CN212876430U - 散热器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种散热器，该散热器即使在散热器的设置空间、特别是散热器的高度方向的设置空间受到限制的环境下，也能够在使受热部、隔热部及散热部获得的体积足够大的同时增大散热片的散热片面积。散热器具备：具有与发热体热连接的受热部的传热部件；在该传热部件的散热部连接的管体；以及与该管体热连接的、配置有多个散热片的散热片组，所述传热部件具有从所述受热部到与所述管体连接的连接部连通并且封入有工作流体的一体的内部空间，所述传热部件的内部空间与所述管体的内部空间连通，所述散热部的与所述传热部件的传热方向正交的方向的内部空间的截面积比所述受热部与所述散热部之间的隔热部的所述截面积小。

Description

散热器
技术领域
本实用新型涉及对电气/电子部件等进行冷却的散热器。
背景技术
随着电子设备的高功能化，在电子设备内部包含电子部件等发热体，高密度地搭载有多数部件。另外，随着电子设备的高功能化，电子部件等发热体的发热量增大。作为对电子部件等发热体进行冷却的机构，有时使用散热器。作为散热器，一般使用具备管状的热管的热管式的散热器。
作为热管式散热器，例如有在设置有多个管状的热管的外周面突出设置有平板状的多个散热片的热管式散热器(专利文献1)。专利文献1的热管式散热器是通过多个管状的热管将发热体的热量向散热片输送，并从该散热片散热，从而对发热体进行冷却的散热器。
另一方面，近年来，在电子设备内部，包含电子部件等发热体在内，多数部件越来越高密度地搭载，因此，有时散热器的设置空间受到限制。特别是，有时散热器的高度方向的设置空间受到限制。另外，电子部件等的发热量越发增大，因此有时要求进一步提高散热器的冷却特性。
在专利文献1的散热器等利用多个热管将发热体的热量从受热部输送至散热片的散热器中，为了提高冷却性能，需要为了增大从受热部向散热片的传热量而形成并列配置有多个热管的热管组。另外，为了提高散热器的冷却性能，需要为了提高散热片的散热性能而增大散热片的散热片面积。但是，为了形成由多个热管构成的热管组，增大散热片的散热片面积，需要确保用于在电子设备内部设置散热器的较大的空间、特别是散热器的高度方向的设置空间。即，在热管式散热器中，在散热器的省空间化和冷却性能的提高方面存在改善的余地。
另外，在各热管的外周面存在倒角部，在倒角部外侧产生的空隙无助于热管组的传热，因此无法使热管组的受热部、隔热部以及散热部的体积足够大，存在仍然无法得到充分的冷却性能的情况。
进而，若将由多个热管构成的热管组与发热体进行热连接，则热管的受热量根据与发热体的距离而不同，因此，在远离发热体设置的热管中，受热有时不充分。因此，无法使热管组的受热部的热量输入充分地均匀化，由于热管组的受热部与发热体之间的热阻增大，因此存在无法实现充分的冷却性能的提高的问题。
专利文献1：日本特开2003-110072号公报
实用新型内容
鉴于上述情况，本实用新型的目的在于提供一种散热器，该散热器即使在散热器的设置空间、特别是散热器的高度方向的设置空间受到限制的环境下，也能够在使受热部、隔热部及散热部获得的体积足够大的同时增大散热片的散热片面积，另外，能够使受热部的热量输入均匀化。
本实用新型的散热器的结构的主旨如下。
[1]一种散热器，具备：具有与发热体热连接的受热部的传热部件；在该传热部件的散热部连接的管体；以及与该管体热连接的、配置有多个散热片的散热片组，
所述传热部件具有从所述受热部到与所述管体连接的连接部连通并且封入有工作流体的一体的内部空间，所述传热部件的内部空间与所述管体的内部空间连通，
所述散热部的与所述传热部件的传热方向正交的方向的内部空间的截面积比所述受热部与所述散热部之间的隔热部的所述截面积小。
[2]在[1]中记载的散热器中，所述受热部的所述截面积与所述隔热部的所述截面积相同。
[3]在[1]中记载的散热器中，所述受热部的所述截面积大于所述隔热部的所述截面积。
[4]在[1]～[3]中任意一项记载的散热器中，所述管体沿着所述散热片的配置方向延伸。
[5]在[1]～[4]中任意一项记载的散热器中，所述管体的延伸方向不与所述传热部件的传热方向平行。
[6]在[1]～[5]中任意一项记载的散热器中，所述管体设置有多个，从所述传热部件向多个方向延伸。
[7]在[1]～[6]中任意一项记载的散热器中，所述传热部件的至少一面为平面形状。
[8]在[1]～[7]中任意一项记载的散热器中，所述传热部件具有与传热方向正交的方向的台阶部。
在上述方式中，传热部件中的与作为冷却对象的发热体热连接的部位作为受热部发挥功能，与管体连接的部位作为传热部件的散热部发挥功能。在传热部件的受热部中，工作流体从发热体受热而从液相向气相相变，在传热部件的散热部中，气相的工作流体的一部分释放潜热而从气相向液相相变。在本实用新型的散热器的方式中，发热体的热量通过传热部件从传热部件的受热部输送至传热部件的散热部，进而，从传热部件的散热部输送至管体。另外，通过传热部件从发热体受热而相变为气相的工作流体从传热部件向管体流通。气相的工作流体从传热部件向管体流通，由此管体从传热部件接受热量，进而，将从传热部件接受的热量向散热片组传递。在管体将从传热部件接受的热量向散热片组传递时，从传热部件向管体流通的气相的工作流体向液相相变。从管体向散热片组传递的热量从散热片组向散热器的外部环境放出。另外，在上述方式中，由于散热部的与传热部件的传热方向、即从受热部向散热部的方向正交的方向的内部空间的截面积比隔热部的所述截面积小，因此传热部件的内部空间具有截面积从隔热部到散热部之间的部位变化的部位。
需要说明的是，“与传热部件的传热方向正交的方向的内部空间的截面积”中的“内部空间的截面积”是指，在液相的工作流体、毛细结构体等部件收纳于传热部件的内部空间的情况下，包含该部件的上述截面积在内的截面积。
在本实用新型的散热器的方式中，具有受热部的传热部件的内部空间与并列配置有多个热管的热管组的内部空间不同，整体连通而成为一体。因此，根据内部空间为一体的传热部件将发热体的热量从受热部输送至与热连接于散热片的管体连接的连接部的本实用新型的散热器的方式，液相的工作流体的回流特性优异，另外，即使来自发热体的发热量增大，也能够使受热部的热量输入均匀化，能够降低受热部的热阻。另外，根据本实用新型的散热器的方式，由于散热部的与传热部件的传热方向正交的方向的内部空间的截面积比隔热部的所述截面积小，因此即使在散热器的设置空间受到限制的环境，特别在散热器的高度方向的设置空间受到限制的环境下，也能够使受热部、隔热部及散热部获得的体积足够大的同时增大散热片组的散热片面积。因此，根据本实用新型的散热器的方式，即使在散热器的高度方向的设置空间受到限制的环境下，也能够发挥对冷却对象优异的冷却性能。
这样，根据本实用新型的散热器的方式，通过使散热部的截面积比隔热部的截面积小，能够增大散热片组的散热片面积，因此散热片组的散热性能提高，进而能够发挥对冷却对象优异的冷却性能。另外，根据本实用新型的散热器的方式，由于传热部件的内部空间整体连通而成为一体，因此即使发热体产生发热不均，也能够均匀地冷却整个发热体。
根据本实用新型的散热器的方式，通过使受热部的截面积大于隔热部的截面积，即使在特别是在散热器的高度方向上散热器的设置空间受到限制的情况下，也能够在液相的工作流体从管体以及传热部件的散热部向受热部回流时，通过气相的工作流体的压力来防止向受热部的回流受到阻碍的情况。
根据本实用新型的散热器的方式，与传热部件的内部空间连通的管体沿散热片的配置方向延伸，由此气相的工作流体在管体内沿着散热片的配置方向流通。因此，散热片组的散热片效率提高，散热器的冷却性能可靠地提高。
根据本实用新型的散热器的方式，由于管体的延伸方向不与传热部件的传热方向平行，因此从传热部件向管体输送的热量向与传热部件的延伸方向 (传热方向)不同的方向输送。因此，对于传热部件的延伸方向(传热方向)，能够防止散热器的尺寸的增大，其结果是，能够实现省空间化。
根据本实用新型的散热器的方式，多个管体从传热部件向多个方向延伸，由此，从传热部件输送的热量向与传热部件的延伸方向(传热方向)不同的多个方向输送。因此，对于传热部件的延伸方向(传热方向)，能够更可靠地防止散热器的尺寸的增大。
根据本实用新型的散热器的方式，传热部件具有与传热方向正交的方向的台阶部，由此，即使在传热部件的受热部与散热部之间的区域设定有障碍物等禁止区域，也能够将散热器设置于期望的位置。
附图说明
图1是说明本实用新型的第一实施方式例的散热器的概要的立体图。
图2是说明本实用新型的第一实施方式例的散热器的概要的俯视剖视图。
图3是说明本实用新型的第二实施方式例的散热器的概要的俯视剖视图。
图4是说明本实用新型的第三实施方式例的散热器的概要的立体图。
附图文字说明
1、2、3 散热器
10 传热部件
20 散热片组
21 第一散热片
22 第二散热片
31 管体
41 受热部
42 散热部
43 隔热部
具体实施方式
以下，使用附图对本实用新型的实施方式例的散热器进行说明。首先，对本实用新型的第一实施方式例的散热器进行说明。图1是说明本实用新型的第一实施方式例的散热器的概要的立体图，图2是说明本实用新型的第一实施方式例的散热器的概要的俯视剖视图。
如图1所示，本实用新型的第一实施方式例的散热器1具备：具有与发热体100热连接的受热部41的传热部件10、与传热部件10热连接的散热片组20、以及与散热片组20热连接的管体31。散热片组20包括安装于管体31的多个第一散热片21、21…和安装于传热部件10的面积比第一散热片21 小的多个第二散热片22、22…。管体31与传热部件10通过传热部件10的散热部42连接。另外，传热部件10的内部空间与管体31的内部空间连通。即，在第一实施方式例的散热器1中，传热部件10具有从受热部41到与管体31连接的连接部连通并且封入有工作流体(未图示)的一体的内部空间。
如图1、图2所示，传热部件10具有：具有中空的空洞部13的容器19、和在空洞部13中流通的工作流体。在空洞部13内收纳有具有毛细管力的第一毛细结构体14。容器19通过使一个板状体11和与一个板状体11相对的另一个板状体12重合而形成。
一个板状体11是在平面部的边缘部具有从平面部立起设置的侧壁的板状。另一个板状体12也是在平面部的边缘部具有从平面部立起设置的侧壁的板状。因此，一个板状体11和另一个板状体12成为凹形状。通过使凹形状的一个板状体11与凹形状的另一个板状体12重合，形成容器19的空洞部13。因此，容器19的形状为平面型。空洞部13是相对于外部环境被密闭的内部空间，通过脱气处理而被减压。
容器19外表面中的与作为冷却对象的发热体100热连接的部位是受热部41，通过发热体100与容器19热连接，发热体100被冷却。在传热部件 10中，在一端热连接有发热体100，因此在一端形成受热部41。
传热部件10从发热体100的位置向规定方向延伸，在与一端相对的另一端热连接有形成散热片组20的第二散热片22。传热部件10的热连接有散热片组20的另一端作为传热部件10的散热部42发挥功能。
传热部件10的位于容器19的一端的受热部41与位于容器19的另一端的散热部42之间的中间部作为隔热部43发挥功能。隔热部43是与散热片组20和发热体100都不热连接的部位。沿着隔热部43的延伸方向，从发热体100向受热部41传递的热量从受热部41向散热部42输送。因此，通过将隔热部43中的与传热部件10的传热方向正交的方向的内部空间(即，空洞部13)的截面积(以下，有时简称为空洞部13的截面积。)确保为规定面积以上，能够有助于向传热部件10赋予所期望的传热量。需要说明的是，如上所述，“空洞部13的截面积”是指，在液相的工作流体、第一毛细结构体14等部件被收纳在传热部件10的空洞部13中的情况下，包含该部件的上述截面积在内的截面积。
如图1所示，在散热器1中，空洞部13的截面积在从受热部41到散热部42之间变化。具体而言，在散热器1中，空洞部13的截面积在隔热部43 与散热部42之间变化。更具体而言，在散热器1中，空洞部13在散热部42 的截面积成为比空洞部13在隔热部43的截面积小的方式。另外，空洞部13 在隔热部43的截面积成为与空洞部13在受热部41的截面积大致相同的方式。
在散热器1中，容器19的厚度、一个板状体11的壁厚及另一个板状体 12的壁厚从容器19的一端至另一端大致相同。因此，在俯视时，容器19为与传热方向正交的方向(宽度方向)的尺寸不同的形状。具体而言，在俯视时，传热部件10的宽度方向的尺寸在隔热部43与散热部42之间变化。更具体而言，传热部件10在散热部42的宽度方向的尺寸成为比传热部件10 在隔热部43的宽度方向的尺寸小的方式。另外，传热部件10在隔热部43 的宽度方向的尺寸成为与传热部件10在受热部41的宽度方向的尺寸大致相同的方式。需要说明的是，“俯视”是指从与传热部件10的平面部垂直的方向观察的状态。
只要空洞部13在散热部42的截面积相对于空洞部13在隔热部43的截面积的比率只要小于1.0，就没有特别限定，但从即使在散热器1的设置空间受到限制、特别是散热器1的高度方向的设置空间受到限制的情况下，如后所述，通过进一步增加面积大于第二散热片22的第一散热片21的设置个数来使散热片组20的散热片面积进一步增大，并且使气相的工作流体顺畅地流通至散热部42的观点出发，优选为0.5以上且小于1.0，特别优选为0.8以上且0.9以下。
另外，在传热部件10中，受热部41、隔热部43以及散热部42沿着同一平面上延伸。因此，能够防止散热器1的高度方向的尺寸、特别是受热部 41和隔热部43的高度方向的尺寸增大。
如图1和图2所示，第一毛细结构体14从容器19的受热部41延伸到散热部42。作为第一毛细结构体14，没有特别限定，例如可以例举出：铜粉等金属粉的烧结体、由金属线构成的金属网、槽(多个细槽)、无纺布、金属纤维等。在传热部件10中，作为第一毛细结构体14，使用金属粉的烧结体。空洞部13中的未设置第一毛细结构体14的部位作为气相工作流体流通的蒸气流路15发挥功能。对应于第一毛细结构体14从容器19的受热部 41延伸到散热部42，蒸气流路15从容器19的受热部41延伸到散热部42。传热部件10通过工作流体的动作带来的传热特性，将受热部41所接受的发热体100的热量从受热部41向散热部42输送。
如图1、图2所示，在传热部件10的作为散热部42的另一端设置有内部空间与将容器19的空洞部13连通的管体31。因此，在传热部件10的空洞部13中流通的工作流体被封入到从空洞部13到管体31内部的空间中。管体31的形状没有特别限定，但在散热器1中，长度方向的形状为直线状，与长度方向正交的方向的形状为圆形状。另外，任一管体31的形状、尺寸都大致相同。
管体31沿着传热部件10的平面方向，在与传热部件10的传热方向大致正交的方向上延伸。在散热器1中，由于管体31的延伸方向不与传热部件10的传热方向平行，因此从传热部件10输送的热量通过管体31向与传热部件10的延伸方向不同的方向输送。因此，能够防止传热部件10的传热方向上的散热器1的尺寸的增大，因此能够实现散热器1的省空间化。
在散热器1中，设置有多个管体31，并从传热部件10向多个方向延伸。在散热器1中，管体31以传热部件10的散热部42为中心向左右两方向、即两个方向延伸。另外，管体31以传热部件10的散热部42为中心在左右两方向各设置相同个数(在图中为各三个)。由于多个管体31从传热部件 10向多个方向(在散热器1中为两个方向)延伸，因此从传热部件10输送的热量向与传热部件10的延伸方向不同的多个方向(在散热器1中为两个方向)分支并输送。因此，能够更可靠地防止散热器1在传热部件10的延伸方向上的尺寸的增大。
管体31的空洞部13侧端部(以下，有时称为“基部”。)32开口，与空洞部13相反的端部(以下，有时称为“顶端部”。)33封闭。另外，容器19 的空洞部13与管体31的内部空间连通，管体31的内部空间与空洞部13同样地被脱气处理减压。因此，工作流体能够在容器19的空洞部13与管体31 的内部空间之间流通。
另外，在容器19的侧面部形成有用于将管体31安装于容器19的贯通孔(未图示)。贯通孔的形状和尺寸与管体31的形状和尺寸对应，管体31 的基部32嵌插于容器19的贯通孔，由此管体31与容器19连接。因此，管体31和容器19由不同的部件构成。作为固定安装于容器19的管体31的方法，没有特别限定，例如可例举出熔接、焊接、钎焊等。
由于管体31与传热部件10的容器19由不同的部件构成，因此能够自由地选择管体31的配置、形状、尺寸等，对于散热器1的形状，设计的自由度提高。另外，在散热器1中，通过将管体31嵌插于容器19的贯通孔，能够将管体31安装于容器19，因此组装容易。
如图2所示，在管体31的内表面设置有与收纳于容器19的第一毛细结构体14不同的、产生毛细管力的第二毛细结构体34。作为第二毛细结构体 34，没有特别限定，例如可以例举出：铜粉等金属粉的烧结体、由金属线构成的金属网、槽、无纺布、金属纤维等。在管体31中，作为第二毛细结构体34，使用以覆盖管体31的整个内表面的方式形成于管体31的内表面的多个细槽。细槽沿着管体31的长度方向延伸。
根据需要，设置在管体31的第二毛细结构体34也可以经由连接部件35 与设置在传热部件10上的第一毛细结构体14连接。在管体31内部释放潜热而从气相向液相发生相变了的工作流体通过管体31内的第二毛细结构体 34的毛细管力，在第二毛细结构体34内从管体31的顶端部33向基部32方向回流。回流至管体31的基部32的液相的工作流体从第二毛细结构体34 向连接部件35的一端流通。从第二毛细结构体34向连接部件35的一端流通的液相的工作流体能够在连接部件35中从一端向另一端流通，并从连接部件35的另一端向传热部件10的第一毛细结构体14回流。
根据上述，通过在第一毛细结构体14与第二毛细结构体34之间设置连接部件35，能够使在管体31内部相变为液相的工作流体从管体31向传热部件10顺畅地回流。作为连接部件35，例如可以例举出具有毛细管力的毛细部件，具体而言，可以例举出金属网、金属线的编织体、金属纤维等。根据上述，由于管体31与传热部件10之间的液相的工作流体的流通特性提高，因此散热器1的冷却性能进一步提高。
作为容器19和管体31的材料，例如可以例举出铜、铜合金、铝、铝合金、镍、镍合金、不锈钢、钛、钛合金等。作为封入容器19的空洞部13以及管体31的内部空间的工作流体，能够根据与容器19以及管体31的材料的适合性适当选择，例如能够列举水、碳氟化合物类、氢氟醚(HFE)、环戊烷、乙二醇、以上的混合物等。
作为容器19的厚度，可以根据机械强度、重量等适当选择，例如可以例举出0.5～3mm。空洞部13在隔热部43的截面积例如可例举出250～ 350mm2。空洞部13在散热部42的截面积例如可以列举出150～250mm2。另外，作为管体31的直径，可以根据机械强度、重量等适当选择，例如可以列举出5～10mm。
如图1所示，散热片组20由多个第一散热片21、21…、多个第二散热片22、22…分别并列配置而形成。第一散热片21、第二散热片22都是薄的平板状的部件。其中，第一散热片21位于散热片组20的两侧部。第一散热片21安装并固定于管体31的位置，与管体31热连接。另外，第一散热片 21在与管体31的长度方向大致平行的方向上以规定间隔并列配置。因此，管体31沿着第一散热片21的配置方向延伸。需要说明的是，与管体31热连接的第一散热片21均为相同的形状、尺寸。
第二散热片22位于散热片组20的中央部。第二散热片22安装并固定于位于散热片组20的中央部的传热部件10的位置，与传热部件10热连接。第二散热片22以立起设置于传热部件10的方式安装。根据上述，第二散热片22的主表面的面积比第一散热片21的主表面的面积小。与传热部件10 热连接的第二散热片22均为相同的形状、尺寸。
第一散热片21的主表面是主要发挥第一散热片21的散热功能的面，第二散热片22的主表面是主要发挥第二散热片22的散热功能的面。第一散热片21的主表面、第二散热片22的主表面以与管体31的延伸方向、即管体 31的长度方向大致正交的方向的方式配置。冷却风F从与传热部件10的传热方向大致平行的方向供给。第一散热片21与管体31的热连接方法没有特别限定，可以使用任意公知的方法，例如可以例举出在第一散热片21形成贯通孔，并在该贯通孔中嵌插管体31的方法或利用焊料的接合等。另外，第二散热片22与传热部件10的热连接方法没有特别限定，可以使用任意公知的方法，例如可以例举出如下方法：在第二散热片22的端部设置在与第二散热片22的主表面垂直的方向上延伸的固定用片部(未图示)，并将该固定用片部与传热部件10的平面连接而在传热部件10上立起设置第二散热片22。
散热器1例如由送风风扇(未图示)强制空冷。来自送风风扇的冷却风 F沿着第一散热片21的主表面和第二散热片22的主表面供给，第一散热片 21和第二散热片22被冷却。
第一散热片21和第二散热片22的材质没有特别限定，例如可以例举出铜、铜合金、铝、铝合金等金属、石墨等碳材料、使用碳材料的复合部件等。
接着，对散热器1的冷却功能的机理进行说明。首先，在传热部件10 的容器19的一端热连接作为被冷却体的发热体100并使一端作为受热部41 发挥功能。当容器19的一端从发热体100受热时，在容器19的一端向空洞部13的液相的工作流体传递热量，在容器19的一端的空洞部13，液相的工作流体向气相的工作流体进行相变。气相的工作流体在蒸气流路15中从容器19的一端向作为散热部42的另一端流通。气相的工作流体从容器19的一端向另一端流通，由此传热部件10从其一端向另一端输送热量。向容器 19的另一端流通的气相的工作流体的一部分放出潜热而相变为液相，放出的潜热向安装于传热部件10的位置的第二散热片22传递。向与传热部件10 热连接的第二散热片22传递的热量经由第二散热片22向散热器1的外部环境释放。在容器19的另一端处相变为液相的工作流体通过收纳在传热部件 10的空洞部13中的第一毛细结构体14的毛细管力，从容器19的另一端向一端回流。
另外，由于容器19的空洞部13和与容器19的侧壁部连接的管体31的内部空间连通，因此从液相的工作流体相变了的气相的工作流体中的、在容器19的另一端未相变为液相的工作流体从容器19的空洞部13流入管体31 的内部空间。流入管体31的内部空间的气相的工作流体在管体31内部释放潜热，向液相的工作流体进行相变。在管体31内部放出的潜热向安装于管体31的位置的第一散热片21传递。向与管体31热连接的第一散热片21传递的热量经由第一散热片21向散热器1的外部环境释放。在管体31内部从气相向液相相变了的工作流体通过管体31内表面的第二毛细结构体34的毛细管力，从管体31的中央部以及顶端部33向管体31的基部32回流。向管体31的基部32回流的液相的工作流体从管体31的基部32向设置于传热部件10的第一毛细结构体14回流。回流到设置在传热部件10中的第一毛细结构体14的液相工作流体通过第一毛细结构体14的毛细管力回流到容器19 的一端。
在本实用新型的实施方式例的散热器1中，传热部件10的空洞部13与并列配置有多个热管的热管组的空洞部不同，整体连通而成为一体。根据上述，在散热器1中，空洞部13为一体的传热部件10将发热体100的热量从受热部41输送至与热连接于散热片组20的管体31连接的连接部，由此液相的工作流体的回流特性优异，另外，即使来自发热体100的发热量增大，也能够使受热部41的热量输入均匀化，能够降低受热部41的热阻。
另外，在散热器1中，由于传热部件10的空洞部13的截面积在从受热部41到散热部42之间变化，因此即使在散热器1的设置空间受到限制的环境下，也能够根据设置空间的状况，在使受热部41、隔热部43以及散热部 42的体积足够大的同时增大散热片组20的散热片面积。特别是，在散热器 1中，空洞部13在散热部42的截面积小于空洞部13在隔热部43的截面积及空洞部13在受热部41的截面积，由此，与第二散热片22相比，能够增加主表面的面积大的第一散热片21的设置个数。因此，特别是在散热器1 的高度方向上设置空间受到限制的情况下，也能够增大散热片组20的散热片面积。根据上述，在散热器1中，即使在设置空间受到限制的情况下，也能够提高散热片组20的散热性能，发挥对发热体100优异的冷却性能。另外，由于传热部件10的空洞部13整体连通而成为一体，因此即使发热体100 产生发热不均，也能够均匀地冷却整个发热体100。
接着，使用附图对本实用新型的第二实施方式例的散热器进行说明。需要说明的是，第二实施方式例的散热器与第一实施方式例的散热器的主要部分相同，因此对于相同的结构要素，使用相同的附图标记进行说明。需要说明的是，图3是说明本实用新型的第二实施方式例的散热器的概要的俯视剖视图。
在第一实施方式例的散热器中，对于传热部件，空洞部在受热部的截面积与空洞部在隔热部的截面积大致相同，但可选择地，如图3所示，在第二实施方式例的散热器2中，对于传热部件10，空洞部13在受热部41的截面积大于空洞部13在隔热部43的截面积。因此，在散热器2中，空洞部13 在散热部42的截面积比空洞部13在隔热部43的截面积小，空洞部13在隔热部43的截面积成为比空洞部13在受热部41的截面积小的方式。
在散热器2中，容器19的厚度以及壁厚从容器19的作为一端的受热部 41到作为另一端的散热部42大致相同。因此，如图3所示，在散热器2中，传热部件10在散热部42的宽度方向的尺寸比传热部件10在隔热部43的宽度方向的尺寸小，传热部件10在隔热部43的宽度方向的尺寸比传热部件10 在受热部41的宽度方向的尺寸小。
在散热器2中，只要空洞部13在受热部41的截面积相对于空洞部13 在隔热部43的截面积的比率超过1.0，就没有特别限定，但从即使在散热器 2的设置空间受到限制、特别是在散热器2的高度方向的设置空间受到限制的情况下，也能够在对传热部件10赋予所期望的传热量的同时通过气相的工作流体的压力可靠地防止液相的工作流体向受热部41的回流受到阻碍的观点出发，优选为超过1.0且1.5以下，特别优选为1.2以上且1.4以下。另外，只要空洞部13在散热部42的截面积相对于空洞部13在隔热部43的截面积的比率小于1.0即可，就没有特别限定，例如，可以列举出与第一实施方式例的散热器相同的比率。
空洞部13在受热部41的截面积例如可以列举出350～450mm2。
在散热器2中，通过使空洞部13在受热部41的截面积大于空洞部13 在隔热部43的截面积，特别地，即使在散热器2的高度方向上散热器2的设置空间受到限制的情况下，也能够在液相的工作流体从管体31以及传热部件10的散热部42向受热部41回流时，通过气相的工作流体的压力来防止向受热部41的回流受到阻碍。
接着，使用附图对本实用新型的第三实施方式例的散热器进行说明。需要说明的是，第三实施方式例的散热器与第一实施方式例、第二实施方式例的散热器的主要部分相同，因此对于相同的结构要素，使用相同的附图标记进行说明。需要说明的是，图4是说明本实用新型的第三实施方式例的散热器的概要的立体图。
如图4所示，在第三实施方式例的散热器3中，在俯视时，在隔热部43 与受热部41之间具有传热部件10的宽度方向的尺寸与隔热部43及受热部 41相比逐渐缩小的渐缩部60。另外，在散热器3中，传热部件10在受热部41的宽度方向的尺寸比传热部件10在隔热部43的宽度方向的尺寸小。
在散热器3中，通过在隔热部43与受热部41之间形成有渐缩部60，即使在隔热部43与受热部41之间的区域传热部件10的宽度方向的设置空间受到限制的情况下，也能够设置增大了散热片组20的散热片面积的散热器3。另外，在散热器3中，传热部件10在受热部41的宽度方向的尺寸小于传热部件10在隔热部43的宽度方向的尺寸，由此，即使在受热部41的区域传热部件10的宽度方向的设置空间受到限制的情况下，也能够设置增大了散热片组20的散热片面积的散热器3。
接着，以下对本实用新型的散热器的其他实施方式例进行说明。在第一第二实施方式例、第二实施方式例的散热器中，传热部件的受热部、隔热部及散热部沿着同一平面上延伸，但可选择地，也可以在传热部件设置与传热部件的传热方向大致正交的方向的台阶部。作为台阶部的位置，例如可以列举出在隔热部与散热部之间。通过具有台阶部，即使在传热部件的受热部与散热部之间的区域设定有障碍物等禁止区域，也能够将散热器设置于所期望的位置。
本实用新型的散热器即使在设置空间、特别是散热器的高度方向的设置空间受到限制的环境下，也能够在使受热部、隔热部及散热部获得的体积足够大的同时使散热片的散热片面积增大，从而能够发挥优异的冷却性能。根据上述，例如在对设置于狭小空间的高发热量的电子部件、例如中央运算处理装置等电子部件进行冷却的领域中利用价值高。

Claims (14)

1.一种散热器，其中，具备：具有与发热体热连接的受热部的传热部件；在该传热部件的散热部连接的管体；以及与该管体热连接的、配置有多个散热片的散热片组，
所述传热部件具有从所述受热部到与所述管体连接的连接部连通并且封入有工作流体的一体的内部空间，所述传热部件的内部空间与所述管体的内部空间连通，
所述散热部的与所述传热部件的传热方向正交的方向的内部空间的截面积比所述受热部与所述散热部之间的隔热部的所述截面积小。
2.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述受热部的所述截面积与所述隔热部的所述截面积相同。
3.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述受热部的所述截面积大于所述隔热部的所述截面积。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的散热器，其特征在于，所述管体沿着所述散热片的配置方向延伸。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的散热器，其特征在于，所述管体的延伸方向不与所述传热部件的传热方向平行。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的散热器，其特征在于，所述管体设置有多个，并且从所述传热部件向多个方向延伸。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的散热器，其特征在于，所述传热部件的至少一面为平面形状。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的散热器，其特征在于，所述传热部件具有与传热方向正交的方向的台阶部。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的散热器，其特征在于，在所述传热部件的内部空间设置有从所述受热部向所述散热部延伸的第一毛细结构体，在所述管体的内表面设置有第二毛细结构体，所述第一毛细结构体与所述第二毛细结构体经由连接部件连接。
10.根据权利要求9所述的散热器，其特征在于，所述连接部件是具有毛细管力的毛细部件。
11.根据权利要求10所述的散热器，其特征在于，设置在所述传热部件的所述第一毛细结构体的种类、设置在所述管体的所述第二毛细结构体的种类和所述毛细部件的种类彼此不同。
12.根据权利要求9所述的散热器，其特征在于，设置在所述管体的所述第二毛细结构体是形成于所述管体的内表面的多个细槽。
13.根据权利要求10所述的散热器，其特征在于，设置在所述管体的所述第二毛细结构体是形成于所述管体的内表面的多个细槽。
14.根据权利要求11所述的散热器，其特征在于，设置在所述管体的所述第二毛细结构体是形成于所述管体的内表面的多个细槽。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6647439B1 (ja) * 2019-04-18 2020-02-14 古河電気工業株式会社 ヒートシンク
JPWO2022201543A1 (zh) * 2021-03-26 2022-09-29
JP7129577B1 (ja) * 2022-02-24 2022-09-01 古河電気工業株式会社 熱輸送装置
WO2023189070A1 (ja) * 2022-03-29 2023-10-05 古河電気工業株式会社 ヒートシンク

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3563309A (en) * 1968-09-16 1971-02-16 Hughes Aircraft Co Heat pipe having improved dielectric strength
JPS55102889A (en) * 1979-02-01 1980-08-06 Pioneer Electronic Corp Natural convection type radiator
US4632179A (en) * 1982-09-20 1986-12-30 Stirling Thermal Motors, Inc. Heat pipe
JPS6134375U (ja) * 1984-07-30 1986-03-03 日立電線株式会社 ヒ−トパイプ
JPS61125590A (ja) * 1984-11-21 1986-06-13 Akutoronikusu Kk ヒ−トパイプの内部構造
US5253702A (en) * 1992-01-14 1993-10-19 Sun Microsystems, Inc. Integral heat pipe, heat exchanger, and clamping plate
JPH06120383A (ja) * 1992-10-05 1994-04-28 Hitachi Ltd 半導体冷却装置
JP3608286B2 (ja) * 1996-03-14 2005-01-05 株式会社デンソー 沸騰冷却装置
JP2003110072A (ja) 2001-09-28 2003-04-11 Fujikura Ltd ヒートパイプ式ヒートシンク
JP2006313056A (ja) * 2005-04-05 2006-11-16 Denso Corp ヒートパイプおよびそれを用いた排熱回収装置
CN100561108C (zh) * 2006-04-14 2009-11-18 富准精密工业(深圳)有限公司 热管
CN101398272A (zh) * 2007-09-28 2009-04-01 富准精密工业(深圳)有限公司 热管
US8274300B2 (en) * 2008-01-18 2012-09-25 Kes Systems & Service (1993) Pte Ltd. Thermal control unit for semiconductor testing
JP2009287821A (ja) * 2008-05-28 2009-12-10 Denso Corp 熱交換装置
CN102448900B (zh) 2009-07-30 2015-05-27 日本电气硝子株式会社 玻璃带及其制造方法
JP5323614B2 (ja) * 2009-08-27 2013-10-23 古河電気工業株式会社 ヒートパイプおよびその製造方法
HK1144647A2 (en) * 2010-10-21 2011-02-25 Wong Chuen Room A & B A convertible universal platform for light emitting diodes with super heat-conducting tubes
US9618275B1 (en) * 2012-05-03 2017-04-11 Advanced Cooling Technologies, Inc. Hybrid heat pipe
BR112015013210A2 (pt) * 2012-12-14 2017-07-11 Furukawa Electric Co Ltd aparelho de resfriamento
US20140182819A1 (en) * 2013-01-01 2014-07-03 Asia Vital Components Co., Ltd. Heat dissipating device
CN103165547B (zh) * 2013-04-01 2015-09-02 河海大学常州校区 微槽群复合相变散热器
JP5778302B2 (ja) * 2014-02-27 2015-09-16 古河電気工業株式会社 熱輸送装置
US20150308750A1 (en) * 2014-04-28 2015-10-29 J R Thermal LLC Slug Pump Heat Pipe
JP6358872B2 (ja) * 2014-06-26 2018-07-18 昭和電工株式会社 発熱素子用沸騰冷却器
CN203934263U (zh) * 2014-07-04 2014-11-05 讯凯国际股份有限公司 具有毛细构件的散热装置
CN104654670B (zh) * 2015-02-03 2016-11-02 青岛海尔股份有限公司 换热装置及具有其的半导体制冷冰箱
CN104803011B (zh) * 2015-05-12 2016-08-17 东南大学 月球车温控系统
US10330392B2 (en) * 2016-02-05 2019-06-25 Cooler Master Co., Ltd. Three-dimensional heat transfer device
US10349561B2 (en) * 2016-04-15 2019-07-09 Google Llc Cooling electronic devices in a data center
TWM533401U (en) * 2016-06-21 2016-12-01 Tai Sol Electronics Co Ltd Heat dissipation apparatus
US10012445B2 (en) * 2016-09-08 2018-07-03 Taiwan Microloops Corp. Vapor chamber and heat pipe combined structure
WO2018179314A1 (ja) * 2017-03-31 2018-10-04 三菱電機株式会社 冷却装置および車両用電力変換装置
TWI645150B (zh) * 2017-04-10 2018-12-21 華碩電腦股份有限公司 均溫板及使用該均溫板的散熱模組
CN107644855A (zh) * 2017-09-08 2018-01-30 广东智科精创科技股份有限公司 一种均温板及均温板的生产方法

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