CN214316039U - 相变散热器和变频器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种相变散热器和变频器。其中，相变散热器包括基板、若干翅片以及集液器，基板的第一表面为发热器件安装面，且基板内部设置有基板腔，基板腔内填充相变工质；若干翅片的第一端间隔固定于基板的第二表面，至少两个翅片内部设置有传热通道，传热通道内填充相变工质；集液器内部设置有集液腔，若干翅片的第二端与集液腔连接，集液腔用于汇集各翅片内的相变工质。本实用新型技术方案可提升散热器的散热效果。

Description

相变散热器和变频器

技术领域

本实用新型涉及散热技术领域，特别涉及一种相变散热器以及应用该相变散热器的变频器。

背景技术

散热器主要是针对热损耗较大的器件进行散热，将器件的热量快速传递出去，以保证器件能够正常工作。目前传统的散热器主要由均温板和翅片构成，为了保证散热器的散热效果，需要在均温板上设置有若干翅片，以通过翅片实现散热，但是单纯只靠翅片实现散热的散热效果差。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种相变散热器，旨在提升相变散热器的散热效果。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种相变散热器，包括：

基板，所述基板的第一表面为发热器件安装面，且所述基板内部设置有基板腔，所述基板腔内填充相变工质；

若干翅片，所述若干翅片的第一端间隔固定于所述基板的第二表面，至少两个翅片内部设置有传热通道，所述传热通道内填充相变工质；

集液器，所述集液器内部设置有集液腔，所述若干翅片的第二端与所述集液腔连接，所述集液腔用于汇集各所述翅片内的相变工质。

在本实用新型的一实施例中，每一所述翅片内部间隔设置若干传热通道，各所述传热通道沿所述翅片的高度方向延伸。

在本实用新型的一实施例中，所述若干翅片的第一端密封、且焊接固定于所述基板的第二表面，所述若干翅片的第二端敞口、且焊接固定于所述集液器表面；

所述基板腔内的相变工质与所述翅片内的相变工质不连通，每一所述翅片内的相变工质与所述集液腔连通。

在本实用新型的一实施例中，各所述翅片之间相互平行，所述翅片的高度方向与所述基板的第二表面垂直。

在本实用新型的一实施例中，所述集液器为板状结构的铝材料制成。

在本实用新型的一实施例中，相邻的两个所述翅片之间设有散热齿，所述散热齿沿所述翅片的高度方向焊接于所述翅片上。

在本实用新型的一实施例中，所述散热齿包括多个弯折段，相邻的两所述弯折段相连接。

在本实用新型的一实施例中，所述基板腔包括多个不相连通的闭口通道，所述多个闭口通道相互平行。

在本实用新型的一实施例中，所述基板腔还包括毛细结构层，所述毛细结构层铺设于所述闭口通道内。

本实用新型还提出一种变频器，包括发热器件和相变散热器，其中，所述基板的第一表面与所述发热器件连接；该相变散热器包括：

基板，所述基板的第一表面为发热器件安装面，且所述基板内部设置有基板腔，所述基板腔内填充相变工质；

若干翅片，所述若干翅片的第一端间隔固定于所述基板的第二表面，至少两个翅片内部设置有传热通道，所述传热通道内填充相变工质；

集液器，所述集液器内部设置有集液腔，所述若干翅片的第二端与所述集液腔连接，所述集液腔用于汇集各所述翅片内的相变工质。

本实用新型的相变散热器，通过使若干翅片的第二端与集液器的集液腔连接，并通过集液腔汇集各翅片内的相变工质，从而不仅可通过翅片实现散热，还可通过使若干翅片内的相变工质在集液腔内汇集并进行热交换，以延长翅片内相变工质在流动过程中的流通路径，从而有效提高相变散热器的散热面积，以提升相变散热器的散热效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型散热器一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型散热器一实施例的主视图；

图3为图2中A处的局部放大图；

图4为本实用新型散热器一实施例中翅片的俯视图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	相变散热器	30	散热齿
10	基板	31	弯折段
				20	翅片	40	集液器
21	传热通道

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

由于目前传统的散热器100主要由均温板和翅片20构成，为了保证散热器100的散热效果，需要在均温板上设置有若干翅片20，以通过翅片20实现散热，但是单纯只靠翅片20实现散热的散热效果差。

因此，本实用新型提出一种相变散热器100，旨在提升相变散热器100的散热效果。

结合参阅图1和图2，在本实用新型相变散热器100的一实施例中，该相变散热器100包括基板10、若干翅片20以及集液器40；所述基板10的第一表面为发热器件安装面，且所述基板10内部设置有基板腔，所述基板腔内填充相变工质；所述若干翅片20的第一端间隔固定于所述基板10的第二表面，至少两个翅片20内部设置有传热通道21，所述传热通道21内填充相变工质；所述集液器40内部设置有集液腔，所述若干翅片20的第二端与所述集液腔连接，所述集液腔用于汇集各所述翅片20内的相变工质。

可以理解的是，本实用新型的相变散热器100，通过使若干翅片20的第二端与集液器40的集液腔连接，并通过集液腔汇集各翅片20内的相变工质，因此不仅可通过基板10内实现相变散热，提升发热器件的均温散热效果；还可通过使若干翅片20内的相变工质在集液腔内汇集并进行热交换，以延长翅片20内相变工质在流动过程中的流通路径，从而有效提高相变散热器100的散热面积，进一步提升相变散热器100的均温散热效果。

本实施例中，基板10可为均温板，也可为实心铝板；翅片20可为口琴管，也可为具有微型通道的均温板。本方案的相变散热器100为一相变均温相变散热器100结构，基板10和翅片20内都设置有相变工质，且通过集液腔汇集翅片内的相变工质，从而达到三维的均温散热效果。

均温板为一内部设有闭口空腔的铝质型材，空腔内填充有相变工质，均温板的两端通过焊接后进行封堵，由于空腔中的相变工质在受热后发生气化，以在空腔内循环流动，且在流动过程中由气态转换成液态，再由液态转换成气态，如此循环进行气液交互过程，使得空腔内的温度均匀扩散。

需要说明的是，本实用新型中相变散热器100一般应用于变频器内，为变频器的发热器件如功率器件IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)散热。根据变频器的内部结构，如中小功率变频器，相变散热器100一般为竖直安装(即Y方向)，此时发热器件也沿Y方向安装，如图1(2)；当然，其它场景下如在大功率变频器，相变散热器100也可以为水平安装(即X方向)，此时发热器件也沿X方向安装，如图1(1)。

具体地，基板10的第一表面用于安装热源，并用于与热源(热源一般为对热损耗较大的发热器件)接触，以将热量传递至翅片20，使得翅片20的第一端(与基板10连接的一端)变成蒸发端，且定义翅片20的第二端(远离基板10的一端)为冷凝端。由于发热器件温度较高，基板10的内的相变工质产生气液循环从而使得基板10表面均温散热。此外，翅片20的蒸发端和基板10表面连接，因此翅片20在蒸发端内的工质由于高温也产生相变，变成气体朝冷凝端流动，经由外部风扇对翅片20的吹风冷却，气体在冷凝端冷凝成液态，液态介质在集液腔内汇集流通，在毛细力的作用下(相变散热器100沿X方向安装)或者在重力(相变散热器100沿Y方向安装)的作用下回流至蒸发端。同时，工质在流动过程中在集液器40的集液腔中汇集时还可将大部分热量传递出去，如此反复循环，以完成高效的热量交换，从而达到三维均温散热效果。

结合参阅图4，在本实用新型相变散热器100的一实施例中，每一所述翅片20内部间隔设置若干传热通道21，各所述传热通道21沿所述翅片20的高度方向延伸；其中，所述翅片20内的相变工质在所述翅片20的第一端气化形成气体，所述气体经由所述传热通道21在所述翅片20的第二端液化形成液体，所述液体汇集于所述集液腔，并通过所述传热通道21回流至所述翅片20的第一端。

可以理解地，通过在翅片20内形成有若干传热通道21，以使若干传热通道21内的相变工质均可发生热交换，从而可同时通过若干传热通道21实现散热，以进一步提高相变散热器100的散热效果。

具体地，翅片20均形成有若干传热通道21，相邻的两传热通道21之间通过铝板、铜板等可实现热传导的板体进行隔断，以使相邻的两传热通道21之间也可实现热交换过程，以使热量得以均匀扩散，以达到快速散热效果。

在其它实施例中，相邻的两翅片20中，两传热通道21可通过采用连通管实现相互连通，以使连通管相对的两端分别连通一传热通道21的远离基板10的一端和另一传热通道21的远离基板10的一端，从而使得两传热通道21内的相变工质将在连通管内发生热交换。

结合参阅图1和图2，在本实用新型相变散热器100的一实施例中，所述若干翅片20的第一端密封、且焊接固定于所述基板10的第二表面，所述若干翅片20的第二端敞口、且焊接固定于所述集液器40表面；所述基板腔内的相变工质与所述翅片20内的相变工质不连通，每一所述翅片20内的相变工质与所述集液腔连通。

通过采用焊接的方式将翅片20焊接固定于基板10的第二表面，以提高翅片20与基板10之间的连接强度；同样的，通过采用焊接的方式将翅片20焊接固定于集液器40的表面，以提高翅片20与集液器40之间的连接强度。

当然，在本实用新型的其他实施例中，在保证翅片20与基板10之间可实现热传导的基础上，翅片20与基板10的第二表面之间也可采用粘接、卡接或者通过结构件固定等方式连接在一起；同样的，在保证集液器40中的集液腔与翅片20中的传热通道21相互连通的基础上，翅片20与集液器40之间也可采用粘接、卡接或者通过结构件固定等方式连接在一起。

结合参阅图1至图3，在本实用新型相变散热器100的一实施例中，各所述翅片20之间相互平行，所述翅片20的高度方向与所述基板10的第二表面垂直。该设置下，不仅可保证翅片20的安装稳定性，还可保证基板10上的热量顺利传递至翅片20的第一端，同时，还可简化工艺提高生产效率。

结合参阅图1和图2，在本实用新型相变散热器100的一实施例中，所述集液器40为板状结构的铝材料制成。由于铝材料的散热效果较好，因此采用铝材料制成集液器40，可有效保证集液器40的散热效果。

结合参阅图1至图3，在本实用新型相变散热器100的一实施例中，相邻的两个所述翅片20之间设有散热齿30，所述散热齿30沿所述翅片20的高度方向焊接于所述翅片20上。

可以理解地，通过在两个翅片20之间设有散热齿30，当翅片20进行散热时，热量还可传递至散热齿30，以通过散热齿30将大部分热量传递出去，从而进一步提高相变散热器100的散热面积，以进一步提高相变散热器100的散热效果。

具体地，散热齿30可焊接于与之相邻的一翅片20上，也可同时焊接于与之相邻的两翅片20上。同时，散热齿30同时与与之相邻的两翅片20接触，以实现热传导，从而充分将翅片20中的热量传导出去。

当然，在本实用新型的其他实施例中，在保证散热齿30与翅片20之间可实现热传导的基础上，散热齿30与翅片20之间也可采用粘接、卡接或者通过结构件固定等方式连接在一起。

进一步地，散热齿30也可为具有微型通道的均温板，具体的工作原理与翅片20的工作原理一致，在此不再一一赘述。或者，散热齿30为由铝合金，黄铜或青铜做成板状，片状，多片状等散热结构，以使翅片20中的热量经过散热齿30散发到周围空气中。

结合参阅图1和图2，在本实用新型相变散热器100的一实施例中，所述散热齿30包括多个弯折段31，相邻的两所述弯折段31相连接。

具体地，弯折段31大致呈“Ω”状结构。通过使用多个弯折段31构成的散热齿30，在相同的安装空间内，可增加散热齿30的设置密度，即可充分增加散热齿30的散热面积，以使翅片20中的热量经过更多的散热面积散发到周围空气中，从而进一步提高散热器100的散热效果。

在本实用新型相变散热器100的一实施例中，所述基板腔包括多个不相连通的闭口通道，所述多个闭口通道相互平行。多个不相连通的闭口通道内均填充有相变工质，以通过相变工质快速将发热器件的热量传递至翅片20中进行散热。

在本实用新型相变散热器100的一实施例中，所述基板腔还包括毛细结构层，所述毛细结构层铺设于所述闭口通道内。毛细结构层可形成毛细力，以进一步快速将发热器件的热量传递至翅片20中进行散热。

本实用新型还提出一种变频器，该变频器包括发热器件和相变散热器100，该相变散热器100的具体结构参照上述实施例，由于本变频器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，所述基板10的第一表面与所述发热器件连接。

需要说明的是，本实用新型中相变散热器100一般应用于变频器内，为变频器的发热器件如功率器件IGBT散热。根据变频器的内部结构，如中小功率变频器，相变散热器100一般为竖直安装(即Y方向)，此时发热器件也沿Y方向安装，如图1(2)；当然，其它场景下如在大功率变频器，相变散热器100也可以为水直安装(即X方向)，此时发热器件也沿X方向安装，如图1(1)。此外，变频器还包括风扇，风扇一般位于变频器的底部或顶部(也可以为外置风扇)，风扇用于为变频器内部提供流动的冷却气体，同时保证相变散热器100的相变散热效率。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种相变散热器，其特征在于，包括：

基板，所述基板的第一表面为发热器件安装面，且所述基板内部设置有基板腔，所述基板腔内填充相变工质；

若干翅片，所述若干翅片的第一端间隔固定于所述基板的第二表面，至少两个翅片内部设置有传热通道，所述传热通道内填充相变工质；

集液器，所述集液器内部设置有集液腔，所述若干翅片的第二端与所述集液腔连接，所述集液腔用于汇集各所述翅片内的相变工质。

2.如权利要求1所述的相变散热器，其特征在于，每一所述翅片内部间隔设置若干传热通道，各所述传热通道沿所述翅片的高度方向延伸。

3.如权利要求2所述的相变散热器，其特征在于，所述若干翅片的第一端密封、且焊接固定于所述基板的第二表面，所述若干翅片的第二端敞口、且焊接固定于所述集液器表面；

所述基板腔内的相变工质与所述翅片内的相变工质不连通，每一所述翅片内的相变工质与所述集液腔连通。

4.如权利要求3所述的相变散热器，其特征在于，各所述翅片之间相互平行，所述翅片的高度方向与所述基板的第二表面垂直。

5.如权利要求3所述的相变散热器，其特征在于，所述集液器为板状结构的铝材料制成。

6.如权利要求3所述的相变散热器，其特征在于，相邻的两个所述翅片之间设有散热齿，所述散热齿沿所述翅片的高度方向焊接于所述翅片上。

7.如权利要求6所述的相变散热器，其特征在于，所述散热齿包括多个弯折段，相邻的两所述弯折段相连接。

8.如权利要求1～7任一项所述的相变散热器，其特征在于，所述基板腔包括多个不相连通的闭口通道，所述多个闭口通道相互平行。

9.根据权利要求8所述的相变散热器，其特征在于，所述基板腔还包括毛细结构层，所述毛细结构层铺设于所述闭口通道内。

10.一种变频器，其特征在于，所述变频器包括发热器件、以及如权利要求1～9任意一项所述的相变散热器，其中，所述基板的第一表面与所述发热器件连接。

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