CN213042908U - 散热器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型的目的在于，提供一种对于安装于狭小化的空间的高发热量的发热体也能够发挥优异的冷却特性的散热器。一种散热器，其具备与发热体热连接的多个热管和与多个该热管热连接的散热部，多个所述热管中的至少与所述发热体热连接的蒸发部具有与多个所述热管的热输送方向正交的方向的截面形状为扁平的扁平部，该扁平部中的厚度方向的面与所述发热体相对配置。

Description

散热器
技术领域
本实用新型涉及一种通过使用热管的热输送功能将作为冷却对象的发热体的热向散热部输送来冷却发热体的散热器。
背景技术
随着近年来的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，并且越来越高密度地安装大量部件。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逐渐增大。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。为了对高发热量的发热体也能够可靠且高效地进行冷却，有时使用将多个热管与发热体进行热连接的散热器。
作为将多个热管与发热体进行热连接的散热器，例如有在设置有多个管形状的热管的外周面突出地设置有平板状的多个散热片的散热器(专利文献1)。专利文献1的散热器是构成为利用多个管形状的热管将发热体的热向散热片输送并从该散热翅片散热的散热器。
在专利文献1的散热器等利用多个热管将发热体的热从受热部输送至散热片的散热器中，为了对高发热量的发热体也发挥冷却特性，需要形成将多个热管并列配置而成的热管组，并将该热管组与发热体进行热连接。另一方面，为了将由多个热管构成的热管组与发热体进行热连接，需要在电子设备内部确保用于收纳热管组的较大的空间。但是，由于大量部件越来越高密度地安装在电子设备内部，因此有时发热体也安装在被进一步狭小化的空间。
由于上述那样的电子设备内部的空间的制约，有时构成热管组的热管的设置个数会受到限制。若热管的设置个数受到限制，则存在对散热器无法充分地赋予对高发热量的发热体的冷却特性的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-110072号公报
实用新型内容
实用新型所要解决的问题
鉴于上述情况，本实用新型的目的在于，提供一种对于安装于狭小化的空间的高发热量的发热体也能够发挥优异的冷却特性的散热器。
解决问题的技术方案
本实用新型的构成的主旨如下所述。
[1]一种散热器，其特征在于，具备与发热体热连接的多个热管和与多个该热管热连接的散热部，
多个所述热管中的至少与所述发热体热连接的蒸发部具有与多个所述热管的热输送方向正交的方向的截面形状为扁平的扁平部，该扁平部中的厚度方向的面与所述发热体相对配置。
[2]根据[1]所述的散热器，所述热管的蒸发部位于所述热管的一个端部，与所述散热部热连接的所述热管的冷凝部位于所述热管的另一个端部。
[3]根据[1]所述的散热器，所述热管的蒸发部位于所述热管的中央部，与所述散热部热连接的所述热管的冷凝部位于所述热管的两端部。
[4]根据[1]至[3]中任一项所述的散热器，多个所述热管的蒸发部沿着所述发热体的延伸方向并列配置。
[5]根据[1]至[4]中任一项所述的散热器，所述热管的蒸发部与受热板热连接，该受热板与所述发热体热连接。
[6]根据[1]至[5]中任一项所述的散热器，所述扁平部从所述蒸发部延伸至所述冷凝部。
[7]根据[1]至[6]中任一项所述的散热器，所述热管具有：形成于容器的内表面的细槽即第一毛细结构体；以及在形成所述扁平部的主表面的平坦部具有从所述容器的内表面突出的突出部的第二毛细结构体。
[8]根据[7]所述的散热器，所述热管还具有层状地设置于所述扁平部的厚度方向的内表面的第三毛细结构体。
发明效果
在本实用新型的散热器的方式中，热管中的至少蒸发部具有扁平部，该扁平部的与热管的热输送方向正交的方向的截面形状为扁平，通过使该扁平部的厚度方向的面与发热体相对配置，能够在不增大散热器的受热部的设置空间的情况下将更多的热管与作为冷却对象的发热体进行热连接。另外，在本实用新型的散热器的方式中，能够将更多的热管热连接于散热器的散热部。因此，根据本实用新型的散热器的方式，散热部的散热效率提高，对于安装于狭小化的空间的高发热量的发热体也能够发挥优异的冷却特性。
根据本实用新型的散热器的方式，多个所述热管的一个端部或中央部沿着发热体的延伸方向并列配置，由此能够将多个热管可靠且简易地与发热体进行热连接。
根据本实用新型的散热器的方式，热管的一个端部或中央部与受热板热连接，由此，热管与发热体之间的热连接性提高。另外，受热板还具有作为使对并列配置的各热管的热负荷均匀化的均热板的作用，因此能够更可靠地发挥各热管的热输送特性。
根据本实用新型的散热器的方式，由于热管具有形成于容器的内表面的细槽即第一毛细结构体以及在形成有扁平部的主表面的平坦部具有从容器的内表面突出的突出部的第二毛细结构体，由此液相的工作流体能够顺畅地回流到扁平部，因此，即使在蒸发部具有扁平部的热管的情况下也能够发挥优异的热输送特性。
根据本实用新型的散热器的方式，由于热管还具有层状地设置于扁平部的厚度方向的内表面的第三毛细结构体，由此液相的工作流体能够通过扁平部顺畅地回流，因此，在蒸发部具有扁平部的热管也能够发挥更优异的热输送特性。
附图说明
图1是本实用新型的第一实施方式的散热器的立体图。
图2是本实用新型的第一实施方式的散热器的俯视图。
图3是本实用新型的第一实施方式的散热器的一个端部的侧视图。
图4是本实用新型的第二实施方式的散热器的俯视图。
图5是本实用新型的第二实施方式的散热器的侧视图。
图6是本实用新型的第二实施方式的散热器的图4的A-A剖面的说明图。
图7是设置于本实用新型的散热器所具备的热管的毛细结构体的说明图。
具体实施方式
以下，使用附图对本实用新型的第一实施方式的散热器进行说明。图1是本实用新型的第一实施方式的散热器的立体图。图2是本实用新型的第一实施方式的散热器的俯视图。图3是本实用新型的第一实施方式的散热器的一个端部的侧视图。图4是本实用新型的第二实施方式的散热器的俯视图。图5是本实用新型的第二实施方式的散热器的侧视图。图6是本实用新型的第二实施方式的散热器的图4的A-A剖面的说明图。图7是设置于本实用新型的散热器所具备的热管的毛细结构体的说明图。
如图1～3所示，第一实施方式的散热器1具备：与作为散热器1的冷却对象的发热体101热连接的多个热管11、和具有与多个热管11共同热连接的多个散热片41的散热部40。热管11是其内部空间被密封、进而进行了减压处理的热输送部件。在热管11的内部空间封入有工作流体(未图示)。
多个热管11的一个端部12均与发热体101热连接，另一个端部13与散热部40热连接。因此，多个热管11的一个端部12均作为蒸发部发挥功能，另一个端部13作为冷凝部而发挥功能。多个热管11均是一个端部12与另一个端部13连结的长度方向成为热输送方向。在散热器1中，利用多个(在图1～3中为4个)热管11形成热管组。在侧视下，热管组的各个热管11并列配置。在散热器1中，各个热管11在侧视下并列配置成一列。另外，多个热管11的蒸发部沿着发热体101的延伸方向并列配置。
多个热管11均是在热管11的宽度方向上的截面形状、即与热管11的热输送方向正交的方向上的截面形状为将圆形扁平加工而成的扁平形状。即，热管11具有与其热输送方向正交的方向的截面形状扁平的扁平部60。在本实用新型的散热器中，从与发热体的热连接部的省空间化的方面出发，只要热管中的至少蒸发部的部位具有扁平部即可，但在热管11中，扁平部60从一个端部12即蒸发部延伸至另一个端部13即冷凝部。
扁平部60具有形成主表面的相互相对的平坦部61和连接相对的平坦部61且相互相对的厚度方向的面62。相互相对的平坦部61形成扁平部60的长度方向，相互相对的厚度方向的面62形成扁平部60的宽度方向。扁平部60中的一个厚度方向的面62配置于发热体101侧。另外，相对的平坦部61为竖立设置的形态。即，成为扁平部60的长度方向竖立设置的形态。因此，厚度方向的面62形成热管组的宽度方向。
因此，在散热器1中，与热管的宽度方向的形状为圆形的热管相比，能够在不增大散热器1的受热部的设置空间的情况下将更多的热管11与发热体101热连接。
如图3所示，热管11的一个端部12与受热板30的第一面31热连接。多个热管11均设置在受热板30的同一面。在受热板30的与第一面31相反一侧的面即第二面32热连接发热体101。因此，多个热管11均经由受热板30与发热体101热连接。需要说明的是，在散热器1中，以覆盖受热板30和热管11的一个端部12的上表面的方式安装有盖部件110。
如图7所示，在热管11的容器50的内部，均设置有用于使液相的工作流体(未图示)从另一个端部13向一个端部12回流的毛细结构体51。毛细结构体51是具有毛细管力的结构体。毛细结构体51的种类、形状没有特别限定。在热管11中，毛细结构体51包括：多个细槽(凹槽)即第一毛细结构体52、在热管11的内表面中的形成有扁平部60的主表面的平坦部61具有从容器50的内表面突出的突出部的第二毛细结构体53、以及热管11的容器50内表面中的、在扁平部60的厚度方向的面62层状地设置的第三毛细结构体54。
第一毛细结构体52是在容器50的内表面沿热输送方向延伸的多个细槽。此外，第一毛细结构体52形成在容器50的整个周向方向上。因此，第一毛细结构体52形成在容器50的整个内表面上。
第二毛细结构体53具有两个从容器50的内表面呈凸状地突出的突出部。第二毛细结构体53设置在第一毛细结构体52上。另外，第二毛细结构体53还相对于层状地设置的第三毛细结构体54突出。即，第二毛细结构体53的厚度大于第三毛细结构体54的厚度。另外，上述两个突出部相对地配置。具有突出部的第二毛细结构体53与不具有突出部的毛细结构体(在热管11中，第一毛细结构体52和第三毛细结构体54)相比，液相的工作流体的回流特性优异。因此，液相的工作流体能够顺畅地回流到成为扁平部60的蒸发部，因此，即使在蒸发部具有扁平部60的热管11的情况下，也能够发挥优异的热输送特性。设置第二毛细结构体53的区域没有特别限定，可以根据散热器1的使用条件等进行选择，但在散热器1中，第二毛细结构体53从热管11的一个端部12延伸至另一个端部13。
第二毛细结构体53的种类为金属粉的烧结体、由金属线构成的网、金属编织体等，但不特别限定于此，在热管11中，使用铜、铜合金等金属粉的烧结体。
第三毛细结构体54沿着扁平部60的厚度方向的面62以大致均匀的厚度形成为层状。另外，第三毛细结构体54在与热管11的热输送方向正交的方向的截面上与第二毛细结构体53连续地形成。第三毛细结构体54设置在第一毛细结构体52上。设置第三毛细结构体54的区域没有特别限定，可以根据散热器1的使用条件等进行选择，在散热器1中，第三毛细结构体54从热管11的一个端部12延伸至另一个端部13。需要说明的是，在扁平部60的厚度方向的面62上，第一毛细结构体52的毛细管力能够有助于液相的工作流体向蒸发部的回流，因此也可以根据散热器1的使用条件等而不设置第三毛细结构体54。
第三毛细结构体54的种类为金属粉的烧结体、由金属线构成的网、金属编织体等，但不特别限定于此，在热管11中，使用铜、铜合金等金属粉的烧结体。
如图1～3所示，热管11的一个端部12沿着发热体101的延伸方向并列配置。另外，多个热管11的一个端部12并列配置在大致同一平面上。
如图2所示，多个热管11的一个端部12的俯视下的形状均为大致直线状，位于一个端部12与另一个端部13之间的中央部14的俯视下的形状也为大致直线状。因此，多个热管11在从一个端部12起到中央部14为止的范围内横向排列地配置有俯视下大致直线状的部位。
在散热器1中，关于热管11，在与散热部40热连接的另一个端部13形成有弯曲部15。因此，多个热管11均为俯视下大致L字状。另外，位于右侧的热管11的弯曲部15为右方向的弯曲，与此相对，位于左侧的热管11的弯曲部15为左方向的弯曲。即，关于位于左侧的热管11和位于右侧的热管11，弯曲部15的弯曲方向相反。
多个热管11均为通过弯曲部15使另一个端部13在与散热部40的长度方向大致平行的方向上延伸的形态。散热部40的多个散热片41以散热片41的主面(平面部)相对于热管11的一个端部12的延伸方向大致平行的方向配置的方式并列配置。散热片41是薄的平板状的部件。在散热器1中，热管11的在与散热部40的长度方向平行的方向上延伸的另一端部13到达散热部40的长度方向的端部。
如图1所示，散热部40的外观形状为大致长方体。散热部40是层叠有外观形状为大致长方体的第一散热片组42和与第一散热片组42相邻的外观形状为大致长方体的第二散热片组43的结构。第一散热片组42和第二散热片组43都是安装在平板状的支撑体45上的多个散热片41在与散热部40的长度方向大致平行的方向上并列配置的结构。
在第一散热片组42与第二散热片组43之间插入有热管11的另一个端部13。通过在第一散热片组42与第二散热片组43之间配置另一个端部13，使散热部40与热管11热连接。
作为在热管11中使用的容器50的材质，没有特别限定，例如可举出铜、铜合金、铝、铝合金、不锈钢等。另外，作为封入容器50的工作流体，可以根据与容器50的材料的适合性适当地选择，例如可以举出水、碳氟化合物类、环戊烷、乙二醇、以上的混合物等。另外，散热片41的材质没有特别限定，例如可举出铜、铜合金等金属。
接着，对第一实施方式的散热器1的使用方法例进行说明。如图3所示，以在发热体101的受热板30侧平面中的发热体101的正上方及其附近配置多个热管11的方式设置散热器1的热管组。从发热体101释放出的热向受热板30传递。传递到受热板30的热从受热板30向热管11的一个端部12传递。传递到热管11的一个端部12的热通过热管11的热输送作用从热管11的一个端部12输送到热管11的另一个端部13。向热管11的另一端部13输送的热向具有多个散热片41的散热部40传递。传递到散热部40的热从散热部40向外部环境释放，从而能够对发热体101进行冷却。
此时，热管11具有扁平部60，该扁平部60的与热管11的热输送方向正交的方向的截面形状为扁平，通过使扁平部60的厚度方向的面62与发热体101相对配置，能够在不增大散热器1的受热部的设置空间的情况下将更多的热管11与作为冷却对象的发热体101热连接。另外，在散热器1中，与能够将更多的热管11与发热体101热连接相对应地，能够将更多的热管11热连接于散热器1的散热部40，散热部40的散热效率提高。因此，在散热器1中，对于安装于狭小化的空间的高发热量的发热体100也能够发挥优异的冷却特性。
另外，在散热器1中，多个热管11的蒸发部(在散热器1中，一个端部12)沿着发热体101的延伸方向并列配置，由此能够将多个热管11可靠且简易地与发热体101热连接。
另外，在散热器1中，热管11的蒸发部(在散热器1中，一个端部12)与受热板30热连接，由此，热管11与发热体101之间的热连接性提高。另外，受热板30还具有作为使对并列配置的热管11的热负荷均匀化的均热板的作用，因此能够更可靠地发挥热管11的热输送特性。
接着，使用附图对本实用新型的第二实施方式的散热器进行说明。需要说明的是，关于第二实施方式的散热器，由于主要的结构与第一实施方式的散热器相同，因此对于与第一实施方式的散热器相同的结构要素使用相同的附图标记来进行说明。
在第一实施方式的散热器1中，第一热管11的一个端部12与受热板30热连接，但可选择地，如图4、5所示，在第二实施方式的散热器2中，成为在从受热板30的一端33到另一端34为止的范围内，热管11的一个端部12延伸至另一个端部13的形态。另外，如图5、6所示，热管11与受热板30的第一面31热连接。
散热片41竖立设置在受热板30的第一面31上。在散热器2中，散热片41在受热板30的第一面31上沿竖直方向竖立设置。散热片41的边缘部安装在受热板30的第一面31上。另外，作为散热部40，多个散热片41从受热板30的一端33到另一端34以规定间隔并列配置。
发热体101与受热板30的中央部35(即受热板30的除一端33以及另一端34以外的部位)热连接。因此，热管11的中央部14(即，除一个端部12和另一个端部13以外的部位)与发热体101热连接，作为蒸发部发挥功能。另外，热管11的两端部(一个端部12和另一个端部13)与散热部40热连接，作为冷凝部发挥功能。
需要说明的是，散热器2在受热板30的中央部35，以热管11在与热管11的长度方向正交的方向上靠近中心部的方式，在热管11上形成有若干弯曲。根据上述技术方案，能够提高热管组和发热体101的热连接性。
在热管11的中央部14与发热体101热连接的散热器2中，热管11具有扁平部60，该扁平部60的与热管11的热输送方向正交的方向的截面形状为扁平，通过使扁平部60的厚度方向的面62与发热体101相对配置，能够在不增大散热器2的受热部的设置空间的情况下将更多的热管11与发热体101热连接。另外，在散热器2中，与能够将更多的热管11热连接于发热体101的情况相对应，能够将更多的热管11热连接于散热器2的散热部40，散热部40的散热效率提高。因此，即使在散热器2中，对于安装于狭小化的空间的高发热量的发热体100也能够发挥优异的冷却特性。
接着，对本实用新型的其他实施方式进行说明。在上述第一实施方式的散热器中，在热管的另一个端部形成有弯曲部，热管俯视夏呈大致L字状，但热管的俯视下的形状没有特别限定，例如也可以为大致直线状。在该情况下，也可以使散热片以散热片的主面(平面部)配置在与热管组的一个端部的延伸方向大致正交的方向上的方式并列配置。
在上述第一、第二实施方式的散热器中，设置有受热板，但也可以根据散热器的使用状况而不设置受热板。另外，在上述第一、第二实施方式的散热器中，散热部由多个散热片构成，但作为热交换机构的散热部的方式没有特别限定，例如也可以是水冷套等。
产业上的可利用性
本实用新型的散热器能够在广泛的领域中利用，对于安装于狭小化的空间的高发热量的发热体也能够发挥优异的冷却性能，因此例如能够在数据中心等所使用的服务器等使用高性能的电子部件的领域中利用。
附图文字说明
1、2：散热器
11：热管
12：一个端部
13：另一个端部
40：散热部
41：散热片
60：扁平部

Claims (7)

1.一种散热器，具备与发热体热连接的多个热管和与多个该热管热连接的散热部，其特征在于，
多个所述热管中的至少与所述发热体热连接的蒸发部具有与多个所述热管的热输送方向正交的方向的截面形状为扁平的扁平部，该扁平部中的厚度方向的面与所述发热体相对配置，
所述热管具有：形成于容器的内表面的细槽即第一毛细结构体；在形成所述扁平部的主表面的平坦部具有从所述容器的内表面突出的突出部的第二毛细结构体；以及层状地设置于所述扁平部的厚度方向的内表面的第三毛细结构体，
所述第二毛细结构的类型与所述第三毛细结构的类型相同。
2.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述热管的蒸发部位于所述热管的一个端部，与所述散热部热连接的所述热管的冷凝部位于所述热管的另一个端部。
3.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述热管的蒸发部位于所述热管的中央部，与所述散热部热连接的所述热管的冷凝部位于所述热管的两端部。
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，多个所述热管的蒸发部沿着所述发热体的延伸方向并列配置。
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，所述热管的蒸发部与受热板热连接，该受热板与所述发热体热连接。
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，所述扁平部从所述蒸发部延伸至所述冷凝部。
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，所述第二毛细结构体从所述热管的一个端部延伸至另一个端部，所述第三毛细结构体从所述热管的一个端部延伸至另一个端部。
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