CN209914361U - 板式热管散热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种板式热管散热器，其包括板式热管以及盖板，板式热管包括平板部以及设置在平板部上的多个翅片部，平板部上设置有第一空腔，每个翅片部上均设置有第二空腔，每个第二空腔均与第一空腔相连通，热源与平板部接触，盖板设于翅片部远离平板部的一侧，平板部、翅片部及盖板三者之间形成两端贯通的风道。本实用新型的板式热管散热器，减少了接触热阻，提升了与热源接触的平板部以及用于散热的翅片部的均温能力，提高了散热效果，能够满足高功率设备表面的散热需要，通过风道的设置，使得热量集中在风道内，当气流穿过风道内时，便能够将热量带出，进一步提升了散热效果。

Description

板式热管散热器

技术领域

本实用新型涉及散热技术领域，特别地，涉及一种板式热管散热器。

背景技术

随着电子元器件逐渐向微型化、高功率、高性能方向发展，其在发展过程中会伴随着更高的热流密度，散热问题逐渐成为制约高集成度电子元件发展的瓶颈问题。平板热管由于其高导热率以及良好的均温性，可以迅速将高热密度的热源转移扩散，满足了电子设备对散热装置的紧凑型、可靠性、灵活性等要求，逐渐成为研究解决高功率设备表面散热问题的极佳选择。

目前，平板热管已经被应用于代替传统的纯金属板式热管散热器翅片部，能够最大限度地减小热源与空气热阻，有效地强化了板式热管散热器表面的对流换热及热辐射。但是，目前翅片部的应用局限于安装在板式热管散热器平板部上这种形式，翅片部与平板部之间以及平板部与热源之间均存在接触热阻，板式热管散热器的散热能力受平板部导热及均温能力影响较大，无法满足散热需求。同时，热源传递至翅片部上的热量无法及时散失，导致散热效果不佳。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中存在的上述问题，现提供一种散热效果好的板式热管散热器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种板式热管散热器，所述板式热管散热器包括板式热管以及盖板，所述板式热管包括平板部以及设置在所述平板部上的多个翅片部，所述平板部设置有第一空腔，每个所述翅片部均设置有第二空腔，每个所述第二空腔均与所述第一空腔相连通，所述盖板设于所述翅片部远离所述平板部的一侧，所述平板部、所述翅片部及所述盖板三者之间形成两端贯通的风道。

进一步地，多个所述翅片部位于所述平板部的同一侧，所述盖板与所述平板部二者的间距与所述翅片部的高度相匹配。

进一步地，所述平板部与每个所述翅片部之间均设置有连接部，所述连接部与所述平板部及所述翅片部均连通，所述连接部包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部与所述第二连接部之间形成有折弯线，所述第一连接部呈等腰直角三角形，所述第二连接部呈直角梯形，所述直角梯形的长边与其中一条腰之间的夹角为45°，所述直角梯形的另外一条腰与所述等腰直角三角形的一条直角边均由所述折弯线构成。

进一步地，所述盖板相对的两端朝靠近所述平板部的方向折弯形成有盖板折弯部，两个所述盖板折弯部远离盖板的一侧朝相互靠近的方向折弯形成有盖板连接部，所述盖板连接部与所述平板部连接。

进一步地，所述盖板连接部上开设有第一固定孔，所述平板部上对应所述第一固定孔开设有第二固定孔，所述第一固定孔与所述第二固定孔之间通过紧固件固定连接。

进一步地，所述板式热管散热器还包括风机，所述风机设置在所述风道内，所述风机位于所述平板部与所述盖板之间且位于所述翅片部的下方。

进一步地，所述第一空腔内和/或所述第二空腔内设置有多个孤立部，多个所述孤立部将对应的所述第一空腔和/或所述第二空腔分隔形成多个相互连通的流体通道。

进一步地，所述孤立部为设于所述第一空腔和/或所述第二空腔内的点状结构或块状结构，所述孤立部由所述第一空腔和/或所述第二空腔相应的侧壁贴合形成。

进一步地，多个所述翅片部位于所述平板部的同一侧，多个所述翅片部相互平行设置，所述翅片部与所述平板部之间形成一夹角α。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的板式热管散热器，相较于传统结构而言，减少了接触热阻，由于平板部与翅片部共用所述封闭腔体，提升了与热源接触的平板部以及用于散热的翅片部的均温能力，提高了散热效果，能够满足高功率设备表面的散热需要，同时，通过风道的设置，使得热量集中在风道内，当气流穿过风道内时，便能够将热量带出，进一步提升了散热效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型实施例一的板式热管散热器的立体图；

图2是图1所示板式热管散热器的俯视图；

图3是图1所示板式热管散热器的分解图；

图4是图1所示板式热管散热器中板式热管的立体图；

图5是图4所示板式热管的主视图；

图6是图5所示板式热管沿A-A的剖视图；

图7是图4所示板式热管中翅片部的结构示意图；

图8是图7所示翅片部沿B-B的剖视图；

图9是图4所示板式热管的俯视图；

图10是本实用新型实施例二的板式热管散热器中板式热管的结构示意图。

图中零部件名称及编号分别为：

平板部10 第一空腔101 风道230

挡板40 孤立部103 板式热管100

翅片部20 第二空腔201 盖板200

过渡空腔301 盖板折弯部210 盖板连接部220

第一固定孔2201 第二固定孔105 第一连接部31

连接部30 第二连接部32

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

实施例一

请参阅图1-图3，本实用新型实施例一提供了一种板式热管散热器，用于对热源(例如，电子元器件或电子设备等)的热量进行转移扩散，该板式热管散热器包括板式热管100以及与板式热管100连接的的盖板200。

具体地，请参阅图4-图8，板式热管100包括平板部10以及设置在平板部10上的多个翅片部20，平板部10上设置有第一空腔101，每个翅片部20上均设置有第二空腔201，每个第二空腔201均与第一空腔101相连通，所述板式热管上设置有封闭腔体(图未标出)，所述封闭腔体包括第一空腔101和第二空腔201，所述封闭腔体内充注有相变工质(图未示出)，翅片部20具有散热作用。工作时，第一空腔101内的液态相变工质吸收热源的热量后汽化，气态相变工质迅速膨胀进而充满整个所述封闭腔体内，当第二空腔201内的气态相变工质于翅片部20处散热后，气态相变工质液化，随后液态相变工质再次导引回流至第一空腔101内。

另外，第一空腔101与第二空腔201内具有流体通道(图未标出)，第一空腔101内的液态相变工质吸收热源的热量汽化后，气态相变工质能够沿流体通道迅速膨胀进而充满整个所述封闭空腔。具体地，第一空腔101内及第二空腔201内均设置有多个孤立部103，第一空腔101内的多个孤立部103将第一空腔101分隔形成大量相互连通的所述流体通道，第二空腔201内的多个孤立部103将第二空腔201分隔形成大量相互连通的所述流体通道。具体地，孤立部103为设于第一空腔101与第二空腔201内的点状结构或块状结构，孤立部103由第一空腔101与第二空腔201相应的侧壁贴合形成。另外，流体通道的宽度为2-10mm，以保证气态相变工质能够沿流体通道迅速流动，同时，也能够使得第二空腔201内的液态相变工质沿流体通道流入第一空腔101内。作为优选地，本实施方式中的流体通道的宽度为4mm。

可以理解地，在其他未示出的实施方式中，第一空腔101内的孤立部103或者第二空腔201内的孤立部103还可以省略，此时，多个孤立部103便将对应的第一空腔101和/或第二空腔201分隔形成多个相互连通的流体通道。孤立部103为设于第一空腔101和/或第二空腔201内的点状结构或块状结构，孤立部103由第一空腔101和/或第二空腔201相应的侧壁贴合形成。

请参阅图9，，平板部10大致呈板状结构，翅片部20呈长条形平板状结构，多个翅片部20位于平板部10的同一侧，且相互平行设置，翅片部20与平板部10之间形成一夹角α，且0°＜夹角α＜180°，使得翅片部20与平板部10之间形成三维立体结构，进而提升了散热效率。本实施方式中，夹角α＝90°。

本实施方式中，平板部10与翅片部20为一体成型结构，减少了接触热阻，另外，实现结构紧凑的同时，方便加工。可以理解地，在其他未示出的实施方式中，平板部10与翅片部20还可以是单独的零部件，使用时，只需将平板部10与翅片部20连接即可。

另外，平板部10与每个翅片部20之间均设置有连接部30，连接部30内设置有过渡空腔301，过渡空腔301与第一空腔101及第二空腔201均连通，连接部30包括相互连接的第一连接部31和第二连接部32，第一连接部31设置有第一连通腔，第二连接部32设置有第二连通腔，过渡空腔301包括所述第一连通腔和所述第二连通腔，具体地，第一连接部31与平板部10连接且所述第一连通腔与第一空腔101连通，第二连接部32与翅片部20连接且所述第二连通腔与第二空腔201连通。第一连接部31与第二连接部32之间折弯形成有折弯夹角(图未标出)，且第一连接部31与第二连接部32之间形成折弯线(图未标出)。通过设置连接部30，可方便对翅片部20进行折弯操作，即，只需对连接部30进行折弯操作，便可使得翅片部20与平板部10之间形成一夹角，同时，所述折弯夹角与平板部10及翅片部20之间的夹角α相同，即，通过对连接部30进行折弯操作从而使得平板部10与翅片部20之间形成夹角α。

本实施方式中，第一连接部31呈等腰直角三角形，第二连接部32呈直角梯形，该直角梯形的长边与其中一条腰之间的夹角为45°，且该直角梯形的另外一条腰(即，直角腰)与所述等腰直角三角形的一条直角边均由所述折弯线构成。具体地，图5中虚线构成的阴影部分为第一连接部31，图7中虚线构成的阴影部分为第二连接部32。

另外，所述封闭腔体还包括过渡空腔301，过渡空腔301采用吹胀工艺加工而成。为了方便形成过渡空腔301，过渡空腔301的高度h为0.3-2mm，过渡空腔301的宽度w为2-20mm，且满足w＞3h。优选地，本实施方式中，h＝0.75mm，w＝4mm。另外，连接部30的折弯半径为r，当5mm＜r＜10mm时，h＝(0.1-0.15)*r或者h＝0.3mm，h取二者中的较大值；当10mm＜r＜30mm时，h＝(0.05-0.1)*r。另外，连接部30上的过渡空腔301距连接部30的边沿的宽度不小于5mm。

可以理解地，在其他未示出的实施方式中，连接部30还可以省略，此时，翅片部20直接与平板部10连接，此时，所述封闭空腔由第一空腔101和第二空腔201构成。

所述封闭腔体内设置为负压状态，由此，处于负压状态下的液态相变工质的沸点降低，从而有利于相变工质受热后快速蒸发，及时将热量传送至翅片部20以进行散热。可以理解地，所述相变工质包括但不限于水、酒精和丙醇。另外，由于所述封闭腔体呈一整体连通通道，因此，无需对第一空腔101与第二空腔201分别充注所述相变工质，只需一次充注即可，提高了充注效率，节省了充注成本。另外，在非散热工作状态下，相变工质液面高度低于第一空腔101的上沿。

需要说明的是，安装该板式热管100时，当满足翅片部20位于平板部10的上方时，如此，当气态相变工质在翅片部20处遇冷液化生成液态相变工质时，液态相变工质能够在自身重力的作用下自动回流至平板部10的第一空腔101内。

请再次参阅图3，盖板200设于翅片部20远离平板部10的一侧，盖板200呈平板状结构，盖板200相对的两端朝靠近平板部10的方向折弯形成有盖板折弯部210，两个盖板折弯部210远离盖板200的一端朝相互靠近的方向折弯形成有盖板连接部220，盖板连接部220与平板部10连接，从而实现盖板200与板式热管100连接的作用。本实施方式中，盖板连接部220上开设有第一固定孔2201，平板部10上对应第一固定孔2201开设有第二固定孔105，第一固定孔2201与第二固定孔105之间通过紧固件(图未示出)固定连接，可以理解地，所述紧固件包括但不限于螺栓、螺钉和固定销。可以理解地，在其他未示出的实施方式中，盖板连接部220与平板部10之间还可以通过卡接或磁性连接等可拆卸的方式连接，从而方便维护及更换零部件。另外，需要说明的是，当盖板连接部220与平板部10安装到位时，盖板200与平板部10二者的间距与翅片部20的高度相匹配，从而保证翅片部20与盖板200之间无间隙存在。

另外，请再次参阅图1、图2，当盖板200安装到位后，平板部10、翅片部20以及盖板200三者之间形成风道230，且风道230的相对两端相互贯通。使用时，将需要散热的热源贴附于平板部10处，当第一空腔101内的所述相变工质受热时，相变工质迅速受热汽化，气态相变工质在热扩散的作用下充满整个所述封闭腔体，此时部分热量传递至翅片部20上，热量集中在风道230内，当风道230内有冷风流过时，翅片部20遇冷，气态相变工质中的热量经翅片部20向外散热，气态相变工质被冷却而液化，液态相变工质回流至第一空腔101内，如此循环往复，将热源的热量源源不断地传导开来。

另外，请参阅图3，本实施方式中，板式热管散热器还包括挡板40，挡板40安装在平板部10上远离盖板200的一侧，挡板40用于遮挡因翅片部20折弯而成的空缺，并能够使得风道230仅上下两端贯通，进而增强了通风散热的效果。

使用时，可以将板式热管散热器布置为风道230上相互贯通的两端呈上下设置的状态，即，平板部10处于竖直安装状态，由此，板式热管散热器可利用烟囱效应实现自然散热，即，当热源的热量传递至翅片部20上时，风道230内的温度升高，热空气因比重小而向上升，最终由风道230的上端开口流出，此时，在原来占据有热空气的区域便形成负压区，于是，位于风道230外部的且温度相对较低的空气便会从风道230的下端开口被吸入，从而使得风道230的内、外空气源源不断的进行流动，实现自然通风散热的效果。

本实用新型的板式热管散热器还包括风机(图未示出)，所述风机位于平板部10与盖板200之间且位于翅片部20的下方。启动所述风机时，所述风机产生的风能够穿过风道230，从而以强制风冷的形式对翅片部20进行散热。所述风机包括电机以及安装在所述电机的输出轴上的风轮。本实施方式中，所述风机的数量与风道230的数量相同，一个所述风机对应设置在一个风道230内，所述电机与盖板200连接，且所述风机的输出轴的轴线沿翅片部20的长度方向设置。通过设置所述风机，能够解决因平板部10处于水平安装状态时无法实现自然通风散热的弊端，可适应于板式热管散热器的多角度安装需求。可以理解地，在其他未示出的实施方式中，所述风机还可以安装在板式热管散热器的一侧，只需满足当启动所述风机时，所述风机产生的风通过风道230即可。

本实用新型提供的板式热管散热器，相较于传统结构而言，减少了接触热阻，由于平板部10与翅片部20共用所述封闭腔体，提升了与热源接触的平板部10以及用于散热的翅片部20的均温能力，提高了散热效果，能够满足高功率设备表面的散热需要，同时，通过风道230的设置，使得热量集中在风道230内，当气流穿过风道230内时，便能够将热量带出，进一步提升了散热效果。

实施例二

请参阅图10，本实用新型实施例二提供的板式热管散热器与实施例一的板式热管散热器的区别就在于：本实施例中，板式热管100中省略了孤立部103，此时，第一空腔101与第二空腔102同样能够相连通，从而共同构成封闭的所述封闭腔体，提升了与热源接触的平板部10以及用于散热的翅片部20的均温能力，提高了散热效果，能够满足高功率设备表面的散热需要，并且，相较于实施例一而言，本实施例的板式热管100更易于加工，进而有效控制生产成本。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本实用新型的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种板式热管散热器，其特征在于：所述板式热管散热器包括板式热管以及盖板，所述板式热管包括平板部以及设置在所述平板部上的多个翅片部，所述平板部设置有第一空腔，每个所述翅片部均设置有第二空腔，每个所述第二空腔均与所述第一空腔相连通，所述盖板设于所述翅片部远离所述平板部的一侧，所述平板部、所述翅片部及所述盖板三者之间形成两端贯通的风道。

2.如权利要求1所述的板式热管散热器，其特征在于：多个所述翅片部位于所述平板部的同一侧，所述盖板与所述平板部二者的间距与所述翅片部的高度相匹配。

3.如权利要求2所述的板式热管散热器，其特征在于：所述平板部与每个所述翅片部之间均设置有连接部，所述连接部与所述平板部及所述翅片部均连通，所述连接部包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部与所述第二连接部之间形成有折弯线，所述第一连接部呈等腰直角三角形，所述第二连接部呈直角梯形，所述直角梯形的长边与其中一条腰之间的夹角为45°，所述直角梯形的另外一条腰与所述等腰直角三角形的一条直角边均由所述折弯线构成。

4.如权利要求1所述的板式热管散热器，其特征在于：所述盖板相对的两端朝靠近所述平板部的方向折弯形成有盖板折弯部，两个所述盖板折弯部远离盖板的一侧朝相互靠近的方向折弯形成有盖板连接部，所述盖板连接部与所述平板部连接。

5.如权利要求4所述的板式热管散热器，其特征在于：所述盖板连接部上开设有第一固定孔，所述平板部上对应所述第一固定孔开设有第二固定孔，所述第一固定孔与所述第二固定孔之间通过紧固件固定连接。

6.如权利要求1-5任一项所述的板式热管散热器，其特征在于：所述板式热管散热器还包括风机，所述风机设置在所述风道内，所述风机位于所述平板部与所述盖板之间且位于所述翅片部的下方。

7.如权利要求1所述的板式热管散热器，其特征在于：所述第一空腔内和/或所述第二空腔内设置有多个孤立部，多个所述孤立部将对应的所述第一空腔和/或所述第二空腔分隔形成多个相互连通的流体通道。

8.如权利要求7所述的板式热管散热器，其特征在于：所述孤立部为设于所述第一空腔和/或所述第二空腔内的点状结构或块状结构，所述孤立部由所述第一空腔和/或所述第二空腔相应的侧壁贴合形成。

9.如权利要求1所述的板式热管散热器，其特征在于：多个所述翅片部位于所述平板部的同一侧，多个所述翅片部相互平行设置，所述翅片部与所述平板部之间形成一夹角α。

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