CN219876627U - 一种异形散热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种异形散热装置，包括：基板、贴合基板设置的盖板以及设置于盖板的翅片；基板和盖板连接构成用于供工质流动的收容腔，基板的远离盖板的一侧可连接热源，盖板的远离基板的一侧设有卡槽，翅片插设于卡槽，且翅片内设有气液腔，气液腔与收容腔连通；其中，气液腔内设置有至少两种尺寸不同的散热柱，每种尺寸的散热柱均设有多个，且所述至少两种尺寸不同的散热柱整体呈错位分布。本实用新型所提供的异形散热装置基于相变换热，并通过在翅片内设置尺寸不一且整体呈错位分布的散热柱，可使工质在翅片中实现湍流现象，换热效率更高，具备比传统散热器更强的解热能力，可改善通讯行业内电子设备更新换代的解热需求问题。

Description

一种异形散热装置

技术领域

本实用新型涉及电子散热技术领域，更具体地说，涉及一种异形散热装置。

背景技术

目前，通讯设备的散热方式大多数采用传统的铲齿件、铝挤(铝挤型散热件)+热管、铝挤+VC(均温板)等低功耗散热器实现散热。在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

随着通讯设备的逐代更新，设备的解热需求随之提升，但上述散热器的热传输距离短、且解热功率不高，将无法满足更新换代的通讯设备的解热需求，特别是现如今的5G通讯行业使用的电子设备的解热需求。

综上所述，如何解决如今通讯行业内电子设备更新换代的解热需求，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种异形散热装置，能够改善如今通讯行业内电子设备更新换代的解热需求问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种异形散热装置，包括：基板、贴合所述基板设置的盖板以及设置于所述盖板的翅片；所述基板和所述盖板连接构成用于供相变工质流动的收容腔，所述基板的远离所述盖板的一侧可连接热源，所述盖板的远离所述基板的一侧设有卡槽，所述翅片插设于所述卡槽，且所述翅片内设有气液腔，所述气液腔与所述收容腔连通；

其中，所述气液腔内设置有至少两种尺寸不同的散热柱，每种尺寸的所述散热柱均设有多个，且所述至少两种尺寸不同的散热柱整体呈错位分布。

优选的，所述至少两种尺寸不同的散热柱沿所述翅片的第一侧至与所述第一侧相对的第二侧逐渐增大所述散热柱的尺寸，且不同排的两个所述散热柱之间的间隔沿所述翅片的第一侧至与所述第一侧相对的第二侧逐渐增大。

优选的，所述盖板的远离所述基板的一侧设置有多个所述卡槽，所述翅片相应设置有多个。

优选的，所述基板内设有凹槽，所述凹槽内设有多个呈矩阵分布的加强柱。

优选的，所述基板内形成有阻流墙，所述阻流墙上设有多个通孔，所述盖板的卡槽形成有用于流通气态工质的第一通道和用于流通液体工质的第二通道，所述第一通道对应所述阻流墙的第一侧设置，所述第二通道对应所述阻流墙的第二侧设置，所述翅片对应所述第一通道和所述第二通道的位置分别设有通道口。

优选的，所述基板包括第一基体和第二基体，所述盖板包括用于流通液体工质的第一盖件和用于流通气态工质的第二盖件，所述第一盖件对应所述第一基体设置，所述第二盖件对应所述第二基体设置，所述翅片对应所述第一盖件和所述第二盖件的位置分别设有通道口。

优选的，所述第一基体和所述第二基体通过管路连接。

优选的，还包括盖合板，各个所述翅片均与所述盖合板焊接固定。

优选的，所述盖合板上设置有多个开孔；

所述开孔为正四边形孔、正五边形孔、正六边形孔或圆形孔。

优选的，所述基板、所述盖板以及所述翅片为一体式钎焊结构件；

所述散热柱为圆柱、正三边形柱、正四边形柱、正五边形柱或正六边形柱。

在使用本实用新型所提供的异形散热装置时，当热源运行时，收容腔内的相变工质吸收热源工作产生的热量，工质会发生相变反应而汽化，汽化的工质从收容腔内进入到翅片的气液腔内，由于气液腔内具有尺寸大小不一、且整体呈错位分布的散热柱，因此可以使得工质在气液腔内部实现湍流现象，进而使工质汽化阻力减小，工质液化速率提高。并且，散热柱整体呈错位分布，形成的流道更加错综复杂，工质会更充分的流经散热柱的表面，以使换热面积增大，工质更为充分的传热换热，进而保证气态工质和液态工质交换更顺利、散热更为充分，也即本实用新型所提供的异形散热装置基于相变换热，并通过在翅片内设置尺寸不一、且整体呈错位分布的散热柱，可使工质在翅片中实现湍流现象，换热效率更高，从而具备比传统的散热器更强的解热能力，进而可改善通讯行业内电子设备更新换代的解热需求。

综上所述，本实用新型所提供的异形散热装置，具备更强的解热能力，可改善如今通讯行业内电子设备更新换代的解热需求问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的异形散热装置的结构示意图；

图2为翅片的结构示意图；

图3为基板的结构示意图；

图4为图1的工作原理示意图；

图5为异形散热装置的另一结构示意图；

图6为图5的工作原理示意图；

图7为基板的另一结构示意图；

图8为异形散热装置的又一结构示意图；

图9为图8的工作原理示意图。

图1-图9中：

1为基板、2为盖板、3为翅片、4为热源、5为散热柱、6为加强柱、7为阻流墙、8为通孔、9为第一通道、10为第二通道、11为通道口、12为第一基体、13为第二基体、14为第一盖件、15为第二盖件、16为管路、17为盖合板、18为开孔、19为蒸汽路径、20为回液路径、A为翅片上部、B为翅片下部。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的核心是提供一种异形散热装置，能够改善如今通讯行业内电子设备更新换代的解热需求问题。

请参考图1至图9。

本具体实施例提供了一种异形散热装置，包括：基板1、贴合基板1设置的盖板2以及设置于盖板2的翅片3。

基板1和盖板2连接构成能够供工质流动的收容腔，也即基板1和盖板2构成收容腔，该收容腔可收容工质以及供工质流动。可以理解的是，收容腔内收容的工质为相变工质，基于相变换热，以提升散热装置的解热能力。

基板1的远离(或称背离)盖板2的一侧可连接热源4，也即可将热源4安装在基板1的远离(或称背离)盖板2的一侧，盖板2的远离(或称背离)基板1的一例设有卡槽，卡槽用于容纳翅片3。

翅片3插设于卡槽，即翅片3通过插入式连接的方式实现设置于盖板2，翅片3内设有气液腔，气液腔与收容腔连通；其中，气液腔内设有三种尺寸不同的散热柱5，每种尺寸的散热柱5均设有多个，且上述三种尺寸不同的散热柱5整体呈错位分布。可以理解的是，卡槽与收容腔连通，以使得插设于卡槽的翅片3形成的气液腔能够与收容腔连通，即翅片3具有开口，翅片3的开口可分别连通气液腔和收容腔，收容腔内吸热相变成气态的工质能够经翅片3的开口进入到气液腔内，并且在气液腔内液化成液态的工质能够经相应翅片3的开口再回流到收容腔内，从而可实现工质的循环。

需要说明的是，通常将同种尺寸的散热柱5设置于同一区域，以便于加工。并且，在另一些具体实施例中，气液腔内可以是设置两种尺寸不同的散热柱5，每种尺寸的散热柱5均设有多个，且上述两种尺寸不同的散热柱5整体呈错位分布，该结构未提供附图，但参见图1至图9，本领域技术人员能够清楚知晓该方案如何实现；或者气液腔内可以是设置四种尺寸不同的散热柱5，每种尺寸的散热柱5均设有多个，且上述四种尺寸不同的散热柱5整体呈错位分布，该结构也未提供附图，但参见图1至图9，本领域技术人员能够清楚知晓该方案如何实现；或者气液腔内可以是设置四种以上尺寸不同的散热柱5，具体此处不做赘述及限定；也就是说本实用新型提供的异形散热装置，翅片3的气液腔内设置有至少两种尺寸不同的散热柱5，每种尺寸的散热柱5均设有多个，且所述至少两种尺寸不同的散热柱5整体呈错位分布。具体的，散热柱5的布置可以是：

1、尺寸相同的散热柱5呈矩阵分布，尺寸不同的散热柱5呈错位分布，使得所述至少两种尺寸不同的散热柱5整体呈错位分布；

2、尺寸相同的散热柱5呈错位分布，且尺寸不同的散热柱5也呈错位分布，使得所述至少两种尺寸不同的散热柱5整体呈错位分布；

3、尺寸相同的散热柱5呈错位分布，且尺寸不同的散热柱5呈矩阵分布，使得所述至少两种尺寸不同的散热柱5整体呈错位分布；

散热柱5的布置并无特殊限制，只要整体呈错位分布即可。

优选的，盖板2的远离(或称背离)基板1的一侧设置有多个卡槽，翅片3相应设置有多个，每个翅片3对应插设于一个卡槽。其中，翅片3垂直于盖板2设置。当然，在另一些具体实施例中，翅片3也可不垂直于盖板2设置，即翅片3与盖板2之间形成的夹角不为直角。翅片3与盖板2之间如何安装，本实用新型不做具体限定，只要能满足需求即可。

需要说明的是，翅片3的数量以及用于容纳翅片3的卡槽可根据需求灵活调整，翅片3由两片板材连接构成，可以采用工艺成熟的冲压工艺对上述板材进行冲压加工，使板材上形成多个支撑柱结构，将两片板材以及两片板材上形成的支撑柱结构对应焊接在一起，即形成翅片3，也就是说翅片3采用成本低、工艺成熟的冲压工艺进行生产加工，可以降低装置的制作成本。

可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对基板1、盖板2以及翅片3的形状、结构、尺寸、材质等进行确定。

并且还可以根据实际情况和实际需求，对异形散热装置的散热翅片进行调整，例如，在某些解热需求更低的场景下，异形散热装置可采用部分固体翅片来替代部分翅片3，这样，既能满足解热需求，又能降低成本。

本实用新型所提供的异形散热装置一般为竖直摆放，即沿重力方向安装，或者与竖直方向呈一定夹角进行摆放，例如5°，该夹角不能过大，否则会影响该散热装置的正常使用，可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求对异形散热装置进行安装。在使用本实用新型所提供的异形散热装置时，收容腔内的工质吸收热源4工作产生的热量，工质会发生相变反应而汽化，汽化的工质(即蒸汽)从收容腔内进入到翅片3的气液腔内，由于气液腔内具有尺寸大小不一、且整体呈错位分布的散热柱5，因此可以使得工质在气液腔内部实现湍流现象，进而使得工质汽化阻力减小，工质液化速率提高。并且，气液腔内的散热柱5整体呈错位分布，因此形成的流道更加错综复杂，工质会更充分的流经散热柱5的表面，以使换热面积增大，从而工质可以更为充分的传热换热，进而保证气态工质和液态工质交换更顺利、散热更为充分，也即本实用新型所提供的异形散热装置基于相变换热，并通过在翅片3内设置尺寸大小不一、且整体呈错位分布的散热柱5，可使工质在翅片3中实现湍流现象，换热效率更高，从而具备比传统的散热器更强的解热能力，进而可改善通讯行业内电子设备更新换代的解热需求问题。

综上所述，本实用新型所提供的异形散热装置，具备更强的解热能力，可改善如今通讯行业内电子设备更新换代的解热需求问题。

在上述实施例的基础上，优选的，基板1、盖板2以及翅片3为一体式钎焊结构件。可以将基板1和盖板2贴合设置后，再将多个翅片3对应插入相应卡槽内，待所有部件组装后，将该整体结构通过隧道炉进行钎焊，以形成一体式钎焊结构件。

优选的，热源4设于基板1的第一部分，在本具体实施例中，基板1的第一部分为基板1的下部区域，即热源4设于基板1的下部区域。

优选的，上述尺寸不同的散热柱5沿翅片3的第一侧至与该第一侧相对的第二侧逐渐增大散热柱5的尺寸，也就是说散热柱5的尺寸沿翅片3的第一侧至与该第一侧相对的第二侧逐渐增大，且不同排的两个散热柱5之间的间隔沿翅片3的第一侧至与该第一侧相对的第二侧逐渐增大，在本具体实施例中，翅片3的第一侧为翅片3的上侧，第二侧为翅片3的下侧，即上述尺寸不同的散热柱5沿翅片3的上侧至下侧逐渐增大散热柱5的尺寸，且不同排的两个散热柱5之间的间隔沿翅片3的上侧至下侧逐渐增大，也即翅片3上侧的散热柱5尺寸小、分布密集，而翅片3下侧的散热柱5尺寸大、分布稀疏。

需要说明的是，当热源4开始工作时，吸收来自于热源4的热量而相变汽化的工质可以从收容腔内进入到翅片3的气液腔内，由于气液腔内具有尺寸大小不一、且整体呈错位分布的散热柱5，可以使工质在气液腔内部发生湍流现象，使得工质汽化阻力小、液化速率高。而且，气液腔内的散热柱5整体呈错位分布，气液腔内形成流道更加错综复杂，工质会更充分的流经散热柱5表面，充分的传热换热，气体工质向上汽化，使得底部的气体多、液体少，而顶部情况相反，因此，翅片3下部气压大、上部气压小，将下部散热柱5设置的尺寸大、流道稀疏，上部散热柱5设置的尺寸小、流道密集，可实现气液两相相变平衡，使得气液交换更顺利，散热更充分。并且，散热柱5的设置，不仅可以增大换热面积，还可以对翅片3的气液腔起到支撑作用，提高翅片3的强度，以避免翅片3对应气液腔的位置发生凹陷。

优选的，散热柱5为圆柱、正三边形柱、正四边形柱、正五边形柱或正六边形柱。采用不同大小的柱状结构以整体呈错位分布的方式布置在翅片3的腔体内，使得工质在翅片3中相变换热效率更高，而散热柱5的具体尺寸、形状、个数、位置等可根据实际散热需求进行选择。

优选的，基板1内设有凹槽，凹槽内设有多个呈矩阵分布的加强柱6。也即基板1的内部可由同等大小的加强柱6进行加强，以提高结构的强度，基板1的内部只有一个腔体，气态工质和液态工质在该腔体内混合存在，当基板1与盖板2连接后，该腔体与盖板围成上述收容腔，并且该腔体内的相邻两加强柱6之间围合形成的流道。

优选的，基板1内形成有阻流墙7，通过阻流墙7可将基板1内的凹槽分隔成两部分，阻流墙7上设有多个通孔8，以使得被阻流墙7分隔的两部分能够实现连通，盖板2的卡槽形成有用于流通气态工质的第一通道9和用于流通液体工质的第二通道10，第一通道9对应阻流墙7的第一侧设置，第二通道10对应阻流墙7的第二侧设置，在本具体实施例中，阻流墙7的第一侧为阻流墙7的下侧，阻流墙7的第二侧为阻流墙7的上侧，即第一通道9对应阻流墙7的下侧设置，第二通道10对应阻流墙7的上侧设置，翅片3对应第一通道9和第二通道10的位置分别设有通道口11，其结构如图5所示，各种工质的流动过程如图6所示，其中，箭头方向为工质流动方向。

需要说明的是，通过在基板1中增加阻流墙7，可防止收容腔内因相变反应而汽化产生的气态工质直接从基板1上部进入到第二通道10内阻碍液体回流，使气液有序相变，尽可能降低工质汽化给液化流体带来的阻力。而在阻流墙7上设置多个通孔8的目的是为了使翅片3内气态工质液化产生的液体通过第二通道10进入到基板1上部、再通过通孔8回流到基板1下部，以实现气液相变平衡。

还需要说明的是，盖板2的卡槽形成相互隔离的第一通道9和第二通道10，是为了实现气液分离，使气态工质、液态工质都通过单独的通道，同时，翅片3对应盖板2卡槽的两个通道的位置分别设有两个开口通道口11。因此，阻流墙7将基板1分成两个部分，这两个部分通过四个通孔8进行工质的循环相变，很好的规避了气体直接从基板1下部汽化到基板1上部，影响热效能。当热源4启动后，工质依次通过蒸汽路径19-回液路径20-通孔8-蒸汽路径19，以实现相变换热。且翅片上部A主要是液体工质循环，翅片下部B主要是气体工质循环。

优选的，基板1包括第一基体12和第二基体13，盖板2包括用于流通液体工质的第一盖件14和用于流通气态工质的第二盖件15，第一盖件14对应第一基体12设置，第二盖件15对应第二基体13设置，翅片3对应第一盖件14和第二盖件15的位置分别设有通道口11，其结构如图8所示，各种工质的流动过程如图9所示，其中，箭头方向为工质流动方向。

需要说明的是，可以将基板1分为第一基体12和第二基体13两个腔体，将盖板2分成第一盖件14和第二盖件15两个部件，第一基体内的工质吸热发生相变反应而产生的蒸汽从第二盖件15进入到翅片3中，冷凝后的液体通过第一盖件14进入到第一基体12中，最后第一基体12中的液体可回流到第二基体13，循环往复进行换热操作。其中，将基板1分割成两个相互独立的腔体，是为了完全将工质相变产生的气体和液体进行分离，进而达到远距离传输的目的。

优选的，第一基体12和第二基体13通过管路16连接。也即第一基体12和第二基体13的腔体相互分离，通过管路16进行连接。气态工质和液态工质可分别在不同的腔体内运作，以减小气液两相处于同一个腔体的自身传热问题。因为热源4在基板1的下方，所以第二基体13内主要是气态工质，第一基体12内主要是液态工质，因此，第一基体12和第二基体13之间存在一个压差，使得工质可以很好的实现相变平衡。同时，管路16的长度尺寸等可以根据设备的需要进行调整，进而达到远端散热的目的。

优选的，还包括盖合板17，各个翅片3均与盖合板17焊接固定。也即可以将盖合板17和所有翅片3焊接在一起，使得翅片3的热量直接传至盖合板17，所以盖合板17相当于一个辅助散热板，可进一步增加工质的散热面积，并且盖合板17还可以对翅片3起到一个保护作用。

优选的，盖合板17上设置多个开孔18，开孔18对应两相邻翅片3之间的间隔设置。其中，盖合板17的开孔18为正四边形孔、正五边形孔、正六边形孔或圆形孔。可以理解的是，通过在盖合板17上设置多个开孔18，其与翅片3可形成一个烟囱效应，以加快热空气对流速度。

需要补充说明的是，通过使用本实用新型所提供的异形散热装置，可解决大型设备的远端散热需求，满足通讯设备更新换代时的高功耗需求。并且，产品制造工艺成熟可靠、更趋近于批量交付，使得本装置既便于批量加工制作，又可降低装置的制作成本和保证产品质量。

需要进行说明的是，本申请文件中提到的第一通道9和第二通道10，其中，第一和第二只是为了区分位置的不同，并没有先后顺序之分。

另外，还需要说明的是，本申请的“上”、“下”等指示的方位或位置关系，是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于简化描述和便于理解，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。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。本实用新型所提供的所有实施例的任意组合方式均在此实用新型的保护范围内，在此不做赘述。

以上对本实用新型所提供的异形散热装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种异形散热装置，其特征在于，包括：基板(1)、贴合所述基板(1)设置的盖板(2)以及设置于所述盖板(2)的翅片(3)；所述基板(1)和所述盖板(2)连接构成用于供相变工质流动的收容腔，所述基板(1)的远离所述盖板(2)的一侧可连接热源(4)，所述盖板(2)的远离所述基板(1)的一侧设有卡槽，所述翅片(3)插设于所述卡槽，且所述翅片(3)内设有气液腔，所述气液腔与所述收容腔连通；

其中，所述气液腔内设置有至少两种尺寸不同的散热柱(5)，每种尺寸的所述散热柱(5)均设有多个，且所述至少两种尺寸不同的散热柱(5)整体呈错位分布。

2.根据权利要求1所述的异形散热装置，其特征在于，所述至少两种尺寸不同的散热柱(5)沿所述翅片(3)的第一侧至与所述第一侧相对的第二侧逐渐增大所述散热柱(5)的尺寸，且不同排的两个所述散热柱(5)之间的间隔沿所述翅片(3)的第一侧至与所述第一侧相对的第二侧逐渐增大。

3.根据权利要求1所述的异形散热装置，其特征在于，所述盖板(2)的远离所述基板(1)的一侧设置有多个所述卡槽，所述翅片(3)相应设置有多个。

4.根据权利要求1至3任一项所述的异形散热装置，其特征在于，所述基板(1)内设有凹槽，所述凹槽内设有多个呈矩阵分布的加强柱(6)。

5.根据权利要求4所述的异形散热装置，其特征在于，所述基板(1)内形成有阻流墙(7)，所述阻流墙(7)上设有多个通孔(8)，所述盖板(2)的卡槽形成有用于流通气态工质的第一通道(9)和用于流通液体工质的第二通道(10)，所述第一通道(9)对应所述阻流墙(7)的第一侧设置，所述第二通道(10)对应所述阻流墙(7)的第二侧设置，所述翅片(3)对应所述第一通道(9)和所述第二通道(10)的位置分别设有通道口(11)。

6.根据权利要求1至3任一项所述的异形散热装置，其特征在于，所述基板(1)包括第一基体(12)和第二基体(13)，所述盖板(2)包括用于流通液体工质的第一盖件(14)和用于流通气态工质的第二盖件(15)，所述第一盖件(14)对应所述第一基体(12)设置，所述第二盖件(15)对应所述第二基体(13)设置，所述翅片(3)对应所述第一盖件(14)和所述第二盖件(15)的位置分别设有通道口(11)。

7.根据权利要求6所述的异形散热装置，其特征在于，所述第一基体(12)和所述第二基体(13)通过管路(16)连接。

8.根据权利要求1所述的异形散热装置，其特征在于，还包括盖合板(17)，各个所述翅片(3)均与所述盖合板(17)焊接固定。

9.根据权利要求8所述的异形散热装置，其特征在于，所述盖合板(17)上设置有多个开孔(18)；

所述开孔(18)为正四边形孔、正五边形孔、正六边形孔或圆形孔。

10.根据权利要求1所述的异形散热装置，其特征在于，所述基板(1)、所述盖板(2)以及所述翅片(3)为一体式钎焊结构件；

所述散热柱(5)为圆柱、正三边形柱、正四边形柱、正五边形柱或正六边形柱。