CN202485512U - 一种槽道式蒸汽腔型热管散热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种槽道式蒸汽腔型热管散热器，包括蒸发器(1)、冷凝器(2)和散热片(3)，蒸发器(1)和冷凝器(2)内部的腔室相互连通形成为封闭的蒸汽腔(4)，蒸汽腔(4)内设置工作液体(5)；蒸发器(1)外壁面直接与热源(7)接触，内壁面设置有槽道(6)；冷凝器(2)的外部设置多个散热片(3)。本实用新型的槽道式蒸汽腔型热管散热器，为实现电子器件的高热流散热，采用VC蒸汽腔(Vapour Chamber)结构以便于散热器与电子器件进行装配和吸收热量，并大大减小了与热源之间的接触热阻，使散热性能得以显著提高。
Description
技术领域
本实用新型属于散热器领域，特别是涉及一种槽道式蒸汽腔型热管散热器。
背景技术
电子器件的发展一直趋向于密集和小型化，所带来的负面效应是单位体积电子器件的发热量不断增加。电子元器件的散热问题成为制约其性能进一步提高的重要因素，热致失效已经成为电子设备最主要的失效形式之一，资料表明，电子设备运行出错55％都是由于过热造成的。增大翅片散热面积，翅片效率逐渐减小，各种散热装置的改进收效甚微，传统的金属与翅片组合的散热器已经接近散热极限。热管具有高效的导热性以及等温性，与翅片结合可以有效的提高翅片效率，热管与翅片组合的散热器已经成为解决电子器件高热流散热的重要手段。蒸汽腔型热管散热器(VCHP，Vapour Chamber Heat Pipe)是热管散热器的拓展，通过采用蒸发器内存制冷剂的结构，可以实现高于热管几倍的冷却性能，从而有效降低质量。
发明内容
针对现有技术的热管散热器的缺点和不足，本实用新型提供了一种槽道式蒸汽腔型热管散热器，为实现电子器件的高热流散热，采用VC蒸汽腔(Vapour Chamber)结构以便于散热器与电子器件进行装配和吸收热量，并大大减小了与热源之间的接触热阻，使散热性能得以显著提高。
本实用新型为解决其技术问题所采取的技术方案如下：
一种槽道式蒸汽腔型热管散热器，包括蒸发器、冷凝器和散热片，其特征在于，所述蒸发器和冷凝器构成所述散热器的壳体；所述蒸发器和冷凝器内部的腔室相互连通形成为封闭的蒸汽腔；所述蒸汽腔内设置工作液体；所述蒸发器外壁面直接与热源接触，内壁面设置有槽道；所述冷凝器的外部设置多个散热片。
优选地，所述槽道设置在所述蒸汽腔的底部。
优选地，所述散热片为直肋散热片。
优选地，所述工作液体为水、氨水、氟里昂类制冷剂或碳氢化合物类制冷剂。
优选地，所述壳体的材料为高导热性能的金属。
优选地，所述槽道中设置有多孔泡沫金属、金属丝网或烧结金属粉末。
优选地，所述冷凝器的内壁面也设置有槽道。
本实用新型的VC蒸汽腔是一种内部中空的板式结构，底部为槽道式，以强化核态沸腾和增强毛细力，内部填充有工质。当热源产生热能时，热源附近的液体就会开始气化并且迅速地扩散到冷却面将热释放出去，同时凝结成液体，通过液相工质本身重力和槽道的毛细力回流到热源附近，往复不断的重复这个过程。较大的热流密度可以通过工质的蒸发和冷凝扩散到整个蒸汽腔型热管表面，实现将热流密度变小化。由于其流动方向为空间所有维度，故比一般热管有着更优异的性能。又因为整个过程不需要外接电源，在微小的温差即可启动，可视为一个新形态的被动式高效散热模件。
同现有技术的热管散热器相比，本实用新型的槽道式蒸汽腔型热管散热器具有以下显著的技术效果：
(1)相当于二维热管散热系统，即相当于多只热管排列的散热器件，而散热能力和效率比多只热管高，可适用于高瓦数(＞120W)之散热。
(2)降低热流密度的效应，即将局部的大热流密度高效地扩展到一个大的散热领域，进而使整体热流密度减小。因为电子元件大热流密度是最大的散热障碍，局部高温将直接导致电子器件的易损。采用共用蒸汽腔的槽道式热管，可以将高热流密度热源均匀分散，移峰填谷，能大大降低蒸发段热流密度，减少局部高温及热斑出现的可能性，提高换热的可靠性。
(3)均温效果明显，整个散热区域的温差小于2℃。这样可以满足特殊场合电子元器件的要求，使电子元器件工作效率高，而对于LCD背板，温差小使得颜色显示效果最佳。
(4)采用槽道式，使得加热表面上的汽化核心更易形成，促进了核态沸腾，强化了沸腾换热，并增强了毛细力，从而提高了对气相蒸发和液相回流的控制。
(5)同普通热管相比，槽道式蒸汽腔型热管散热器具有大面积直接贴附热源降低系统热阻的特色，可应用在UMPC(Ultra-mobile PersonalComputer)、NB(Notebook Computer)、STB(Set Top Box)与多功能行动电话等轻薄短小、空间受限及高发热密度的电子产品中。
附图说明
图1为本实用新型的槽道式蒸汽腔型热管散热器的示意图。
图中，蒸发器1、冷凝器2、散热片3、蒸汽腔4、工作液体5、槽道6、热源7。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本实用新型进一步详细说明。
在图1所示实施例中，槽道式蒸汽腔型热管散热器包括蒸发器1、冷凝器2和直肋散热片3，蒸发器1和冷凝器2构成所述散热器的壳体；蒸发器1和冷凝器2内部的腔室相互连通形成为封闭的蒸汽腔4；蒸汽腔4内设置工作液体5；蒸发器1外壁面直接与诸如电子元件的热源7接触，内壁面设置有槽道6；冷凝器2的外部设置多个直肋散热片3。其中，槽道6设置在所述蒸汽腔的底部。工作液体可以为水、氨水、氟里昂类制冷剂或碳氢化合物类制冷剂。所述壳体的材料可以为铝、铜等高导热性能的金属。进一步地，所述槽道中设置有多孔泡沫金属、金属丝网或烧结金属粉末，以进一步增强毛细力，提高对气相蒸发和液相回流的控制。冷凝器的内壁面也可以设置槽道。
本实用新型的槽道式蒸汽腔型热管散热器其原理是，蒸发器外壁面直接接触电子元件等热源，外壁面吸收元件热量传递到内壁面后，使内部液态制冷剂沸腾汽化，带着汽化热的蒸汽被直接导向冷凝器，冷凝器外部带有许多散热片，处于风冷却状态，蒸汽接触冷凝器内壁后释放出汽化热冷却成液体，在液相工质本身重力和槽道的毛细力作用下流回蒸发器，上述二相状态循环过程实现了高效而良好的传热性能。通过采用蒸发器内存制冷剂的结构，可以实现高于热管几倍的冷却性能，从而有效降低质量。采用槽道式，使得加热表面上的汽化核心更易形成，促进了核态沸腾，强化了沸腾换热，并增强了毛细力，从而提高了对气相蒸发和液相回流的控制。此外，蒸汽腔型热管散热器采用VC结构也便于与电子器件进行装配和吸收热量，大大减小了与热源之间的接触热阻，散热性能显著提高，可应用在UMPC(Ultra-mobile Personal Computer)、NB(Notebook Computer)、STB(Set Top Box)与多功能行动电话等轻薄短小、空间受限及高发热密度的电子产品中。
以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明。所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种槽道式蒸汽腔型热管散热器，包括蒸发器(1)、冷凝器(2)和散热片(3)，其特征在于，
所述蒸发器(1)和冷凝器(2)构成所述散热器的壳体；
所述蒸发器(1)和冷凝器(2)内部的腔室相互连通形成为封闭的蒸汽腔(4)；
所述蒸汽腔(4)内设置工作液体(5)；
所述蒸发器(1)外壁面直接与热源(7)接触，内壁面设置有槽道(6)；
所述冷凝器(2)的外部设置多个散热片(3)。
2.根据权利要求1所述的槽道式蒸汽腔型热管散热器，其特征在于，所述槽道(6)设置在所述蒸汽腔(4)的底部。
3.根据权利要求1所述的槽道式蒸汽腔型热管散热器，其特征在于，所述散热片为直肋散热片。
4.根据权利要求1所述的槽道式蒸汽腔型热管散热器，其特征在于，所述工作液体为水、氨水、氟里昂类制冷剂或碳氢化合物类制冷剂。
5.根据权利要求1至4任一项所述的槽道式蒸汽腔型热管散热器，其特征在于，所述壳体的材料为高导热性能的金属。
6.根据权利要求1至4任一项所述的槽道式蒸汽腔型热管散热器，其特征在于，所述槽道中设置有多孔泡沫金属、金属丝网或烧结金属粉末。
7.根据权利要求1至4任一项所述的槽道式蒸汽腔型热管散热器，其特征在于，所述冷凝器的内壁面也设置有槽道。
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