CN219329949U - 一种自冷型散热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自冷型散热器，包括第一腔体和通管，第一腔体的外表面用于设置发热元件，第一腔体设置在通管的一端，第一腔体和通管的内部均设有空腔，并且相互连通，空腔内注有工作液。发热元件设置在第一腔体的外表面上，第一腔体的壁厚较小，能通过自身材料向四周快速传热，能更好地实现整体均温；工作液吸收第一腔体上的热量并汽化，气体进入通管内，能把热量快速地传递到通管的中段及末端，通管吸收气体的热量，与外部环境进行自然对流和热辐射，将热量释放到周围空气中，气体失去热量凝结为液态，回流到第一腔体内，形成高效的3D循环热量交换系统，有效降低发热元件的温度。散热器工作时无功耗驱动，高效节能。

Description

一种自冷型散热器

技术领域

本实用新型涉及散热技术领域，尤其是涉及一种自冷型散热器。

背景技术

随着电子技术的发展，一方面，电子产品智能化程度越来越高，对算力要求越来越高，电子产品内部发热元件的数量和单个发热元件的发热量有越来越大的趋势；另一方面，电子产品也存在向集成化、小型化、轻薄化、便携化的发展趋势，这就对电子产品的散热系统提出了更高的要求。

鉴于此，人们开发出了各式各样的散热器，常见的散热器一般包括导热板和散热翅片，导热板的正面与发热元件接触传热，散热翅片设置在导热板的背面，起到主要的散热作用，散热器虽可有效传热，使热量快速向外转移，但是由于受散热器材料导热系数的限制，近热源端与远热源端仍然会存在不小的温差，散热翅片的利用率低，整体散热性能仍有提升空间。

所以有必要进一步开发出散热性能更好的散热器。

发明内容

为了进一步提升散热器的散热性能，本实用新型提供了一种自冷型散热器。

本实用新型提供如下的技术方案：一种自冷型散热器，包括第一腔体和通管，所述第一腔体的外表面用于设置发热元件，所述第一腔体设置在通管的一端，所述第一腔体和通管的内部均设有空腔，并且相互连通，所述空腔内注有工作液。

优选地，所述第一腔体的空腔内设有多孔毛细体。

优选地，所述通管为片状的扁管，数量为多个，多个通管平行阵列布置。

优选地，所述通管内部设有毛细结构。

优选地，所述空腔为真空状态。

优选地，所述第一腔体上设有注液口，所述注液口处设有孔塞，用于密封所述注液口。

优选地，所述第一腔体包括具有空腔的基板和盖板，所述盖板固定设置在基板上，以密封所述空腔，所述盖板上设有安装孔，所述通管的一端插入所述安装孔内，并通过钎焊与盖板固定密封连接。

优选地，所述基板的内壁设有加强筋。

优选地，所述自冷型散热器还包括散热板，所述散热板设置在通管的另一端。

优选地，所述自冷型散热器还包括第二腔体，所述第二腔体的外表面用于设置发热元件，所述第二腔体设置在通管的另一端，所述第二腔体的内部也设有空腔，并且与第一腔体和通管内的空腔相互连通。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本申请第一腔体的内壁较薄，能通过自身材料向四周快速传热，能更好地实现第一腔体的均温；

2.第一腔体的内腔注有工作液和多孔毛细体，能形成高效的3D循环热量交换系统，有效降低发热元件的温度，确保器件正常工作；

3.采用抽真空技术实现散热器内部高真空负压，具备超低流阻，工作液汽化后流动更容易；

4.散热器工作时无功耗驱动，通过工作液的气液两相变化构成内部自然循环，高效节能。

附图说明

图1绘示了本申请实施例一自冷型散热器的立体图；

图2绘示了本申请实施例一自冷型散热器另一角度的立体图；

图3绘示了本申请实施例一自冷型散热器的半剖示意图；

图4绘示了本申请实施例一自冷型散热器的分解结构示意图。

图5绘示了本申请实施例二自冷型散热器的立体图；

图6绘示了本申请实施例二自冷型散热器的正视图；

图7绘示了本申请实施例二自冷型散热器的俯视图；

图8绘示了图6中A-A向剖示图；

图9绘示了发热元件设置在自冷型散热器上的状态示意图；

图10绘示了本申请实施例二自冷型散热器工作状态一的示意图（图7中B-B向剖示图）；

图11绘示了本申请实施例二自冷型散热器工作状态二的示意图。

图12绘示了本申请实施例三自冷型散热器的立体图；

图13绘示了本申请实施例三自冷型散热器另一角度的立体图；

图14绘示了本申请实施例三自冷型散热器的半剖示意图；

图15绘示了本申请实施例三自冷型散热器的分解结构示意图（未示出多孔毛细体）；

图16绘示了图15中C处放大图。

附图标记说明：1、第一腔体；11、空腔；12、注液口；13、孔塞；14、基板；15、盖板；151、安装孔；16、加强筋；2、通管；21、空腔；22、毛细结构；3、工作液；4、多孔毛细体；5、散热板；6、第二腔体；61、空腔；7、发热元件。

实施方式

以下结合附图1-16对本申请作进一步详细说明。

实施例一：

参照图1和图3，本申请实施例公开了一种自冷型散热器，包括第一腔体1和通管2，所述第一腔体1的外表面用于设置发热元件7，所述第一腔体1设置在通管2的一端，所述第一腔体1和通管2的内部均设有空腔11、21，并且相互连通，所述空腔11内注有工作液3，所述通管2的另一端封闭。

参照图3和图4，所述第一腔体1包括具有空腔11的基板14和盖板15，所述盖板15固定设置在基板14上，以密封所述空腔11，所述盖板15上设有安装孔151，所述通管2的一端插入所述安装孔151内，并通过钎焊与盖板15固定密封连接，以保证散热器具有较高的密封性能和连接强度。所述第一腔体1和通管2的材料优选铝材或铝合金材料，钎焊料优选铝材或铝复合钎焊料，铝钎焊工艺能大大降低连接部位热阻，钎焊料与第一腔体1和通管2的基材导热系数接近一致，相对现有技术中的导热胶粘及锡焊等传统焊接工艺，热阻值成倍降低。虽然如此，本申请并不依赖第一腔体1和通管2之间的直接传热方式，甚至不受原材料的导热系数和热阻限制，主要还是依靠气液两相变化，通过气化的工作液3把热量传递到通管2上。

参照图3，所述第一腔体1的空腔11内设有多孔毛细体4。所述多孔毛细体4优选靠近第一腔体1受热面的内壁，多孔毛细结构能大大增加工作液3吸热的速度，当散热器侧放时，多孔毛细体4还能把工作液3反重力地运送到第一腔体1受热面的内壁处，快速吸收热量并汽化。

参照图3，所述通管2为片状的扁管，数量为多个，多个通管2平行阵列布置。扁管从外观上来看，跟一般的散热翅片差不多，扁管的散热表面积大，平行阵列布置在同样的面积内可以布置较多的通管2，而且相邻的通管2之间形成风道，可以外加散热风扇吹风，以提高散热效率。

在实施例中，所述通管2内部还可以设置毛细结构22。毛细结构22具有反重力的特点，能解决一部分工作液3流动方向的技术问题，其多孔结构在气体冷却液化时具有促进作用，液化后的工作液3沿毛细结构22回流。

参照图3和图4，所述第一腔体1上设有注液口12，所述注液口12处设有孔塞13，用于密封所述注液口12。在加注工作液3后，先进行抽真空，然后再塞上孔塞13，保证空腔11、21的密封性和真空度。

参照图3，所述空腔11、21为真空状态。采用抽真空技术实现散热器内部高真空负压，具备超低流阻，工作液3汽化后流动更容易。工作液3优选绝缘性低沸点的液体，一次性注液，后续无需添加，亦无漏电短路风险。

参照图3和图4，所述基板14的内壁设有加强筋16。加强筋16用于对基板14的结构进行补强，以弥补基板14材料较薄，强度不足的缺陷，当基板14的面积较大时，补强效果更为明显。所述加强筋16的顶部靠近盖板15的内壁，或者与盖板15的内壁相接触，对盖板15起到支撑作用，避免盖板15受外力影响，发生向内凹陷的情况。

参照图1，所述通管2与第一腔体1相互垂直，散热器外型规整，加工成型也比较方便。

本申请自冷型散热器的制作过程为：首先把多孔毛细体4放入基板14内，然后盖上盖板15，然后基板14、盖板15和通管2一体式钎焊，形成互通的内腔，注入工作液3抽真空后封口，有效防泄漏。

本申请所述第一腔体1和通管2相互连通，空腔11内注有工作液3，发热元件7设置在第一腔体1基板14的外表面上，基板14吸收热量，由于第一腔体1的壁厚较小，能通过自身材料向四周快速传热，能更好地实现整体均温；工作液3吸收基板14上的热量并汽化，气体进入通管2内，能把热量快速地传递到通管2的中段及末端，通管2吸收气体的热量，与外部环境进行自然对流和热辐射，将热量释放到周围空气中，气体失去热量凝结为液态，回流到第一腔体1内，形成高效的3D循环热量交换系统，有效降低发热元件7的温度，确保器件正常工作。散热器工作时无功耗驱动，通过工作液3气液两相变化构成内部自然循环，高效节能，第一腔体1的均温性好，减小散热器近热源端与远热源端之间的温差，快速实现热扩散，提高了散热器的整体散热性能。

实施例二：

参照图5至图11，与实施例一不同之处在于所述自冷型散热器还包括散热板5，所述散热板5设置在通管2的另一端。散热板5可以吸收通管2末端的热量，与外部环境进行自然对流和热辐射，将热量快速散发出去。

实施例三：

参照图12至图16，与实施例一不同之处在于所述自冷型散热器还包括第二腔体6，所述第二腔体6的外表面用于设置发热元件7，所述第二腔体6设置在通管2的另一端，所述第二腔体6的内部也设有空腔61，并且与第一腔体1和通管2内的空腔11、21相互连通。第一腔体1和第二腔体6的结构基本相同。

参照图14，与第一腔体1连通的通和与第二腔体6连通的通管2间隔布置。第一腔体1和第二腔体6均对应相同数量、相同布局的通管2，两端散热更均衡。当然，如果两端的发热元件7发热量明显不同时，也可以调整连通通管2的比例，哪一端连接通管2的数量越多，哪一端的散热效果就会更好，以适应实际情况的需要。

第一腔体1和第二腔体6的外表面都可以设置发热元件7，即多个发热元件7可以共用同一个散热器，能直接地减小整体散热结构的体积，占用空间变小；第一腔体1和第二腔体6的壁厚较小，能通过自身材料向四周快速传热，能更好地实现第一腔体1和第二腔体6整体的均温。

本申请所述自冷型散热器应用场景广泛，比如5G基站、服务器、医疗设备、新能源、轨道交通、大型飞行器、智能电网、汽车等。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自冷型散热器，其特征在于，包括第一腔体和通管，所述第一腔体的外表面用于设置发热元件，所述第一腔体设置在通管的一端，所述第一腔体和通管的内部均设有空腔，并且相互连通，所述空腔内注有工作液。

2.根据权利要求1所述的自冷型散热器，其特征在于，所述第一腔体的空腔内设有多孔毛细体。

3.根据权利要求1所述的自冷型散热器，其特征在于，所述通管为片状的扁管，数量为多个，多个通管平行阵列布置。

4.根据权利要求1所述的自冷型散热器，其特征在于，所述通管内部设有毛细结构。

5.根据权利要求1所述的自冷型散热器，其特征在于，所述空腔为真空状态。

6.根据权利要求1所述的自冷型散热器，其特征在于，所述第一腔体上设有注液口，所述注液口处设有孔塞，用于密封所述注液口。

7.根据权利要求1所述的自冷型散热器，其特征在于，所述第一腔体包括具有空腔的基板和盖板，所述盖板固定设置在基板上，以密封所述空腔，所述盖板上设有安装孔，所述通管的一端插入所述安装孔内，并通过钎焊与盖板固定密封连接。

8.根据权利要求7所述的自冷型散热器，其特征在于，所述基板的内壁设有加强筋。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的自冷型散热器，其特征在于，所述自冷型散热器还包括散热板，所述散热板设置在通管的另一端。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的自冷型散热器，其特征在于，所述自冷型散热器还包括第二腔体，所述第二腔体的外表面用于设置发热元件，所述第二腔体设置在通管的另一端，所述第二腔体的内部也设有空腔，并且与第一腔体和通管内的空腔相互连通。

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