CN217363632U - 散热设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种散热设备，散热设备包括蒸发器、第一管道、冷凝器和第二管道。蒸发器包括外壳和多个隔板，外壳设有腔室以及均与腔室连通的出气口和进液口；多个隔板均设于腔室内，以将腔室分隔形成多个子通道，每个子通道的两端分别与出气口和进液口连通；出气口通过第一管道与冷凝器的进气口连通，冷凝器的出液口通过第二管道与进液口连通。外壳用于传导热源产生的热量。能够适用于芯片或开关电源等电子元器件，散热效率高，能耗低，能够为热源提供良好且稳定的工作环境。

Description

散热设备

技术领域

本实用新型涉及散热技术领域，具体而言，涉及一种散热设备。

背景技术

对于目前大多数应用场景，很大比例的热源是以面热源的形式存在，例如芯片、开关电源和方形动力电池等。随着信息化设备的集成化程度越来越高，高热流密度的面热源的散热问题成为结构设计和热设计研究的重点。对于芯片和开关电源等电子元器件而言，温度超过70℃时，温度每升高10℃，系统的可靠性降低50％。芯片散热器性能的优劣直接关系到计算系统能否正常工作及工作效率的问题。对于动力电池而言，温度是影响电池性能的关键因素，电池充放电过程中温度过高可能造成电池腐蚀、分解甚至爆炸。现有的散热方式多采用风冷，也即使用风扇对面热源表面进行强迫对流换热，但是风扇散热的方式存在效率低、噪音大、受空间制约等问题。另一种芯片散热方式为液体冷却，包括微通道液体冷却、液体喷雾冷却、液体冲击冷却等方式，具有散热效果优异，使用方便等优点，被广为关注。

经发明人研究发现，现有的热源散热设备存在如下缺点：

散热效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种散热设备，其能够提高散热效率，并且散热效果好。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型提供一种散热设备，包括：

蒸发器、第一管道、冷凝器和第二管道；所述蒸发器包括外壳和多个隔板，所述外壳设有腔室以及均与所述腔室连通的出气口和进液口；所述多个隔板均设于所述腔室内，以将所述腔室分隔形成多个子通道，每个所述子通道的两端分别与所述出气口和所述进液口连通；所述出气口通过所述第一管道与所述冷凝器的进气口连通，所述冷凝器的出液口通过所述第二管道与所述进液口连通；

所述外壳用于传导热源产生的热量。

在可选的实施方式中，所述多个隔板并排设置，所述多个隔板与所述外壳共同限定出第一汇集通道和第二汇集通道，所述多个子通道的一端均通过所述第一汇集通道与所述出气口连通；所述多个子通道的另一端均通过所述第二汇集通道与所述进液口连通。

在可选的实施方式中，所述外壳具有用于定位热源的定位部，所述定位部上设置有导热硅脂层，所述导热硅脂层用于与热源贴合。

在可选的实施方式中，所述外壳上还设有与所述腔室连通的工质充注口。

在可选的实施方式中，所述第一管道和所述第二管道上均设置有单向阀。

在可选的实施方式中，所述冷凝器包括第一集流管、第二集流管和多根扁管，所述多根扁管均设于所述第一集流管和所述第二集流管之间，每根所述扁管的两端均分别与所述第一集流管和所述第二集流管连通；所述第一集流管的一端封闭，另一端连通所述第一管道；所述第二集流管的一端封闭，另一端连通所述第二管道。

在可选的实施方式中，所述扁管设置有微通道，所述微通道的两端分别与所述第一集流管和所述第二集流管连通。

在可选的实施方式中，所述冷凝器还包括翅片，所述翅片设于相邻所述扁管之间。

在可选的实施方式中，所述冷凝器还包括风机和支架，所述第一集流管和所述第二集流管均与所述支架连接，所述风机与所述支架连接。

在可选的实施方式中，所述支架设有通风孔。

本实用新型实施例的有益效果是：

综上所述，本实施例提供的散热设备，使用时，散热设备为立式设置，蒸发器位于冷凝器的下方。热源与蒸发器的外壳贴合。当热源产生热量时，热量直接传导至蒸发器，并且加热位于蒸发器腔室内的工质，工质被加热后蒸发为气体，且气体携带热源的热量往上流动，并从出气口排入到第一管道中，从而从第一管道进入冷凝器内。在冷凝器内气体放热冷凝，变为液态工质，液态工质在重力作用下在多个子通道中流动，并从出液口进入第二管道，然后经过第二管道从进液口进入蒸发器中，再次进行吸热蒸发，如此，工质在蒸发器和冷凝器中循环流动，将热源的热量带走，降低热源的温度。由于热源与蒸发器的外壳贴合，工质蒸发吸热，能够带走较多的热量，从而提高散热效率，增强散热效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例的散热设备的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的散热设备的侧向结构示意图；

图3为本实用新型实施例的蒸发器的结构示意图；

图4为本实用新型实施例的冷凝器的结构示意图；

图5为本实用新型实施例的扁管的结构示意图。

图标:

100-蒸发器；110-外壳；111-出气口；112-进液口；120-隔板；130-子通道；140-第一汇集通道；150-第二汇集通道；200-第一管道；300-冷凝器；310-第一集流管；320-第二集流管；330-扁管；340-翅片；350-支架；400-第二管道；500-工质充注管。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

目前，对于热源进行散热的方式主要有两种，一种为风冷散热，另一种为水冷散热，散热效率低，且能耗大。

鉴于此，设计者设计了一种散热设备，能够适用于芯片或开关电源等电子元器件，散热效率高，能耗低，能够为热源提供良好且稳定的工作环境。

请参阅图1-图5，本实施例中，散热设备包括蒸发器100、第一管道200、冷凝器300和第二管道400。蒸发器100包括外壳110和多个隔板120，外壳110设有腔室以及均与腔室连通的出气口111和进液口112；多个隔板120均设于腔室内，以将腔室分隔形成多个子通道130，每个子通道130的两端分别与出气口111和进液口112连通；出气口111通过第一管道200与冷凝器300的进气口连通，冷凝器300的出液口通过第二管道400与进液口112连通。外壳110用于传导热源产生的热量。

本实施例提供的散热设备，使用时，散热设备为立式设置，蒸发器100位于冷凝器300的下方。热源与蒸发器100的外壳110贴合。当热源产生热量时，热量直接传导至蒸发器100，并且加热位于蒸发器100腔室内的工质，工质被加热后蒸发为气体，且气体携带热源的热量往上流动，并从出气口111排入到第一管道200中，从而从第一管道200进入冷凝器300内。在冷凝器300内气体放热冷凝，变为液态工质，液态工质在重力作用下在多个扁管330中流动，并从出液口进入第二管道400，然后经过第二管道400从进液口112进入蒸发器100中，再次进行吸热蒸发，如此，工质在蒸发器100和冷凝器300中循环流动，将热源的热量带走，降低热源的温度。由于热源与蒸发器100的外壳110贴合，工质蒸发吸热，能够带走较多的热量，从而提高散热效率，增强散热效果。

本实施例中，可选的，外壳110设置为矩形壳，外壳110的尺寸按需设置，例如本实施例中，外壳110的尺寸为52mm*3mm*22mm，其中，外壳110的长度为52mm，宽度为22mm，高度为3mm。此外，外壳110还可以设置为金属壳，结构强度高，使用寿命长，且导热效果好。同时，外壳110的壁厚可以设置为4mm。外壳110的厚度方向上的一个外侧面设置为定位部，定位部上设置有导热硅脂层，热源固定与外壳110上且与导热硅脂层贴合，如此，热源的热量便于通过蒸发器100传导至位于蒸发器100中的工质处，从而加热工质。

隔板120设置为金属板，隔板120为矩形板，隔板120的长度方向上相对的两侧分别与外壳110的宽度方向上的两侧具有间距，隔板120的宽度方向上相对的两侧分别与外壳110的厚度方向上的两侧密封连接。多个隔板120在其厚度方向上并排间隔设置。为便于描述，隔板120在其长度方向上的两侧分别为第一侧和第二侧，第一侧与外壳110之间限定出第一汇集通道140，第二侧与外壳110之间限定出第二汇集通道150。多个子通道130均与第一汇集通道140连通，也即多个子通道130均通过第一汇集通道140与出气口111连通；多个子通道130均与第二汇集通道150连通，也即多个子通道130均通过第二汇集通道150与进液口112连通。并且，出气口111和进液口112在外壳110的宽度方向上间隔排布。

进一步的，外壳110上设置有工质充注口，工质充注口处设有工质充注管500，工质充注口与第二汇集通道150连通，并且工质充注口与进液口112在外壳110的长度方向上间隔排布。

需要说明的是，蒸发器100在使用状态时，蒸发器100的宽度方向为竖向，出气口111位于进液口112的上方。

本实施例中，可选的，冷凝器300包括第一集流管310、第二集流管320、多根扁管330、多个翅片340、风机(图未示)和支架350。第一集流管310和第二集流管320平行间隔设置且均与支架350连接。多根扁管330平行间隔排布且位于第一集流管310和第二集流管320之间，每根扁管330的两端分别与第一集流管310和第二集流管320连通，多根扁管330在第一集流管310或第二集流管320的延伸方向上均匀间隔排布，相邻扁管330之间设有至少一个翅片340。第一集流管310的一端为敞口另一端封闭，敞口端为进气口，第一集流管310的进气口与出气口111通过第一管道200连通；第二集流管320的一端敞口另一端封闭，第二集流管320的敞口端为出液口，出液口通过第二管道400与进液口112连通。实际使用时，第一集流管310位于第二集流管320的上方，且扁管330的长度方向为竖向。风机与支架350连接。

需要说明的是，扁管330设置有多个并排设置的微通道，每个微通道的两端分别与第一集流管310和第二集流管320连通。应当理解，微通道的尺寸以及数量按需设置即可，本实施例中不进行具体限定。同时，扁管330的尺寸可以设置为30mm*2mm*134mm，相邻扁管330的间距为10mm。

需要说明的是，第一集流管310和第二集流管320的尺寸可以设置为相同，例如，二者的尺寸均为30mm*289mm*8mm。此外，翅片340的厚度为0.2mm，翅片340的高度为10mm，翅片340的波距为3mm。

此外，支架350为金属架，第一管道200、第二管道400和外壳110采用焊接固定，连接结构简单可靠。应当理解，整个散热设备的金属部分均可以采用铝材制成。

在其他实施例中，第一管道200和第二管道400内均可以设置单向阀，能够保证工质在设定方向上流动。

本实施例提供的散热设备，可以先通过工质充注口将适量的工质充注于外壳110的腔室中。然后，将热源与外壳110上的导热硅脂层贴合。处于散热状态时，蒸发器100位于冷凝器300下方，蒸发器100内的工质在热源的加热下吸热蒸发，液态工质变化为气态工质，根据蒸汽动力驱动的原理可以知道，气态工质逐步上升并能从第一管道200进入第一集流管310中，在第一集流管310中流向多根扁管330，在扁管330中流动时，利用风机带动空气在扁管330之间流动，且通过翅片340增强空气与扁管330换热，气态工质放热变化为液态工质，液态工质在重力作用下流向第二集流管320，并且从第二管道400流向蒸发器100，如此，工质在密闭的循环通道中流动，实现热源的散热。

本实施例提供的散热设备具有至少如下优点：

1.本实施例通过蒸发器100、冷凝器300和连接管道组成密闭腔体，利用工质充注管500在密闭腔体内充注工质，蒸发器100内工质迅速吸收热源传导的大量热量相变成气态工质，高温气态工质由蒸发上升管道至冷凝器300，通过风机强制对流，工质在冷凝器300释放热量凝结成低温液态工质，依靠重力作用，经由冷凝回流管道返回蒸发器100，继续循环。

2.本实施例利用使用一体式钎焊工艺，加工简易、结构紧凑、立式结构便于布置，可以随热源结构灵活调整蒸发器100面积。

3.本实施例的蒸发器100内部利用隔板120导流，精细的流道设计大大增强了蒸发器100的换热能力，能迅速传导并带走面热源的热量。

4.本实施例的冷凝器300利用微通道式的扁管330和翅片340强化工质换热，精细流道设计使冷凝器300温度分布较为均匀，通过与环境风换热迅速带走工质中携带的热量。

5.本实施例工质相变循环，换热量大，换热效率高，可以迅速带走热源的热量，同时保证面热源温度分布均匀。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，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更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、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)

1.一种散热设备，其特征在于，包括：

蒸发器(100)、第一管道(200)、冷凝器(300)和第二管道(400)；所述蒸发器(100)包括外壳(110)和多个隔板(120)，所述外壳(110)设有腔室以及均与所述腔室连通的出气口(111)和进液口(112)；所述多个隔板(120)均设于所述腔室内，以将所述腔室分隔形成多个子通道(130)，每个所述子通道(130)的两端分别与所述出气口(111)和所述进液口(112)连通；所述出气口(111)通过所述第一管道(200)与所述冷凝器(300)的进气口连通，所述冷凝器(300)的出液口通过所述第二管道(400)与所述进液口(112)连通；

所述外壳(110)用于传导热源产生的热量。

2.根据权利要求1所述的散热设备，其特征在于：

所述多个隔板(120)并排设置，所述多个隔板(120)与所述外壳(110)共同限定出第一汇集通道(140)和第二汇集通道(150)，所述多个子通道(130)的一端均通过所述第一汇集通道(140)与所述出气口(111)连通；所述多个子通道(130)的另一端均通过所述第二汇集通道(150)与所述进液口(112)连通。

3.根据权利要求1所述的散热设备，其特征在于：

所述外壳(110)具有用于定位热源的定位部，所述定位部上设置有导热硅脂层，所述导热硅脂层用于与热源贴合。

4.根据权利要求1所述的散热设备，其特征在于：

所述外壳(110)上还设有与所述腔室连通的工质充注口。

5.根据权利要求1所述的散热设备，其特征在于：

所述第一管道(200)和所述第二管道(400)上均设置有单向阀。

6.根据权利要求1所述的散热设备，其特征在于：

所述冷凝器(300)包括第一集流管(310)、第二集流管(320)和多根扁管(330)，所述多根扁管(330)均设于所述第一集流管(310)和所述第二集流管(320)之间，每根所述扁管(330)的两端均分别与所述第一集流管(310)和所述第二集流管(320)连通；所述第一集流管(310)的一端封闭，另一端连通所述第一管道(200)；所述第二集流管(320)的一端封闭，另一端连通所述第二管道(400)。

7.根据权利要求6所述的散热设备，其特征在于：

所述扁管(330)设置有微通道，所述微通道的两端分别与所述第一集流管(310)和所述第二集流管(320)连通。

8.根据权利要求6所述的散热设备，其特征在于：

所述冷凝器(300)还包括翅片(340)，所述翅片(340)设于相邻所述扁管(330)之间。

9.根据权利要求6所述的散热设备，其特征在于：

所述冷凝器(300)还包括风机和支架(350)，所述第一集流管(310)和所述第二集流管(320)均与所述支架(350)连接，所述风机与所述支架(350)连接。

10.根据权利要求9所述的散热设备，其特征在于：

所述支架(350)设有通风孔。

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