加工而成，散热器由基板和翅片构建而成，其中散热器基板紧贴发热电子元件吸热，然后在基板上进行热扩散，热量进一步传递到翅片，最后由风扇驱动空气流经翅片进行热对流将热量吹散。散热器散热性能的好坏，取决于两个因素：其一，发热电子元件局部区域的热量能否很好的在基板上扩散，并有效率的传导到翅片上；其二，翅片是否获得很好的对流换热系数。
常规的铜或铝散热器，由于材料的导热系数较低，散热器的基板热扩散受限制，当发热电子元件贴合区热流密度较大时，热量不容易快速扩散；另外，基板上热量扩散不均匀，使得翅片的对流换热系数较低，发热电子元件会产生较大的温升，影响发热电子元件的工作。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种钎焊冷媒散热器，利用冷媒液态转化为汽态吸热的原理，可以循环散热，热阻更低，散热性能更好。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种钎焊冷媒散热器，包括风扇、用于对发热电子元件进行散热的蒸发器、冷凝器、蒸汽管路和液体回流管路，所述蒸发器内设有蒸发腔，所述冷凝器内设有冷凝腔；所述冷凝器竖向倾斜或垂直设置，所述风扇安装在所述冷凝器的侧壁，所述蒸发器设置在所述冷凝器的下方；所述冷凝腔的上端通过蒸汽管路与所述蒸发腔连通，其下端通过所述液体回流管路与所述蒸发腔连通，以形成循环回路，该循环回路内设有冷媒；所述蒸发器对应所述蒸发腔设有通道散热片，所述通道散热片将蒸发腔划分出若干个通道。
作为一种优选方案，所述冷凝器包括若干根平行设置的扁管和横向设置的上管及下管，所述扁管竖向设置，其上端与所述上管连通、下端与所述下管连通；所述上管设有充注口。
作为一种优选方案，所述冷凝器还包括若干组散热翅片，相邻的扁管之间设置有一组散热翅片，同一组散热翅片呈“己”字形循环排布。
作为一种优选方案，同一组散热翅片包括横向翅片和竖向翅片，所述横向翅片的两端分别与相邻的两个扁管连接，所述竖向翅片的两端分别与相邻的两个横向翅片连接；一个竖向翅片与一个扁管相贴，下一个竖向翅片则与另一个扁管相贴。
作为一种优选方案，所述蒸发器包括依次的叠放连接的基板、基框和盖板；所述基框为具有贯穿若干个开口的框体结构，每个开口对应盖有一个盖板，所述基板和所述盖板与所述基框的开口密封形成所述蒸发腔。
作为一种优选方案，所述盖板对应所述蒸发腔开设有介质出口，所述蒸发管路的一端与所述介质出口连通，其另一端与所述上管连通；所述基框的一侧开有介质入口，所述介质入口与所述开口连通；所述液体回流管路的一端与所述介质入口连接，其另一端与所述下管连接。
作为一种优选方案，所述基板对应每个开口设有一组通道散热片，多块相互平行的通道散热片形成通道；所述通道散热片垂直于所述基板，并伸入所述基框的开口内。
作为一种优选方案，所述盖板与基框连接的一面设有鱼骨状的蒸汽汇流槽。
作为一种优选方案，所述钎焊冷媒散热器还包括安装架，所述安装架相互连接的第一安装部和第二安装部，所述第一安装部和所述第二安装部连接处的角度为30度至90度；所述第一安装部安装于所述冷凝器，所述第二安装部与所述蒸发器连接。
作为一种优选方案，所述风扇安装于所述第一安装部，所述第一安装部对应所述风扇开设有吹风口。
本发明的有益效果在于：
相比于传统的风冷散热器，本发明的散热器内部工质为冷媒，即使泄露也不会污染发热电子元件，安全可靠。
本发明利用冷媒液态转化为汽态吸热的原理，蒸发器中的冷媒进而吸收发热电子元件上的热量并受热汽化形成蒸汽，通过蒸汽管路向冷凝腔移动，在冷凝腔内，冷媒进行冷却液化形成液体，通过液体回流管路回到蒸发腔内，如此往复循环，实现散热的目的。
由于蒸发腔内设置有散热结构，具体是通过通道散热片将蒸发腔划分出若干个通道，加大了蒸发器的散热面积，增加了蒸发腔与冷媒的接触面积，整个散热器的热扩散性能好，热阻更低，散热性能更好。相同的发热量条件下应用，散热器体积更小，相应的工业设备可以进行更紧凑的设计。
附图说明
图1是本发明的钎焊冷媒散热器的结构示意图。
图2是图1中钎焊冷媒散热器的分解结构示意图。
图3是本发明的钎焊冷媒散热器的工作原理图。
图4是本发明的冷凝器的局部结构示意图。
图5是本发明的蒸发器的分解结构示意图。
附图标号说明：10-安装架；11-第一安装部；12-第二安装部；13-吹风口；20-风扇；30-蒸发器；31-蒸发腔；32-基板；33-基框；331-开口；332-介质入口；34-盖板；341-介质出口；342-蒸汽汇流槽；35-通道散热片；351-凹槽；40-冷凝器；41-冷凝腔；42-扁管；43-上管；44-下管；45-散热翅片；451-横向翅片；452-竖向翅片；46-充注口；50-蒸汽管路；60-液体回流管路；70-发热电子元件。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明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。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。
在本发明的描述中，需要说明的是，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，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装置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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，也可是一体式连接，也可以是机械连接，也可以是电连接，也可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，也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。
请参阅图1至图5所示，本发明关于一种钎焊冷媒散热器，包括用于对发热电子元件70进行散热的蒸发器30、冷凝器40、蒸汽管路50和液体回流管路60，蒸发器30内设有蒸发腔31，冷凝器40内设有冷凝腔41；冷凝器40竖向倾斜或垂直设置，风扇20安装在冷凝器40的侧壁，蒸发器30设置在冷凝器40的下方，蒸发器30装设在发热电子元件70上，安装架10连接冷凝器40和蒸发器30；冷凝腔41的上端通过蒸汽管路50与蒸发腔31连通，其下端通过液体回流管路60与蒸发腔31连通，以形成循环回路，该循环回路内设有冷媒；蒸发器30中的冷媒进而吸收发热电子元件70上的热量并受热汽化形成蒸汽，通过蒸汽管路50向冷凝腔41移动，在冷凝腔41内，冷媒进行冷却液化形成液体，通过液体回流管路60回到蒸发腔31内。
其中，蒸发器30对应蒸发腔31设有通道散热片35，通道散热片35将蒸发腔31划分出若干个通道。
相比于传统的风冷散热器，本发明的散热器由于蒸发腔31内设置有散热结构，具体是通过通道散热片35将蒸发腔31划分出若干个通道，加大了蒸发30器的散热面积，增加了蒸发腔31与冷媒的接触面积，整个散热器的热扩散性能好，热阻更低，散热性能更好。相同的发热量条件下应用，散热器体积更小，相应的工业设备可以进行更紧凑的设计。由于蒸发器30内部工质为冷媒，即使泄露也不会污染发热电子元件70，安全可靠。
如图4所示，冷凝器40包括若干根平行设置的扁管42、横向设置的上管43及下管44、若干组散热翅片45，扁管42、上管43、下管44和散热翅片45通过钎焊方式连接成一体；扁管42竖向设置，其上端与上管43连通、下端与下管44连通；上管43设有充注口46，通过充注口46可以往冷凝器40中添加冷媒；相邻的扁管42之间设置有一组散热翅片45，同一组散热翅片45呈“己”字形循环排布，具体地：同一组散热翅片45包括横向翅片451和竖向翅片452，横向翅片451的两端分别与相邻的两个扁管42连接，竖向翅片452的两端分别与相邻的两个横向翅片451连接；一个竖向翅片452与一个扁管42相贴，下一个竖向翅片452则与另一个扁管42相贴。散热翅片45的布局设计，增大了与扁管42的接触面积，提高了散热面积，加快了散热。
如图5所示，蒸发器30包括依次的叠放连接的基板32、基框33和盖板34；基框33为具有贯穿若干个开口331的框体结构，每个开口331对应盖有一个盖板34，基板32和盖板34与基框33钎焊密封形成蒸发腔31；盖板34对应蒸发腔31开设有介质出口341，蒸发管路的一端与介质出口341连通，其另一端与上管43连通；基框33的一侧开有介质入口332，介质入口332与开口331连通；液体回流管路60的一端与介质入口332连接，其另一端与下管44连接。冷媒在蒸发腔31受热蒸发形成汽态，通过介质出口341进入到蒸发管道，最后冷媒液化后，经液体回流管路60从介质入口332再次回到蒸发腔31内。
在本实施例中，开口331的数量为三个，相应的盖板34的数量为三个，蒸发管路和液体回流管路60同样为三管的管路。
基板32对应开口331设有三组通道散热片35，每组通道散热片35通过钎焊垂直于基板32，并伸入基框33的开口331内，多块相互平行的通道散热片35将蒸发腔31划分出若干条通道。通道散热片35的设计，一方面加快了基板32对发热电子元件70的热传导，另一方面加大了与冷媒的接触面积，提高了散热性能。
相比于传统的散热器，蒸发器30的基板32的通道散热片35和盖板34均设置了空腔结构，盖板34与基框33连接的一面设有鱼骨状的蒸汽汇流槽342，每组通道散热片35的顶部对应该蒸汽汇流槽342形成凹陷的凹槽351。在本实施例中，通道散热片35伸入基框33的开口331内，通道散热片35的最高端的端面与基框33的上端面齐平，而盖板34的最低端的端面与通道散热片35的最高端的端面相贴，而通道散热片35顶部的凹槽351和蒸汽汇流槽342形成空腔，方便冷媒的蒸发，进而使得散热器的热量扩散能力得到极大的提升。
在满足散热要求的情况下，钎焊冷媒散热器还包括安装架10和风扇20，风扇20转速可以相应降低，节约电能，降低设备噪音。安装架10包括相互连接的第一安装部11和第二安装部12，第一安装部11和第二安装部12连接处的角度为30度至90度；第一安装部11包裹在扁管42的两侧，第二安装部12与基板32固定连接；进一步地，风扇20安装于第一安装部11，第一安装部11对应风扇20开设有吹风口13。安装架10可以将蒸发器30和冷凝器40连接固定，保证冷凝器40与蒸发器30始终保持垂直方向，而蒸发器30始终连接在冷凝器40的下端，遵循重力学原理，在冷凝腔41内冷却液化形成液体的冷媒，将流到冷凝器40下端连通的蒸发腔31内。
在本实施例中，风扇20的数量为三个，也可以根据使用来调整其数量，在此不再赘述。
以上实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种钎焊冷媒散热器，其特征在于：包括用于对发热电子元件进行散热的蒸发器、冷凝器、蒸汽管路和液体回流管路，所述蒸发器内设有蒸发腔，所述冷凝器内设有冷凝腔；所述冷凝器竖向倾斜或垂直设置，所述蒸发器设置在所述冷凝器的下方；所述冷凝腔的上端通过蒸汽管路与所述蒸发腔连通，其下端通过所述液体回流管路与所述蒸发腔连通，以形成循环回路，该循环回路内设有冷媒；所述蒸发器对应所述蒸发腔设有通道散热片，所述通道散热片将蒸发腔划分出若干个通道。
2.根据权利要求1所述的钎焊冷媒散热器，其特征在于：所述冷凝器包括若干根平行设置的扁管和横向设置的上管及下管，所述扁管竖向设置，其上端与所述上管连通、下端与所述下管连通；所述上管设有充注口。
3.根据权利要求2所述的钎焊冷媒散热器，其特征在于：所述冷凝器还包括若干组散热翅片，相邻的扁管之间设置有一组散热翅片，同一组散热翅片呈“己”字形循环排布。
4.根据权利要求3所述的钎焊冷媒散热器，其特征在于：同一组散热翅片包括横向翅片和竖向翅片，所述横向翅片的两端分别与相邻的两个扁管连接，所述竖向翅片的两端分别与相邻的两个横向翅片连接；一个竖向翅片与一个扁管相贴，下一个竖向翅片则与另一个扁管相贴。
5.根据权利要求2所述的钎焊冷媒散热器，其特征在于：所述蒸发器包括依次的叠放连接的基板、基框和盖板；所述基框为具有贯穿若干个开口的框体结构，每个开口对应盖有一个盖板，所述基板和所述盖板与所述基框的开口密封形成所述蒸发腔。
6.根据权利要求5所述的钎焊冷媒散热器，其特征在于：所述盖板对应所述蒸发腔开设有介质出口，所述蒸发管路的一端与所述介质出口连通，其另一端与所述上管连通；所述基框的一侧开有介质入口，所述介质入口与所述开口连通；所述液体回流管路的一端与所述介质入口连接，其另一端与所述下管连接。
7.根据权利要求5所述的钎焊冷媒散热器，其特征在于：所述基板对应每个开口设有一组通道散热片，多块相互平行的通道散热片形成通道；所述通道散热片垂直于所述基板，并伸入所述基框的开口内。
8.根据权利要求5所述的钎焊冷媒散热器，其特征在于：所述盖板与基框连接的一面设有鱼骨状的蒸汽汇流槽。
9.根据权利要求1所述的钎焊冷媒散热器，其特征在于：所述钎焊冷媒散热器还包括安装架，所述安装架包括相互连接的第一安装部和第二安装部，所述第一安装部和所述第二安装部连接处的角度为30度至90度；所述第一安装部安装于所述冷凝器，所述第二安装部与所述蒸发器连接。
10.根据权利要求9所述的钎焊冷媒散热器，其特征在于：所述钎焊冷媒散热器还包括风扇，所述风扇安装于所述第一安装部，所述第一安装部对应所述风扇开设有吹风口。
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