CN116615000A - 一种热虹吸散热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热虹吸散热器，涉及散热器技术领域。热虹吸散热器包括第一壳体、第二壳体、第一通道、第二通道和功能部件。其中，第二壳体包括第一腔室和第二腔室，且第一腔室与第二腔室连通；第一通道，连通第一壳体的内腔与第一腔室，用于将第一腔室中气态散热工质导通至第一壳体的内腔；第二通道，连通第一壳体的内腔与第二腔室，且第二通道的顶部端口低于第一通道的顶部端口，用于将第一壳体内腔中液态散热工质导通至第二腔室；功能部件，设置于第一腔室和第二腔室的连接处，用于引导液态散热工质、气态散热工质的循环流动方向。该热虹吸散热器中液态、气态的散热工质通过不同的通道循环流动，极大的极高散热效率。

Description

一种热虹吸散热器

技术领域

本发明涉及散热器技术领域，更具体地说，涉及一种热虹吸散热器。

背景技术

随着电子元件的朝向高集成方向发展，在芯片功率提高、算力需求提升的同时，使得电子元件的发热量越来越大，因此，对散热器的要求也越来越高。

主流的模组散热器已经无法满足散热所需，随着科技的进步，逐渐开始出现相变散热器，通过相变工质的吸热和放热，结合气液循环来实现散热，相较于模组散热器，相变散热器的散热效率已经有了部分提高。

但是，在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：相变散热器中气态和液态的散热工质混杂在一个整体的蒸发腔中，液态的散热工质在受热后相变，部分的气态散热工质未按照预期的方向流动，例如流动至回液管，在蒸发腔里向其他方向流动等，影响液体回流，散热效率大打折扣。

综上所述，如何改善热虹吸散热器的散热效率，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种热虹吸散热器，该热虹吸散热器工作时，液态散热工质、气态散热工质通过不同的通道循环流动，极大的提高散热效率。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种热虹吸散热器，包括：

第一壳体；

第二壳体，包括第一腔室和第二腔室，且所述第一腔室与所述第二腔室连通；

第一通道，连通所述第一壳体的内腔与所述第一腔室；

第二通道，连通所述第一壳体的内腔与所述第二腔室，且所述第二通道的顶部端口低于所述第一通道的顶部端口；

功能部件，设置于所述第一腔室和第二腔室的连接处，用于引导液态散热工质、气态散热工质的循环流动方向。

优选的，所述功能部件为第一毛细结构，且所述第一毛细结构封闭所述第一腔室与第二腔室的连接处。

优选的，所述功能部件为阻挡件，所述阻挡件设置于所述第二壳体的顶盖，且所述阻挡件与所述第二壳体的内腔底面具有液体通道。

优选的，所述功能部件为所述第二通道底端导通连接的伸长段，所述伸长段的底部端口浸泡于所述第二壳体中的液态散热工质。

优选的，所述第二壳体的内部设有第二毛细结构，且所述第二毛细结构铺满所述第二壳体的底板。

优选的，所述第二腔室至少两个，且两个所述第二腔室设置于所述第一腔室的两侧；

所述第二通道的数目为至少两个，各所述第二腔室连通对应的所述第二通道。

优选的，所述第二通道、所述第一通道均设置于管道，所述管道内部设有阻隔部，用于阻断所述第二通道与所述第一通道。

优选的，还包括保护罩、用于吸收热量的第一鳍片和用于吸收热量的第二鳍片；

所述保护罩包括顶板和两个相对设置的侧板，所述顶板与所述侧板固定连接，所述侧板的底端与所述第二壳体固定连接，以形成容腔；

所述第一壳体、所述第一通道、所述第二通道、所述功能部件、所述第一鳍片、所述第二鳍片均设置于所述容腔；

所述第一鳍片设置于所述第一壳体与所述第二壳体的中间；

所述第二鳍片设置于所述第一壳体的顶面和/或侧面。

优选的，所述第一壳体的内腔和/或所述第二壳体的内腔设有用于扰流的扰流组件。

优选的，所述第一壳体的底板与所述第二通道连通的位置具有锥形沉头孔。

本发明提供的热虹吸散热器，第二壳体的内腔分为第一腔室和第二腔室，第一腔室和第二腔室均容纳有液态的散热工质；第一腔室的底端与第二腔室连通，可采用管路连接或其他的任意连接方式，则第二腔室中的液态散热工质可流通到第一腔室中；第一腔室的顶部开口与第一通道连通，且第一通道连通第一壳体的内腔，从而第一腔室中的液态散热工质受热发生相变成为气态散热工质后，可通过第一通道流动到第一壳体的内腔中；第二腔室的顶部开口与第二通道连通，且第二通道连通第一壳体的内腔，从而第一壳体的液态散热工质可通过第二通道回流到第二腔室中。

第二通道与第一壳体连通的端部低于第一通道与第一壳体连通的端部，从而第一壳体中液态散热工质会自第二通道回流到第二壳体中，减免液态散热工质从第一通道回流到第二壳体中。

功能部件设置在第二壳体中第一腔室和第二腔室的连接处，阻挡第一腔室中的气态散热工质向第二腔室流动，从而第二壳体的第一腔室中的气态散热工质自第一通道流动至第一壳体的内腔中，减免气态散热工质从第二通道流动到第一壳体中。

使用时，将待散热的热源放置在该热虹吸散热器第一腔室所在位置，该热虹吸散热器吸收热量，第一腔室中的液态散热工质发生相变，成为气态散热工质，且气态散热工质经过第一通道流动到第一壳体的内腔中，且气态散热工质在冷凝强中散热发生相变，成为液态散热工质后，经过第二通道回流至第二壳体的第二腔室中，且第二腔室中的液态散热工质可流通至第一腔室中，形成循环回路。

该热虹吸散热器工作时，液态散热工质、气态散热工质通过不同的通道循环流动，极大的极高散热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供具体实施例的爆炸图；

图2为本发明所提供具体实施例一的结构示意图；

图3为本发明所提供具体实施例二的结构示意图；

图4为本发明所提供具体实施例三的结构示意图；

图5为本发明所提供具体实施例四的结构示意图；

图6为本发明所提供具体实施例的管道的结构示意图；

图7为本发明所提供具体实施例的冷凝腔的底板的剖视图；

图8为本发明所提供具体实施例的蒸发腔的内部结构示意图；

图9为本发明所提供具体实施例的冷凝腔的内部结构示意图。

图1-图9中，附图标记包括：

1为第一壳体、2为第二壳体、21为第一腔室、22为第二腔室、3为第一通道、4为第二通道、5为功能部件、6为第二毛细结构、7为阻隔部、8为第一鳍片、9为第二鳍片、10为扰流组件、11为锥形沉头孔、12为侧板、13为顶盖。

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

本发明的核心是提供一种热虹吸散热器，该热虹吸散热器工作时，液态散热工质、气态散热工质通过不同的通道循环流动，极大的极高散热效率。

请参考图1至图9，本发明提供了一种热虹吸散热器，包括第一壳体1、第二壳体2、第一通道3、第二通道4和功能部件5。

其中，第二壳体2包括第一腔室21和第二腔室22，且第一腔室21与第二腔室22连通；第一通道3连通第一壳体1的内腔与第一腔室21；第二通道4连通第一壳体1的内腔与第二腔室22，且第二通道4的顶部端口低于第一通道3的顶部端口；功能部件5设置于第一腔室21和第二腔室22的连接处，用于引导液态散热工质、气态散热工质的循环流动方向。

具体的，如图1所示，第二壳体2的内腔分为第一腔室21和第二腔室22，第一腔室21和第二腔室22均容纳有液态的散热工质；第一腔室21的底端与第二腔室22连通，可采用管路连接或其他的任意连接方式，则第二腔室22中的液态散热工质可流通到第一腔室21中；第一腔室21的顶部开口与第一通道3连通，且第一通道3连通第一壳体1的内腔，从而第一腔室21中的液态散热工质受热发生相变成为气态散热工质后，可通过第一通道3流动到第一壳体1的内腔中；第二腔室22的顶部开口与第二通道4连通，且第二通道4连通第一壳体1的内腔，从而第一壳体1的液态散热工质可通过第二通道4回流到第二腔室22中。

可选的，散热工质可采用潜热大的类型，比如R134a(四氟乙烷)、R1233zd(一氯三氟丙烯)等，由液态到气态会吸收大量的热，极大的提高了散热效率。

需要说明的是，不限制第二壳体2、第一壳体1的类型和数目等，比如由盖板和顶部开口的壳体可拆卸组装而成，只要可以实现上述功能即可；再者，不限制第一通道3、第二通道4的类型和数目等，比如直线通道或Z字型通道等，只要可以实现上述功能即可。

第二通道4与第一壳体1连通的端部低于第一通道3与第一壳体1连通的端部，从而第一壳体1中液态散热工质会通过第二通道4回流到第二壳体2中，减免液态散热工质从第一通道3回流到第二壳体2中。

功能部件5设置在第二壳体2中第一腔室21和第二腔室22的连接处，阻挡第一腔室21中的气态散热工质向第二腔室22流动，从而第二壳体2的第一腔室21中的气态散热工质自第一通道3流动至第一壳体1的内腔中，减免气态散热工质从第二通道4流动到第一壳体1中。

使用时，将待散热的热源放置在该热虹吸散热器第一腔室21所在位置，该热虹吸散热器吸收热量，第一腔室21中的液态散热工质发生相变，成为气态散热工质，且气态散热工质经过第一通道3流动到第一壳体1的内腔中，且气态散热工质在冷凝强中散热发生相变，成为液态散热工质后，经过第二通道4回流至第二壳体2的第二腔室22中，且第二腔室22中的液态散热工质可流通至第一腔室21中，形成循环回路。

该热虹吸散热器工作时，在功能部件5的作用下，液态散热工质、气态散热工质通过不同的通道循环流动，极大的提高散热效率。

在一些实施例中，第二壳体2仅具有一个腔室，采用两个第二壳体2，其中一个第二壳体2的内腔与第一通道3连通，另一个第二壳体2的内腔与第二通道4连通，且两个第二壳体2的底部通过管路连通，使得连通第二通道4的第二壳体2中的液态散热工质可以导流到连通第一通道3的第二壳体2中。

在一些实施例中，功能部件5为第一毛细结构，且第一毛细结构封闭第一腔室21与第二腔室22的连接处。

具体的，如图2所示，第一毛细结构位于第一腔室21和第二腔室22的连接处，使得第一腔室21中的气态散热工质不能流动到第二腔室22中，且借助第一毛细结构吸收液体的能力，第二腔室22中的液态散热工质可以被吸收到第一腔室21中，需要说明的是，不限制第一毛细结构的类型，只要可以实现上述功能即可。

在上述实施例的基础之上，功能部件5为阻挡件，阻挡件设置于第二壳体2的顶盖，且阻挡件与第二壳体2的内腔底面具有液体通道。

具体的，如图3所示，阻挡件用于阻挡气态散热工质，可选的，第二壳体2的顶盖设置壁板作为阻挡件，从而将第二壳体2分隔为第一腔室21和第二腔室22，且上述壁板与第二壳体2的底板之间留有间隙作为液体通道；可选的，两个第二壳体2，且两个第二壳体2的底部连接有管路作为液体通道，两个第二壳体2顶部各自的壁板作为阻挡件，当然，还可以为其他任意类型的阻挡件，只要可以实现上述功能即可。

在上述实施例的基础之上，功能部件5为第二通道4底端导通连接的伸长段，伸长段的底部端口浸泡于第二壳体2中的液态散热工质。

具体的，如图4所示，第二通道4与第二壳体2连通的端部伸入第二壳体2的内部，且第二通道4的这一端的开口浸没在液态散热工质内，即以第二通道4的伸长段作为阻挡件，如此设置结构简单，便于加工制造，有效降低成本。

在上述实施例的基础之上，第二壳体2的内部设有第二毛细结构6，且第二毛细结构6铺满第二壳体2的底板。

具体的，如图3和图4所示，在第二壳体2的底板上面铺设第二毛细结构6，第二毛细结构6可加快液态散热工质沸腾，可进一步提高散热效率。

可选的，第一毛细结构、第二毛细结构6可采用金属导热颗粒或金属泡沫，进一步增强散热工质的沸腾，需要说明的是，第一毛细结构与第二毛细结构6可以相同也可以不同，只要满足功能所需即可。

在上述任一项实施例的基础之上，第二腔室22至少两个，且两个第二腔室22设置于第一腔室21的两侧；第二通道4的数目为至少两个，各第二腔室22连通对应的第二通道4。

具体的，如图2至图5所示，在第一腔室21的两侧均设置第二腔室22，可选的，第一腔室21的两侧分别设置一个第二腔室22，或者，在第一腔室21的左侧设置一个第二腔室22、在第一腔室21的右侧设置两个第二腔室22等；且各第二腔室22连通对应的第二通道4，可选的，各第二腔室22分别连通一个第二通道4，或者，位于第一腔室21一侧的各第二腔室22均连通一个第二通道4，当然，还可以采用其他的设置方式，只要可以实现上述功能即可。如此设置，气态散热工质在位于中间的第一通道3中流动，而液态散热工质在位于两侧的第二通道4中流动，则该热虹吸散热器的整个装置的温度较低，散热效果较高。

在上述实施例的基础之上，第二通道4、第一通道3均设置于管道，管道内部设有阻隔部7，用于阻断第二通道4与第一通道3。

具体的，如图5和图6所示，中空的管道内部具有阻隔部7，从而将管道的内腔分隔为第一通道3和第二通道4，该管道的底端与第二壳体2连通，使得第一腔室21与第一通道3对应连通、第二腔室22与第二通道4对应连通，需要说明的是，不限制管道的类型及阻隔部7的位置等，比如圆管、扁管等，只要可以实现上述功能即可。如此设置，该热虹吸散热器便于制造，且便于组装，有效降低制造成本。

在上述任一项实施例的基础之上，还包括保护罩、用于吸收热量的第一鳍片8和用于吸收热量的第二鳍片9。

其中，保护罩包括顶板13和两个相对设置的侧板12，顶板13与侧板12固定连接，侧板12的底端与第二壳体2固定连接，以形成容腔；第一壳体1、第一通道3、第二通道4、功能部件5、第一鳍片8、第二鳍片9均设置于容腔；第一鳍片8设置于第一壳体1与第二壳体2的中间；第二鳍片9设置于第一壳体1的顶面和/或侧面。

具体的，如图1所示，保护罩为底部开口的中空结构，采用两个相对设置的侧板12及顶盖13进行组装，比如焊接或卡接等，保护罩的底部开口处和第二壳体2固定连接，比如焊接或卡接等，从而第二壳体2与保护罩可以形成一个容腔；与第二壳体2连通的第一壳体1、第一通道3、第二通道4及设置在第二壳体2内部的功能部件5均位于该容腔中；再者，在第一壳体1与第二壳体2的中间设有第一鳍片8，具体的，第一鳍片8设置在第一通道3与第二通道4之间，和/或在冷凝通道与保护罩之间，和/或在第一通道3与保护罩之间，有利于第一通道3、第二壳体2、第二通道4及第一壳体1中的热量尽快散出，且在第一壳体1的顶面和/或侧面设有第二鳍片9，从而进一步有利于第一壳体1中的热量尽快散出，如此设置，该热虹吸散热器的各部件在第二壳体2与保护罩的限制下是一个整体，便于搬运和使用，且两侧具有开口的保护罩可有效保证散热效果。

在上述任一项实施例的基础之上，第一壳体1的内腔和/或第二壳体2的内腔设有用于扰流的扰流组件10。

具体的，如图8所示，在第二壳体2的内侧设置扰流组件10，可在第二壳体2的底板设置若干的圆柱和/或方柱等，起到扰流的作用，同理，如图9所示，在第一壳体1的内侧设置扰流组件10，可在第一壳体1的顶板设置若干的圆柱和/或方柱等，起到扰流的作用，需要说明的是，第一壳体1的扰流组件10与第二壳体2的扰流组件10可以相同也可以不同，如此设置，有效提高散热效率，且扰流组件10有效提高第二壳体2的结构强度。

在上述任一项实施例的基础之上，第一壳体1的底板与第二通道4连通的位置具有锥形沉头孔11。

具体的，如图7所示，第一壳体1与第二通道4连通的开口处设置锥形沉头孔11，且该锥形沉头孔11的顶端即位于第一壳体1内侧壁的一端截面宽度大于其另一端。组装时，将第二通道4的顶端与第一壳体1的该锥形沉头孔11对插，且第二通道4的顶端与该锥形沉头孔11的底端等高，如此设置，该锥形沉头孔11有助于液态散热工质自第一壳体1流出，提高该热虹吸散热器的液态散热工质的循环流动。

需要说明的是，在本说明书中，诸如“第一”和“第二”之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序；上文所述的“上表面、下表面、顶部、底部”以及方位词“上、下、左、右”都是基于说明书附图所定义的。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种热虹吸散热器，其特征在于，包括：

第一壳体(1)；

第二壳体(2)，其内腔设有第二腔室(22)和至少一个第一腔室(21)，且所述第一腔室(21)与所述第二腔室(22)连通；

第一通道(3)，连通所述第一壳体(1)的内腔与所述第一腔室(21)；

第二通道(4)，连通所述第一壳体(1)的内腔与所述第二腔室(22)，且所述第二通道(4)的顶部端口低于所述第一通道(3)的顶部端口；

功能部件(5)，设置于所述第一腔室(21)和第二腔室(22)的连接处，用于引导液态散热工质、气态散热工质的循环流动方向。

2.根据权利要求1所述的热虹吸散热器，其特征在于，所述功能部件(5)为第一毛细结构，且所述第一毛细结构封闭所述第一腔室(21)与第二腔室(22)的连接处。

3.根据权利要求1所述的热虹吸散热器，其特征在于，所述功能部件(5)为阻挡件，所述阻挡件设置于所述第二壳体(2)的顶盖，且所述阻挡件与所述第二壳体(2)的内腔底面具有液体通道。

4.根据权利要求1所述的热虹吸散热器，其特征在于，所述功能部件(5)为所述第二通道(4)底端导通连接的伸长段，所述伸长段的底部端口浸泡于所述第二壳体(2)中的液态散热工质。

5.根据权利要求1至4任一项所述的热虹吸散热器，其特征在于，所述第二壳体(2)的内部设有第二毛细结构(6)，且所述第二毛细结构(6)铺满所述第二壳体(2)的底板。

6.根据权利要求1至4任一项所述的热虹吸散热器，其特征在于，所述第二腔室(22)至少两个，且两个所述第二腔室(22)设置于所述第一腔室(21)的两侧；

所述第二通道(4)的数目为至少两个，各所述第二腔室(22)连通对应的所述第二通道(4)。

7.根据权利要求6所述的热虹吸散热器，其特征在于，所述第二通道(4)、所述第一通道(3)均设置于管道，所述管道内部设有阻隔部(7)，用于阻断所述第二通道(4)与所述第一通道(3)。

8.根据权利要求1至4任一项所述的热虹吸散热器，其特征在于，还包括保护罩、用于吸收热量的第一鳍片(8)和用于吸收热量的第二鳍片(9)；

所述保护罩包括顶板(13)和两个相对设置的侧板(12)，所述顶板(13)与所述侧板(12)固定连接，所述侧板(12)的底端与所述第二壳体(2)固定连接，以形成容腔；

所述第一壳体(1)、所述第一通道(3)、所述第二通道(4)、所述功能部件(5)、所述第一鳍片(8)、所述第二鳍片(9)均设置于所述容腔；

所述第一鳍片(8)设置于所述第一壳体(1)与所述第二壳体(2)的中间；

所述第二鳍片(9)设置于所述第一壳体(1)的顶面和/或侧面。

9.根据权利要求1至4任一项所述的热虹吸散热器，其特征在于，所述第一壳体(1)的内腔和/或所述第二壳体(2)的内腔设有用于扰流的扰流组件(10)。

10.根据权利要求1至4任一项所述的热虹吸散热器，其特征在于，所述第一壳体(1)的底板与所述第二通道(4)连通的位置具有锥形沉头孔(11)。