CN116592678A - 一种双蒸发器超薄环路热管及笔记本电脑散热系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种双蒸发器超薄环路热管及笔记本电脑散热系统。所述环路热管包括吸液芯、下盖板和上盖板，下盖板上内凹设置有空腔，所述空腔包括两个蒸发室、第一气体管路、第二气体管路和液体管路，每个蒸发室中均填充有工质和设置有所述第一级吸液芯以分别形成第一蒸发器和第二蒸发器，第一气体管路和第二气体管路均与液体管路相通；液体管路中设置有所述第二级吸液芯；上盖板盖合设置在下盖板上以封闭空腔。所述散热系统包括所述双蒸发器超薄环路热管和冷凝器。本发明能够减小笔记本散热系统的体积，并实现笔记本散热系统的一体化，降低了制造安装成本。同时能够根据笔记本电脑内部主板电子元件布置而更改蒸发器或汽液道位置，更方便布置。
Description
技术领域
本发明属于散热领域，具体涉及一种双蒸发器超薄环路热管及笔记本电脑散热系统。
背景技术
随着笔记本电脑产品不断的更新迭代，笔记本电脑不断向着高性能化、便携性的方向发展。在一些复杂的热环境中，笔记本电脑通常存在着多热源、热源分布不集中、散热空间有限等散热问题。如果不能使笔记本电脑产生的高热流密度从狭小的空间中及时散出，较高的温度会降低人们使用笔记本电脑的舒适度，也同时会降低电子元件的性能与使用寿命。因此必须对笔记本电脑进行高效的散热。
CPU(Central processing unit)以及GPU(graphics processing unit)是笔记本电脑散热主要需要考虑的两个热源。面对笔记本电脑的散热方案不仅需要能将热源产生的高热流密度及时导出，同时也要解决其内部多热源的情况。热管作为一种高效的两相传热装置，已经广泛的应用于笔记本电脑之中。目前市面上的笔记本电脑主要以扁平型热管模组或者均热板实现笔记本电脑内部多热源的散热问题。扁平型热管模组热管将热量传到风扇处，再利用风扇进行强迫对流散热。如田宝华等在中国公开专利CN105652991A中记载的“一种笔记本电脑散热装置及笔记本电脑”，包括第一散热模组和第二散热模组，所述第一散热模组包括第一散热风扇、第一热管、CPU散热板和第一散热器，所述第二散热模组包括第二散热风扇、第二热管、GPU散热板和第二散热器。但是其采用的是扁平型热管，扁平型的热管单根传热能力有限，需要同时使用多根才能解决内部多热源的问题。均热板能够产生一个整体的等温面，对笔记本电脑内部起到一个均温的效果，同时有较大的散热面积进行自然散热。如甄庆娟等在中国实用新型专利CN 205284023 U中公开的“散热器及电子设备”，其散热器包括第一散热板，第一散热板的一部分与发热元件接触连接，发热元件产生的热量通过第一散热板散热，第一散热板沿厚度方向设有开孔，开孔用于嵌入电子元件，第二散热板覆盖在开孔上，第一散热板和第二散热板之间能够传递热量。其所采用的散热板为均热板。但大面积的均热板日趋不能适用于越来越小的笔记本电脑。目前也有均热板与风扇相结合强迫对流散热的案例，但传热的方向也不如扁平热管明确，不能精准地将全部热量传导至风扇处排出。
发明内容
为了解决现有技术中笔记本电脑内部散热空间小，热流密度高、分布不均的多热源等至少一个问题，本发明提出一种用于笔记本电脑散热的双蒸发器超薄环路热管，能够使用单一的热管对笔记本内部多热源进行散热，同时能够根据笔记本电脑内部的电子元件而改变汽液道走向和蒸发器的位置，从而使得设计安装上更为方便，在同等厚度下能够拥有更高的传热效率。
为了实现本发明目的，本发明提供的一种双蒸发器超薄环路热管，包括：吸液芯、下盖板和上盖板，
吸液芯包括第一级吸液芯和第二级吸液芯；
下盖板上内凹设置有空腔，所述空腔包括两个蒸发室、第一气体管路、第二气体管路和液体管路，每个蒸发室中均填充有工质和设置有所述第一级吸液芯以分别形成第一蒸发器和第二蒸发器，第一气体管路和第二气体管路均与液体管路相通，第一蒸发器与第一气体管路相连，第二蒸发器与第二气体管路相连；
液体管路中设置有所述第二级吸液芯；
上盖板盖合设置在下盖板上以封闭所述空腔。
对本发明的进一步改进，盖板和下盖板之间通过扩散焊紧密贴合固定。
对本发明的进一步改进，上盖板和下盖板的材质均为金属。
对本发明的进一步改进，金属材质的上盖板和下盖板、吸液芯过扩散焊接后充灌工质后形成环路热管。上盖板和下盖板的边缘密封连接。
对本发明的进一步改进，所述空腔内设置有多个支撑柱。通过设置支撑柱可以起到避免凹陷的作用。
进一步优选，支撑柱的截面形状为圆形或方形的支撑柱。
进一步优选，支撑柱直径或边长为1mm～2mm。
对本发明的进一步改进，所述超薄环路热管的厚度≤1mm。
对本发明的进一步改进，所述工质为去离子水或者其他沸点满足工作要求，潜热大的流体，如乙醇和丙醇中的一种。
对本发明的进一步改进，所述第一级吸液芯中设置有作为蒸汽通道的凹槽。
对本发明的进一步改进，第一蒸发器和第二蒸发器之间为串联或并联。所述环路热管可通过改变蒸发器位置而改变连接方式，即串联和并联，可通过设计上盖板和下盖板中蒸汽室所处的位置来改变后续连接方式。
本发明还提供一种笔记本电脑散热系统，所述系统包括前面所述的超薄环路热管和冷凝器，
所述冷凝器包括散热翅片和冷却风扇，散热翅片设置在所述超薄环路热管的冷凝端，所述冷却风扇与所述散热翅片连接以用于对散热翅片进行冷却。
CPU和GPU与环路热管的双蒸发器相互连接，热量从芯片产生后传入超薄环路热管的蒸发器，蒸发器内部工质受热蒸发成为气体通过两个气体管路进入冷凝器，工质经风扇冷却后冷凝为液体，热量在风扇对流过程中散出，液体工质在吸液芯毛细力作用下通过液体管路回流至蒸发器完成循环。
对本发明的进一步改进，当采用所述散热系统进行散热时，将散热系统上第一蒸发器和第二蒸发器所处的位置与待散热的芯片之间涂抹有导热硅脂。
对本发明的进一步改进，所述第一蒸发器和第二蒸发器中设有第一级吸液芯，所述液体管路中设有第二级吸液芯。第一级吸液芯设有凹槽作为蒸汽通道，以让蒸发的工质更容易排出。第二级吸液芯主要以储水和阻碍蒸汽流动为主，从而减少热泄漏。
对本发明的进一步改进，所述散热翅片对称焊接固定于第一气体管路和第二气体管路，所述散热风扇通过胶带或螺丝与散热翅片相连接。
与目前现有的技术相比，本发明至少具有以下的有益效果：
(1)本发明的笔记本电脑散热系统包括所提供的双蒸发器超薄环路热管，相比于多根传统的扁平环路热管，能够实现笔记本电脑散热热管模组一体化，实现集中的热管理，更容易处理多热源的复杂热环境。相较于均热板，能在较小的空间内精准控制热量的传输路径，能够精准将热量传递至冷凝风扇处进行冷凝，从而使热量更快散出。
(2)本发明所提供方案能够方便内部布局设计，可根据笔记本内部电子元件修改蒸发器位置而灵活变动，便于组装。
(3)本发明所提供的环路热管相较于传统的扁平环路热管和均热板，环路热管能够有更高的传热效率，更适合高功率电子设备的应用场景。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种双蒸发器超薄环路热管的结构示意图。
图2为本发明实施例提供的一种笔记本电脑散热系统的结构示意图，其中，环路热管中的两个蒸发器之间为串联。
图3为本发明实施例提供的一种笔记本电脑散热系统的结构示意图，其中，环路热管中的两个蒸发器之间为并联。
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、完整的描述，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，都是本发明保护的范围。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
实施例1
请参阅图1，本实施例提供的一种用于笔记本电脑的双蒸发器超薄环路热管，包括下盖板1，吸液芯2和上盖板3。所述吸液芯2包括第一级吸液芯和第二级吸液芯。
所述下盖板1上内凹设置有空腔，所述空腔包括两个蒸发室、第一气体管路7-1、第二气体管路7-2和液体管路8，每个所述蒸发室中均设置有工质和所述第一级吸液芯以分别形成第一蒸发器6-1和第二蒸发器6-2，所述第一气体管路7-1和所述第二气体管路7-2均与所述液体管路8相通，所述第一蒸发器位于所述第一气体管路7-1中，所述第二蒸发器位于所述第二气体管路7-2中，所述液体管路8中设置有所述第二级吸液芯；所述上盖板3盖合设置在所述下盖板1上以封闭所述空腔。
本实施例中，所述上盖板3和下盖板所述1的材质均为金属，且所述上盖板3和所述下盖板1均由数控机床加工而成。
本实施例中，在所述下盖板1上通过刻蚀向其内部刻蚀足够的空腔和支撑柱5。空腔为气体和液体流通的通道，所述支撑柱5的作用是为了防止热管出现塌陷而造成堵塞而影响性能。
本实施例中，在所述空腔中沿着空腔的延伸方向均匀设置有多个所述支撑柱5。
本实施例中，对所述上盖板、所述下盖板向外延展出的板块进行冲压，闭合后形成注液口4，后期通过焊接充液柱于所述注液口4，注液抽真空后进行封口剪切。
本实施例中，上述提到的注液抽真空具体操作为：首先通过充液柱注入所需工质，充液率为30％-50％为最佳。注液完成后通过抽真空机粗抽和精抽，此为一次除气，主要除去内部的空气。一次除气后的环路热管还需经过二次除气除，除去内部不溶性气体。二次除气后进行封口剪切注液口。完成上述工序后环路热管方可正常工作。
本实施例中，所述上盖板3和电阻焊后的所述下盖板1，通过高温扩散炉焊接在一起，形成封闭的环路热管。并在所述注液口4的位置焊接充液柱，方便后续注液。
本实施例中，第一级吸液芯和第二级吸液芯均采用具有高毛细力的吸液芯结构。进一步优选地，采用(多层)金属丝网或纤维。
本实施例中，所述吸液芯和下盖板1通过电阻焊进行压缩焊接并进行还原，提升蒸发效率。
焊接完成后通过漏气检测判断是否有漏点，少许漏点可通过电焊进行补焊。测试通过后进行注液。
实施例2
请参阅图2，本实施例提供一种笔记本电脑散热系统，包括实施例1提供的所述双蒸发器超薄环路热管和冷凝器，所述冷凝器包括冷却风扇9和散热翅片10。散热翅片10设置在所述超薄环路热管的冷凝端，所述冷却风扇9与所述散热翅片10连接以进行冷却。
可选的，所述散热翅片10的材质为铜，通过锡焊焊接至所述环路热管的管线上。
可选的，当采用该散热系统给笔记本散热时，所述第一蒸发器6-1、所述第二蒸发器6-2和芯片之间涂有导热硅脂，以减少接触热阻。
在该散热系统工作的过程中，CPU和GPU分别与超薄环路热管的第一蒸发器6-1和所述第二蒸发器6-2连接，从芯片产生的热量，使得第一蒸发器6-1和所述第二蒸发器6-2中的工质受热蒸发，蒸汽通过第一气体管路7-1和第二气体管路7-2传输至冷凝段，热量由表面安装的散热翅片10散出，蒸汽经过冷却风扇9冷却后冷凝为液态工质，液态工质通过液体管路8回流至蒸发器完成循环。
实施例3
所述第一蒸发器6-1和所述第二蒸发器6-2之间为串联或并联。
所述第一蒸发器蒸发器6-1和所述第二蒸发器6-2的连接方式不同。在设计所述上盖板3、所述下盖板1时，可通过数控机床加工不同的上盖板3、下盖板1，从而改变第一蒸发器6-1和第二蒸发器6-2的位置，实现串联和并联。串联与并联的连接方式由蒸汽流动方向而命名。
具体地，所述第一蒸发器6-1和所述第二蒸发器6-2产生的蒸汽分别通过所述第一气体管路7-1和所述第二气体管路7-2进入冷凝器，冷凝后进入所述液体管路8，最后回到相应的所述第一蒸发器6-1和所述第二蒸发器6-2，此为并联，如图3所示。
而当所述第一蒸发器6-1产生的蒸汽经过所述第一气体管路7-1冷凝后，一部分液体进入所述第二蒸发器6-2，另一部分进入所述液体管路8中储存。流入所述第二蒸发器6-2中的液体蒸发后经过所述第二气体管路7-2到达冷凝器，冷凝后一部分液体进入所述第一蒸发器6-1，一部分液体于所述液体管路8中储存，形成循环，此为串联，如图2所示。
本发明前述实施例提供的双蒸发器超薄环路热管散热系统的工作过程如下：
芯片产生的热量传入蒸发器中，蒸发器内部工质吸收热量蒸发，蒸发的工质通过气体管路到达冷凝器，即所述冷却风扇9和所述散热翅片10，经过所述冷却风扇9的冷却后，工质散出热量冷凝成为液体，通过所述液体管路8中的第二级吸液芯的毛细力作用下回流至蒸发器，完成循环。该散热装置可对笔记本电脑内部的芯片进行散热降低温度，使芯片更为高效的工作。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
尽管已经通过文字和图片描述了本发明的实施例，对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理和特征的情况下可以将其他的形式实现本发明。因此，应将上述实施例看作是示范性的，而不是限制性的。本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定，任何落在权利要求内的变化、修改以及替换均囊括在本发明专利内。
Claims (10)
1.一种双蒸发器超薄环路热管，其特征在于，包括：吸液芯(2)、下盖板(1)和上盖板(3)，
吸液芯(2)包括第一级吸液芯和第二级吸液芯；
下盖板(1)上内凹设置有空腔，所述空腔包括两个蒸发室、第一气体管路(7-1)、第二气体管路(7-2)和液体管路(8)，每个蒸发室中均设置有工质和所述第一级吸液芯以分别形成第一蒸发器(6-1)和第二蒸发器(6-2)，第一气体管路(7-1)和第二气体管路(7-2)均与液体管路(8)相通，第一蒸发器(6-1)与第一气体管路(7-1)相连，第二蒸发器(6-2)与第二气体管路(7-2)相连；
液体管路(8)中设置有所述第二级吸液芯；
上盖板(3)盖合设置在下盖板(1)上以封闭所述空腔。
2.根据权利要求1所述的一种双蒸发器超薄环路热管，其特征在于，上盖板(3)和下盖板(1)之间通过扩散焊紧密贴合固定。
3.根据权利要求1所述的一种双蒸发器超薄环路热管，其特征在于，上盖板(3)和下盖板(1)的材质均为金属。
4.根据权利要求1所述的一种双蒸发器超薄环路热管，其特征在于，所述空腔内设置有多个支撑柱(5)。
5.根据权利要求1所述的一种双蒸发器超薄环路热管，其特征在于，所述超薄环路热管的厚度≤1mm。
6.根据权利要求1所述的一种双蒸发器超薄环路热管，其特征在于，所述工质为去离子水、乙醇和丙醇中的任一种。
7.根据权利要求1所述的一种双蒸发器超薄环路热管，其特征在于，所述第一级吸液芯中设置有作为蒸汽通道的凹槽。
8.根据权利要求1-7任一所述的一种双蒸发器超薄环路热管，其特征在于，第一蒸发器(6-1)和第二蒸发器(6-2)之间为串联或并联。
9.一种笔记本电脑散热系统，其特征在于，包括权利要求1-8任一所述的超薄环路热管和冷凝器，
所述冷凝器包括散热翅片(10)和冷却风扇(9)，散热翅片(10)设置在所述超薄环路热管的冷凝端，所述冷却风扇(9)与所述散热翅片(10)连接以用于对散热翅片(10)进行冷却。
10.根据权利要求9所述的一种笔记本电脑散热系统，其特征在于，当采用所述散热系统进行散热时，将散热系统上第一蒸发器(6-1)和第二蒸发器(6-2)所处的位置与待散热的芯片之间涂抹有导热硅脂。
Priority Applications (1)
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| CN202310381725.9A CN116592678A (zh) | 2023-04-11 | 2023-04-11 | 一种双蒸发器超薄环路热管及笔记本电脑散热系统 |
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