CN219372924U - 一种散热元件及热虹吸散热器 - Google Patents

一种散热元件及热虹吸散热器 Download PDF

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CN219372924U CN202223160344.8U CN202223160344U CN219372924U CN 219372924 U CN219372924 U CN 219372924U CN 202223160344 U CN202223160344 U CN 202223160344U CN 219372924 U CN219372924 U CN 219372924U
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韦立川
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Abstract

本实用新型公开了一种散热元件及热虹吸散热器,用于电子散热领域,包括:相互连接构成收容腔的基板和盖板;基板具有相对的第一板面和第二板面,且收容于收容腔内的液态相变工质的液面在沿重力方向的平面上的投影不高于安装在第二板面上的热源的投影最顶部;毛细层,设置于收容腔;毛细层在沿重力方向的平面上的投影最底部不高于安装在第二板面上的热源的投影最底部,且毛细层在沿重力方向的平面上的投影最顶部不低于安装在第二板面上的热源的投影最顶部;其中,毛细层用于抽吸液态相变工质与热源进行相变换热,且毛细层设置有蒸汽通道,蒸汽通道用于供相变产生的气态相变工质排出所述毛细层,扩大了冷凝空间,提高了热虹吸散热器的性能。

Description

一种散热元件及热虹吸散热器
技术领域
本实用新型涉及电子散热领域,尤其涉及一种散热元件。本实用新型还涉及一种包含上述散热元件的热虹吸散热器。
背景技术
目前,热虹吸散热器内部相变工质的循环完全依靠重力进行。也就是说,热虹吸散热器内部的液态相变工质的液面在竖直方向上要高于热源的上界面,才可以充分的通过相变换热将热源的热量吸收。
在实现本实用新型的过程中,实用新型人发现现有技术中至少存在如下问题:
当前热虹吸散热器内部的液态相变工质的液面在竖直方向上要高于热源的上界面,占用了部分能够充当冷凝区域使用的空间,从而限制了当前热虹吸散热器的性能。
实用新型内容
本实用新型提供了一种散热元件,应用于热虹吸散热器,能够提升热虹吸散热器的性能。
本实用新型还提供了一种包含上述散热元件的热虹吸散热器。
第一方面,本实用新型提供一种散热元件,所述散热元件应用于热虹吸散热器,至少包括:
相互连接构成收容腔的基板和盖板,所述收容腔用于收容相变工质以及用于连通所述热虹吸散热器的翅片内的工质通道;
所述基板具有相对的第一板面和第二板面,所述第一板面用于构成所述收容腔,所述第二板面用于安装热源,且收容于所述收容腔内的液态相变工质的液面在沿重力方向的平面上的投影不高于安装在所述第二板面上的热源的投影最顶部;以及
毛细层,设置于所述收容腔;所述毛细层在沿重力方向的平面上的投影最底部不高于安装在所述第二板面上的热源的投影最底部,且所述毛细层在沿重力方向的平面上的投影最顶部不低于安装在所述第二板面上的热源的投影最顶部;
其中,所述毛细层用于抽吸所述液态相变工质与所述热源进行相变换热,且所述毛细层设置有蒸汽通道,所述蒸汽通道用于供相变产生的气态相变工质排出所述毛细层。
本实用新型提供的散热元件包括:相互连接构成收容腔的基板和盖板;基板具有相对的第一板面和第二板面,第一板面用于构成收容腔,第二板面用于安装热源,且收容于收容腔内的液态相变工质的液面在沿重力方向的平面上的投影不高于安装在第二板面上的热源的投影最顶部;毛细层,设置于收容腔;毛细层在沿重力方向的平面上的投影最底部不高于安装在第二板面上的热源的投影最底部,且毛细层在沿重力方向的平面上的投影最顶部不低于安装在第二板面上的热源的投影最顶部;其中,毛细层用于抽吸液态相变工质与热源进行相变换热,且毛细层设置有蒸汽通道,蒸汽通道用于供相变产生的气态相变工质排出所述毛细层。由于收容于收容腔内的液态相变工质的液面在沿重力方向的平面上的投影不高于安装在第二板面上的热源的投影最顶部,因此液态相变工质不会再占用能够充当冷凝区域使用的空间,使得采用本实用新型提供的散热元件的热虹吸散热器的能够充当冷凝区域使用的空间可以被充分利用,扩大了热虹吸散热器的冷凝空间,从而提高了热虹吸散热器的性能。
在散热元件的一些实施例中,所述毛细层在沿重力方向的平面上的投影最底部低于安装在所述第二板面上的热源的投影最底部;
所述蒸汽通道设置于所述毛细层在沿重力方向的平面上的投影不低于安装在所述第二板面上的热源的投影最底部的一部分上。
在散热元件的一些实施例中,所述毛细层在沿重力方向的平面上的投影最底部平齐于安装在所述第二板面上的热源的投影最底部;并且,
在重力方向上,所述毛细层的底部与所述收容腔的底部相抵接。
在散热元件的一些实施例中,所述蒸汽通道设置于所述毛细层朝向所述第一板面的一侧上。
在散热元件的一些实施例中,还包括:充注管;
所述充注管的一端连通所述收容腔,另一端用于连通外部;
所述充注管用于对所述收容腔以及所述工质通道进行吸真空以及注入液态相变工质。
在散热元件的一些实施例中,所述盖板设置有连通孔;
所述连通孔用于连通所述收容腔以及所述工质通道,以使所述气态相变工质经所述连通孔扩散至所述工质通道,且在所述工质通道内冷凝产生的所述液态相变工质经所述连通孔回流至所述收容腔。
在散热元件的一些实施例中,所述基板设置有:支撑结构;
所述支撑结构设置于所述第一板面在沿重力方向的平面上的投影高于所述毛细层的投影最顶部的一部分上;
所述支撑结构包括:若干间隔排布的支撑柱;
所述支撑柱,一端连接所述第一板面,另一端连接所述盖板,用于支撑所述收容腔。
在散热元件的一些实施例中,所述支撑柱的截面包括:圆形或多边形。
在散热元件的一些实施例中,所述毛细层包括:不同颗粒大小的金属粉末烧结而成的毛细制品、多层网状结构烧结而成的毛细制品、3D金属打印而成的毛细制品、泡沫金属之中的任一种。
在散热元件的一些实施例中,所述液态相变工质包括:R134a工质、R22工质、R1233zd工质、氟化液之中的任一种。
第二方面,本实用新型提供一种热虹吸散热器,包括具有工质通道的翅片以及如第一方面任一项所述的散热元件;
所述翅片设置于所述盖板背离所述收容腔的一侧,且所述工质通道与所述连通孔连通。
本实用新型提供的热虹吸散热器,由于其具有第一方面任一项所述的散热元件,显然其具有与实用新型提供的散热元件相同的技术效果。
在热虹吸散热器的一些实施例中,所述基板与所述毛细层、所述基板与所述盖板以及所述盖板与所述翅片通过焊接方式进行固定。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型中的技术方案,下面将对实施例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申请中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型公开的一个散热器的结构示意图;
图2为本实用新型公开的另一散热器的结构示意图;
图3为本实用新型公开的一个毛细层的结构示意图;
图4为本实用新型公开的一个仅包含蒸汽通道的毛细层的结构示意图;
图5为本实用新型公开的一个散热器组装后的示意图;
图6为本实用新型公开的另一散热器组装后的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本实用新型中的附图,对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
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,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。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“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。
随着电子技术和通讯技术的不断发展,会要求散热器的散热效率不断提高。以往常见的压铸铝形式的散热器由于重量大,散热效率低已经难以满足现在的散热要求。
现有的提高散热器效率的主要途径包括提高散热翅片的翅片效率,优化散热器结构提高对流换热系数等方式。其中,提高散热翅片的翅片效率是一种直接、快速而且有效的方式,通过研究高导热系数的材料和复合材料替代铸铝翅片均取得了不错的效果,如石墨烯-金属复合材料,表面喷涂石墨烯涂层等方式。而相变换热是通过相变工质的潜热和气液循环提高散热能力的一种方式,目前也广泛的用于电子散热的领域,如均温板、热管、吹胀板翅片和热虹吸散热器。
然而,当前热虹吸散热器内部相变工质的循环完全依靠重力进行。也就是说,热虹吸散热器内部的液态相变工质的液面在竖直方向(重力方向)上要高于热源的上界面(最顶部),才可以充分的通过相变换热将热源的热量吸收。这样的设计,导致热虹吸散热器内部的液态相变工质的液面在竖直方向(重力方向)上不能低于热源的上界面,如果内部液态相变工质的液面在竖直方向(重力方向)上低于热源的上界面(最顶部),不能充分的通过相变换热将热源的热量吸收;另一方面,热虹吸散热器内部容纳的液态相变工质会影响冷凝区域的范围,其内部容纳的液态相变工质越多,能够充当冷凝区域使用的范围越小,也就意味着热虹吸散热器的性能越差,由于当前热虹吸散热器内部的液态相变工质的液面在竖直方向(重力方向)上要高于热源的上界面(最顶部),占用了部分能够充当冷凝区域使用的空间,即高于热源上界面(最顶部)的液态相变工质占用了部分能够充当冷凝区域使用的空间,使得热虹吸散热器能够充当冷凝区域使用的空间没有被充分利用,因此限制了当前热虹吸散热器的性能。基于此,本实用新型提供一种散热元件及热虹吸散热器,能够提升热虹吸散热器的性能。
首先,本实用新型提供了一种散热元件,该散热元件应用于热虹吸散热器,如图1所示,具体如下:
本实用新型提供的散热元件至少包括:相互连接构成收容腔101的基板1和盖板3,收容腔101用于收容相变工质以及用于连通热虹吸散热器的翅片内的工质通道;可以理解的是,该收容腔101主要用于相变工质的流动和相变,相变工质包括液态相变工质和气态相变工质,即收容腔101内存在液态相变工质以及由液态相变工质发生相变产生的气态相变工质,收容腔101内的气态相变工质可以流通至热虹吸散热器的翅片内的工质通道,进行冷凝而冷凝成液态相变工质。其中,基板1具有相对的第一板面和第二板面,可以理解的是,该第一板面为基板1中靠近(或朝向)盖板3的一面,该第二板面为基板1中远离(或背离)盖板3的一面;该第一板面用于构成收容腔,第二板面用于安装热源4,且收容于收容腔101内的液态相变工质的液面在沿重力方向(或竖直方向,即与地面垂直的方向)的平面上的投影不高于安装在第二板面上的热源4的投影最顶部,可以理解的是,收容腔101内液态相变工质的液面投影可以低于热源4的投影最底部,也可以高于热源4的投影最底部但低于热源4的投影最顶部,也可以平齐于热源4的投影最顶部,具体此处不做限定;优选的,收容腔101内液态相变工质的液面在沿重力方向(或竖直方向,即与地面垂直的方向)的平面上的投影低于热源4的投影最顶部,这样,在保障热虹吸散热器正常运行的情况下,一方面降低了液态相变工质的充注量,热虹吸散热器质量更轻,另一方面不会占用热虹吸散热器能够充当冷凝区域使用的空间,可以扩大冷凝空间,从而提升热虹吸散热器的性能。该液态相变工质(相变工质)能够在散热器工作条件下发生气液相变的任何流体,可以为R134a工质(或制冷剂)、R22工质(或制冷剂)、R1233zd工质(或制冷剂)或氟化液,具体此处不做限定。
散热元件还包括毛细层2,毛细层2设置于收容腔101内。该毛细层2具有毛细力,具体的,该毛细层2的结构可以为不同颗粒大小的金属粉末烧结而成的毛细制品,从而形成连续的不规则的多孔介质,提供基板内所需的毛细动力;毛细层结构也可以为多层网状结构烧结而成的毛细制品,在多层网格之间形成毛细通道,提供毛细力。毛细层2也可以为3D金属打印而成的毛细制品或者泡沫金属,即毛细层2包括:不同颗粒大小的金属粉末烧结而成的的毛细制品、多层网状结构烧结而成的的毛细制品、3D金属打印而成的毛细制品、泡沫金属之中的任一种,具体此处不做限定。该基板1、毛细层2以及盖板3在竖直方向(或重力方向)上相对设置;可以理解的是,该基板1、毛细层2以及盖板3三个部件可以相互平行设置,也可以任一部件倾斜设置,具体此处不做限定。优选的,基板1、毛细层2以及盖板3在重力方向(或竖直方向)上相互平行设置。毛细层2在沿重力方向的平面上的投影最底部不高于安装在第二板面上的热源4的投影最底部,且毛细层2在沿重力方向的平面上的投影最顶部不低于安装在第二板面上的热源4的投影最顶部,即为了使液态相变工质能充分吸收热源4的热量,毛细层2的顶部在重力方向(或竖直方向)上至少要平齐于热源4的顶部,即热源4在沿重力方向(或竖直方向)的平面上的投影完全落入到毛细层2上,这样,即使液态相变工质的液面在沿重力方向的平面上的投影低于热源4的投影最顶部,在毛细层的作用下,液态相变工质能够被运输到与热源4最顶部相对应的高度,并与热源4发生相变换热(相变工质吸收的热量来自于热源4),从而保障液态相变工质能充分吸收热源4的热量;也就是说,由于毛细层的存在,因此收容于收容腔101内的液态相变工质的液面在沿重力方向的平面上的投影不必高于热源4的投影最顶部。即毛细层2与热源4在沿重力方向(竖直方向)的平面上的投影会存在重叠部分。可以理解的是,该毛细层2的底部沉浸于收容腔101内的液态相变工质内;毛细层2用于抽吸液态相变工质与热源4进行相变换热,即基于毛细层2的毛细力,将液态相变工质向上吸至重叠部分所对应的毛细层位置,即将液态相变工质吸至与热源相对应的高度,以使液态相变工质与热源4相变换热产生的气态相变工质。
进一步的,对于目前热虹吸散热器,其内部的蒸发沸腾表面往往为光滑壁面;光滑壁面的沸腾过热度往往较高,也降低了热虹吸散热器的性能。因此,本实用新型在毛细层2增加了蒸汽通道,结合图3以及图4所示,毛细层2设置有蒸汽通道201,蒸汽通道用于供相变产生的气态相变工质排出毛细层2。一般情况下,毛细层2的顶部在重力方向(或竖直方向)上低于收容腔101的顶部,通常是平齐于热源的顶部,蒸汽通道201可以设置于毛细层2朝向第一板面的一侧上,即蒸汽通道201设置于毛细层2上靠近(朝向)基板1的一侧,且蒸汽通道201设置于在重力方向(或竖直方向)上与热源4同高度的位置。该蒸汽通道201为毛细层2上与热源4同高度位置的连续通道,该蒸汽通道201可以为连续的向上沟槽。蒸汽通道201用于将相变换热产生的气态相变工质排至毛细层2上方的蒸汽空间,该蒸汽空间主要为毛细层2的顶部与收容腔101的顶部之间的空间。可以理解的是,液态相变工质发生相变成为气态相变工质后,可以延着连续的沟槽快速排出到上方的蒸汽空间。如若没有连续的蒸汽通道201(气体通道),产生的气体将要通过穿过整个毛细层2才能够排出,这会增大气态相变工质运动的阻力,也会增大液态工质在毛细层内流动的阻力。因此,毛细层2靠近(朝向)基板1的一侧加工连续的蒸汽通道201,可以使产生的气态相变工质(蒸汽)快速的向上排出,同时毛细层2(毛细结构)也可作为强化沸腾表面的一部分,降低热源4与沸腾温度之间的过热度。
可以理解的是,本实用新型的散热元件工作时,一般处于竖直摆放状态,部分情况下,可以允许倾斜预设角度摆放,具体此处不做限定;该预设角度可以为15°或20°,具体此处不做限定。当收容腔内的液态相变工质的液面低于热源最顶部时,通过利用收容腔内的毛细层产生的毛细力,将收容腔下方的液态相变工质向上抽吸,将液态相变工质运输到与热源4相对应的高度,并与之发生相变换热。
可见,本实用新型提供的散热元件包括:相互连接构成收容腔的基板和盖板;基板具有相对的第一板面和第二板面,第一板面用于构成收容腔,第二板面用于安装热源,且收容于收容腔内的液态相变工质的液面在沿重力方向的平面上的投影不高于安装在第二板面上的热源的投影最顶部;毛细层,设置于收容腔;毛细层在沿重力方向的平面上的投影最底部不高于安装在第二板面上的热源的投影最底部,且毛细层在沿重力方向的平面上的投影最顶部不低于安装在第二板面上的热源的投影最顶部;其中,毛细层用于抽吸液态相变工质与热源进行相变换热,且毛细层设置有蒸汽通道,蒸汽通道用于供相变产生的气态相变工质排出所述毛细层。由于收容于收容腔内的液态相变工质的液面在沿重力方向的平面上的投影不高于安装在第二板面上的热源的投影最顶部,因此液态相变工质不会再占用能够充当冷凝区域使用的空间,使得采用本实用新型提供的散热元件的热虹吸散热器的能够充当冷凝区域使用的空间可以被充分利用,扩大了热虹吸散热器的冷凝空间,从而提高了热虹吸散热器的性能。在一种可实施的方式中,收容腔内添加了毛细层,通过毛细层的毛细力抽吸下方的液体,为更高位置的热源进行相变换热;通过毛细结构形成的毛细效应,可以将低于热源最顶部位置的液态相变工质抽吸一定高度,使上方热源依旧可以通过相变换热的方式进行热量的转化和传递,从而提高了参与相变换热的总面积,提高换热效率;减少相变工质的使用量,扩展了两相空间(或称冷凝空间),从而提高了采用本实用新型提供的散热元件的热虹吸散热器针对位置较高的热源的散热能力。
进一步的,本实用新型中毛细层2可以设置为,毛细层2在沿重力方向的平面上的投影最底部低于安装在第二板面上的热源4的投影最底部,即热源4的底部在重力方向上处于收容腔101的底部的上方,而收容于收容腔101内的液态相变工质的液面在沿重力方向(或竖直方向,即与地面垂直的方向)的平面上的投影不高于热源4的投影最顶部。毛细层2对应的蒸汽通道201设置于毛细层2在沿重力方向的平面上的投影不低于安装在第二板面上的热源4的投影最底部的一部分上,可以理解的是,此时,毛细层2的底部通过毛细力将液态相变工质向上抽吸至毛细层2的顶部,使得整个热源4均可以通过相变换热的方式与液态相变工质进行热量的转化和传递,而蒸汽通道201可以排出相变产生的气态相变工质,以保障液态相变工质和气态相变工质的顺畅流动。
进一步的,本实用新型中毛细层2还可以设置为,毛细层2在沿重力方向的平面上的投影最底部平齐于安装在第二板面上的热源4的投影最底部,并且,在重力方向上,毛细层2的底部与收容腔101的底部相抵接,同时,收容于收容腔101内的液态相变工质的液面在沿重力方向(或竖直方向,即与地面垂直的方向)的平面上的投影高于安装在第二板面上的热源4的投影最低部但不高于热源4的投影最顶部,优选的,液态相变工质的液面在沿重力方向(或竖直方向,即与地面垂直的方向)的平面上的投影高于热源4的投影最底部但低于热源4的投影最顶部。即热源4的底部在重力方向上与收容腔101的底部处于同一高度。而基于收容腔101内液态相变工质的液面低于热源4的最顶部但高于热源4的最底部,这样情况下,毛细层2可以将液态相变工质向上吸至与与热源4的最顶部相对应的高度,以充分吸收热源4的热量,而相变产生的气态工质通过毛细层2的蒸汽通道201排出。
进一步的,如图2所示,散热元件还包括:充注管6;该充注管6可以设置在基板1、也可以设置在盖板3,具体此处不做限定;充注管6的位置和形式可以是多样的。其中,充注管6的一端连通收容腔101,另一端用于连通散热元件的外部;即充注管6的一端通向散热元件的内部,另一端通向散热元件的外部;充注管6用于对收容腔101以及工质通道501进行吸真空以及注入液态相变工质,即充注管6用于对散热元件内部所有连通的空腔进行抽真空、注液的操作,即对收容腔101以及工质通道501进行吸真空以及注入液态相变工质。
进一步的,盖板3包括连通孔301;该连通孔301的形状可以为并列的长条孔或多个圆孔,具体此处不做限定。连通孔301用于,连通收容腔101以及工质通道501,以使气态相变工质经连通孔301扩散至工质通道501,且在工质通道501冷凝产生的液态相变工质经连通孔301流至收容腔101的底部。可以理解的是,该连通孔301使相变工质可以在收容腔101和工质通道501之间形成循环回路;并且收容腔101和工质通道501通过盖板3上的连通孔301互相连通,相变工质注入在散热元件的收容腔101内,并且可以在收容腔101和工质通道501中自由流动。
进一步的,基板1设置有支撑结构,该支撑结构设置于基板1的第一板面在沿重力方向的平面上的投影高于毛细层2的投影最顶部的一部分上,即该支撑结构设置于第一板面上,且设置于毛细层2的上方。支撑结构包括:若干间隔排布支撑柱102;该支撑柱102的截面形式可以是圆形,三角形,四边形或其他多边形,具体此处不做限定。支撑柱102,一端连接第一板面,另一端连接盖板3,用于支撑收容腔101。可以理解的是,收容腔101腔内注有相变工质。相变工质在高温工作时具有较大的压力。而在热源不发热,低温时,以及充注过程中处于负压状态容易导致收容腔101发生变形。支撑柱102的作用为提供足够强大的拉力和支撑力,确保基板1与盖板3之间的收容腔101不会在受到压力的影响下发生变形。
本实用新型还提供了一种热虹吸散热器,如图5以及图6所示,热虹吸散热器包括具有工质通道501的翅片以及如上所述的散热元件。可以理解的是,热虹吸散热器包括有散热翅片组件5;散热翅片组件5设置于盖板3远离所述收容腔的一侧,散热翅片组件5包括有多个具有工质通道501的翅片,即翅片设置于盖板3背离收容腔101的一侧,且翅片的工质通道501与连通孔301连通。可以理解的是,散热翅片组件5的每个翅片均具有工质通道501,用于供相变换热产生的气态相变工质在工质通道501内冷凝为液态相变工质。该工质通道501可以理解为散热翅片组件5的翅片的内部通道,翅片可以由两片金属焊接而成,并且在两片金属之间形成内部通道(即工质通道501)。可以理解的是,相变换热产生的气态相变工质进入热虹吸散热器的散热翅片组件5的工质通道501内,可以冷凝成液态相变工质。翅片作为扩展的散热表面,将与环境之间进行热量交换,从而降低翅片表面温度,可以让气态相变工质在翅片的工质通道501内冷凝,并在重力作用下流动至翅片下方,从而回流至收容腔101。
进一步的,本实用新型提供的热虹吸散热器中,基板1与毛细层2、基板1与盖板3以及盖板3与翅片通过焊接方式进行固定;即基板1、毛细层2、盖板3以及散热翅片组件5的翅片可以通过焊接与相应对象相连接。
本实用新型例中,散热器首先通过焊接的方式,将散热器各部分组装在一起。通过充注管6,将散热器内所有连通的空腔的空气抽出,并注入相变工质。当热源4发热时,散热器内部的液态相变工质会通过沸腾相变,利用汽化潜热吸收热源热量,同时液态相变工质转变为气态相变工质。其中,液态相变工质的液面低于热源4的顶部,通过收容腔101内毛细层2的毛细力可以将液态相变工质向上抽吸至与热源4最顶部相对应的高度,并与之发生相变换热,产生高温的气态相变工质排出到毛细层2上方的蒸汽空间。在热源4处产生的高温气态相变工质处于高压状态,将会在压力的驱动下通过盖板3的连通孔301扩散至散热翅片组件5的工质通道501内。温度较高的气态相变工质在工质通道501与散热翅片的内表面接触时,气态相变工质在冷壁面冷凝变为液态相变工质,并释放热量。完成了将热源4的热量快速传递至翅片的过程。冷凝后的液态相变工质在重力的作用下沿翅片内壁面向下流动,完成相变工质的循环。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (12)

1.一种散热元件,其特征在于,所述散热元件应用于热虹吸散热器,至少包括:
相互连接构成收容腔的基板和盖板,所述收容腔用于收容相变工质以及用于连通所述热虹吸散热器的翅片内的工质通道;
所述基板具有相对的第一板面和第二板面,所述第一板面用于构成所述收容腔,所述第二板面用于安装热源,且收容于所述收容腔内的液态相变工质的液面在沿重力方向的平面上的投影不高于安装在所述第二板面上的热源的投影最顶部;以及
毛细层,设置于所述收容腔;所述毛细层在沿重力方向的平面上的投影最底部不高于安装在所述第二板面上的热源的投影最底部,且所述毛细层在沿重力方向的平面上的投影最顶部不低于安装在所述第二板面上的热源的投影最顶部;
其中,所述毛细层用于抽吸所述液态相变工质与所述热源进行相变换热,且所述毛细层设置有蒸汽通道,所述蒸汽通道用于供相变产生的气态相变工质排出所述毛细层。
2.根据权利要求1所述的散热元件,其特征在于,所述毛细层在沿重力方向的平面上的投影最底部低于安装在所述第二板面上的热源的投影最底部;
所述蒸汽通道设置于所述毛细层在沿重力方向的平面上的投影不低于安装在所述第二板面上的热源的投影最底部的一部分上。
3.根据权利要求1所述的散热元件,其特征在于,所述毛细层在沿重力方向的平面上的投影最底部平齐于安装在所述第二板面上的热源的投影最底部;并且,
在重力方向上,所述毛细层的底部与所述收容腔的底部相抵接。
4.根据权利要求1-3任一项所述的散热元件,其特征在于,所述蒸汽通道设置于所述毛细层朝向所述第一板面的一侧上。
5.根据权利要求1所述的散热元件,其特征在于,还包括:充注管;
所述充注管的一端连通所述收容腔,另一端用于连通外部;
所述充注管用于对所述收容腔以及所述工质通道进行吸真空以及注入液态相变工质。
6.根据权利要求1所述的散热元件,其特征在于,所述盖板设置有连通孔;
所述连通孔用于连通所述收容腔以及所述工质通道,以使所述气态相变工质经所述连通孔扩散至所述工质通道,且在所述工质通道内冷凝产生的所述液态相变工质经所述连通孔回流至所述收容腔。
7.根据权利要求1所述的散热元件,其特征在于,所述基板设置有:支撑结构;
所述支撑结构设置于所述第一板面在沿重力方向的平面上的投影高于所述毛细层的投影最顶部的一部分上;
所述支撑结构包括:若干间隔排布的支撑柱;
所述支撑柱,一端连接所述第一板面,另一端连接所述盖板,用于支撑所述收容腔。
8.根据权利要求7所述的散热元件,其特征在于,所述支撑柱的截面包括:圆形或多边形。
9.根据权利要求1所述的散热元件,其特征在于,所述毛细层包括:不同颗粒大小的金属粉末烧结而成的毛细制品、多层网状结构烧结而成的毛细制品、3D金属打印而成的毛细制品、泡沫金属之中的任一种。
10.根据权利要求1所述的散热元件,其特征在于,所述液态相变工质包括:R134a工质、R22工质、R1233zd工质、氟化液之中的任一种。
11.一种热虹吸散热器,其特征在于,包括具有工质通道的翅片以及如权利要求1-10任一项所述的散热元件;
所述翅片设置于所述盖板背离所述收容腔的一侧,且所述工质通道与所述连通孔连通。
12.根据权利要求11所述的热虹吸散热器,其特征在于,所述基板与所述毛细层、所述基板与所述盖板以及所述盖板与所述翅片通过焊接方式进行固定。
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