CN219248466U - 平行流式热虹吸散热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种平行流式热虹吸散热器，包括具有腔体的蒸发基底、平行流式冷凝器，腔体内充注有相变工质；平行流式冷凝器包括多个冷凝单元，每个冷凝单元包括散热翅片组、分别设置于散热翅片组两侧的第一集流壳和第二集流壳，第一集流壳内设有第一腔室，第二集流壳内设有第二腔室，散热翅片组包括散热翅片和设置于相邻散热翅片之间的散热管道，若干个散热管道连通第一腔室和第二腔室；蒸发基底上开设有分别与腔体连通的出气管道和回液管道，出气管道与第一腔室连通，回液管道与第二腔室连通；本实用新型冷凝器采用平行流结构，在有限空间下大幅增加了散热面积，平行流的并联结构也减少工质内部循环阻力，促进内部相变工质循环，提高散热效率。

Description

平行流式热虹吸散热器

技术领域

本实用新型涉及散热技术领域，尤其涉及平行流式热虹吸散热器。

背景技术

随着通信设备、智能设备、大数据、新能源等领域的飞速发展，总散热量需求量急剧增加。

在现有散热技术中，传统散热器存在以下问题：多采用多根热管，热源至散热件之间存在较大的扩散热阻；散热器内部腔体工质容量更小；散热面积小，影响散热效率。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种平行流式热虹吸散热器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种平行流式热虹吸散热器，包括具有腔体的蒸发基底、与所述蒸发基底垂直设置的平行流式冷凝器，所述腔体内充注有相变工质；

所述平行流式冷凝器包括多个冷凝单元，每个所述冷凝单元包括散热翅片组、分别设置于所述散热翅片组两侧的第一集流壳和第二集流壳，所述第一集流壳内设有第一腔室，所述第二集流壳内设有第二腔室，所述散热翅片组包括散热翅片和设置于相邻两个散热翅片之间的散热管道，若干个所述散热管道连通所述第一腔室和第二腔室；

所述蒸发基底上开设有分别与所述腔体连通的出气管道和回液管道，所述出气管道与所述第一腔室连通，所述回液管道与所述第二腔室连通。

进一步地，优选所述散热器包括横流风机，所述横流风机设置于所述平行流式冷凝器的下方。

进一步地，优选所述横流风机包括壳体、设置于壳体内的风机，在所述壳体的不同侧分别设置有进风口和出风口，且所述进风口朝向所述冷凝单元设置。

进一步地，优选所述蒸发基底与所述平行流式冷凝器垂直设置，所述散热器包括连接管，所述连接管将所述第一腔室和所述回液管道连通。

进一步地，优选所述连接管与所述平行流式冷凝器和所述蒸发基底界定出安装空间，所述安装空间内安装有横流风机。

进一步地，优选所述第一集流壳上开设有第一进气口和第一出气口，所述第一进气口与所述出气管道密封焊接连接，所述第一出气口与所述散热管道密封焊接连接；所述第二集流壳上开设有第二进液口和第二出液口，所述第二进液口与所述散热管道密封焊接连接口，所述第二出液口与所述回液管道连通。

进一步地，优选所述蒸发基底包括具有槽体的底壳和与所述底壳匹配的盖板，所述底壳与所述盖板围合后形成所述腔体。

进一步地，优选所述腔体内设置有支撑柱，所述支撑柱抵持所述底壳与所述盖板。

进一步地，优选所述蒸发基底的腔体内设置有扰流翅片组。

进一步地，优选所述蒸发基底与所述平行流式冷凝器为分体结构，两者之间可拆卸连接。

实施本实用新型具有以下有益效果：本实用新型的平行流式热虹吸散热器，由蒸发基底与平行流式冷凝器组成，蒸发基底内部腔体充注相变工质，相变工质在蒸发基底外壁面热源加热下沸腾蒸发后通过管路流动至冷凝器，在冷凝器内迅速扩散并凝结放热将热量扩散至散热翅片组，形成液态工质，液态工质通过换热后回流至蒸发基底的腔体内，过程中相变换热的高换热系数降低了热源至散热翅片组的扩散热阻，且冷凝器内部腔体工质容量更大，整体传热极限大于传统的多根热管组合散热器。本实用新型的冷凝器采用平行流结构，在有限空间下大幅增加了散热面积，平行流的并联结构也减少工质内部循环阻力，促进内部相变工质循环，提高散热效率。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型平行流式热虹吸散热器的一些实施例的结构示意图；

图2是图1另一视角的结构示意图；

图3是本实用新型的冷凝单元的一些实施例的结构爆炸示意图；

图4是本实用新型的冷凝单元的一些实施例的结构示意图；

图5是本实用新型的蒸发基底的一些实施例的结构示意图；

图6是图5的结构爆炸示意图；

图7是本实用新型的横流风机和蒸发基底的结构示意图；

图8是本实用新型的横流风机的一些实施例的结构爆炸示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。以下描述中，需要理解的是，“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”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、以特定的方位构造和操作，仅是为了便于描述本技术方案，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。当一个元件被称为在另一元件“上”或“下”时，该元件能够“直接地”或“间接地”位于另一元件之上，或者也可能存在一个或更多个居间元件。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅是为了便于描述本技术方案，而不能理解为指示或暗示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”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。

如图1-图2所示，在本实用新型的一些实施例中，一种平行流式热虹吸散热器，包括具有腔体的蒸发基底1、与蒸发基底1垂直设置且相互连通的平行流式冷凝器2，腔体内充注有相变工质。蒸发基底1外表面紧贴热源5，相变工质受热会蒸发为气态，将热量运输至平行流式冷凝器2中进而扩散散热，气态相变工质经过平行流式冷凝器2换热后会冷凝成液态，利用相变换热降低散热器内部扩散热阻。蒸发基底1采用铝合金、铜合金等高导热金属，内设腔体，可为钎焊、摩擦焊等工艺加工形成。平行流式冷凝器2与蒸发基底1同材质，具有高导热性，提高散热效率。

进一步地，如图1所示，平行流式冷凝器2包括多个冷凝单元20，每个冷凝单元20包括散热翅片组21、分别设置于散热翅片组21两侧的第一集流壳22和第二集流壳23，第一集流壳22内设有第一腔室，第二集流壳23内设有第二腔室。第一集流壳22焊接固定件以便平行流冷凝器安装于蒸发基底1上，第二集流壳23预留充注接头，充注接头于第二腔室连通。

进一步地，冷凝单元20设置的数量根据蒸发基底1的尺寸设置，在此不做具体限制。如图3-图4所示，散热翅片组21包括散热翅片211和设置于相邻两个散热翅片211之间的散热管道212，各散热翅片211之间形成并联结构，各散热管道212之间形成并联结构，并联结构也减少工质内部循环阻力，促进内部相变工质循环，提高散热效率。优选散热管道212为与散热翅片211同高度或高度略低于所散热翅片211的口琴管，使得散热管道212与散热翅片211充分接触，强化散热面积，散热管道212与散热翅片211可焊接连接。第一腔室和第二腔室内充注有相变工质，若干个散热管道212连通第一腔室和第二腔室，散热管道212的并联结构也减少相变工质内部循环阻力，促进内部相变工质循环。蒸发基底1上开设有分别与腔体连通的出气管道11和回液管道12，出气管道11与第一腔室连通，回液管道12与第二腔室连通；蒸发基底1内的相变工质受热会蒸发为气态，由进气管进入第一腔室，并经散热管道212将热量运输至散热翅片211中进而扩散散热，气态相变工质经过散热翅片211换热后会冷凝成液态，流至第二腔室，并经第二腔室流至回液管道12，形成相变工质的循环，达到高效散热的效果。平行流式冷凝器2内部通过散热管道212并联，降低相变工质的扩散阻力，提高相变工质的循环效率，提高散热效率。

本实用新型的平行流式热虹吸散热器，由蒸发基底1与平行流式冷凝器2组成，蒸发基底1内部腔体充注相变工质，相变工质在蒸发基底1外壁面热源5加热下沸腾蒸发后通过管路流动至平行流式冷凝器，在冷凝器内迅速扩散并凝结放热将热量扩散至散热翅片组，形成液态工质，液态工质通过换热后回流至蒸发基底1腔体，过程中相变换热的高换热系数降低了热源5至散热翅片组的扩散热阻，且冷凝器内部腔体工质容量更大，整体传热极限大于传统的多根热管组合散热器。本实用新型的冷凝器采用平行流结构，在有限空间下大幅增加了散热面积，平行流的并联结构也减少工质内部循环阻力，促进内部相变工质循环，提高散热效率。

本实用新型的冷凝器采用平行流结构，在有限空间下大幅增加了散热面积，平行流的散热管道212的并联结构也减少工质内部循环阻力，促进内部相变工质循环。

在一具体实施例中，散热管道212为口琴管，口琴管制冷快效果好，口琴管搭配的散热翅片211可采用扣合翅片，亦可采用折叠翅片，口琴管可与散热翅片211一体焊接，使得高温相变工质与散热翅片211进行充分的热交换，提高散热效率。

在一具体实施例中，如图1-图2、图7-图8所示，散热器包括横流风机323，横流风机323设置于平行流式冷凝器2的下方。横流风机323包括壳体31、设置于壳体31内的风机32，在壳体31的不同侧分别设置有进风口311和出风口312，采用抽风设计，且进风口311朝向冷凝单元20设置，出风口312朝外部，横流风机323的设置将平行流式冷凝器2上高温气流由进风口311抽入横流风机323内，并经出风口312排出，散热管道212内的相变工质变为液态相变工质，并通过管路回流至蒸发基底1的腔体，过程中相变换热的高换热系数降低了热源5至散热翅片211的扩散热阻，横流风机323的设置加快散热，提高散热速率。相比现有技术中装配多个轴流风扇并联吹风，本实用新型的横流风机323的设置减少了风扇数量，提高了整体可靠性，且横流风机323在提供相同流量时转速更低噪音更低，提高可靠性，有效利用了平行流式冷凝器2的下方的空间，使其整体结构紧凑，空间利用率高。

在一具体实施例中，蒸发基底1与平行流式冷凝器2垂直设置，出气管道11设置于蒸发基底1的上部，回液管道12设置于蒸发基底1的下部；散热器包括连接管4，连接管4将第二腔室和回液管道12连通。

进一步地，连接管4为L型结构，一端连通第二腔室，另一端连通回液管道12，连接管4与平行流式冷凝器2和蒸发基底1界定出安装空间，安装空间内安装有横流风机323，有效利用了平行流式冷凝器2的下方的空间，使其整体结构紧凑，空间利用率高。

在一具体实施例中，如图3所示，第一集流壳22上开设有第一进气口221和第一出气口222，第一进气口221和第一出气口222分别设置于第一集流壳22的不同侧面，出气管道11为弯折管，第一进气口221与出气管道11密封焊接连接，散热管道212通过第一出气口222，第一出气口222与散热管道212密封焊接连接。第二集流壳23上开设有第二进液口231和第二出液口232，第二进液口231和第二出液口232分别设置于第二集流壳23的不同侧面，第二进液口231与散热管道212密封焊接连接，第二出液口232与回液管道12连通；第二集流壳23上开设有注液接口6，注液接口6用于给平行流式热虹吸散热器注入相变工质。

在一具体实施例中，如图5-图6所示，蒸发基底1包括具有槽体的底壳13和与底壳13匹配的盖板14，底壳13与盖板14围合后形成腔体。蒸发基底1包括具有凹槽的底壳13和与底壳13匹配的盖板14，底壳13与盖板14围合后在凹槽处形成腔体，底壳13与盖板14为固定连接或可拆卸连接，使得腔体内密闭不泄露即可，在盖板14上预留出气口和回液口，出气口上安装出气管道11，回液口上安装回液管道12。

在一具体实施例中，如图6所示，蒸发基底1的腔体内设置有支撑柱15，支撑柱15抵持底壳13与盖板14。支撑柱15的设置可以增强整个蒸发基底1的结构强度。至少部分支撑柱15端部设置有台阶151，盖板14对应台阶开设有与台阶151相适配的安装孔141，台阶151通过安装孔141与盖板14焊接连接，在支撑柱15端部设置台阶151并进行焊接可以减少相变工质泄露的风险。

在一具体的实施例中，如图6所示，蒸发基底1的腔体内设置有扰流翅片组16，扰流翅片组16由平行排布的散热翅片组成，扰流翅片组16对应热源5集中区域设置，一方面扰流翅片组16的设置可以增强蒸发基底1的结构强度，另一方面扰流翅片组16的设置可以增强沸腾换热，防止相变工质受热产生的气泡过大。

在一具体的实施例中，蒸发基底1与平行流式冷凝器2为分体结构，两者之间可拆卸连接。可以理解的，蒸发基底1与平行流式冷凝器2实行模块化，蒸发基底1与平行流式冷凝器2独立焊接成形后组装，两者之间可通过固定件固定连接，并预留出气管道11和回液管道12的安装口，进而与平行流式冷凝器2焊接连通，模块化制作降低大规格热虹吸散热器工艺难度，使得加工过程中更易通过工装或矫正整形等措施，能有效管控蒸发基底1的平面度，提高产品良率。

在一具体实施例中，蒸发基底1由底壳13和盖板14组合成型，材料采用铝合金，其中底壳13与盖板14用铝合金原料机加工成形，扰流翅片组16为扣合翅片经机加工成形，扰流翅片组16设置于蒸发基底1的腔体内。出气管道11和回液管道12均为铝管，将零件合装压紧后进行钎焊，焊后根据形变量进行矫正与蒸发基底1热源5面整形。平行流式冷凝器2材料采用铝合金，第一集流壳22和第二集流壳23采用型材机加工成形，散热翅片组21两侧设置有侧板24，侧板24为铝板，侧板24将第一集流壳22和第二集流壳23进行封口，以使得第一腔室和第二腔室密封，防止相变工质漏液，金属翅片为折叠翅片，散热管道212为口琴管，口琴管为型材，连接管4为铝管，将零件合装压紧后进行钎焊。平行流式冷凝器2与蒸发基底1通过螺钉紧固，将出气管道11与第一腔室进行焊接连通以及将第二腔室通过连接管4与回液管道12焊接连通，通过第二集流壳23上的注液接口充注相变工质后封装。散热器下方空间装配横流风机支架，横流风机支架上安装横流风机323。

在一具体实施例中，蒸发基底1由底壳13和盖板14盖合成型，材料采用铜合金，其中底壳13与盖板14用铜合金原料机加工成形，扰流翅片为扣合翅片经机加工成形，扰流翅片组16设置于蒸发基底1的腔体内。出气管道11和回液管道12均为铜管，将零件合装压紧后进行钎焊，焊后根据形变量进行矫正与蒸发基底1热源5面整形。平行流式冷凝器2材料采用铜合金，第一集流壳22和第二集流壳23采用型材机加工成形，散热翅片组21两侧设置有侧板24，侧板24为铜板，金属翅片为折叠翅片，散热管道212为口琴管，口琴管为型材，连接管4为铜管，将零件合装压紧后进行钎焊；平行流式冷凝器2与蒸发基底1通过螺钉紧固，将出气管道11与第一腔室进行焊接连通以及将第二腔室通过连接管4与回液管道12焊接连通，通过第二集流壳23上的注液接口充注相变工质后封装。散热器下方空间装配横流风机支架，横流风机支架上安装横流风机323。

在另一具体实施例中，蒸发基底1由底壳13和盖板14盖合成型，材料采用采用铝合金，其中底壳13与盖板14用铝合金原料机加工成形，扰流翅片为扣合翅片经机加工成形，扰流翅片组16设置于蒸发基底1的腔体内。出气管道11和回液管道12均为铝管，将零件合装压紧后进行钎焊，焊后根据形变量进行矫正与蒸发基底1热源5面整形。平行流式冷凝器2材料采用铝合金，第一集流壳22和第二集流壳23采用型材机加工成形，散热翅片组21两侧设置有侧板24，侧板24为铝板，金属翅片为折叠翅片，散热管道212为口琴管，口琴管为型材，连接管4为铝管，将零件合装压紧后进行钎焊；平行流式冷凝器2与蒸发基底1通过螺钉紧固，将出气管道11与第一腔室进行焊接连通以及将第二腔室通过连接管4与回液管道12焊接连通，通过第二集流壳23上的注液接口充注相变工质后封装。散热器下方空间装配横流风机支架，横流风机支架上安装横流风机323。

可以理解的，以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种平行流式热虹吸散热器，其特征在于，包括具有腔体的蒸发基底(1)、与所述蒸发基底(1)垂直设置的平行流式冷凝器(2)，所述腔体内充注有相变工质；

所述平行流式冷凝器(2)包括多个冷凝单元(20)，每个所述冷凝单元(20)包括散热翅片组(21)、分别设置于所述散热翅片组(21)两侧的第一集流壳(22)和第二集流壳(23)，所述第一集流壳(22)内设有第一腔室，所述第二集流壳(23)内设有第二腔室，所述散热翅片组(21)包括散热翅片(211)和设置于相邻两个散热翅片(211)之间的散热管道(212)，若干个所述散热管道(212)连通所述第一腔室和第二腔室；

所述蒸发基底(1)上开设有分别与所述腔体连通的出气管道(11)和回液管道(12)，所述出气管道(11)与所述第一腔室连通，所述回液管道(12)与所述第二腔室连通。

2.根据权利要求1所述的平行流式热虹吸散热器，其特征在于，所述散热器包括横流风机(3)，所述横流风机(3)设置于所述平行流式冷凝器(2)的下方。

3.根据权利要求2所述的平行流式热虹吸散热器，其特征在于，所述横流风机(3)包括壳体(31)、设置于壳体(31)内的风机(32)，在所述壳体(31)的不同侧分别设置有进风口(311)和出风口(312)，且所述进风口(311)朝向所述冷凝单元(20)设置。

4.根据权利要求1所述的平行流式热虹吸散热器，其特征在于，所述散热器包括连接管(4)，所述连接管(4)将所述第二腔室和所述回液管道(12)连通。

5.根据权利要求4所述的平行流式热虹吸散热器，其特征在于，所述连接管(4)与所述平行流式冷凝器(2)和所述蒸发基底(1)界定出安装空间，所述安装空间内安装有横流风机(3)。

6.根据权利要求1所述的平行流式热虹吸散热器，其特征在于，所述第一集流壳(22)上开设有第一进气口(221)和第一出气口(222)，所述第一进气口(221)与所述出气管道(11)密封焊接连接，所述第一出气口(222)与所述散热管道(212)密封焊接连接；所述第二集流壳(23)上开设有第二进液口(231)和第二出液口(232)，所述第二进液口(231)与所述散热管道(212)密封焊接连接，所述第二出液口(232)与所述回液管道(12)连通。

7.根据权利要求1所述的平行流式热虹吸散热器，其特征在于，所述蒸发基底(1)包括具有槽体的底壳(13)和与所述底壳(13)匹配的盖板(14)，所述底壳(13)与所述盖板(14)围合后形成所述腔体。

8.根据权利要求7所述的平行流式热虹吸散热器，其特征在于，所述腔体内设置有支撑柱(15)，所述支撑柱(15)抵持所述底壳(13)与所述盖板(14)。

9.根据权利要求1所述的平行流式热虹吸散热器，其特征在于，所述蒸发基底(1)的腔体内设置有扰流翅片组(16)。

10.根据权利要求1所述的平行流式热虹吸散热器，其特征在于，所述蒸发基底(1)与所述平行流式冷凝器(2)为分体结构，两者之间可拆卸连接。

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