CN220206466U - 一种带三维相变换热结构的散热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带三维相变换热结构的散热器，包括上层基座、下层基座以及多个冷凝竖板，上层基座以及下层基座的内部分别设有横向流道结构，横向流道结构呈水平流向设置；各冷凝竖板的上下两侧分别固接于上层基座和下层基座，每一冷凝竖板的内部分别开设有纵向流道结构，纵向流道结构包括多个孔道单元，各孔道单元分别沿冷凝竖板的宽度方向间隔分布；各冷凝竖板的纵向流道结构的上、下端分别连通于上层基座和下层基座的横向流道结构，并形成三维流道结构。与现有技术相比，在散热器的内部构建三维传导的流道结构，提高散热器内部的工作流体的流通性，实现三维相变换热，增强散热器的散热效率。

Description

一种带三维相变换热结构的散热器

技术领域

本实用新型涉及散热器技术领域，尤其是涉及一种带三维相变换热结构的散热器。

背景技术

目前，传统的散热器包括以下三种：相变散热器、热管散热器以及VC散热器，其中，相变散热器为散热效率较高的一种，相变散热器的结构包括有鳍片、热管和均热板，每条热管分别呈相互独立连接于均热板，鳍片结构通过焊锡固定于各热管，鳍片结构通过外界空气流动进行换热，使热量散发到自然环境中。

传统的相变散热器存在以下缺点：1、热管为管状结构，每一条热管分别互为独立地连接于均热板，其导热方式为一维定向导热，换热效率低；2、鳍片结构与热管之间的连接结构存在较高的热阻，不利于传热，导热相变散热器的散热效率低；3、热管与均热板之间通过焊锡连接，而现有的焊锡工艺难以保证热管与均热板的拼接面之间填充良好、不出现局部空隙，导致各热管的传热效率不一致，热源器件容易发生局部温度过高，甚至导致器件损坏。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种带三维相变换热结构的散热器，构建三维传导的流道结构，提高散热器内部的工作流体的流通性，实现三维相变换热，增强散热器的散热效率。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种带三维相变换热结构的散热器，包括上层基座、下层基座以及多个冷凝竖板，上层基座以及下层基座的内部分别设有横向流道结构，横向流道结构呈水平流向设置；各冷凝竖板的上下两侧分别固接于上层基座和下层基座，每一冷凝竖板的内部分别开设有纵向流道结构，纵向流道结构包括多个孔道单元，各孔道单元分别沿冷凝竖板的宽度方向间隔分布；各冷凝竖板的纵向流道结构的上、下端分别连通于上层基座和下层基座的横向流道结构，并形成三维流道结构。

在进一步的技术方案中，下层基座的底面的中心位置设有热源装配部；冷凝竖板的分布结构包括并排结构或圆形阵列结构，并排结构，以热源装配部为中点，各冷凝竖板呈并排间隔设置，并且分别均匀分布于热源装配部的两侧；圆形阵列结构，以热源装配部为圆心，各冷凝竖板沿圆周方向间隔分布设置，并且各冷凝竖板分别呈径向放射状分布。

在进一步的技术方案中，冷凝竖板的分布结构为并排结构，各冷凝竖板分别呈并排间隔设置；上层基座以及下层基座还设有散热鳍片结构，散热鳍片结构包括多个鳍片组件，各鳍片组件分别紧贴装配于冷凝竖板的两侧面。

在进一步的技术方案中，鳍片组件包括两个相互平行的导热面板，这两个导热面板之间设有多个鳍片单元，各鳍片单元分别呈并排间隔设置；导热面板与冷凝竖板之间通过钎焊相接。

在进一步的技术方案中，下层基座的顶面成型有下层流道凹腔，下层流道凹腔的腔口装配有一下层基座封板，下层基座封板气密封盖于下层流道凹腔的腔口，下层基座封板与下层流道凹腔包围形成横向流道结构；下层流道凹腔的内部设有一VC内芯板，VC内芯板支撑作用于下层基座封板。

在进一步的技术方案中，VC内芯板包括上下相互平行的两个内芯层板，这两个内芯层板之间成型设置有多个翅片单元，各翅片单元分别呈并排间隔设置；下层基座封板开设有多个竖板底端连接槽，各冷凝竖板的底边分别装配于相应的竖板底端连接槽；VC内芯板的顶部还开设有多个流口凹槽，流口凹槽至少贯穿内芯层板，各流口凹槽分别与相应的竖板底端连接槽投影对齐，并且连通相应的纵向流道结构连通。

在进一步的技术方案中，上层基座的底部开设有多个竖板顶端连接槽，各冷凝竖板的顶边分别装配于相应的竖板顶端连接槽，并且各相应的纵向流道结构连通分别连通至上层基座的横向流道结构。

在进一步的技术方案中，上层基座的横向流道结构包括VC均热结构，VC均热结构与下层基座的横向流道结构相同，上层基座的开设有上层流道凹腔，上层流道凹腔的腔口装配有一上层基座封板，上层基座封板气密封盖于上层流道凹腔的腔口，上层基座封板与上层流道凹腔包围形成横向流道结构；上层流道凹腔的内部设有另一VC内芯板，这一VC内芯板支撑作用于上层基座封板；这一VC内芯板的底部开设有多个流口凹槽，各流口凹槽分别投影对齐相应的竖板顶端连接槽，并且连通相应的纵向流道结构。

在进一步的技术方案中，上层基座的横向流道结构包括多重流道结构，上层基座的顶部成型有至少一个气封凹槽，气封凹槽沿上层基座的宽度方向延伸设置，每一气封凹槽的槽底还开设有一横向流道凹槽，横向流道凹槽的宽度和长度均略小于气封凹槽，并且横向流道凹槽分别连通各竖板顶端连接槽；气封凹槽嵌入装配有一气密封条，气密封条完全覆合于横向流道凹槽的槽口，以形成密封的多重流道结构。

在进一步的技术方案中，孔道单元的内壁成型有波纹面结构。

采用上述结构后，本实用新型和现有技术相比所具有的优点是：本实用新型提供了一种带三维相变换热结构的散热器，通过在散热器内部构件三维流道结构，使内部的相变换热面积增大，提高内部换热介质的流通性，提高散热器的换热性能，进一步提高其散热效率；在下层基座的内部设置由VC内芯板组成的均热结构，提高下层基座的承载性能，提高下层基座的均温效果；在孔道单元的内壁成型波纹面结构，进一步增大散热器内部的相变换热面积以及换热效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的内部的工作流体的流动示意图。

图2是实施例1中的散热器的结构示意图。

图3是实施例1中的散热器的截面图。

图4是实施例1中的散热器的分解示意图。

图5是本实用新型中的冷凝竖板的结构示意图。

图6是本实用新型中的鳍片组件的示意图。

图7是本实用新型中的VC内芯板的结构示意图。

图8是实施例2中的散热器的结构示意图。

图9是实施例2中的上层基座的结构示意图。

图10是实施例2中的上层基座的结构示意图。

具体实施方式

以下仅为本实用新型的较佳实施例，并不因此而限定本实用新型的保护范围。

实施例1

一种上层基座以及下层基座均设有均热结构的散热器，如图1至图7所示，包括上层基座3、下层基座1以及多个冷凝竖板2，上层基座3以及下层基座1的内部分别设有横向流道结构，横向流道结构呈水平流向设置；各冷凝竖板2的上下两侧分别固接于上层基座3和下层基座1，每一冷凝竖板2的内部分别开设有纵向流道结构，纵向流道结构包括多个孔道单元20，各孔道单元20分别沿冷凝竖板2的宽度方向间隔分布；各冷凝竖板2的纵向流道结构的上、下端分别连通于上层基座3和下层基座1的横向流道结构，并形成三维流道结构。通过在散热器内部构件三维流道结构，使内部的相变换热面积增大，提高内部换热介质的流通性，提高散热器的换热性能，进一步提高其散热效率。

下层基座1的底面的中心位置设有热源装配部；冷凝竖板2的分布结构为并排结构，以热源装配部为中点，各冷凝竖板2呈并排间隔设置，并且分别均匀分布于热源装配部的两侧；上层基座3以及下层基座1还设有散热鳍片结构，散热鳍片结构包括多个鳍片组件4，各鳍片组件4分别紧贴装配于冷凝竖板2的两侧面；鳍片组件4包括两个相互平行的导热面板41，这两个导热面板41之间设有多个鳍片单元42，各鳍片单元42分别呈并排间隔设置；导热面板41与冷凝竖板2之间通过钎焊相接。热源装配部用作抵压热源器件9，将热源器件9的热量均匀传递至下层基座1。

当然，冷凝竖板2的分布结构也可以设置为圆形阵列结构，以热源装配部为圆心，各冷凝竖板2沿圆周方向间隔分布设置，并且各冷凝竖板2分别呈径向放射状分布。本实用新型所要求保护的散热器结构，不应仅限于冷凝竖板2呈并排分布的组成结构，冷凝竖板2作为三维流道结构的纵向方向的流道部分，其作用是，在冷热明显的上下两侧形成气压差，驱使内部的工作流体进行流转、相变，多个冷凝竖板2组成的纵向流道部分，能够提高三维流道结构的内部面积，提高工作流体的流转效率以及相变换热效率。

在本实施例中的冷凝竖板2的厚度d为2mm-5mm，优选为3mm；其孔道单元20的横截面形状为正方向，当然，也可以为圆形或菱形，在本实施例中的矩形的孔道单元20的孔口宽度c为1.5mm-4.5mm，优选为2mm。

在本实施例中，各组件均由铝合金所制，能够取代造价较高的紫铜材料，进一步节省制备成本，当然，采用紫铜所制的散热器能够进一步提高散热器的散热效率。

本实用新型中的下层基座1以及上层基座3均设有均热结构，具体地，下层基座1的顶面成型有下层流道凹腔10，下层流道凹腔10的腔口装配有一下层基座封板11，下层基座封板11气密封盖于下层流道凹腔10的腔口，下层基座封板11与下层流道凹腔10包围形成横向流道结构；下层流道凹腔10的内部设有一VC内芯板12，VC内芯板12支撑作用于下层基座封板11。

VC内芯板12包括上下相互平行的两个内芯层板121，这两个内芯层板121之间成型设置有多个翅片单元122，各翅片单元122分别呈并排间隔设置；下层基座封板11开设有多个竖板底端连接槽110，各冷凝竖板2的底边分别装配于相应的竖板底端连接槽110；VC内芯板12的顶部还开设有多个流口凹槽123，流口凹槽123至少贯穿内芯层板121，各流口凹槽123分别与相应的竖板底端连接槽110投影对齐，并且连通相应的纵向流道结构连通。

翅片单元122可以增加横向流道结构与基座的结构强度，同时增大基座内部的换热面积，从而实现更多的相变换热；VC内芯板12的各翅片单元122之间形成特殊流道结构，这种栅网状的流道结构可使内部工作流体在相变换热时，提高散热器内部相变换热介质的流通性，从而使散热器整体达到更好的均温效果，增强了散热器整体的换热能力，使散热器更易于实现高效散热。

本实施例提供了一种均热结构的上层基座3，其内部的横向流道结构与下层基座1的内部的横向流道结构相同，具体地，上层基座3的底部开设有多个竖板顶端连接槽301，各冷凝竖板2的顶边分别装配于相应的竖板顶端连接槽301，并且各相应的纵向流道结构连通分别连通至上层基座3的横向流道结构；上层基座3的横向流道结构包括VC均热结构，VC均热结构与下层基座1的横向流道结构相同，上层基座3的开设有上层流道凹腔30，上层流道凹腔30的腔口装配有一上层基座封板31，上层基座封板31气密封盖于上层流道凹腔30的腔口，上层基座封板31与上层流道凹腔30包围形成横向流道结构；上层流道凹腔30的内部设有另一VC内芯板12，这一VC内芯板12支撑作用于上层基座封板31；这一VC内芯板12的底部开设有多个流口凹槽123，各流口凹槽123分别投影对齐相应的竖板顶端连接槽301，并且连通相应的纵向流道结构。

为进一步提高散热器的内部的相变换热面积，本实施例中的孔道单元20的内壁成型有波纹面结构201，在实际应用中：首先，工作流体在下层基座1内的横向流道结构受热，蒸发成气体；然后，工作气体随各纵向流道结构上升至上层的横向流道结构，并在上升期间与冷凝竖板2的各个孔道单元发生相变换热，并挂水至孔道单元20的内壁；最后，凝水后的工作流体在重力作用下返流至下层基板1的内腔中，完成换热。

在本实施例中的全部组件之间的固定装配方式均采用钎焊，当然也可以采用锡焊等焊接方式。

具体地，下层基板1的四个角部还设有装配部102，装配部102开设有至少一个装配孔103；下层基板1的侧部还开设有冷媒注入口101；VC内芯板12还开设有一冷媒接杆避让孔道124，冷媒接杆避让孔道124与冷媒注入口101对齐。为提高冷媒注入速度以及防止封口时外溢，在注入冷媒时，通过长条状的接入管分别贯穿冷媒注入口101以及冷媒接杆避让孔道124，使冷媒能够由基座的内腔室的深处输入。

实施例2

本实施例提供了一种带多重流道结构的散热器，本实施例中的散热器的结构与实施例中的散热器基本相同，所不同的是，本实施例中的上层基板3的内部的横向流道结构为一种多重流道结构，具体为，上层基座3的顶部成型有至少一个气封凹槽38，气封凹槽38沿上层基座3的宽度方向延伸设置，每一气封凹槽38的槽底还开设有一横向流道凹槽381，横向流道凹槽381的宽度和长度均略小于气封凹槽38，并且横向流道凹槽381分别连通各竖板顶端连接槽301；气封凹槽38嵌入装配有一气密封条39，气密封条39完全覆合于横向流道凹槽381的槽口，以形成密封的多重流道结构。与实施例1相比，本实施例中的多重流道结构仅提供上层的横向流道结构的流转通道，减少内部均热结构的设置，有利于降低散热器的制备成本，提高内部的工作流体的回流速度。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种带三维相变换热结构的散热器，其特征在于：包括上层基座(3)、下层基座(1)以及多个冷凝竖板(2)，

上层基座(3)以及下层基座(1)的内部分别设有横向流道结构，横向流道结构呈水平流向设置；

各冷凝竖板(2)的上下两侧分别固接于上层基座(3)和下层基座(1)，每一冷凝竖板(2)的内部分别开设有纵向流道结构，纵向流道结构包括多个孔道单元(20)，各孔道单元(20)分别沿冷凝竖板(2)的宽度方向间隔分布；

各冷凝竖板(2)的纵向流道结构的上、下端分别连通于上层基座(3)和下层基座(1)的横向流道结构，并形成三维流道结构。

2.根据权利要求1所述的一种带三维相变换热结构的散热器，其特征在于：所述下层基座(1)的底面的中心位置设有热源装配部；所述冷凝竖板(2)的分布结构包括并排结构或圆形阵列结构，

并排结构，以热源装配部为中点，各冷凝竖板(2)呈并排间隔设置，并且分别均匀分布于热源装配部的两侧；

圆形阵列结构，以热源装配部为圆心，各冷凝竖板(2)沿圆周方向间隔分布设置，并且各冷凝竖板(2)分别呈径向放射状分布。

3.根据权利要求2所述的一种带三维相变换热结构的散热器，其特征在于：所述冷凝竖板(2)的分布结构为所述并排结构，各所述冷凝竖板(2)分别呈并排间隔设置；所述上层基座(3)以及所述下层基座(1)还设有散热鳍片结构，散热鳍片结构包括多个鳍片组件(4)，各鳍片组件(4)分别紧贴装配于所述冷凝竖板(2)的两侧面。

4.根据权利要求3所述的一种带三维相变换热结构的散热器，其特征在于：所述鳍片组件(4)包括两个相互平行的导热面板(41)，这两个导热面板(41)之间设有多个鳍片单元(42)，各鳍片单元(42)分别呈并排间隔设置；导热面板(41)与所述冷凝竖板(2)之间通过钎焊相接。

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种带三维相变换热结构的散热器，其特征在于：所述下层基座(1)的顶面成型有下层流道凹腔(10)，下层流道凹腔(10)的腔口装配有一下层基座封板(11)，下层基座封板(11)气密封盖于下层流道凹腔(10)的腔口，下层基座封板(11)与下层流道凹腔(10)包围形成所述横向流道结构；下层流道凹腔(10)的内部设有一VC内芯板(12)，VC内芯板(12)支撑作用于下层基座封板(11)。

6.根据权利要求5所述的一种带三维相变换热结构的散热器，其特征在于：所述VC内芯板(12)包括上下相互平行的两个内芯层板(121)，这两个内芯层板(121)之间成型设置有多个翅片单元(122)，各翅片单元(122)分别呈并排间隔设置；

所述下层基座封板(11)开设有多个竖板底端连接槽(110)，各所述冷凝竖板(2)的底边分别装配于相应的竖板底端连接槽(110)；

所述VC内芯板(12)的顶部还开设有多个流口凹槽(123)，流口凹槽(123)至少贯穿内芯层板(121)，各流口凹槽(123)分别与相应的竖板底端连接槽(110)投影对齐，并且连通相应的所述纵向流道结构连通。

7.根据权利要求6所述的一种带三维相变换热结构的散热器，其特征在于：所述上层基座(3)的底部开设有多个竖板顶端连接槽(301)，各所述冷凝竖板(2)的顶边分别装配于相应的竖板顶端连接槽(301)，并且各相应的所述纵向流道结构连通分别连通至上层基座(3)的所述横向流道结构。

8.根据权利要求7所述的一种带三维相变换热结构的散热器，其特征在于：所述上层基座(3)的所述横向流道结构包括VC均热结构，

VC均热结构与所述下层基座(1)的横向流道结构相同，上层基座(3)的开设有上层流道凹腔(30)，上层流道凹腔(30)的腔口装配有一上层基座封板(31)，上层基座封板(31)气密封盖于上层流道凹腔(30)的腔口，上层基座封板(31)与上层流道凹腔(30)包围形成所述横向流道结构；上层流道凹腔(30)的内部设有另一VC内芯板(12)，这一VC内芯板(12)支撑作用于上层基座封板(31)；

这一VC内芯板(12)的底部开设有多个所述流口凹槽(123)，各流口凹槽(123)分别投影对齐相应的竖板顶端连接槽(301)，并且连通相应的纵向流道结构。

9.根据权利要求7所述的一种带三维相变换热结构的散热器，其特征在于：所述上层基座(3)的所述横向流道结构包括多重流道结构，

上层基座(3)的顶部成型有至少一个气封凹槽(38)，气封凹槽(38)沿上层基座(3)的宽度方向延伸设置，每一气封凹槽(38)的槽底还开设有一横向流道凹槽(381)，横向流道凹槽(381)的宽度和长度均略小于气封凹槽(38)，并且横向流道凹槽(381)分别连通各所述竖板顶端连接槽(301)；

气封凹槽(38)嵌入装配有一气密封条(39)，气密封条(39)完全覆合于横向流道凹槽(381)的槽口，以形成密封的多重流道结构。

10.根据权利要求1所述的一种带三维相变换热结构的散热器，其特征在于：所述孔道单元(20)的内壁成型有波纹面结构(201)。