CN201844619U - 用于电子设备冷却的蒸发器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于电子设备冷却的蒸发器，由主体和安装在主体两端的端盖构成；主体上设有多个通孔，相邻两个通孔的端部开设有缝隙以使全部通孔串联形成连续的制冷剂流道；一侧端盖连接进口管和出口管；主体和端盖之间采用密封圈密封。该蒸发器的主体上的孔通过端盖的折流作用使在孔中流动的制冷剂形成转折而构成连续的制冷剂流道，主体和端盖之间采用密封圈密封，不需要使用昂贵的真空钎焊工艺，加工方便、成本低廉、尺寸大小可随意调整、易和制冷系统的其它部分相连接等。

Description

用于电子设备冷却的蒸发器

技术领域

本实用新型涉及一种微型蒸汽压缩式制冷系统所用的蒸发器，具体是一种可直接对被冷却对象进行表面冷却的、微型的单流体换热器。通过使制冷剂在该蒸发器中蒸发制冷，可直接对大功率的集成电路、MOSFET、LED、晶闸管、激光器等电子元器件进行冷却。

背景技术

常规的电子设备冷却方式有空气自然对流冷却、风扇强制空气对流冷却、热管散热冷却、液冷冷却(一般是水冷)等。但随着集成电路集成度的不断提高，其耗散功率也不断加大，如现今单片集成电路的耗散功率已达200W，采用常规的冷却方式已不能满足大功率芯片散热的需要。而集成电路一旦散热不良，将导致芯片结温升高，电路工作不稳定，有时甚至会导致芯片烧毁、电路着火等严重事故。

采用蒸汽压缩式制冷方式来对芯片进行冷却具有其它冷却方式不可比拟的优点。制冷冷却也是唯一可使被冷却对象的温度低于环境温度的冷却方式。此外蒸汽压缩式制冷具有热流密度大、效率高、温度可控、结构紧凑等优点。

在将蒸汽压缩式制冷用于芯片冷却时需要采用微型压缩机，及与其配套的微型冷凝器与微型蒸发器等。目前可用于此的比较常见的微型蒸发器是板翅式蒸发器，俗称冷板。但冷板结构比较复杂，加工比较困难，必须采用真空钎焊焊接，否则不能保证结其气密性。正因为此，限制了它的应用。

因此有必要研发一种新型的蒸发器，以解决上述问题。

发明内容

本实用新型为了解决现有的芯片冷却用冷板蒸发器结构复杂、难于加工的问题，而提供一种加工方便、成本低廉、尺寸大小可随意调整、易于和微型制冷系统的其它部分相连接的用于电子设备冷却的蒸发器。

本实用新型是通过以下方案实现的：

上述用于电子设备冷却的蒸发器，由主体和安装在所述主体两端的端盖构成；所述主体上设有多个通孔，相邻两个通孔的端部开设有缝隙以使全部通孔串联形成连续的制冷剂流道；所述一侧端盖开设有进口和出口，分别连接进口管和出口管；所述主体和端盖之间采用密封圈密封。

所述进口管和出口管采用铜管或铝管，通过气焊焊接装配在该侧端盖。

所述密封圈的截面为圆形，材质为氯丁橡胶。

所述主体呈表面光滑平整的长方体状，内部沿长度方向有均匀的多个通孔，两端面的周边有密封卡槽；所述主体的高度较长度和宽度都要小；所述密封卡槽与密封圈相匹配配合，并对其限位。所述通孔有1～4排，每排至少三个以上；相邻两排相互交错排列；在相邻两排通孔的两端部分别开有相互反向设置的缝隙，以串联全部通孔。所述通孔的内壁设有多圈的螺纹。所述主体由具有高导热系数的材质制作，包括铜、铝和银。

本实用新型的蒸发器采用主体和端盖结构，在主体部分钻有一排排的孔，端盖安装在主体的两端，通过端盖的折流作用使在孔中流动的制冷剂形成转折，从一个孔流到另一个孔，从而构成一连续的制冷剂流道。整个蒸发器具有唯一进口和唯一出口，分别通过一细铜管引出。主体和端盖之间采用O形密封圈密封，而不是采用钎焊密封，因此不需要使用昂贵的真空钎焊工艺。具有加工方便、成本低廉、尺寸大小可随意调整、易于和微型制冷系统的其它部分(压缩机、冷凝器等)相连接等优点，不仅可以用于芯片的冷却，也可以用于LED、光学组件等元器件的冷却。

附图说明

图1是本实用新型蒸发器的装配图；

图2是本实用新型蒸发器的爆炸图；

图3是本实用新型蒸发器的主体的主视图；

图4是图3剖视图。

具体实施方式

如图1至图4所示，本实用新型的用于电子设备冷却的蒸发器包括进口管1、出口管2、端盖3、密封圈4、主体5。

端盖3包括前端盖31和后端盖32，分别装配在主体5的两端，可通过螺栓等紧固件连接，并由密封圈4进行密封。前端盖31开设有进口310和出口311，分别与进口管1和出口管2连接。

进口管1和出口管2可采用铜管或铝管，采用气焊焊接装配在前端盖31。

密封圈4的截面为圆形，其材质为与氯氟烃兼容的橡胶，典型地，可采用氯丁橡胶。

主体5呈长方体状，表面是光滑平整的表面，内部沿长度方向钻有均匀的多个通孔51，两端面的周边分别设有密封卡槽52。其中主体5的高度较长度和宽度都要小得多。

通孔51根据需要可排布成1～4排，每排至少三个以上，并依被冷却芯片的耗散功率和要求的表面温度的不同而不同；相邻两排相互交错排列，即上排的通孔51位于下排通孔51的中间间隙的上方，以利于热量在本体5中的传导。在相邻两排通孔51的两端部分别开有缝隙53和54，如图3、图4所示，缝隙53和54反向设置，以使全部通孔51串联成为一条通路，且该通路的两端口分别与进口管1和出口管2连通，通过端盖2的折流作用使在通孔51中流动的制冷剂形成转折，从一个孔流到另一个孔，从而构成一连续的制冷剂流道。

密封卡槽52与密封圈4相匹配配合，并对其限位。

主体5由具有高导热系数的铜或铝制作，在某些特殊应用场合，也可以采用银制作，因为银的导热系统比铜或铝更高。

通孔51的内壁，用丝锥制作出一圈一圈的螺纹(图未示)，以增加孔内壁的表面粗糙度，相应地增加了在孔内流动的制冷剂的扰流程度，以使得孔51内壁的对流换热系数增强，换热更加充分。

主体5光滑平整的表面用于和被冷却物体紧密接触，通过导热方式来将被冷却物体的热量传递给主体5内部的制冷剂，制冷剂再通过冷凝器将热量散发出去。

该蒸发器使用时将主体和被冷却物体固连在一起，以确保蒸发器和被冷却物体紧密接触，可以采用螺栓等紧固件连接。

蒸发器的内部流动的制冷剂采用氢氟烃，典型地，可以采用R-134a作为制冷剂。

该蒸发器在应用时，其表面与被冷却物体紧贴，在接触面涂抹导热硅脂，以利导热。其蒸发器进口管1与毛细管或膨胀阀连接，以接受来自冷凝器并膨胀后的制冷剂；制冷剂在所述蒸发器中蒸发制冷，带走被冷却电子元件的热量；制冷剂蒸发后变成气体，经蒸发器出口管进入压缩机吸气管。

该蒸发器不仅可以用于芯片的冷却，也可以用于MOSFET、LED、晶闸管、激光器等元器件的冷却。

以上所述仅为本实用新型的较佳可行实施例，非因此局限本实用新型的保护范围，故举凡运用本实用新型说明书及图示内容所为的等效技术变化，均包含于本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于电子设备冷却的蒸发器，其特征在于：所述蒸发器由主体和安装在所述主体两端的端盖构成；所述主体上设有多个通孔，相邻两个通孔的端部开设有缝隙以使全部通孔串联形成连续的制冷剂流道；所述一侧端盖开设有进口和出口，分别连接进口管和出口管；所述主体和端盖之间采用密封圈密封。

2.如权利要求1所述的用于电子设备冷却的蒸发器，其特征在于：所述进口管和出口管采用铜管或铝管，通过气焊焊接装配在该侧端盖。

3.如权利要求1所述的用于电子设备冷却的蒸发器，其特征在于：所述密封圈的截面为圆形，材质为氯丁橡胶。

4.如权利要求1所述的用于电子设备冷却的蒸发器，其特征在于：所述主体呈表面光滑平整的长方体状，内部沿长度方向有均匀的多个通孔，两端面的周边有密封卡槽；所述主体的高度较长度和宽度都要小；所述密封卡槽与密封圈相匹配配合，并对其限位。

5.如权利要求4所述的用于电子设备冷却的蒸发器，其特征在于：所述通孔有1～4排，每排至少三个以上；相邻两排相互交错排列；在相邻两排通孔的两端部分别开有相互反向设置的缝隙，以串联全部通孔。

6.如权利要求1、4或5任一所述的用于电子设备冷却的蒸发器，其特征在于：所述通孔的内壁设有多圈的螺纹。 

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