CN203523229U

CN203523229U - 密闭空间热管散热结构

Info

Publication number: CN203523229U
Application number: CN201320651239.6U
Authority: CN
Inventors: 李勇; 陈春燕; 何柏林; 王玉珏; 王巍; 曾志新
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2013-10-21
Filing date: 2013-10-21
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2023-10-21

Abstract

本实用新型公开了密闭空间热管散热结构，包括底板、前板、右侧板、左侧板、后板、中间挡板、热管和翅片；中间挡板设置在右侧板和左侧板之间，将热管散热器的空腔分隔成加热腔和冷凝腔；其中底板、前板、中间挡板、右侧板和侧板围成加热腔；底板、后板、中间挡板、右侧板和侧板围成冷凝腔；热管上间隔设有多个翅片；翅片为大面积矩形翅片；热管长度为80-88mm，外径为6～8mm，数量在100-150根。本实用新型在散热器整体结构不大于450mm×350mm×90mm的设计空间内，实现在外界空气极限温度50℃，热腔入口温度不高于68℃的情况下，热腔出口温度始终低于60℃。

Description

密闭空间热管散热结构

技术领域

本实用新型涉及一种热管散热器，具体涉及一种密闭空间热管散热结构，用于换热不换气的散热工作场合。

背景技术

随着汽车、空调、电脑等内部集成电路性能的不断优越，芯片的热流密度越来越高，及时地将这些热量传递出去已经成了维持设备正常工作不可或缺的一步，风冷是最常用的的降温方式。精密电子仪器在有灰尘或者水汽的空气环境下会发生干扰或腐蚀，因此要求散热环境无尘无水汽。电子发热设备内部循环的空气不能与外界空气接触，形成一个密闭的空间，即散热过程只换热不换气。目前市场上出现能换热不换气的散热器主要为纯铝型材结构，但铝的传热效率不够高，较难在有效空间和时间内实现高功率高热量等的传导。

热管散热器具有将局部的热量迅速传递到别处并通过风冷或水冷的方式将热量传到外界的功能，因此受到越来越多研究者的关注。热管加翅片的散热方式已经很成熟地运用在家电行业中。烧结热管具有较强的抗重力性能，制造工艺简单，适用于放置位置不定的散热设备中，能有效提高散热设备的稳定性。

实用新型内容

针对上述散热器的要求和热管散热器的特征，本实用新型提供了一种能实现换热不换气的密闭空间热管散热结构，该散热结构能高效地将密闭空间的空气快速地冷却，并且保证内部空气不受外界污染，在散热器整体结构不大于450mm×350mm×90mm的设计空间内，实现在外界空气极限温度50℃，热腔入口温度不高于68℃的情况下，热腔出口温度始终低于60℃。

本实用新型的目的通过如下技术方案实现：

一种密闭空间热管散热结构，包括底板、前板、右侧板、左侧板、后板、中间挡板、热管和翅片；所述底板包括上底板和下底板；所述中间挡板设置在右侧板和左侧板之间，将热管散热器的空腔分隔成加热腔和冷凝腔；其中底板、前板、中间挡板、右侧板和侧板围成加热腔；底板、后板、中间挡板、右侧板和侧板围成冷凝腔；中间挡板设置在凹形垫圈内，四周分别与底板、右侧板和左侧板连接；前板通过凹状回型垫圈密封；前板的上下端设有流通槽；冷凝腔上的底板以及后板上都设有流通槽；中间挡板上设有多个孔，孔内均设有有孔胶圈，每个有孔胶圈的孔内设有一根热管；热管上间隔设有多个翅片；翅片为大面积矩形翅片，大小为390-410mm×230-250mm；大面积矩形翅片多个平行设置，一个大面积矩形翅片上穿过多个热管；热管为烧结热管，长度为80-88mm，外径为6～8mm，数量在100-150根。

优选地，所述加热腔与冷凝腔的体积比为2:1。位于加热腔和冷凝腔内翅片数量比例为2:1。所述大面积矩形翅片的大小为405mm×240mm。所述热管长度为88mm。所述密闭空间热管散热结构整体体积不超过450mm×350mm×90mm。

本实用新型密闭空间热管散热结构的底板、前板、右侧板、左侧板、后板、中间挡板厚度大于2mm，以保证整个散热器的刚性，热管与有孔胶圈及有孔胶圈与中间挡板之间通过过盈配合的方式保证内外循环空气的分离，热腔前端面与四壁间通过凹状回型垫圈密封。

相对于现有技术，本实用新型具有如下优点：

1）本实用新型密闭空间热管散热结构通过热管与翅片的结构，通过严格可控制热管和翅片的大小配合，能满足在不大于450mm×350mm×90mm的设计空间内，并能实现在外界空气极限温度50℃，热腔入口温度不高于68℃的情况下，热腔出口温度始终低于60℃。实现空间小但传热效率高，传热量大，适用于各种密闭式空腔的散热。而现有的纯铝散热器在这样小的空间内，制作出来的散热器达不到散热要求，只能增加体积。

2）本实用新型本实用新型的目的是将普通热管散热器与换热不换气的纯铝型材散热器相结合，提出一种能使密闭空间内的精密仪器在恒温及稳定空气条件下正常工作的散热器，符合换热不换气的散热要求，适用于各种密闭式空腔的散热。

3）本实用新型制造工艺简单，对位置放置方位没有要求，可实现批量化生产，具有稳定、传热效率高等优点。

附图说明

图1为本实用新型密闭空间热管散热结构的爆炸图；

图2为图1中翅片支撑部位具体剖视图。

图中示出：底板1、前板2、右侧板3、左侧板4、后板5、凹形垫圈6、中间挡板7、有孔胶圈8、热管9、几字形支撑条10、凹状回型垫圈11、回形硅胶垫片12、翅片13和铆钉14。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步具体详细描述，但本实用新型的实施方式不限于此，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。

如图1、图2所示，一种密闭空间热管散热结构，包括其中底板1、前板2、右侧板3、左侧板4、后板5、中间挡板7、热管9和翅片13；底板1包括上底板和下底板；中间挡板7设置在右侧板3和左侧板4之间，将热管散热器的空腔分隔成加热腔和冷凝腔；其中底板1、前板2、中间挡板7、右侧板3和侧板4围成加热腔；底板1、后板5、中间挡板7、右侧板3和侧板4围成冷凝腔，优选加热腔与冷凝腔的体积比为2:1；加热腔通过凹状回型垫圈11和凹形垫圈6密封，其中中间挡板7设置在凹形垫圈6内，四周分别与底板1、右侧板3和左侧板4连接；前板2通过凹状回型垫圈11密封；前板2的上下端设有流通槽，以便热源进入加热腔；冷凝腔上的底板1以及后板5上都设有流通槽，以便将冷凝腔中的热量散发出去；中间挡板7上设有多个孔，孔内均设有有孔胶圈8，每个有孔胶圈8的孔内设有一根热管9；热管9上间隔设有多个翅片13，位于加热腔和冷凝腔内翅片数量比例优选为2:1；翅片13优选为大面积矩形翅片，大小为390-410mm×230-250mm，优选为405mm×240mm。大面积矩形翅片多个平行设置，而且一个大面积矩形翅片上穿过多个热管。

热管9为烧结热管，长度优选为80-90mm，外径优选为6～8mm，数量优选为100-150根，热管相互平行错开均匀排列。

如图2所示，翅片13固定在热管上，回形硅胶垫片12一面与翅片13连接，另一面用胶水贴在几字形支撑条10上，几字形支撑条10通过用铆钉14固定在底板1（包括上底板和下底板）上。优选四个几字形支撑条10，分别设置在上底板连接两个对角和下底板两个对角处。

本实用新型密闭空间热管散热结构的底板、前板、右侧板、左侧板、后板、中间挡板厚度大于2mm，以保证整个散热器的刚性。

本实用新型加热腔只通过前板2与热源连接，加热腔其他部分是密封的，不与外界空气流通；即保证加热腔体内的空气不与外界流通，因为加热腔体内的空气是与精密仪器（热源）的空气直接连接的，所以要保证密闭性，加热腔通过凹状回型垫圈11和凹形垫圈6密封，前板2有两条流通槽分别为上流通槽和下流通槽，用于与精密仪器密闭空间连接，一条进空气，一条出空气的。本实用新型冷凝腔的底板1（包括上底板和下底板）和后板5设有流通槽则是与外界连接，对密闭性没有要求。该流通槽的位置只需要不挡住翅片，使流通的空气能够顺利经过翅片带走热量即可。

本散热器在散热过程中，精密仪器内部的空气从前板2的下槽口进入，并从前板2的上槽口出，此过程中，空气中的热量可通过加热腔中的翅片13和热管9传输到冷凝腔中，并由冷凝腔中流动的冷空气带走热量，其中冷空气由下底板的槽口进，并往上流动，从上底板的流通槽及后板5的流通槽流出。

为了便于定位安装，前板2量测加工有4个安装孔。

本实用新型一种密闭空间热管散热结构的制备方法，包括如下步骤：

（1）用冲压的方式加工出散热器的底板1（包括上底板和下底板）、前板2、右侧板3、左侧板4、后板5六个壁面；并用冲压的方式加工出中间挡板7，中间挡板7钻多个孔，散热器壁面中的底板1、前板2、后板5相应位置开设流通槽，供空气流通，其中四个壁面焊接上凹形槽，中间挡板周边套上凹形密封圈6并卡入散热器四壁的凹形槽内，如图1所示；

（2）在中间挡板孔中套上有孔胶圈8，将热管9一一插入胶圈8孔内，在热管两端分别套上翅片13；热管9与有孔胶圈9及有孔胶圈9与中间挡板7之间通过过盈配合的方式保证内外循环空气的分离；

（3）加工几字形支撑条10，并用铆钉14使其与散热器壁面连接，用四个几字形支撑条10和回形硅胶垫片12将翅片固定；

（4）散热器另外两个壁面通过铆钉14上紧形成一个整体。图中的铆钉均为未剪断状态。

本实用新型密闭空间热管散热结构通过热管与翅片的结构，通过严格可控制热管和翅片的大小配合，能满足在不大于450mm×350mm×90mm的设计空间内，并能实现在外界空气极限温度50℃，热腔入口温度不高于68℃的情况下，热腔出口温度始终低于60℃。实现空间小但传热效率高，传热量大，适用于各种密闭式空腔的散热。现有的纯铝散热器在这样小的空间内，制作出来的散热器达不到散热要求，只能增加体积。

如上述便可较好地实现本实用新型。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.密闭空间热管散热结构，其特征在于包括底板、前板、右侧板、左侧板、后板、中间挡板、热管和翅片；所述底板包括上底板和下底板；所述中间挡板设置在右侧板和左侧板之间，将热管散热器的空腔分隔成加热腔和冷凝腔；其中底板、前板、中间挡板、右侧板和侧板围成加热腔；底板、后板、中间挡板、右侧板和侧板围成冷凝腔；中间挡板设置在凹形垫圈内，四周分别与底板、右侧板和左侧板连接；前板通过凹状回型垫圈密封；前板的上下端设有流通槽；冷凝腔上的底板以及后板上都设有流通槽；中间挡板上设有多个孔，孔内均设有有孔胶圈，每个有孔胶圈的孔内设有一根热管；热管上间隔设有多个翅片；翅片为大面积矩形翅片，大小为390-410mm×230-250mm；大面积矩形翅片多个平行设置，一个大面积矩形翅片上穿过多个热管；热管为烧结热管，长度为80-88mm，外径为6～8mm，数量在100-150根。

2.根据权利要求1所述的密闭空间热管散热结构，其特征在于，所述加热腔与冷凝腔的体积比为2:1。

3.根据权利要求1所述的密闭空间热管散热结构，其特征在于，位于加热腔和冷凝腔内翅片数量比例为2:1。

4.根据权利要求1所述的密闭空间热管散热结构，其特征在于，所述大面积矩形翅片的大小为405mm×240mm。

5.根据权利要求1所述的密闭空间热管散热结构，其特征在于，所述热管长度为88mm。

6.根据权利要求1所述的密闭空间热管散热结构，其特征在于，所述密闭空间热管散热结构整体体积不超过450mm×350mm×90mm。