CN210900115U - 一种散热装置 - Google Patents

Abstract

一种散热装置，包括：蒸发器，至少两根冷凝管，翅片组以及充注管，所述充注管焊接在所述蒸发器上。所述蒸发器内有第一毛细芯，所述第一毛细芯包含有粉末制成的多孔结构。每根所述冷凝管的一端封闭，另一端与所述蒸发器连通。所述冷凝管内有第二毛细芯的主部，所述第二毛细芯的余部位于所述蒸发器内。所述翅片组位于所述冷凝管的外部，并与所述冷凝管进行热耦合连接。本实用新型散热装置相比现有产品的整体散热效率和散热能力更好，而且运行可靠、成本较低，可为电力电子产品日益严峻的散热问题提供了更先进的解决方案，具有较大的经济价值。

Description

一种散热装置

技术领域

本实用新型属于散热技术领域，涉及一种散热装置。

背景技术

风冷散热装置以简单、可靠、廉价等优势，在电力电子散热领域应用广泛。但是随着大数据、AI、物联网等产业的快速发展，集成电路器件的集成度越来越高，单位面积发热量持续增大。传统的风冷散热装置(如热管散热器等)散热效率相对较低，而且无法承受高热流密度的发热，所以不能适应这类电子设备的散热需要。因此，需要新的散热技术来解决新的散热问题。另外，在一些电力电子产品的应用场合中，产品的安装朝向固定，重力的影响是固定的，因此，可以利用重力对散热产生积极影响。

发明内容

为了低成本并可靠地解决上述散热难题，本实用新型公开一种散热装置，该散热装置在重力环境下工作，借助重力实现其冷凝液体充分回流，具有体积小、简单、散热效率高的优点。

本实用新型采用如下技术方案：

一种散热装置，包括：蒸发器，至少两根冷凝管，翅片组以及充注管，所述充注管焊接在所述蒸发器上，其特征在于：

所述蒸发器包括底板和上盖，所述底板和所述上盖焊接形成蒸发器腔体，所述底板位于所述蒸发器腔体侧的表面有第一毛细芯，所述第一毛细芯包含有粉末制成的多孔结构；

每根所述冷凝管的一端封闭，另一端与所述蒸发器腔体连通，所述翅片组位于所述冷凝管的外部，并与所述冷凝管进行热耦合连接；

所述冷凝管内设有第二毛细芯的主部，所述第二毛细芯的余部位于所述蒸发器腔体内。

所述第一毛细芯在所述蒸发器腔体侧设有凸起毛细结构，所述凸起毛细结构可以是所述第一毛细芯的一部分或者是单独的毛细结构，并通过烧结方式与所述第一毛细芯连接为一整体，所述凸起毛细结构与所述上盖位于所述蒸发器腔体侧的表面连接。

所述第一毛细芯的厚度相等或不相等。

所述第一毛细芯至少由两种平均孔径明显不同的毛细结构组成，并且所述平均孔径明显不同的毛细结构相互连接在一起。

所述冷凝管的内壁光滑或具有微槽道。

所述第二毛细芯的毛细结构为丝网、泡沫金属、金属毡中的一种或几种的组合；所述第二毛细芯可以是直的、弯曲的或扭曲的。

所述充注管可以由一根所述冷凝管充当。

所述第二毛细芯与所述第一毛细芯接触但不形成冶金结合，或者不接触。

所述上盖的外表面设置有散热翅片。

所述第二毛细芯的主部的横截面占据对应所述冷凝管的部分流通面积，并且，所述第二毛细芯的主部在长度方向上与对应所述冷凝管的内壁仅局部冶金结合在一起或只接触不结合。

本实用新型的有益效果

本实用新型相对于现有技术具有如下突出优点：

(1)、本实用新型可增大蒸发器与热源的有效接触面积，提高热源温度均匀性，缩短热量从热源至工质汽化处的传热路径，增强蒸发器换热能力。

(2)、本实用新型中所有冷凝管在工质同一饱和压力下工作，增强了传热效率；减小了工质循环流通阻力，增大了传热能力。

(3)、本实用新型中冷凝管的内壁无烧结毛细结构，结构简单，成本低。

(4)、本实用新型中冷凝管内有第二毛细芯对液态工质引流，使散热装置可采用直径更小的冷凝管并且能够可靠工作，从而为该散热装置的小型化奠定基础。另外，所提出的第二毛细芯结构简单，实施方便。

综上所述，本实用新型散热装置散热能力大、高效，并且简单、可靠、使用方便。本实用新型散热装置为电力电子产品日益严峻的散热问题提供了更先进的解决方案，具有较大的经济价值。

附图说明

图1为本实用新型散热装置的第一实施例的截面结构示意图；

图2为本实用新型中所述蒸发器第一实施例的截面结构示意图；

图3为本实用新型中所述蒸发器第二实施例的截面结构示意图；

图4为本实用新型中所述蒸发器第三实施例的截面结构示意图；

图5为本实用新型散热装置的第二实施例的截面结构示意图；

图6为本实用新型散热装置的第三实施例的结构示意图；

图7为本实用新型散热装置的第四实施例的结构示意图；

以上图中：1-蒸发器，2-冷凝管，3-翅片组，4-第二毛细芯，5-充注管，11-蒸发器底板，12-蒸发器上盖，13-第一毛细芯。

具体实施方式

图1为本实用新型散热装置的第一实施例的截面结构示意图。包括：蒸发器1，冷凝管2，翅片组3，第二毛细芯4以及充注管5，蒸发器1又包括底板11，上盖12和第一毛细芯13。底板11和上盖12通过焊接连接，冷凝管2与蒸发器1的上盖12通过焊接连接，所有焊缝具有密封作用。

优选地，蒸发器1的底板11为平面结构。

优选地，第一毛细芯13与底板11的内表面烧结在一起，并且对应加热区域为粉末烧结结构。

优选地，冷凝管2的盲端为焊接密封。

优选地，冷凝管2为内壁光滑的直管，材质为铜或铝。

优选地，冷凝管2均匀布置在翅片组3中，并与翅片平面垂直。

所有冷凝管2有两个端头，其中一端为盲端，另一端与所述蒸发器腔体连通。冷凝管2可以是直的或弯曲的金属管，其横截面形状根据实际需要选定。冷凝管2的外部连接翅片组3，两者可以采用扣翅或者过流焊方式进行热耦合连接。第二毛细芯4的主部位于冷凝管2内，其横截面占据对应冷凝管2的部分流通面积。其余部则位于蒸发器腔体内。第二毛细芯4与冷凝管2的内壁仅局部冶金结合在一起，除结合点外，第二毛细芯4的其它部分相对冷凝管2可以移动。本实施例中第二毛细芯4采用丝网结构，并且通过将第二毛细芯4的上端固定在冷凝管2的盲端来保证第二毛细芯4的位置。充注管5设置于蒸发器上盖12的任意一处，用于对散热装置内部腔体抽真空和充注工质，充注完成后应及时进行密封和焊接。

工作原理：

蒸发器1与热源热接触。热量从蒸发器1的底板11输入后，致使其内的液态工质在第一毛细芯13处汽化产生蒸汽，蒸汽通过冷凝管2及翅片3排出热量后冷凝为液体。因为冷凝管2的位置高于蒸发器1，所以冷凝液体可借助重力作用沿第二毛细芯4流回至蒸发器1内的第一毛细芯13。如此循环，热量便从热源散到环境中。在此过程中毛细力提供部分液体回流作用。

图2所示为本实用新型散热装置的蒸发器部分的第一实施例(冷凝管2及充注管5与蒸发器1的连通口未示出)。如图所示，蒸发器1包括底板11，上盖12和第一毛细芯13。第一毛细芯13在腔体侧设有凸起毛细结构，该凸起毛细结构可以是第一毛细芯13的一部分或者是单独的毛细结构，并通过烧结方式与第一毛细芯13连接为一整体。该凸起毛细结构为粉末烧结或丝网烧结的多孔结构，可以是柱形或条形的，该凸起毛细结构的上表面与上盖12的内表面连接，该连接方式可以是冶金的结合，也可以仅是物理接触。通过上述凸起毛细结构的连接，一方面增加了蒸发器的强度，另一方面提供了冷凝液体从上盖12内表面回流至第一毛细芯13的通道。除了上述凸起毛细结构外，也可以在底板11和上盖12间增加铜柱等结构来提高蒸发器1的结构强度。

蒸发器第二实施例：如图3所示，第一毛细芯13厚度不相等，厚的部分可降低液体渗透流过的阻力，增加换热能力。本实施例蒸发器其他部分的结构同本实用新型蒸发器第一实施例，不再赘述。

蒸发器第三实施例：如图4所示，第一毛细芯13由两种平均孔径明显不同的毛细结构13a和13b组成，并且毛细结构13a和毛细结构13b相互连接，毛细结构13a可以是平均孔径较大或较小的毛细结构。大孔径毛细结构可以降低液体在第一毛细芯13内的渗流阻力，增加换热能力。另外，为进一步增强第一毛细芯13的换热能力，如蒸发器第二实施例所述，第一毛细芯13同时采取厚度不相等的设计。本实施例蒸发器其他部分的结构同本实用新型蒸发器第一实施例，不再赘述。

图5所示为本实用新型散热装置的第二实施例。本实施例示出了第二毛细芯4在冷凝管2中两种不同的定位方式。第二毛细芯4包括41和42两条毛细芯，冷凝管2包括21和22两条冷凝管，两条第二毛细芯分别对应设置在两条冷凝管内。在冷凝管21中，第二毛细芯41通过与第一毛细芯13接触实现上下定位，通过与冷凝管21内壁局部接触实现左右定位；在冷凝管22中，第二毛细芯42通过与冷凝管22局部冶金结合而实现定位，在结合处第二毛细芯42与冷凝管22是不可相互移动的，结合的位置可位于冷凝管22的盲端或者沿冷凝管22长度方向的任意处。另外，本实施例的描述并非限定第二毛细芯4的两种定位方式在同一散热装置中同时出现，而仅在说明定位方式本身。本实施例其他部分的结构和工作原理同本实用新型散热装置的第一实施例，不再赘述。

散热装置第三实施例：如图6所示，本实施例中，在蒸发器1的上表面设置散热翅片61，该散热翅片61可增加蒸发器上盖12的散热面积，提高散热效率。本实施例其他部分的结构和工作原理同本实用新型散热装置的第一实施例，不再赘述。

散热装置第四实施例：如图7所示，本实施例中，散热装置不再单独设置充注管5，而是由冷凝管2的某一根冷凝管提供充注功能。工质充注完成后，冷凝管的入口焊接，并形成冷凝管的盲端。本实施例其他部分的结构和工作原理同本实用新型散热装置的第一实施例，不再赘述。

综合本实用新型一种散热装置的上述实施例所述，本实用新型散热装置借助重力实现液态工质回流，具有结构简单、运行可靠、成本低、寿命长的优点，可用于有重力辅助的高强度散热场合，具有较大的经济价值。

最后需要强调的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种变化和更改，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 (10)

1.一种散热装置，包括：蒸发器，至少两根冷凝管，翅片组以及充注管，所述充注管焊接在所述蒸发器上，其特征在于：

所述蒸发器包括底板和上盖，所述底板和所述上盖焊接形成蒸发器腔体，所述底板位于所述蒸发器腔体侧的表面有第一毛细芯，所述第一毛细芯包含有粉末制成的多孔结构；

每根所述冷凝管的一端封闭，另一端与所述蒸发器腔体连通，所述翅片组位于所述冷凝管的外部，并与所述冷凝管进行热耦合连接；

所述冷凝管内设有第二毛细芯的主部，所述第二毛细芯的余部位于所述蒸发器腔体内。

2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于：

所述第一毛细芯在所述蒸发器腔体侧设有凸起毛细结构，所述凸起毛细结构可以是所述第一毛细芯的一部分或者是单独的毛细结构，并通过烧结方式与所述第一毛细芯连接为一整体，所述凸起毛细结构与所述上盖位于所述蒸发器腔体侧的表面连接。

3.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于：

所述第一毛细芯的厚度相等或不相等。

4.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于：

所述第一毛细芯至少由两种平均孔径明显不同的毛细结构组成，并且所述平均孔径明显不同的毛细结构相互连接在一起。

5.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于：

所述冷凝管的内壁光滑或具有微槽道。

6.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于：

所述第二毛细芯的毛细结构为丝网、泡沫金属、金属毡中的一种或几种的组合；所述第二毛细芯可以是直的、弯曲的或扭曲的。

7.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于：

所述充注管可以由一根所述冷凝管充当。

8.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于：

所述第二毛细芯与所述第一毛细芯接触但不形成冶金结合，或者不接触。

9.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于：

所述上盖的外表面设置有散热翅片。

10.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于：

所述第二毛细芯的主部的横截面占据对应所述冷凝管的部分流通面积，并且，所述第二毛细芯的主部在长度方向上与对应所述冷凝管的内壁仅局部冶金结合在一起或只接触不结合。

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