CN217088462U - 一种相变散热元件气液循环结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种相变散热元件气液循环结构，是针对解决现有同类产品的生产成本较高，生产装配不便，散热降温效果较差的技术问题。该气液循环结构包括板体和盖板，板体的一侧平面与盖板的一侧平面连为一体，并形成板体内的气液循环腔，气液循环腔一侧板体的边沿设有注液孔；其要点是所述气液循环腔由至少一个气液循环结构单元组成，所述气液循环结构单元呈三角形，循环结构单元的管路由三段组成，管路的中间段为连通段，连通段的一侧端角处为高温区，对称另一侧的开口端处为低温区，低温区通过连通段与高温区连通；板体的气液循环结构单元呈等腰三角形的V型结构，板体的气液循环结构单元两两对称设置，气液循环结构单元的低温区与低温区连通。

Description

一种相变散热元件气液循环结构

技术领域

本实用新型涉及板式的散热装置，是一种相变散热元件气液循环结构。

背景技术

散热装置是指机械设备、金属机柜、电路板等设备部件中用来将热量快速散出，从而保证设备部件正常工作的装置，包括散热风扇、散热板、冷却塔、冷凝液管等部件装置。随着各类电子元器件向微型化、高性能趋势发展，高热流密度带来的性能下降逐渐显现，高效的相变传热元件得到广泛应用。热管、均温板和3DVC等产品现已经广泛的应用到电子散热行业中。现有一些变散热元件内设有吸液结构，但所述吸液结构主要为吸液芯层，如中国专利文献中披露的申请号202110849578.4，授权公告日2021.11.05，实用新型名称“一种超薄均热板及其制备方法”；该超薄均热板的主体盖板与底板焊接，主体盖板与底板之间形成封闭的传热容腔，传热容腔内装有相变工质，吸液芯层位于传热容腔内，吸液芯层的正面呈L形；主体盖板上设有多个凸台，凸台位于主体盖板的内表面，凸台的高度与传热容腔的厚度相适应，从而凸台对传热容腔形成支撑，吸液芯层上开有与凸台配合的避让孔，凸台穿过避让孔。但上述产品和同类热管、均温板这类装置都需要装配超薄毛细芯结构，较少采用吸液芯结构，因此工艺要求高，对应的生产成本较高，生产装配不便，不利于两相液冷技术在电子消费类产品中的应用推广。

发明内容

为克服上述不足，本实用新型的目的是向本领域提供一种相变散热元件气液循环结构，使其解决现有同类产品的生产成本较高，生产装配不便，散热降温效果较差的技术问题。其目的是通过如下技术方案实现的。

一种相变散热元件气液循环结构，该气液循环结构包括板体和盖板，板体的一侧平面与盖板的一侧平面连为一体，并形成板体内的气液循环腔，气液循环腔一侧板体的边沿设有注液孔；其结构设计要点是所述气液循环腔由至少一个气液循环结构单元组成，所述气液循环结构单元呈三角形，循环结构单元的管路由三段组成，管路的中间段为连通段，连通段的一侧端角处为高温区，对称另一侧的开口端处为低温区，低温区通过连通段与高温区连通。从而该气液循环结构由多个循环结构单元组成，工质在高温区吸热气化，高温区压力增大，驱动蒸汽向流道中运动，由于左侧循环单元结构对流体流动的减速作用，右侧循环单元结构对流体的加速作用，促使工质在通道中逆时针循环，气态工质在低温区冷凝成液态，液态工质在循环结构的作用下回到高温区，形成气液循环，从而达到将高温区热量携带至低温区的作用。

所述板体的气液循环结构单元呈等腰三角形的V型结构。上述为具体气液循环结构单元的具体结构实施例，便于形成三角形气液循环。

所述板体的气液循环结构单元两两对称设置，气液循环结构单元的低温区与低温区连通。上述为一个板体内四个一组的气液循环结构单元结构设置实施例。

所述气液循环结构单元的左右侧连通段由循环结构单元模块组成，循环结构单元模块的由两个相连的菱形单元槽组成，菱形单元槽的一侧凹槽通道内中心分别设有立柱，菱形单元槽的一侧凹槽通道相连为主流道，菱形单元槽的另一侧凹槽通道分别隔开为次流道。上述结构进一步提升了气液循环结构单元内循环结构单元模块的气液流道效果，分成主次两个通道模式。

所述菱形单元槽的锐角θ小于75°，边长L小于20mm；菱形单元槽内部的立柱对应呈菱形，立柱的边长为L/3；两个相邻菱形单元槽之间的间距W小于20mm，主流道与次流道的宽度均为L/3，菱形四个角均设有导圆角。上述为菱形单元槽具体大小尺寸。

所述板体的气液循环结构单元呈等腰三角形的V型结构内设有嵌套的气液循环结构单元。即气液循环结构单元内嵌套一组形状对应的另一气液循环结构单元。

所述板体的对称另一侧平面设有散热翅片，散热翅片的翅片板等距分布并通过一侧U形槽口连为一体。从而通过散热翅片进一步加快散热的实施例。

所述气液循环结构单元的低温区一侧连通段设有朝向高温区一侧凸起并等距分布的分支槽。从而通过分支槽对低温区的连通段处工质增加散热停留时间。

本实用新型结构设计合理，生产成本低，生产装配方便，散热效果好，内部循环流动效果好，使用寿命长；其适合作为板式的相变散热元件气液循环散热器使用，及同类产品的进一步改进。

附图说明

图1是本实用新型的实施例一爆炸结构示意图，图中A部作了框定。

图2是图1的A部放大图，图中箭头为循环结构单元模块内主流道和次流道方向。

图3是本实用新型的实施例一立体结构示意图。

图4是图3的底部结构示意图。

图5是图1的板体内部俯视结构示意图。

图6是本实用新型的实施例二中气液循环结构单元改进型结构放大示意图。

图7是图5的改进型结构示意图。

附图序号及名称：1、板体，101、低温区，102、高温区，103、菱形单元槽，1031、立柱，1032、主流道，1033、次流道，104、分支槽，2、盖板，3、散热翅片，301、翅片板。

具体实施方式

现结合附图，对本实用新型结构和使用作进一步描述。如图1-图5所示实施例一，该气液循环结构包括板体1和盖板2，板体的一侧平面与盖板的一侧平面连为一体，并形成板体内的气液循环腔，气液循环腔一侧板体的边沿设有注液孔。气液循环腔由至少一个气液循环结构单元组成，所述气液循环结构单元呈三角形，循环结构单元的管路由三段组成，管路的中间段为连通段，连通段的一侧端角处为高温区102，对称另一侧的开口端处为低温区101，低温区通过连通段与高温区连通。板体的气液循环结构单元呈等腰三角形的V型结构，板体的气液循环结构单元两两对称设置，气液循环结构单元的低温区与低温区连通；气液循环结构单元的左右侧连通段由循环结构单元模块组成，循环结构单元模块的由两个相连的菱形单元槽103组成，菱形单元槽的一侧凹槽通道内中心分别设有立柱1031，菱形单元槽的一侧凹槽通道相连为主流道1032，菱形单元槽的另一侧凹槽通道分别隔开为次流道1033。菱形单元槽的锐角θ小于75°，边长L小于20mm；菱形单元槽内部的立柱对应呈菱形，立柱的边长为L/3；两个相邻菱形单元槽之间的间距W小于20mm，主流道与次流道的宽度均为L/3，菱形四个角均设有导圆角。板体的对称另一侧平面设有散热翅片3，散热翅片的翅片板301等距分布并通过一侧U形槽口连为一体。

该气液循环结构主要利用气液循环结构单元对流入其中的流体加速或减速作用；若流体从上方流入下方流出，二次流绕过立柱后，其流动方向与主流道的流动方向相同，对主流道的流动起到加速作用；若流体从下方流入上方流出，二次流绕过立柱后，其流动方向与主流道相反，对主流道的流动起到抑制作用。

上述循环结构单元的管路由三段组成：管路的中间段为连通段，连通段的一侧端角处为高温区；左右侧的连通段由循环结构单元模块组成，其另一侧的开口端处低温区通过连通段与高温区连通，沿着主流道的流动方向按照加速或者加速作用排列；循环结构回路中循环单元个数不少于四个，其排列方式为单一V型或嵌套V型，上述嵌套V型结构如图7所示。

上述循环结构单元模块的由两个相连的菱形单元槽组成，其中菱形单元槽的锐角θ小于75°，边长L小于20mm；菱形单元槽内部的立柱对应呈菱形，立柱的边长为L/3；内部的立柱位于菱形单元槽的中心位置；两个相邻菱形单元槽之间的间距W小于20mm，主流道与次流道的宽度均为L/3，菱形四个角均设有导圆角。

如图6所示实施例二，上述循环结构单元中端的低温区一侧连通段，不必为直管的连通段，增加分支槽104，增强冷凝作用；上述分支槽或斜向设置。

综上所述，该气液循环结构的吸液芯结构在热管、均热板、平板热管等一类相变传热装置中，对传热性能起至关重要的作用，吸液芯主要为冷凝液体提供回流通道，促进气液循环过程。同时，该气液循环结构不采用相变类热管常用的毛细芯，通过该气液循环结构的流入端加速作用和流出段减速作用，促使液体或气体工质在均温版的高温区与低温区进行循环流动，从而起到将高温区热量携带到冷端的作用。

Claims (8)

1.一种相变散热元件气液循环结构，该气液循环结构包括板体（1）和盖板（2），板体的一侧平面与盖板的一侧平面连为一体，并形成板体内的气液循环腔，气液循环腔一侧板体的边沿设有注液孔；其特征在于所述气液循环腔由至少一个气液循环结构单元组成，所述气液循环结构单元呈三角形，循环结构单元的管路由三段组成，管路的中间段为连通段，连通段的一侧端角处为高温区（102），对称另一侧的开口端处为低温区（101），低温区通过连通段与高温区连通。

2.根据权利要求1所述的相变散热元件气液循环结构，其特征在于所述板体（1）的气液循环结构单元呈等腰三角形的V型结构。

3.根据权利要求2所述的相变散热元件气液循环结构，其特征在于所述板体（1）的气液循环结构单元两两对称设置，气液循环结构单元的低温区（101）与低温区连通。

4.根据权利要求2所述的相变散热元件气液循环结构，其特征在于所述气液循环结构单元的左右侧连通段由循环结构单元模块组成，循环结构单元模块的由两个相连的菱形单元槽（103）组成，菱形单元槽的一侧凹槽通道内中心分别设有立柱（1031），菱形单元槽的一侧凹槽通道相连为主流道（1032），菱形单元槽的另一侧凹槽通道分别隔开为次流道（1033）。

5.根据权利要求4所述的相变散热元件气液循环结构，其特征在于所述菱形单元槽（103）的锐角θ小于75°，边长L小于20mm；菱形单元槽内部的立柱（1031）对应呈菱形，立柱的边长为L/3；两个相邻菱形单元槽之间的间距W小于20mm，主流道（1032）与次流道（1033）的宽度均为L/3，菱形四个角均设有导圆角。

6.根据权利要求2所述的相变散热元件气液循环结构，其特征在于所述板体（1）的气液循环结构单元呈等腰三角形的V型结构内设有嵌套的气液循环结构单元。

7.根据权利要求1所述的相变散热元件气液循环结构，其特征在于所述板体（1）的对称另一侧平面设有散热翅片（3），散热翅片的翅片板（301）等距分布并通过一侧U形槽口连为一体。

8.根据权利要求1所述的相变散热元件气液循环结构，其特征在于所述气液循环结构单元的低温区（101）一侧连通段设有朝向高温区（102）一侧凸起并等距分布的分支槽（104）。

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