CN210486585U - 一种重力回流微通道换热器及应用其的重力热管 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及散热设备领域，特别是一种重力回流微通道换热器及应用其的重力热管，其包括：入流微通道板、出流微通道板、进口集腔、出口集腔和中间转换集腔；重力回流微通道换热器其将现有的微通道换热器中微通道板按照冷却液或气体的特定流向分为入流微通道板和出流微通道板，且入流微通道板和出流微通道板均是彼此平行设置的，再在特定位置设置对应的集腔结构，保证微通道散热器内的冷却液在重力作用下能完全排出，不会形成存液段，完全避免微通道冻结出现损坏；当该微通道换热器应用到重力热管中时，不需要驱动装置来驱动冷却介质流动，还能保证微通道换热器的内部气到液的转换，使得所述重力回流微通道换热器具有噪音小，能耗低的特点。

Description

一种重力回流微通道换热器及应用其的重力热管

技术领域

本实用新型涉及散热设备领域，特别是一种重力回流微通道换热器及应用其的重力热管。

背景技术

由于电子设备在工作时会产生大量的热量，因此散热设备在电子设备中也是普遍被应用的。在电脑领域，散热器更是必备的。根据散热器主体的散热结构主要可分为管路翅片换热器和微通道换热器。又由于电脑的发展趋势，电脑自身体积越来越小，内部能安装散热器的空间越来越小，与此同时电脑自身耗电功率越小也会更利于市场销售。现有的电脑设备中都是采用带有驱动装置的水冷散热器，驱动装置普遍是水泵，利用水泵驱动流道内存放的冷却液循环流动，从而实现散热的目的。

但是现有电脑设备中采用带泵的水冷散热器会存在居多缺陷：1.在散热器中增设水泵等驱动装置势必会让散热器安装空间增大，不利于电脑设备整体体积的缩小研发；2.在散热器中增设水泵等驱动装置，会提高电脑设备的耗电功率，不够节能也不利于市场销售；3.在散热器中增设水泵等驱动装置，电脑设备工作时会产生更大的噪音，无法保证工作环境安静，降低了用户使用体验； 4.在散热器中增设水泵等驱动装置，势必需要利用管道将散热器主体和驱动装置连接起来，对接位置增多，可能的泄漏点就多了，生产和后期维修成本自然会提高；5.也是由于现有散热器中配备了能驱动冷却液主动流动的驱动装置，因此在散热器主体的散热结构中流道可以根据需要随机设置，都能保证冷却液顺利流动，因此现有散热器主体的内部流道设置很复杂，生产难度高，但是当电脑设备停机后，流道内部的某些段位置会仍然存在积液，尤其是设置了向上流动的流道内一定会存在积液，这些积液无法再重力作用下流出流道，这种情况下会在流道内部始终形成封堵的存液段，当外接环境温度过低时，如冬天气温低至冰点后，散热器内部的存液段会结冰影响下次电脑设备的快速启动使用，甚至由于存液段结冰体积变大出现冻裂现象造成电脑设备损坏。

实用新型内容

针对上述缺陷，本实用新型的目的在于提出一种重力回流微通道换热器及应用其的重力热管，所述重力回流微通道换热器其只设有向下中间转换集腔和水平的微通道，在重力作用下微通道换热器内部微通道内不会出现存液段，使用寿命更长；此外，更优的其应用于分体重力热管中时，不需要在外部管路设置水泵等驱动装置就能驱动流道内的冷却液正常流动，具有噪音小，能耗低的优点。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种重力回流微通道换热器，其包括：入流微通道板、出流微通道板、进口集腔、出口集腔和中间转换集腔；

所述入流微通道板内部设有入流通道，所述出流微通道板内部设有出流通道；

所述进口集腔和出口集腔内部均设有储液腔，所述中间转换集腔内部设有空腔；

所述进口集腔的储液腔与所述入流通道的进口端连通，且所述进口集腔的储液腔的底部低于最低设置位置的入流通道；所述出口集腔的储液腔与所述出流通道的出口端连通，且所述出口集腔的储液腔的底部低于最低设置位置的出流通道；所述入流通道的出口端和所述出流通道的进口端与所述中间转换集腔连通；所述入流微通道板与所述出流微通道板平行设置。

更优的，多个所述入流微通道板从上至下平行叠置组成入流板组；多个所述出流微通道板从上至下平行叠置组成出流板组；所述入流板组设置于出流板组的上方。

更优的，多个所述入流微通道板在一个平面内平行叠置组成入流板面；多个所述出流微通道板在一个平面内叠置组成出流板面；所述入流板面与出流板面的平行设置。

更优的，所述入流微通道板内的入流通道和出流微通道板内的出流通道高度为2-5mm，所述入流微通道板彼此之间的间隙宽度和出流微通道板之间的间隙宽度为：2-5mm。

更优的，所述入流微通道板彼此之间的间隙和出流微通道板之间的间隙都设有翅片。

具体的，所述翅片呈锯齿弯折状或波浪状条形件。

更优的，所述入流板组的任意一侧或所述入流板面的外侧设有风扇装置。

具体的，出口集腔的储液腔的底部低于最低设置位置的出流通道h，h为 2mm-20mm。

更优的，所述进口集腔、出口集腔和中间转换集腔均由不锈钢或铝制成，且进口集腔、出口集腔和中间转换集腔底部均设有能开启或封堵的排液口。

具体的，所述翅片为铝质的。

更优的，应用如上所述的一种重力回流微通道换热器的重力热管，所述重力热管包括：所述重力回流微通道换热器、集热器、气导管和液导管；所述气导管将所述集热器的出气端和所述重力回流微通道换热器的进口端连通，所述液导管将所述集热器的进液端和所述重力回流微通道换热器的出口端连通。

本实用新型提出一种重力回流微通道换热器，其将现有的微通道板按照冷却液或气体的特定流向分为入流微通道板和出流微通道板，且入流微通道板和出流微通道板均是彼此平行设置的，再在特定位置设置不同的集腔结构，保证微通道散热器内的冷却液在重力作用下能完全排出，不会形成存液段，可完全避免微通道冻结出现损坏；该微通道换热器应用到重力热管中时，不需要驱动装置来驱动冷却介质流动，还能保证微通道换热器的内部气到液的转换，使得所述重力回流微通道换热器具有噪音小，能耗低的特点。

附图说明

图1是本实用新型的一个实施例某个视角的结构示意图；

图2是图1所示实施例另一个视角的结构示意图；

图3是本实用新型的一个实施例某个视角的结构示意图；

图4是图3所示实施例另一个视角的结构示意图。

其中：入流微通道板110，出流微通道板120，进口集腔210，出口集腔220，中间转换集腔230，翅片240，出口集腔的储液腔的底部低于最低设置位置的出流通道的高度为h。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1-4所示，一种重力回流微通道换热器，其包括：入流微通道板、出流微通道板、进口集腔210、出口集腔220和中间转换集腔230；所述入流微通道板110内部设有入流通道，所述出流微通道板120内部设有出流通道；所述进口集腔210和出口集腔220内部均设有储液腔，所述中间转换集腔230内部设有空腔；所述进口集腔210的储液腔与所述入流通道的进口端连通，且所述进口集腔210的储液腔的底部低于最低设置位置的入流通道；所述出口集腔220 的储液腔与所述出流通道的出口端连通，且所述出口集腔220的储液腔的底部低于最低设置位置的出流通道；所述入流通道的出口端和所述出流通道的进口端与所述中间转换集腔230连通；所述入流微通道板与所述出流微通道板平行设置。

所述重力回流微通道换热器内部微通道板的设置位置实施例很多，只要满足冷却液在微通道中流动方向是水平或向下即可。如图1和2所示，多个所述入流微通道板从上至下平行叠置组成入流板组；多个所述出流微通道板120从上至下平行叠置组成出流板组；所述入流板组设置于出流板组的上方。具体的，当入流板组和出流板组在同一个面内上下叠置，所有的入流微通道板110全部设置在微通道换热器的上部，与其对应的所有出流微通道板120全部设置在微通道换热器的下部，此种结构的微通道换热器适合竖立放置使用安装。

如图3和4所示，多个所述入流微通道板在一个平面内平行叠置组成入流板面；多个所述出流微通道板120在一个平面内叠置组成出流板面；所述入流板面与出流板面的平行设置。当入流板面和出流板面分别在两个上下平行的面内设置时，所有的入流微通道板110全部设置在微通道换热器的上层，与其对应的所有出流微通道板120全部设置在微通道换热器的下层，此种结构的微通道换热器适合横向放置使用安装。

所述入流微通道板110内的入流通道和出流微通道板120内的出流通道高度为2-5mm，所述入流微通道板110彼此之间的间隙宽度和出流微通道板120之间的间隙宽度为：2-5mm。按照上述设定参数范围内设定通道板或通道板之间间隙宽度，可以保证通道板内的微通道结构和间隙的尺寸尽可能接近，且在不影响散热效果的前提下最大程度的在相同厚度或高度的微通道换热器内设置更多的微通道板，同时也可以减小翅片240对空气流动阻力，进一步保证微通道换热器内部散热速率。

所述入流微通道板110彼此之间的间隙和出流微通道板120之间的间隙都设有翅片240。在微通道板彼此设置形成的结构间隙中合理设置翅片240，可以进一步提高微通道板向外界进行散热速率，提高所述重力回流微通道换热器的散热效果。

所述翅片240呈锯齿弯折状或波浪状条形件。使得微通道板之间每个间隙中设置的翅片240是一个整体，便宜整体拆卸或安装，同时每个间隙中翅片240 是呈弯折形状的，使得微通道板上下两侧面各处向外界散热效果整体速率更加均衡或有序递变，从而能让翅片240增强微通道板的散热效果是可靠且可控的。

所述入流板组的任意一侧或所述入流板面的外侧设有风扇装置。所述风扇装置会带动外部空气从通道板之间的间隙中的翅片240流过，从而快速带走入流微通道板110组或入流微通道板110面的热量，便于所述重力回流微通道换热器快速散热。

出口集腔220的储液腔的底部低于最低设置位置的出流通道h，h为 2mm-20mm，更优的，当出口集腔的底部设有排液口时，h具体为排液口与对应储液腔底部连接最低的位置和最低设置位置微通道底部之间的高度差；设置该特定数值范围高度差，可以保证即使微通道换热器安装时，微通道板没有完全水平放置，在微通道换热器停止工作时，微通道板内的冷却液也能完全在重力作用和液体流动惯性下完全排出。

所述进口集腔210、出口集腔220和中间转换集腔230均由不锈钢或铝制成，且进口集腔210、出口集腔220和中间转换集腔230底部均设有能开启或封堵的排液口。因为所述重力回流微通道换热器在正常工作时，上述三种集腔需在经常与液体或气体接触，因此采用不容易生锈的不锈钢或铝制成，可以延长所述重力回流微通道换热器的使用寿命；此外在上述三种集腔的底部设置排液口，在对微通道进行彻底排液维修或清理时，可以方便清除所述微通道内部的全部残留液体。

具体的，所述翅片240为铝质的，所述翅片240可以采用的材质和形状很多，但是为了减轻所述重力回流微通道换热器的整体重量，又能保证散热效果，采用金属铝材质制成，当然为了加强散热效果与防腐蚀性能，也可以采用铜材质制成。

应用如上所述的一种重力回流微通道换热器的重力热管，所述重力热管包括：所述重力回流微通道换热器、集热器、气导管和液导管；所述气导管将所述集热器的出气端和所述重力回流微通道换热器的进口端连通，所述液导管将所述集热器的进液端和所述重力回流微通道换热器的出口端连通。

所述重力回流微通道换热器在实际使用中，根据其具体结构，先将其竖立或横向放置；先将其水平放置安装。当所述重力回流微通道换热器应于现有水冷系统中，由于水冷系统本身具有驱动冷却液循环流动的外部动力，因此此时水冷系统的流道中冷却液也可以保证正常流动；由于水冷系统中冷却介质始终以液态工作，在冬天低温天气且电子设备停机的情况下，需要排空水冷系统中特别是入流微通道板110和出流微通道板120中的冷却液，以防冻结并造成微通道破裂。所述重力回流微通道换热器中设置了向下流动的中间转换集腔230，是为了让冷却液在重力作用下迅速向下流动，冷却液具备一定向下流动惯性后，入流微通道板110内部就会随着冷却液的流动形成瞬时真空区域，其他位置的气体或液体在压强作用下被推动沿着入流微通道板110和出流微通道板120向下移动，使得所述重力回流微通道换热器具有重力回流的管路结构和功能，能将所述入流微通道板110和出流微通道板120内的冷却液排净，即使储液腔内会临时储存少量的粘附性冷却液，也不会在微通道中形成存液段，冻结也不会造成微通道板的破裂；从而保证所述重力回流微通道换热器在低温环境下不受损坏，使用寿命更长，也能大大提高冷却液在管路中的流动速度，增强散热效果。

更优的，当所述重力回流微通道换热器应用到重力热管中时，所述重力回流微通道换热器位于电子设备发热元件的上方，所述重力回流微通道换热器的进口集腔和出口集腔分别与设置在发热元件近的冷板的出口管路和进口管路连接，冷板与发热元件接触吸收热量，并将热量传递给冷板内冷却液，当发热元件工作发热时，冷板受热，冷板内的冷却液汽化，汽化的冷却介质从特定的冷板排气口经外部管路进入到所述重力回流微通道换热器的进口集腔，再进入入流通道的进口端；所述入流微通道板110通过散热，实现内部气态冷却介质冷凝成液态介质；液态介质即冷却液，在重力作用下经具有重力回流功能的微通道换热器内部流路，最终又流到所述重力回流微通道换热器下部的出口集腔的储液腔内，从而在不设置外部驱动装置驱动冷却介质流动的情况下，实现了重力热管内冷却介质的循环流动与快速散热，以及当电子设备停机时，保证所述入流微通道板110和出流微通道板120内部微通道中冷却介质完全排净，不会出现冻结损坏。

本实用新型提出一种重力回流微通道换热器，其将现有的微通道板按照冷却液或气体的特定流向分为入流微通道板110和出流微通道板120，且入流微通道板110和出流微通道板120均是彼此平行设置的，再在特定位置设置不同的集腔结构，让所述重力回流微通道换热器在不设有驱动装置的情况下，保证所述重力回流微通道换热器内的冷却液在重力作用下能完全排出，不会形成存液段，可完全避免微通道冻结出现损坏；所述重力回流微通道换热器应用到重力热管中时，不需要驱动装置来驱动冷却介质流动，还能保证所述重力回流微通道换热器的内部气到液的转换，使得所述重力回流微通道换热器具有噪音小，能耗低的特点。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种重力回流微通道换热器，其特征在于，包括：入流微通道板、出流微通道板、进口集腔、出口集腔和中间转换集腔；所述入流微通道板内部设有入流通道，所述出流微通道板内部设有出流通道；所述进口集腔和出口集腔内部均设有储液腔，所述中间转换集腔内部设有空腔；所述进口集腔的储液腔与所述入流通道的进口端连通，且所述进口集腔的储液腔的底部低于最低设置位置的入流通道；所述出口集腔的储液腔与所述出流通道的出口端连通，且所述出口集腔的储液腔的底部低于最低设置位置的出流通道；所述入流通道的出口端和所述出流通道的进口端与所述中间转换集腔连通；所述入流微通道板与所述出流微通道板平行设置。

2.根据权利要求1所述的一种重力回流微通道换热器，其特征在于，多个所述入流微通道板从上至下平行叠置组成入流板组；多个所述出流微通道板从上至下平行叠置组成出流板组；所述入流板组设置于出流板组的上方。

3.根据权利要求1所述的一种重力回流微通道换热器，其特征在于，多个所述入流微通道板在一个平面内平行叠置组成入流板面；多个所述出流微通道板在一个平面内叠置组成出流板面；所述入流板面与出流板面的平行设置。

4.根据权利要求2或3所述的一种重力回流微通道换热器，其特征在于，所述入流微通道板内的入流通道和出流微通道板内的出流通道高度为2-5mm，所述入流微通道板彼此之间的间隙宽度和出流微通道板之间的间隙宽度为：2-5mm。

5.根据权利要求4所述的一种重力回流微通道换热器，其特征在于，所述入流微通道板彼此之间的间隙和出流微通道板之间的间隙都设有翅片。

6.根据权利要求5所述的一种重力回流微通道换热器，其特征在于，所述翅片呈锯齿弯折状或波浪状条形件。

7.根据权利要求2或3所述的一种重力回流微通道换热器，其特征在于，所述入流板组的任意一侧或所述入流板面的外侧设有风扇装置。

8.根据权利要求1所述的一种重力回流微通道换热器，其特征在于，出口集腔的储液腔的底部低于最低设置位置的出流通道h，h为2mm-20mm。

9.根据权利要求5所述的一种重力回流微通道换热器，其特征在于，所述进口集腔、出口集腔和中间转换集腔均由铜、不锈钢或铝制成，且进口集腔、出口集腔和中间转换集腔底部均设有能开启或封堵的排液口；所述翅片为铝质或铜质的。

10.应用如权利要求1-9中任意一项所述的一种重力回流微通道换热器的重力热管，其特征在于，所述重力热管包括：所述重力回流微通道换热器、集热器、气导管和液导管；所述气导管将所述集热器的出气端和所述重力回流微通道换热器的进口端连通，所述液导管将所述集热器的进液端和所述重力回流微通道换热器的出口端连通。

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