CN117848122A - 塔型冷媒两相变化虹吸式散热器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种塔型冷媒两相变化虹吸式散热器,包括蒸发器,其中:所述蒸发器的内部依次固定安装有蒸发板一、蒸发板二和U型气液分隔板,且蒸发器上固定安装有气液输送通道,该气液输送通道的顶端固定安装有导流结构板;所述蒸发器与气液输送通道和导流结构板之间连通;所述U型气液分隔板与蒸发板二之间不接触;本发明整体的设置,运用冷媒之热传导原理与液体快速热传递性质,内部工作流体(冷媒)藉由相变化吸收潜热,形成蒸发端及冷凝端之温差,达到传输大量热能之目的,同时利用液态及气态间相变化时之吸收潜热,可以达到目前热管模块数倍到数十倍的解热量。
Description
技术领域
本发明涉及散热器技术领域,具体为塔型冷媒两相变化虹吸式散热器。
背景技术
塔型散热器之应用常见于一般服务器中,相较于将热量带至外部或其他地方的散热器,如水冷系统,其优点在于节省主机板空间、并无须根据主机板上其他元件之布置来设计,只需考虑当下需要解热之芯片组的区域来做设计。一般塔型散热器多为热管、3D VC散热器,或铝挤等,利用铜管、鳍片之热传导性质透过气冷方式进行热交换,但效能亦受限于铜管材质好坏、鳍片面积多寡等;由于传统热铝挤以及热管散热器已经无法满足日益增加的高瓦特数的解热能力,进而开发出因应高瓦特数散热器,利用液态及气态间相变化时之吸收潜热,可以达到目前热管模块数倍到数十倍的解热量。
因此,发明塔型冷媒两相变化虹吸式散热器显得非常必要。
发明内容
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种塔型冷媒两相变化虹吸式散热器:包括蒸发器,其中:所述蒸发器的内部依次固定安装有蒸发板一、蒸发板二和U型气液分隔板,且蒸发器上固定安装有气液输送通道,该气液输送通道的顶端固定安装有导流结构板;所述蒸发器与气液输送通道和导流结构板之间连通;所述U型气液分隔板与蒸发板二之间不接触;
优选的,所述蒸发器上方的两侧均布固定安装有若干个下散热鳍片;
优选的,所述气液输送通道的两侧均布固定安装有若干个中散热鳍片;
优选的,所述导流结构板的两侧均布固定安装有若干个上散热鳍片;
优选的,所述中散热鳍片处于下散热鳍片和上散热鳍片之间,并与下散热鳍片和上散热鳍片之间固定连接。
优选的,所述蒸发器包括上壳体和下密封板,且上壳体与下密封板之间固定连接,并做密封处理;所述蒸发板一、蒸发板二和U型气液分隔板依次固定安装在上壳体与下密封板之间;所述下散热鳍片均布固定安装在上壳体外部的两侧。
优选的,所述上壳体外部上表面的中心处设置有凸起式的定位板,且定位板上贯穿开设有蒸发气体出口和冷凝水回流孔,该蒸发气体出口和冷凝水回流孔之间设置有隔板;所述上壳体的一端开设有进液孔,且进液孔与上壳体的内部连通,该进液孔在远离U型气液分隔板的一侧;所述下散热鳍片均布固定安装在定位板的两侧;所述蒸发板一和蒸发板二处于蒸发气体出口的下方;所述U型气液分隔板处于蒸发气体出口和冷凝水回流孔之间,且U型气液分隔板处于隔板的下方,并与隔板之间固定连接;所述气液输送通道的底部固定安装在定位板中,且气液输送通道与蒸发气体出口和冷凝水回流孔之间连通。
优选的,所述导流结构板的一侧面开设有回流槽,且导流结构板通过回流槽与气液输送通道的顶端固定连接,该气液输送通道与回流槽之间连通。
优选的,所述蒸发板一包括底板,且底板上依次均布固定安装有若干个蒸发片,该蒸发片上均布开设有两个缺口;所述蒸发板一通过底板固定安装在下密封板上,且蒸发板一上的其中一个蒸发片与蒸发板二之间接触连接。
优选的,所述蒸发板二包括底板二,且底板二上依次均布固定安装有若干个蒸发片二,该蒸发片二上均布开设有两个缺口二;所述蒸发板二通过底板二固定安装在下密封板上,且蒸发板二上的其中一个蒸发片二与蒸发板一上的其中一个蒸发片之间接触连接。
优选的,所述U型气液分隔板下方的两侧均布开设有两个回流孔,且U型气液分隔板固定安装在下密封板上。
与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
本发明通过整体的设置,运用冷媒之热传导原理与液体快速热传递性质,内部工作流体(冷媒)藉由相变化吸收潜热,形成蒸发端及冷凝端之温差,达到传输大量热能之目的,同时利用液态及气态间相变化时之吸收潜热,可以达到目前热管模块数倍到数十倍的解热量。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是本发明的蒸发器结构示意图。
图3是本发明的蒸发器爆炸结构示意图。
图4是本发明的整体爆炸结构示意图。
图5是本发明的蒸发板一、蒸发板二和U型气液分隔板爆炸结构示意图。
图6是本发明的气液输送通道与导流结构板爆炸结构示意图。
图中:
蒸发器1、上壳体11、下密封板12、定位板13、蒸发气体出口14、冷凝水回流孔15、隔板16、进液孔17、气液输送通道2、导流结构板3、回流槽31、下散热鳍片4、中散热鳍片5、上散热鳍片6、蒸发板一7、底板71、蒸发片72、缺口73、蒸发板二8、底板二81、蒸发片二82、缺口二83、U型气液分隔板9、回流孔91。
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。
实施列:
如附图1-6所示
本发明提供的一种塔型冷媒两相变化虹吸式散热器,包括蒸发器1,其中:蒸发器1的内部依次固定安装有蒸发板一7、蒸发板二8和U型气液分隔板9,且蒸发器1上固定安装有气液输送通道2,通过气液输送通道2的设置,能够使蒸发器1中产生的蒸汽向导流结构板3一侧移动,同时对蒸汽进行冷凝,该气液输送通道2的顶端固定安装有导流结构板3,通过导流结构板3的设置,能够对蒸汽进行冷凝;蒸发器1与气液输送通道2和导流结构板3之间连通;U型气液分隔板9与蒸发板二8之间不接触;
具体的,蒸发器1上方的两侧均布固定安装有若干个下散热鳍片4;气液输送通道2的两侧均布固定安装有若干个中散热鳍片5;导流结构板3的两侧均布固定安装有若干个上散热鳍片6;中散热鳍片5处于下散热鳍片4和上散热鳍片6之间,并与下散热鳍片4和上散热鳍片6之间固定连接;通过下散热鳍片4、中散热鳍片5和上散热鳍片6的设置,能够对蒸发器1、气液输送通道2以及导流结构板3中的蒸汽进行冷凝。
具体的,蒸发器1包括上壳体11和下密封板12,通过上壳体11和下密封板12之间的设置,能够使其之间形成一个储放冷媒用的密闭空间,且上壳体11与下密封板12之间固定连接,并做密封处理;蒸发板一7、蒸发板二8和U型气液分隔板9依次固定安装在上壳体11与下密封板12之间,通过蒸发板一7和蒸发板二8的设置,能够使冷媒吸热气化;下散热鳍片4均布固定安装在上壳体11外部的两侧。
具体的,上壳体11外部上表面的中心处设置有凸起式的定位板13,通过定位板13便于与气液输送通道2之间进行连接,且定位板13上贯穿开设有蒸发气体出口14和冷凝水回流孔15,蒸发气体出口14的尺寸大于冷凝水回流孔15的尺寸,通过蒸发气体出口14的设置,能够使蒸发器1内部的产生的蒸汽进入到气液输送通道2中,该蒸发气体出口14和冷凝水回流孔15之间设置有隔板16;上壳体11的一端开设有进液孔17,通过进液孔17的设置,便于与外部冷媒供液设备进行连接,且进液孔17与上壳体11的内部连通,该进液孔17在远离U型气液分隔板9的一侧;下散热鳍片4均布固定安装在定位板13的两侧;蒸发板一7和蒸发板二8处于蒸发气体出口14的下方;U型气液分隔板9处于蒸发气体出口14和冷凝水回流孔15之间,且U型气液分隔板9处于隔板16的下方,并与隔板16之间固定连接;气液输送通道2的底部固定安装在定位板13中,且气液输送通道2与蒸发气体出口14和冷凝水回流孔15之间连通,通过冷凝水回流孔15的设置,能够与气液输送通道2之间形成回流通道,从而让冷凝的液态冷媒回流到蒸发器1中。
具体的,导流结构板3的一侧面开设有回流槽31,且导流结构板3通过回流槽31与气液输送通道2的顶端固定连接,该气液输送通道2与回流槽31之间连通;通过导流结构板3的设置,能够对蒸汽进行冷凝,同时让冷凝水回流到蒸发器1中。
具体的,蒸发板一7包括底板71,且底板71上依次均布固定安装有若干个蒸发片72,该蒸发片72上均布开设有两个缺口73;蒸发板一7通过底板71固定安装在下密封板12上,且蒸发板一7上的其中一个蒸发片72与蒸发板二8之间接触连接;通过蒸发板一7的设置,能够增加与冷媒之间的接触面积。
具体的,蒸发板二8包括底板二81,且底板二81上依次均布固定安装有若干个蒸发片二82,该蒸发片二82上均布开设有两个缺口二83;蒸发板二8通过底板二81固定安装在下密封板12上,且蒸发板二8上的其中一个蒸发片二82与蒸发板一7上的其中一个蒸发片72之间接触连接;通过蒸发板二8的设置,能够增加与冷媒之间的接触面积。
具体的,U型气液分隔板9下方的两侧均布开设有两个回流孔91,且U型气液分隔板9固定安装在下密封板12上;通过U型气液分隔板9的设置,不仅能防止蒸汽下沉逆流,而且能够使冷凝后的液态冷媒通过回流孔91回流到蒸发器1中。
工作流程:
1.蒸发:由蒸发器1对CPU吸热后,蒸发器内(Evaporator)蒸发板一7、蒸发板二8让冷媒吸热后,在蒸发器1内部沸腾后蒸发结核,由液态转气态。
2.热传:汽化后蒸气因体积变大而造成压力差关系,气体由蒸发器1产生(高压,Evaporator),经气液输送通道2,传送到导流结构板3中(低压,Condenser)。
3.凝结:汽化后蒸气经过气液输送通道2,且热量由气液输送通道2外传至鳍片风冷冷却,蒸气冷却凝结后在导流结构板3中会变回液态。
4.回流:藉由重力,液体经由气液输送通道2和冷凝水回流孔15回流至蒸发器1,完成一个循环。
需要说明的是,本塔型冷媒两相变化虹吸式散热器各部件之间采用金属硬焊技术;
技术特点:
A.液态冷媒由蒸发器1端吸收热量,转为气态后向上传输至气液输送通道2,此时气态冷媒处于高压力状态,同时高温高压蒸气之热量藉由气液输送通道2壁传至鳍片,并与冷风进行热交换。
B.蒸气之热量越往上飘移并且所含之热量藉由鳍片与冷风热交换之后,对蒸气越达冷凝效果,到达上方导流结构板3之后凝聚大量冷凝液体,而因回流通道内压力最低,大量冷凝液体的低压与蒸发器1的高压形成压力差而造成虹吸现象,形成一被动式循环解热效果
C.液体回流通道不限于单回流通道,双回流通道在回流速度、循环效果上将更加显著;若液体蒸发速度太快,蒸发器1内充满过多气体将会阻隔CPU往上传输之热量,芯片温度将继续升高;而双通道液体回流将可更快速对蒸发器1补充温度较低的冷凝液体,使CPU等高热芯片温度有效地降低,并且降低蒸发端气体阻隔热量传输的现象发生的机率,在单位时间内将可吸收更多热量。
本塔型冷媒两相变化虹吸式散热器,使用时,把蒸发器1固定在相应的CPU上,并通过进液孔17往蒸发器1的内部注入液态冷媒,使液态冷媒吸收CPU等芯片热源后发生相变化转化为气态,经过气液输送通道2、导流结构板3及鳍片与冷风做热交换将冷媒冷凝为液态,同时利用蒸发端与冷凝端之压力差产生虹吸现象进行循环,从而对CPU等芯片进行散热,此过程无须利用任何主动式泵进行循环,且由于冷媒蒸发时压力较大,采用金属硬焊技术解决高耐压及泄漏问题。
本申请文件中使用到各类部件均为标准件,各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺纹、螺栓,嵌套等常规手段,各个结构均采用现有技术中的常规材料,在此不再作出具体叙述。
综上所述:该塔型冷媒两相变化虹吸式散热器,通过整体的设置,运用冷媒之热传导原理与液体快速热传递性质,内部工作流体(冷媒)藉由相变化吸收潜热,形成蒸发端及冷凝端之温差,达到传输大量热能之目的,同时利用液态及气态间相变化时之吸收潜热,可以达到目前热管模块数倍到数十倍的解热量。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.塔型冷媒两相变化虹吸式散热器,其特征在于:包括蒸发器(1),其中:所述蒸发器(1)的内部依次固定安装有蒸发板一(7)、蒸发板二(8)和U型气液分隔板(9),且蒸发器(1)上固定安装有气液输送通道(2),该气液输送通道(2)的顶端固定安装有导流结构板(3);所述蒸发器(1)与气液输送通道(2)和导流结构板(3)之间连通;所述U型气液分隔板(9)与蒸发板二(8)之间不接触;
所述蒸发器(1)上方的两侧均布固定安装有若干个下散热鳍片(4);
所述气液输送通道(2)的两侧均布固定安装有若干个中散热鳍片(5);
所述导流结构板(3)的两侧均布固定安装有若干个上散热鳍片(6);
所述中散热鳍片(5)处于下散热鳍片(4)和上散热鳍片(6)之间,并与下散热鳍片(4)和上散热鳍片(6)之间固定连接。
2.如权利要求1所述的塔型冷媒两相变化虹吸式散热器,其特征在于:所述蒸发器(1)包括上壳体(11)和下密封板(12),且上壳体(11)与下密封板(12)之间固定连接;所述蒸发板一(7)、蒸发板二(8)和U型气液分隔板(9)依次固定安装在上壳体(11)与下密封板(12)之间;所述下散热鳍片(4)均布固定安装在上壳体(11)外部的两侧。
3.如权利要求2所述的塔型冷媒两相变化虹吸式散热器,其特征在于:所述上壳体(11)外部上表面设置有凸起式的定位板(13),且定位板(13)上贯穿开设有蒸发气体出口(14)和冷凝水回流孔(15),该蒸发气体出口(14)和冷凝水回流孔(15)之间设置有隔板(16);所述上壳体(11)的一端开设有进液孔(17),且进液孔(17)与上壳体(11)的内部连通;所述下散热鳍片(4)均布固定安装在定位板(13)的两侧;所述蒸发板一(7)和蒸发板二(8)处于蒸发气体出口(14)的下方;所述U型气液分隔板(9)处于蒸发气体出口(14)和冷凝水回流孔(15)之间,且U型气液分隔板(9)处于隔板(16)的下方,并与隔板(16)之间固定连接;所述气液输送通道(2)的底部固定安装在定位板(13)中,且气液输送通道(2)与蒸发气体出口(14)和冷凝水回流孔(15)之间连通。
4.如权利要求3所述的塔型冷媒两相变化虹吸式散热器,其特征在于:所述导流结构板(3)的一侧面开设有回流槽(31),且导流结构板(3)通过回流槽(31)与气液输送通道(2)的顶端固定连接,该气液输送通道(2)与回流槽(31)之间连通。
5.如权利要求2所述的塔型冷媒两相变化虹吸式散热器,其特征在于:所述蒸发板一(7)包括底板(71),且底板(71)上依次均布固定安装有若干个蒸发片(72),该蒸发片(72)上均布开设有两个缺口(73);所述蒸发板一(7)通过底板(71)固定安装在下密封板(12)上,且蒸发板一(7)上的其中一个蒸发片(72)与蒸发板二(8)之间接触连接。
6.如权利要求2所述的塔型冷媒两相变化虹吸式散热器,其特征在于:所述蒸发板二(8)包括底板二(81),且底板二(81)上依次均布固定安装有若干个蒸发片二(82),该蒸发片二(82)上均布开设有两个缺口二(83);所述蒸发板二(8)通过底板二(81)固定安装在下密封板(12)上,且蒸发板二(8)上的其中一个蒸发片二(82)与蒸发板一(7)上的其中一个蒸发片(72)之间接触连接。
7.如权利要求2所述的塔型冷媒两相变化虹吸式散热器,其特征在于:所述U型气液分隔板(9)下方的两侧均布开设有两个回流孔(91),且U型气液分隔板(9)固定安装在下密封板(12)上。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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