CN113710050B - 一种散热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种散热装置，包括壳体、管体及充注管。该壳体包括盖板和底板，盖板和底板结合，构成一中空的腔室。该腔室内有第一毛细组织和第二毛细组织。第一毛细组织与第二毛细组织局部直接或间接地接触或连接。盖板上有若干第一开孔及与第一开孔数量相等的第二开孔，第一开孔处覆盖有第二毛细组织，第二开孔处无第二毛细组织，从而使第二开孔与腔室贯穿。管体的数量与第一开孔的数量相等，该管体具有两端口，分别连通一第一开孔和一第二开孔。本发明散热装置具有散热能力大，散热效率高，简单可靠的优点。
Description
技术领域
本发明属于散热技术领域，涉及一种电力电子设备散热装置。
背景技术
风冷散热装置以简单、可靠、价低等优势，在电力电子散热领域应用广泛。但是随着大数据、AI、物联网等产业的快速发展，硬件集成电路的功耗越来越大，发热量和热流密度也越来越大。传统的风冷散热装置如热管散热器和均温板的散热能力越来越难以满足需求。热管的传热能力小，且与热源的有效接触面积小。均温板与热源的有效接触面积大，但是其冷凝面积难以扩展，导致其散热量也很有限。业界也有将均温板与热管结合在一起使用的情况，但是工艺困难，且由于热管内的液态工质依靠重力回流并与汽态工质流动方向相反，造成液膜在热管管壁聚集，换热效率较差。因此，目前电子设备亟需一种更高效可靠的散热装置。
发明内容
为了解决当前电力电子设备散热困难的问题，本发明提出了一种散热装置，能够克服均温板和热管的技术缺陷，具有散热能力大、效率高、体积小、使用方便等优点，而且继承了风冷散热装置简单、可靠、价低的优点，为电力电子产品日益严峻的散热问题提供了更先进的解决方案。
本发明采用如下技术方案：
一种散热装置，其特征在于，包括：
壳体，其包括一盖板和一底板，所述盖板与所述底板结合，内部构成一腔室；
第一毛细组织位于所述腔室内，且固定于所述底板上，第二毛细组织位于所述腔室内，且固定于所述盖板上，所述第一毛细组织与所述第二毛细组织局部直接或间接地接触或连接；
所述盖板上有若干第一开孔及与所述第一开孔数量相等的第二开孔，所述第一开孔处覆盖有所述第二毛细组织，所述第二开孔处无所述第二毛细组织，从而使所述第二开孔与所述腔室贯穿；
与所述第一开孔数量相等的管体，所述管体具有两端口，分别连通所述盖板上的一第一开孔和一第二开孔。
可选地，所述第一毛细组织及所述第二毛细组织为丝网或泡沫金属或金属毡或纤维束或粉末多孔结构中的任意一种或多种的复合结构，所述第一毛细组织与所述第二毛细组织为相同结构体或相异结构体。
可选地，所述第一毛细组织上有凹凸不平的图案或部分镂空。
可选地，所述腔室内有第三毛细组织，所述第三毛细组织分别与所述第一毛细组织和所述第二毛细组织接触或连接，以实现所述第一毛细组织和所述第二毛细组织间接接触或连接，所述第三毛细组织为丝网或泡沫金属或金属毡或纤维束或粉末多孔结构中的任意一种或多种的复合结构。
可选地，所述管体内表面光滑或具有微肋结构。
可选地，所述管体为圆管或扁管或微通道管或部分为圆管部分为扁管的管体。
可选地，所述管体内在靠近所述上盖的所述第一开孔侧，还具有条形体，所述条形体与该第一开孔处的所述第二毛细组织接触或连接。
可选地，所述条形体为实体结构或毛细结构或实体结构与毛细结构的结合。
可选地，所述管体的外表面敷设有第一散热鳍片组，所述第一散热鳍片组为一组或多组鳍片。
可选地，所述盖板的外表面设有肋片或第二散热鳍片组。
可选地，所述腔室内有支撑体，所述支撑体连接所述盖板和所述底板。
所述壳体上有充注管，所述充注管一端封闭，另一端与所述腔室连通，连通口可位于所述壳体的任意位置。
综上所述，本发明散热装置相比热管而言，其与热源的有效接触面积更大。相比均温板而言，冷凝面积得到扩展。且管体中的汽态工质和液态工质流动方向一致，避免了液态工质在管体内壁聚集，导致的液膜厚度大，冷凝换热效率差的问题。
附图说明
图1为本发明一种散热装置的第一实施例的外形示意图；
图2为本发明一种散热装置的第一实施例的剖视图；
图2a为本发明一种散热装置的第一实施例中管体的截面图；
图3为本发明一种散热装置的第二实施例的剖视图；
图3a为本发明一种散热装置的第二实施例中第一毛细组织的结构示意图；
图4为本发明一种散热装置的第三实施例的立体示意图；
以上图中：1-壳体，2-管体，3-充注管，4-条形体，5-第一散热鳍片组，6-第二散热鳍片组，11-上盖，12-底板，13-第一毛细组织，14-第二毛细组织，15-第三毛细组织，16-支撑体，21-微肋结构，22-微通道，100-腔室，111-第一开孔，112-第二开孔。
具体实施方式
在以下具体实施方式中，参考了形成本文的一部分的附图，其中在整个说明书中，相似的附图标记表示相似的部分，并且其中通过举例说明的方式示出了可以实践本发明的主题内容的实施例。
请参阅图1、图2，是本发明一种散热装置的第一实施例的外形示意图和剖视图。其包括壳体1、管体2、充注管3及条形体4。壳体1上设置多根管体2，管体2的数量及位置并无限制。壳体1包括上盖11和底板12，上盖11的周边和底板12焊接，其内部空间形成腔室100。腔室100内有第一毛细组织13、第二毛细组织14以及支撑体16。第一毛细组织13固定在底板12上，第二毛细组织14固定在上盖11上。支撑体16连接上盖11和底板12。
上盖11上有第一开孔111和第二开孔112。管体2具有两端口，两端口对应插入第一开孔111和第二开孔112，并焊接固定。第一开孔111处有第二毛细组织14，第二开孔112处无第二毛细组织14，以使第二开孔112与腔室100贯穿。
充注管3的一端与腔室100连通，以充注工质，另一端密封。
本实施例中，第一毛细组织13上有向第二毛细组织14方向凸起的部分以接触或连接第二毛细组织14，但并不局限于此。第二毛细组织14上也可以有向第一毛细组织13凸起的部分以接触或连接第一毛细组织13；或者第一毛细组织13和第二毛细组织14均具有向对方凸起的部分以相互接触或连接。第一毛细组织13与第二毛细组织14的连接方式可以为烧结，但不以为限。
第一毛细组织13、第二毛细组织14可以选择为丝网、泡沫金属、金属毡、纤维束、粉末多孔结构中的的任意一种或多种的复合结构。第一毛细组织13与第二毛细组织14为相同结构体或相异结构体。
请参阅图2a，为本发明一种散热装置的第一实施例中管体的截面图。管体2可以选择为圆管或扁管或微通道管，内表面光滑或具有微肋结构21。管体2内部还有条形体4，条形体4靠近第一开孔111侧，并与该处的第二毛细组织14接触或连接。条形体4可选择为实体结构；或毛细结构；或实体结构与毛细结构的结合。具有微通道22的管体2中，条形体4位于任意一个或多个微通道22内。
具体工作原理：通过充注管3对腔室100抽真空，然后充注工质，最后对充注管3开口端焊接密封。至少一热源与本发明散热装置的底板12接触。本发明散热装置腔室100内的工质吸取热源的热量后在第一毛细组织13处汽化。由于第一开孔111处覆盖有第二毛细组织14，汽态工质无法穿透该处而被迫从无毛细结构的第二开孔112处进入管体2。汽态工质在管体2中对外放热后逐渐冷凝成液态工质，液态工质在压差作用下沿管体2回流至第一开孔111处。管体2内的条形体4有助于液态工质顺利回流至第一开孔111处的第二毛细组织14。由于工质在第一毛细组织13处汽化后形成毛细压差，致使第一毛细组织13的液体侧具有比第二毛细组织14处相对低的压力，该压差引导液态工质由第二毛细组织14返回至第一毛细组织13内。如此循环，热量便从热源散至环境中。
请参阅图3，是本发明一种散热装置的第二实施例的剖视图。如图所示，其腔室100内有第一毛细组织13、第二毛细组织14、第三毛细组织15以及支撑体16。第三毛细组织15分别与第一毛细组织13和第二毛细组织14接触或连接，以实现第一毛细组织13和第二毛细组织14间接地接触或连接。第三毛细组织15可以选择为丝网、泡沫金属、金属毡、纤维束、粉末多孔结构中的的任意一种或多种的复合结构。为增大冷凝面积，加强换热效果，本实施例上盖11的外表面敷设第二散热鳍片组6(图中示出)，但不以为限，也可以通过在上盖11的外表面加工出肋片(图中未示出)来达到相同的效果。请参阅图3a，本实施例中第一毛细组织13上有凹凸不平的图案(图中示出，图案的形状不限)。第一毛细组织13上还可以有镂空部分(图中未示出)。本实施例其它部分的结构和工作原理同上述本发明一种散热装置的第一实施例，不再赘述。
请参阅图4，是本发明一种散热装置的第三实施例的立体示意图。如图4所示，管体2为部分为圆管部分为扁管的结构。管体2的扁管部分的外表面还敷设多组结构不尽相同的第一散热鳍片组5。管体2先与壳体1连接固定(例如钎焊)，再在扁管部分敷设第一散热鳍片组5，避免管体2先穿第一散热鳍片组5再与壳体1连接固定(例如钎焊)，从而导致的第一散热鳍片组5高温变形的问题。充注管3(图中未示出)位于两组第一散热鳍片组5之间。本实施例其它部分的结构和工作原理同上述本发明一种散热装置的第一实施例，不再赘述。
综合本发明散热装置的上述实施例所述，本发明散热装置克服了热管和均温板散热的缺陷，能够更好地适应高功率、高效率的散热需求。且本发明散热装置结构紧凑、性能可靠、使用灵活、成本低，为电力电子产品日益严峻的散热问题提供了更先进的解决方案，具有较大的经济价值。
最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，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 (12)
1.一种散热装置，其特征在于，包括：
壳体，其包括一盖板和一底板，所述盖板与所述底板结合，内部构成一腔室；
第一毛细组织位于所述腔室内，且固定于所述底板上，第二毛细组织位于所述腔室内，且固定于所述盖板上，所述第一毛细组织与所述第二毛细组织局部直接或间接地接触或连接；
所述盖板上有若干第一开孔及与所述第一开孔数量相等的第二开孔，所述第一开孔处覆盖有所述第二毛细组织，所述第二开孔处无所述第二毛细组织，从而使所述第二开孔与所述腔室贯穿；
与所述第一开孔数量相等的管体，所述管体具有两端口，分别连通所述盖板上的一第一开孔和一第二开孔。
2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于：
所述第一毛细组织及所述第二毛细组织为丝网或泡沫金属或金属毡或纤维束或粉末多孔结构中的任意一种或多种的复合结构，所述第一毛细组织与所述第二毛细组织为相同结构体或相异结构体。
3.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于：
所述第一毛细组织上有凹凸不平的图案或部分镂空。
4.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于：
所述腔室内有第三毛细组织，所述第三毛细组织分别与所述第一毛细组织和所述第二毛细组织接触或连接，以实现所述第一毛细组织和所述第二毛细组织间接接触或连接，所述第三毛细组织为丝网或泡沫金属或金属毡或纤维束或粉末多孔结构中的任意一种或多种的复合结构。
5.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于：
所述管体内表面光滑或具有微肋结构。
6.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于：
所述管体为圆管或扁管或微通道管或部分为圆管部分为扁管的管体。
7.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于：
所述管体内在靠近所述盖板的所述第一开孔侧，还具有条形体，所述条形体与该第一开孔处的所述第二毛细组织接触或连接。
8.根据权利要求7所述的散热装置，其特征在于：
所述条形体为实体结构或毛细结构或实体结构与毛细结构的结合。
9.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于：
所述管体的外表面敷设有第一散热鳍片组，所述第一散热鳍片组为一组或多组鳍片。
10.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于：
所述盖板的外表面设有肋片或第二散热鳍片组。
11.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于：
所述腔室内有支撑体，所述支撑体连接所述盖板和所述底板。
12.根据权利要求1至11中任一权利要求所述的散热装置，其特征在于：
所述壳体上有充注管，所述充注管一端封闭，另一端与所述腔室连通，连通口可位于所述壳体的任意位置。
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Legal Events
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Effective date of registration: 20231227 Address after: Unit 301-21, Building 3, Phase I, University Science and Technology Park, No. 20 Jianxiong Road, Science and Education New City, Taicang City, Suzhou City, Jiangsu Province, 215400 Applicant after: Suzhou shengrongyuan Electronic Technology Co.,Ltd. Address before: 511 Liuli Central Road, Jiading District, Shanghai, 201899 Applicant before: SHANGHAI XUNKE ENERGY SAVING TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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