CN206542681U - 一种热管水冷散热装置 - Google Patents

Abstract

为克服现有热管水冷散热装置中存在热阻大、传热效率低的问题，本实用新型一种热管水冷散热装置，包括多孔热管和水冷板，所述多孔热管具有多个第一微通道孔，所述水冷板为一体成型的金属型材，所述水冷板内部设置有循环水通道和多个第二微通道孔，所述水冷板的一端开槽，所述水冷板的另一端封闭，所述槽与多个第二微通道孔连通，所述多孔热管的一端密封插入所述槽中，所述多孔热管的另一端封闭，所述多个第二微通道孔的一端与所述多个第一微通道孔连通，所述多个第二微通道孔的另一端相互连通或封闭。本实用新型能够有效降低第二微通道孔中制冷剂和循环水通道中冷却液体之间的热阻，从而大幅提升热交换效率。

Description

一种热管水冷散热装置

技术领域

本实用新型属于热管理技术领域，具体涉及一种热管水冷散热装置。

背景技术

在电动汽车、工业电子、消费类电子、机房、数据服务器等领域，设备或者器件在工作时会产生大量的热，这种热量如果不能及时散走，会使设备的温度或者环境温度不断上升，高温会严重影响到设备的运行稳定性和寿命，因此需要进行各种热管理，使得设备在适合的温度范围内进行工作。热管理包含传热和散热，其中一种传热装置为多孔热管。多孔热管只是一种导热装置，并不是一种散热装置，要将热管应用到散热方面，必须在热管的散热端安装一定的散热装置。

目前常用的主要方式是在散热端通过导热硅胶粘贴的方式同水冷板进行贴合，通过水冷板里的水或者冷却液等的液体循环，将热管的热量传走。该种方式存在较大的热阻，使得散热的效率大大降低，为提高散热效率需要增加水冷板的面积或者增加液体的流量。

实用新型内容

针对现有热管水冷散热装置中存在热阻大、传热效率低的问题，本实用新型提供了一种热管水冷散热装置。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

提供一种热管水冷散热装置，包括多孔热管和水冷板，所述多孔热管具有多个第一微通道孔，所述水冷板内部设置有循环水通道和多个第二微通道孔，所述水冷板的一端开设有槽，所述水冷板的另一端封闭，所述多孔热管的一端密封插接于所述槽中，所述多孔热管的另一端封闭，所述多个第二微通道孔的一端与所述多个第一微通道孔连通，所述多个第二微通道孔的另一端相互连通或封闭。

进一步的，所述水冷板的两侧外壁开有进水口和出水口，所述进水口和出水口分别与所述循环水通道连通。

进一步的，所述水冷板在进水口位置设置有第一连接块，所述第一连接块上设置有进水管，所述第一连接块内设置有第一连接通道，所述第一连接通道的一端与所述进水口连接，另一端与所述进水管连接；所述水冷板的出水口位置设置有第二连接块，所述第二连接块上设置有进水管，所述第二连接块内设置有第二连接通道，所述第二连接通道的一端与所述出水口连接，另一端与所述出水管连接。

进一步的，所述水冷板的外壁开有充液口，所述充液口与所述第二微通道孔连通，所述第一连接块在充液口位置设置有充液嘴，所述第一连接块内设置有第三连接通道，所述第三连接通道连接于所述充液嘴与充液口之间。

进一步的，所述水冷板位于循环水通道的两端开有第一密封孔和第二密封孔，所述第一密封孔中密封插接有第一堵块，所述第二密封孔中密封插接有第二堵块，所述第一堵块和第二堵块之间并列设置有多个引流板，所述多个引流板相互错位形成蛇形的循环水通道。

进一步的，所述多个第二微通道孔背离于所述槽的一侧设置有第三密封孔，所述第三密封孔中密封插接有第三堵块。

进一步的，所述第一微通道孔和第二微通道孔的内侧壁上均设置有齿状结构。

进一步的，所述循环水通道和第二微通道孔在水冷板的不同平面上分层设置，所述水冷板中具有至少一层循环水通道和至少一层第二微通道孔层，每一层第二微通道孔层中具有多个第二微通道孔，所述多个第二微通道孔排列成至少一排。

进一步的，所述水冷板中具有一层循环水通道和一层第二微通道孔层，所述循环水通道和第二微通道孔层上下分层设置。

进一步的，所述水冷板中具有两层循环水通道和一层第二微通道孔层，所述第二微通道孔层位于两层循环水通道之间。

根据本实用新型提供的热管水冷散热装置，采用一体成型的金属型材作为水冷板，同时在水冷板的内部分别设置循环水通道和多个第二微通道孔，形成多层孔结构，其中循环水通道为冷却液体的流动通道，第二微通道孔在水冷板中形成类似于热管的结构，第二微通道孔中灌注有可相变的制冷剂，制冷剂在第二微通道孔和第一微通道孔中流动，多孔热管中的制冷剂受热汽化，汽化的制冷剂扩散至第二微通道孔中，经过循环水通道冷却后液化回流。本热管水冷散热装置通过一体成型的水冷板能够有效降低第二微通道孔中制冷剂和循环水通道中冷却液体之间的热阻，从而大幅提升热交换效率。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例提供的热管水冷散热装置的侧面透视图；

图2是本实用新型第一实施例提供的热管水冷散热装置其多孔热管的透视图；

图3是本实用新型第一实施例提供的热管水冷散热装置其多孔热管的端面示意图；

图4是图3中a处放大图；

图5是本实用新型第一实施例提供的热管水冷散热装置其水冷板的结构示意图；

图6是本实用新型第一实施例提供的热管水冷散热装置其水冷板的正视图；

图7是图6中A-A面的剖视图；

图8是图6中B-B面的剖视图；

图9是图6中C处的放大示意图；

图10是本实用新型第一实施例提供的热管水冷散热装置其第一堵块的结构示意图；

图11是本实用新型第一实施例提供的热管水冷散热装置其第三堵块的结构示意图；

图12是本实用新型第一实施例提供的热管水冷散热装置其水冷板的部分透视图；

图13是本实用新型第一实施例提供的热管水冷散热装置其充液嘴的结构示意图；

图14是本实用新型第二实施例提供的热管水冷散热装置的侧面透视图；

图15是本实用新型第二实施例提供的热管水冷散热装置其水冷板的正视图

说明书附图中的附图标记如下：

1、多孔热管；11、第一微通道孔；2、水冷板；201、循环水通道；2011、齿状结构；202、第二微通道孔；2021、齿状结构；203、第一密封孔；204、第二密封孔；205、进水口；206、出水口；207、引流板；208、第三密封孔；209、连通腔体；210、槽；211、充液口；212、第一堵块；213、第三堵块；214、进水管；215、出水管；216、第一连接块；2161、第一连接通道；2162、第三连接通道；217、充液嘴；218、第二连接块；2181、第二连接通道；

1a、多孔热管；2a、水冷板；201a、循环水通道；2012a、第二微通道孔。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参见图1～图13所示，为本实用新型第一实施例提供的热管水冷散热装置的结构示意图。

在本实施例中，如图1～图5所示，所述热管水冷散热装置包括多孔热管1和水冷板2，所述多孔热管1具有多个第一微通道孔11，所述水冷板2为一体成型的金属型材，可通过铝挤压得到金属型材，再通过机加工进行槽和孔的成型。

所述水冷板2内部设置有循环水通道201和多个第二微通道孔202，所述水冷板2的一端开槽210，所述水冷板2的另一端封闭，所述槽210与多个第二微通道孔202连通，所述多孔热管1的一端密封插入所述槽210中，所述多孔热管1的另一端封闭，所述多个第二微通道孔202的一端与所述多个第一微通道孔11连通，所述多个第二微通道孔202的另一端相互连通。在其他实施例中，所述多个第二微通道孔202的另一端也可以是相互封闭。

本实施例中，所述多孔热管1为扁平状，所述多孔热管1远离所述水冷板2的一端通过焊接盖帽封闭，或者是压扁焊接封闭。多孔热管1的端部通过盖帽封闭后，可预留一与多个第一微通道孔11的端部连通的腔室，以使得多个第一微通道孔11的端部相互连通。当然，盖帽也可以封闭多个第一微通道孔11的端部。

本热管水冷散热装置采用一体成型的金属型材作为水冷板2，同时在水冷板2的内部分别设置循环水通道201和多个第二微通道孔202，形成多层孔结构，其中循环水通道201为冷却液体的流动通道，第二微通道孔202在水冷板2中形成类似于热管的结构，第二微通道孔202中灌注有可相变的制冷剂，制冷剂在第二微通道孔202和第一微通道孔11中流动，多孔热管1中的制冷剂受热汽化，汽化的制冷剂扩散至第二微通道孔202中，经过循环水通道201冷却后液化回流。本热管水冷散热装置通过一体成型的水冷板2能够有效降低第二微通道孔202中制冷剂和循环水通道201中冷却液体之间的热阻，从而大幅提升热交换效率。

在本实施例中，如图6～8和图12所示，所述水冷板2的两侧外壁开有进水口205和出水口206，所述进水口205和出水口206分别与所述循环水通道201连通。通过所述进水口205和出水口206的进水和出水形成循环水通道201内部冷却液体的流动循环。

所述水冷板2在进水口205位置设置有第一连接块216，所述第一连接块216上设置有进水管214，所述第一连接块216内设置有第一连接通道2161，所述第一连接通道2161的一端与所述进水口205连接，另一端与所述进水管214连接；所述水冷板2的出水口206位置设置有第二连接块218，所述第二连接块218上设置有出水管215，所述第二连接块218内设置有第二连接通道2181，所述第二连接通道2181的一端与所述出水口206连接，另一端与所述出水管215连接。

所述水冷板2的外壁开有充液口211，所述充液口211与所述第二微通道孔202连通，所述第一连接块216在充液口211位置设置有充液嘴217，所述第一连接块216内设置有第三连接通道2162，所述第三连接通道2162连接于所述充液嘴217与充液口211之间通过所述充液嘴217将可相变的制冷剂充入第二微通道孔202和多孔热管1中，再通过焊接盖帽封闭，或者是压扁焊接封闭。

如图12所示，为所述充液嘴217的结构示意图。

在本实施例中，如图6、图7和图10所示，所述水冷板2位于循环水通道的两端开有第一密封孔203和第二密封孔204，所述循环水通道201的分别连通所述第一密封孔203和第二密封孔204，所述第一密封孔203中密封插接有第一堵块212，所述第二密封孔204中密封插接有第二堵块，所述第一堵块212与所述第一密封孔203的内壁之间通过焊接或者胶粘的方式密封连接，所述第二堵块与所述第二密封孔204的内壁之间通过焊接或胶粘的方式密封连接，以将所述循环水通道201的两端封闭。

所述第一堵块212和第二堵块之间并列设置有多个引流板207，部分引流板207一端与第一堵块212连接，另一端与第二堵块间隔设置，部分所述引流板207一端与第二堵块连接，另一端与第一堵块间隔设置，所述多个引流板207相互错位形成蛇形的循环水通道201。

需要说明的是，本实用新型并不限制所述循环水通道201的具体形状，本领域技术人员可根据需要采用其他类型的循环水通道201形状进行替换，比如采用其他封闭方式实现多种流道，均应包括在本实用新型的保护范围之内。

如图8和图11所示，所述多个第二微通道孔202背离于所述槽210的一侧设置有第三密封孔208，所述第三密封孔208中密封插接有第三堵块213。

所述第三堵块213与所述第三密封孔208的内壁之间通过焊接或胶粘的方式密封连接，在所述第三堵块213和多个第二微通道孔202之间留有连通腔体209，以将多个第二微通道孔202背离于所述槽210的一端相互连通。

如图9所示，在本实施例中，所述第一微通道孔11和第二微通道孔202的内侧壁上均设置有齿状结构111、2021。一方面，齿状结构能够在微通道孔的孔径不增大的情况下，增大制冷剂与微通道孔的接触面积，进一步提升热传导效率。另一方面，微通道孔的内侧壁的齿状结构类似于毛细结构，使得微通道孔形成类似的毛细孔，有利于液化的制冷剂由散热端回流至吸热端，以形成循环。

所述循环水通道201与所述第二微通道孔202相邻的侧壁上也设置有齿状结构2011。

本实施例中，齿状结构2011、2021的单个齿呈弧形，整个齿状结构呈波浪形槽状。

如图1和图6所示，所述循环水通道201和第二微通道孔202在水冷板2的不同平面上分层设置，所述水冷板2中具有至少一层循环水通道201和至少一层第二微通道孔层，每一层第二微通道孔层中具有多个第二微通道孔202，所述多个第二微通道孔202排列成至少一排。

在本实施例中，所述水冷板2中具有一层循环水通道201和一层第二微通道孔层，所述循环水通道201和第二微通道孔层上下分层设置。

参见图14和图15所示，为本实用新型第二实施例提供的热管水冷散热装置的结构示意图。

一种热管水冷散热装置，包括多孔热管1a和水冷板2a，所述多孔热管1a具有多个第一微通道孔，所述水冷板2a为一体成型的金属型材，所述水冷板2a内部设置有循环水通道201a和多个第二微通道孔202a，所述金属型材的一端开槽，所述槽与多个第二微通道孔202a连通，所述多孔热管1a的一端密封插入所述槽中，所述多孔热管1a的另一端封闭，所述多个第二微通道孔202a的一端与所述多个第一微通道孔连通，所述多个第二微通道孔202a的另一端相互连通或封闭。

其与第一实施例的不同之处在于：

所述水冷板2a中具有两层循环水通道201a和一层第二微通道孔层，所述第二微通道孔层位于两层循环水通道201a之间，通过上下设置的两层循环水通道201a能够有效的增加第二微通道孔202a和循环水通道201a之间的热交换面积，从而提高热交换效率。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种热管水冷散热装置，其特征在于，包括多孔热管和水冷板，所述多孔热管具有多个第一微通道孔，所述水冷板内部设置有循环水通道和多个第二微通道孔，所述水冷板的一端开设有槽，所述水冷板的另一端封闭，所述多孔热管的一端密封插接于所述槽中，所述多孔热管的另一端封闭，所述多个第二微通道孔的一端与所述多个第一微通道孔连通，所述多个第二微通道孔的另一端相互连通或封闭。

2.根据权利要求1所述的热管水冷散热装置，其特征在于，所述水冷板的两侧外壁开有进水口和出水口，所述进水口和出水口分别与所述循环水通道连通。

3.根据权利要求2所述的热管水冷散热装置，其特征在于，所述水冷板在进水口位置设置有第一连接块，所述第一连接块上设置有进水管，所述第一连接块内设置有第一连接通道，所述第一连接通道的一端与所述进水口连接，另一端与所述进水管连接；所述水冷板的出水口位置设置有第二连接块，所述第二连接块上设置有进水管，所述第二连接块内设置有第二连接通道，所述第二连接通道的一端与所述出水口连接，另一端与所述出水管连接。

4.根据权利要求3所述的热管水冷散热装置，其特征在于，所述水冷板的外壁开有充液口，所述充液口与所述第二微通道孔连通，所述第一连接块在充液口位置设置有充液嘴，所述第一连接块内设置有第三连接通道，所述第三连接通道连接于所述充液嘴与充液口之间。

5.根据权利要求1所述的热管水冷散热装置，其特征在于，所述水冷板位于循环水通道的两端开有第一密封孔和第二密封孔，所述第一密封孔中密封插接有第一堵块，所述第二密封孔中密封插接有第二堵块，所述第一堵块和第二堵块之间并列设置有多个引流板，所述多个引流板相互错位形成蛇形的循环水通道。

6.根据权利要求1所述的热管水冷散热装置，其特征在于，所述多个第二微通道孔背离于所述槽的一侧设置有第三密封孔，所述第三密封孔中密封插接有第三堵块。

7.根据权利要求1所述的热管水冷散热装置，其特征在于，所述第一微通道孔和第二微通道孔的内侧壁上均设置有齿状结构。

8.根据权利要求1所述的热管水冷散热装置，其特征在于，所述循环水通道和第二微通道孔在水冷板的不同平面上分层设置，所述水冷板中具有至少一层循环水通道和至少一层第二微通道孔层，每一层第二微通道孔层中具有多个第二微通道孔，所述多个第二微通道孔排列成至少一排。

9.根据权利要求8所述的热管水冷散热装置，其特征在于，所述水冷板中具有一层循环水通道和一层第二微通道孔层，所述循环水通道和第二微通道孔层上下分层设置。

10.根据权利要求8所述的热管水冷散热装置，其特征在于，所述水冷板中具有两层循环水通道和一层第二微通道孔层，所述第二微通道孔层位于两层循环水通道之间。