CN2829087Y - 液冷式热管散热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种液冷式柱形热管散热器。这种液冷式热管散热器，包括柱形热管、外套管，柱形热管外侧设有外套管，该外套管内壁面和柱形热管外壁面构成液体通道；外套管上端设有套管盖，在外套管或套管盖上设有分别与液体通道两端连通的液体接管；外套管的下端面与柱形热管的底板设在一起。本实用新型有益的效果是：大大低于现有的散热模组的热阻。热阻大幅度降低，传热能力成倍提高。柱形热管为空心结构，体积小、重量轻、结构紧凑，可满足电子产品发展趋势对散热模组的要求。可在任意角度下稳定运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种散热装置，尤其是计算机CPU、通讯、光电照明、IGBT等大功率电子元器件使用的液冷式热管散热器。
背景技术
随着计算机、通讯、光电照明LED等电子产品以“摩尔定律(Moor’s Law)”等比级数的惊人速率发展及小型化，相对衍生之热处理问题亦趋增加，热流密度也随之提升。如何在有限的空间解决此散热问题，确保电子产品之正常操作，是世界各国散热模组厂家和相关科研机构加大科研投入，积极寻求和研发新型高效、能适合下一代电子产品发展需要的散热组件。
以热管作为高效传热元件制成的风冷散热模组，和以循环水冷却组成的液冷散热模组是目前研发出的两种高效大功率散热模组。已开始进入发热电子元件(包括计算机CPU)散热模组市场，并逐步替代现有的实体散热模组而变成市场上的主流产品。但是目前热管风冷散热模组体积较大，液冷散热模组的传热面积较小，因此传热能力和使用范围受到一定的限制。
发明内容
本实用新型要解决上述现有技术的缺点，提供一种将热管的高效导热特性和液冷高效散热特性组合在一起的液冷式热管散热器。
本实用新型解决其技术问题采用的技术方案：这种液冷式热管散热器，包括柱形热管、外套管，柱形热管外侧设有外套管，该外套管内壁面和柱形热管外壁面构成液体通道；外套管上端设有套管盖，在外套管或套管盖上设有分别与液体通道两端连通的液体接管；外套管的下端面与柱形热管的底板设在一起。
本实用新型可通过下述方式进一步完善：
柱形热管由底板、管体、顶盖、排气管构成密封腔体，内部呈真空状态；管体的下端设有底板，管体的上端设有毛细盖板，在毛细盖板上设有顶盖，顶盖上设有排气管，排气管呈密封状态；管体内壁面和底板内表面设有烧结层，与管体上端的毛细盖板连通构成工作液体循环通道，在烧结层和毛细盖板内吸附有工作液体；底板作为受热面，与发热电子元件直接接触吸热，管体外表面为散热面，与冷却液体接触散热。
外套管内壁面开设有螺旋槽道，槽道与柱形热管的管体外壁面构成螺旋形的液体通道。
外套管内壁面沿轴向开设有复数个纵向槽道，相邻两个槽道在其中一端连通，与柱形热管的管体外壁面构成沿柱形热管轴向上下多次往返的液体通道。
柱形热管底部与外套管底部通过焊接、粘结、或螺丝紧固方式接合在一起。
在外套管外侧套接有将液冷式热管散热器的柱形热管底面与电子元件发热面压紧的扣具。
在外套管的侧面设有分别与液体通道两端连通的液体接管。
在外套管的套管盖上设有分别与液体通道两端连通的液体接管。
液体接管与外套管及套管盖连接方式为焊接、粘结、或螺纹旋接在一起。
本实用新型有益的效果是：1.将柱形热管和液冷方式的结合构成的液冷式热管散热器，其热阻为0.07℃/W～0.15℃/W，大大低于现有的散热模组的热阻。2.与现有的液冷式散热器相比，液冷式热管散热器利用柱形热管底板直接与发热电子元件接触，利用柱形热管内部工作液体蒸发冷凝相变传热，快速将与液体接触的散热面扩大到整个柱形热管外表面，克服了散热器与电子元件器件接触面积的限制，因此其热阻大幅度降低，传热能力成倍提高。3.与现有的风冷式柱形热管散热器相比，因风冷式柱形热管的热阻主要集中在散热片风冷部分，液冷式热管散热器克服了风冷部分的热阻，因此其热阻大幅降低，传热能力成倍提高。4.柱形热管为空心结构，体积小、重量轻、结构紧凑，可满足电子产品发展趋势对散热模组的要求。5.柱形热管腔体内表面设有金属粉末烧结层，即强化柱形热管内的蒸发和冷凝传热，增加传热面积，又作为传热工质的回流通道，使其在任意角度下稳定运行。6.可满足电子产品发展趋势对散热模组提出的体积小、重量轻、散热能力大的要求，并且代表了将来散热模组发展的趋势。
附图说明
图1是本实用新型实施例1的剖面结构示意图；
图2是本实用新型实施例1的各部件立体分解示意图；
图3是本实用新型实施例2的各部件立体分解示意图；
图4是本实用新型的柱形热管剖面结构示意图；
图5是本实用新型实施例3外套管的一种剖面结构示意图；
图6是本实用新型实施例4外套管的一种剖面结构和俯视结构示意图。
附图标记说明：柱形热管1，底板1-1，管体1-2，顶盖1-3，排气管1-4，毛细盖板1-5，烧结层1-6，腔体1-7，外套管2，底部2-1，槽道2-2，凸沿2-3，套管盖3，接管4，扣具5，液体通道6。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
实施例1：参照图1、图2，这种液冷式热管散热器，包括柱形热管1，外套管2，套管盖3，接管4，扣具5。在柱形热管1的管体1-2外侧设有外套管2，外套管2内壁面和柱形热管1的管体外壁面构成液体通道6；外套管2上端设有套管盖3，在外套管2上设有分别与液体通道6两端连通的液体接管4，接管4与外套管2通过螺纹旋拧、粘结或焊接在一起；外套管2的底部2-1与柱形热管1的底板1-1通过焊接、粘结或用螺丝固定在一起，保证不渗露液体。在外套管2外侧套接有扣具5，用来将液冷式热管散热器的柱形热管1底面1-1与电子元件发热面紧密接触。
参见图4，柱形热管1由底板1-1、管体1-2、顶盖1-3、排气管1-4构成密封腔体1-7，内部呈真空状态；管体1-2的下端设有底板1-1，管体1-2的上端设有毛细盖板1-5，在毛细盖板1-5上设有顶盖1-3，顶盖1-3上设有排气管1-4，排气管1-4呈密封状态；管体1-2内壁面和底板1-1内表面设有烧结层1-6，与管体1-2上端的毛细盖板1-5连通构成工作液体循环通道，在烧结层1-6和毛细盖板1-5内吸附有工作液体；底板1-1作为受热面，与发热电子元件直接接触吸热，管体1-2外表面为散热面，与冷却液体接触散热。
使用时，用小软管将液体接管分别与循环泵出口、液体储槽连接，将液体储槽与冷却装置以及循环泵入口连接。用扣具安装固定液冷式热管散热器，使电子元件发热面与柱形热管底板直接紧密接触，将电子元件产生的热量快速传导给柱形热管，柱形热管底板内表面烧结层内吸附的工作液体吸收热量蒸发变成蒸汽，蒸汽快速扩散到柱形热管的管体内表面，在管体内表面烧结层内放出热量冷凝成液体，由烧结层提供的毛吸力将液体输送到底板内表面吸热区继续吸热蒸发。在管体壁面蒸汽冷凝发出的热量直接传导管体外侧流动的冷却液体。循环泵将液体储槽内的冷却液体通过接管流入外套管内壁与柱形热管外壁面构成的液体通道，吸收由柱形热管导出的热量后，由另一接管流出液冷式热管散热器，进入液体储槽，经过冷却装置降温后进行下一次循环。
本实用新型将热管的高效导热特性和液冷高效散热特性组合在一起的一种新型散热模组。它不仅可满足电子产品发展趋势对散热模组提出的体积小、重量轻、散热能力大的要求，而且代表了将来散热模组发展的趋势之一，可广泛应用于计算机、通讯、汽车电子、光电照明LED、以及IBGT、IGHT、晶闸管等大功率电子元器件的散热。
实施例2：参照图3，与实施例1不同之处在于：液体接管4设在液冷式热管散热器的套管盖4上，这样可以根据使用场合和扣紧固定方式的不同，很方便地安装或更换扣具5。
实施例3：参照图5，与实施例1、2不同之处在于：外套管2内壁开有螺旋形槽道2-2，槽道2-2的凸沿2-3与柱形热管1的管体1-2外径配合，由槽道2-2和管体1-2外壁面构成螺旋形的液体通道6，与实施例1、2相比，增加了液体流速和扰动，强化了冷却液体的吸热，减小了热阻，散热效果更好。
实施例4：参照图6，与实施例1、2、3不同之处在于：外套管2内壁面沿轴向开设有复数个纵向槽道2-2，相邻两个槽道2-2在其中一端连通，槽道2-2的凸沿2-3与柱形热管1的管体1-2外壁面构成沿柱形热管1轴向上下多次往返的液体通道6。与实施例1、2相比，增加了液体流速和扰动，强化了冷却液体的吸热，减小了热阻，散热效果更好。
Claims (9)
1、一种液冷式热管散热器，包括柱形热管(1)，外套管(2)，套管盖(3)，接管(4)，扣具(5)，其特征是：柱形热管(1)外侧设有外套管(2)，外套管(2)内壁面和柱形热管(1)外壁面构成液体通道(6)；外套管(2)上端设有套管盖(3)，在外套管(2)或套管盖(3)上设有分别与液体通道(6)两端连通的液体接管(4)；外套管(2)的下端面(2-1)与柱形热管(1)的底板(1-1)设在一起。
2、根据权利要求1所述的液冷式热管散热器，其特征是：所述柱形热管(1)由底板(1-1)、管体(1-2)、顶盖(1-3)、排气管(1-4)构成密封腔体(1-7)，内部呈真空状态；管体(1-2)的下端设有底板(1-1)，管体(1-2)的上端设有毛细盖板(1-5)，在毛细盖板(1-5)上设有顶盖(1-3)，顶盖(1-3)上设有排气管(1-4)，排气管(1-4)呈密封状态；管体(1-2)内壁面和底板(1-1)内表面设有烧结层(1-6)，与管体(1-2)上端的毛细盖板(1-5)连通构成工作液体循环通道，在烧结层(1-6)和毛细盖板(1-5)内吸附有工作液体。
3、根据权利要求1所述的液冷式热管散热器，其特征是：所述外套管(2)内壁面开设有螺旋槽道(2-2)，槽道(2-2)与柱形热管(1)的管体(1-2)外壁面构成螺旋形的液体通道(6)。
4、根据权利要求1所述的液冷式热管散热器，其特征是：所述外套管(2)内壁面沿轴向开设有复数个纵向槽道(2-2)，相邻两个槽道(2-2)在其中一端连通，与柱形热管(1)的管体(1-2)外壁面构成沿柱形热管(1)轴向上下多次往返的液体通道(6)。
5、根据权利要求1所述的液冷式热管散热器，其特征是：所述柱形热管(1)底部与外套管(2)底部通过焊接、粘结、或螺丝紧固方式接合在一起。
6、根据权利要求1所述的液冷式热管散热器，其特征是：所述外套管(2)外侧套接有将液冷式热管散热器的柱形热管(1)底面(1-1)与电子元件发热面压紧的扣具(5)。
7、根据权利要求1所述的液冷式热管散热器，其特征是：所述外套管(2)的侧面设有分别与液体通道(6)两端连通的液体接管(4)。
8、根据权利要求1所述的液冷式热管散热器，其特征是：外套管(2)的套管盖(3)上设有分别与液体通道(6)两端连通的液体接管(4)。
9、根据权利要求1、7和8所述的液冷式热管散热器，其特征是：所述的液体接管(4)与外套管(2)及套管盖(3)连接方式为焊接、粘结、或螺纹旋接在一起。
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