CN102130080A - 一种散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种散热装置，所述散热装置包括一个中空的散热基座以及一组流体管。所述流体管穿置在所述散热基座内，并且所述流体管内有循环流动的冷却媒质。所述散热基座包括一个吸热区用以吸收热量。所述散热基座内容置有冷却液，所述冷却液可在所述吸热区处被汽化吸收所述吸热区所吸收的热量，并在所述散热基座内远离所述吸热区的位置处及所述流体管上凝结以释放所吸收的热量。本发明实施例中的散热装置，通过将流体管与散热基座的相互结合，从而提高热装置的散热效率，同时可以降低由于单一的流体管或散热基座失效而导致整个散热装置失效的风险，从而提高散热装置的可靠性。

Description

一种散热装置

技术领域

本发明涉及一种通信领域，特别涉及一种散热装置。

背景技术

随着电子元件和及电子装置趋向微小化而运算速度不断的提高，所产生的热量越来越大，而这些热量如果不能及时的扩散将会对电子元件的运作性能产生严重的影响。散热器则是一种用来将电子产品中的热源产生的热量快速扩散的装置。目前，散热器的种类多种多样，比如采用散热鳍片组，或者采用热管，或者采用风扇，或者采用液态冷却的方式。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

这些散热装置的散热效率较低，而且这些散热装置比较容易失效，可靠性较低，对电子产品的安全运作存在隐患。

发明内容

本发明实施例提供一种高效可靠的散热装置。

一种散热装置，所述散热装置包括一个中空的散热基座以及一组流体管。所述流体管穿置在所述散热基座内，并且所述流体管内有循环流动的冷却媒质。所述散热基座包括一个吸热区用以吸收热量。所述散热基座内容置有冷却液，所述冷却液可在所述吸热区处被汽化吸收所述吸热区所吸收的热量，并在所述散热基座内远离所述吸热区的位置处及所述流体管上凝结以释放所吸收的热量。

本发明实施例中的散热装置，通过将流体管与散热基座的相互结合，从而提高热装置的散热效率，同时可以降低由于单一的流体管或散热基座失效而导致整个散热装置失效的风险，从而提高散热装置的可靠性。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的一种散热装置的立体示意图；

图2是图1中散热装置沿II-II方向的剖视图；

图3是本发明第二实施例提供的一种散热装置的剖视图；

图4是本发明第三实施例提供的一种散热装置的剖视图；

图5是本发明第四实施例提供的一种散热装置的剖视图；

图6是本发明第五实施例提供的一种散热装置的剖视图。

具体实施方式

请参阅图1，本发明第一实施例提供的一种散热装置100的立体示意图，该散热装置100，包括一个散热基座110以及一组流体管130。所述流体管130穿置在散热基座110内，并且在所述流体管110内有循环流通的冷却媒质。所述散热基座110包括一个吸热区112用于与一电子装置中的热源170(参见图2)接触以吸收所述热源170所产生的热量。所述散热基座110内置有冷却液115，所述冷却液115可在所述吸热区112处被汽化，以吸收所述吸热区112的热量。所述流体管130内循环流动的冷却媒质用以将流体管130所吸收的热量带走。

请参阅图2，所述散热基座110包括一个底板114，一个与底板114相对应的顶板116，以及垂直连接在所述底板114及116之间的多个侧板118。所述底板114、顶板116及侧板118之间密封连接，从而共同构成了一个密闭的蒸汽腔113，冷却液115容置在所述蒸汽腔113内。所述吸热区112形成在所述底板114上，其可以是底板114上的任意区域，也可以是设置在114上并采用铝、铜、铝合金或者石墨等高导热材料制作而成的特定区域。所述吸热区112用以与所述热源170接触并吸收所述热源170所产生的热量，并将热量传导给汇聚在该吸热区112内的冷却液115。当所述冷却液115所吸收的热量达到其可发生蒸发相变时所需的热量后，所述冷却液开始逐渐蒸发形成蒸汽117，蒸汽117弥漫扩散至整个蒸汽腔113内，当所述蒸汽117在遇到温度较低的顶板116、侧板118、或者流体管130时将会凝结，并在凝结的过程中将热量传导至与其接触的物体的表面，并由与其接触的物体将热量带走。为了能降低所述蒸汽腔113内的气体流动的阻力、热阻及降低冷却液沸腾温度点，可将所述蒸汽腔113抽成真空状态，从而使蒸汽117的流动更加的顺畅，同时也能使以热辐射方式散发热量的效果更好。此外，为了能够使凝结后冷却液115快速回流至所述底板114的吸热区112内，可在所述底板114、顶板116及侧板118的内壁上设置毛细结构119，从而加快蒸汽117凝结后回液的速度。所述毛细结构119通过毛细虹吸的作用将凝结的冷却液快速的导引至所述吸热区112从而加快冷却液115相变循环的速度以增加散热效率。所述毛细结构119可以是铜粉烧结层，可以是采用刻蚀形成的沟槽或者小通道，也可以采用金属丝网但不限于这些制作方式。

所述流体管130为采用导热材料制作而成冷却媒质循环通道。本实施例中所述流体管130由所述散热基座110的侧板118穿入所蒸汽腔113内，但并不限于此种设置方式，所述流体管130也可由所述散热基座110的顶板114或者底板穿置在所述蒸汽腔113内，且本实施方式中所述流体管130采用悬空的方式布置在所述底板114及顶板116之间的蒸汽腔113内。本实施例中所述流体管130设置成往复弯曲的曲线状，以增大该流体管130在所述蒸汽腔113内的面积，从而可以吸收更多热量。所述流体管130也可以根据需要设置成贯穿所述蒸汽腔113的直线状，或者在热蒸汽腔113内的热集中区域采用往复弯曲的曲线状，而在其他的区域内采用直线状，从而提高流体管130的利用率。为了使凝结在所述流体管130外壁上的冷却液115能够快速的流回吸热区112，所述流体管130位于所述蒸汽腔113内部分的外壁上可设置流体管毛细结构132，该流体管毛细结构132可采用与所述毛细结构119相同的方法制作。根据不同的应用场合及散热需求，所述流体管130的横截面可以是圆形或者椭圆形即扁形。此外，容置在所述蒸汽腔113内的流体管130也可直接支撑在所述底板114的内表面上，以便所述热管130可以更加的接近热源170，同时缩短凝结的冷却液115的回液距离，从而提高冷却液115的相变的循环速度，进一步提高散热装置100的散热效率。

为了提高所述散热装置100的散热效率，所述散热装置还可以包括一组散热鳍片组150。所述散热鳍片组150设置在所述散热基座110远离所述吸热区112的位置处，用以将散热基座110通过所述吸热区112所吸收的部分热量散发至所述散热鳍片组150的外部空间中。所述散热鳍片组150为采用高导热材料制作而成且规则排列的散热结构，本实施例中采用多个规则排列的散热片152构成。所述散热片152以大致垂直的方式设置在所述顶板116的外表面116a上，以将顶板116及侧板118上的热量快速的散发到所述散热片152外围的空气中，可以理解的是，所述散热片152也可以根据需求设置在所述侧板118的外表面118a上，或者同时设置在所述顶板116及侧板118的外表面116a、118a上。为了提升所述散热鳍片组150的散热效率，可使相邻的散热片152之间通过散热板154相互连接，以增加散热鳍片组150的散热面积，从而提升散热效率。每两个相邻的散热鳍片152之间的散热板154可以仅为一个，也可以根据需求设置多个。本实施例中所述散热板154为波浪状但并不限于该形状，所述散热板154可以根据不同的需求设置成为平板状，或者其它可以增加散热面积并方便散热鳍片组150制作的结构。所述散热板154和与其连接的散热鳍片152之间的角度可以是90度，从而在所述散热鳍片150上形成多个截面近似于方形的散热孔156；所述散热板154和与其连接的散热鳍片152之间的角度可以是根据需求且满足与散热片152的连接要求而设置成的任意角度，比如连接角度为60度或者45度，从而在所述散热鳍片150上形成多个截面近似于三角形的散热孔。可以理解，所述散热鳍片组150为选择性设置的结构，若散热装置100通过散热基座110及流体管130已经可以达到散热需求，那么散热鳍片组150便可以从所述散热装置100中去除，从而达到减小体积以及节省成本的目的。

使用时，将所述散热装置100通过其散热基座110设置在所述热源170上，并使所述吸热区112与所述热源170相互接触以使热源可将热量传递给所述吸热区112。所述散热基座110的吸热区112将所吸收的热量传递给汇聚在所述吸热区112内的冷却液115，冷却液115在吸收了足够的热量后便发生相变从而变成蒸气117，蒸汽117将扩散到整个蒸汽腔113内，当蒸气117遇到温度较低的顶板116、侧板118以及流体管130时便会发生凝结，从而再次成为液态的冷却液115，在凝结的过程中，蒸汽117所吸收的热量将传递给顶板116、侧板118以及流体管130，其中，顶板116及侧板118所吸收到的的部分热量将通过热传导的方式传递给散热鳍片组150的散热片152及散热板154，并由所述的散热片152及散热板154散发到外围的环境中，另外一部热量将通过所述顶板及侧板自身通过热空气对流及热辐射的方式散发之外界；而流体管130所吸收的热量将由在所述流体管130内循环流动的散热媒质带走。蒸汽117凝结后形成的冷却液115将沿着所述流体管130的流体管毛细结构132以及散热基座110内毛细结构119快速的回流到所述吸热区112内并再次被汽化；上述过程在所述散热装置110内不断的重复，便可使热源170的热量有效的散发到远离的所述热源的位置170处，从而达到保持适合的工作温度的目的。其中，由于所述流体管130内的冷却媒质在不断的循环流动，因此，可以保证所述流体管130的温度处于基本恒定的状态，从而可保证电子装置的温度恒定，以达到电子装置的温度可控目的，并通过设置适当的温度以防止电子装置凝露，同时可使蒸汽腔113内的蒸汽117快速的凝结，提高蒸汽相变的速度，从而提高散热效率。同时，由于流体管130与散热基110座采用不同的散热机制，同时失效的可能性极小，从而极大的降低了由于环境及使用时间而导致该散热装置100失效而带来的风险，提高散热装置100的可靠性。

请参阅图3，本发明第二实施例提供的一种散热装置200的剖视图，该散热装置200，包括一个散热基座210，一组流体管230，以及一组可选择性设置的散热鳍片组250。所述散热基座210包括一个吸热区212用于与一电子装置中的热源170接触以吸收所述热源170所产生的热量。所述流体管230穿置在散热基座210内，并通过在流体管230内循环流动的冷却媒质将所述流体管230所吸收的热量带走。所述散热鳍片组250设置在所述散热基座210远离所述吸热区212的位置处，用以将散热基座210内的部分热量散发至所述散热鳍片组250的外部空间中。本发明第二实施例所提供的散热装置200与第一实施例所提供的散热装置100的结构相同或者类似，其中如上所述，相似的标号(比如：110及220可认为是相似的标号)代表的相似的部件，因此对于第一实施例及第二实施例中相同部件的结构及功能在此将不再冗述，具体请参阅第一实施例的描述。其中第二实施例中的散热装置200与第一实施例中的散热装置100的不同在于：所述散热装置200的底板214包括一个聚液板214a以及以一定角度连接在所述聚液板214a上的回流板214b，其中所述吸热区212位与所述聚液板214a上。所述聚液板214a及回流板214b共同构成了一个半径沿竖直向下的方向逐渐减小的锥形。这种结构可以使回流到底板214边缘也就是聚液板214a边缘的冷却液215在重力的作用下加速回流到聚液板214a上，从而防止出现由于吸热区212内冷却液215蒸发过快可能导致的吸热区212“干烧”风险，此外，可以使底板214上除了吸热区212以外的其它区域远离电子元件，防止散热基座210所吸收的热量通过热辐射的方式再次加热热源以外的其它的电子元件，造成“热污染”。本发明第二实施例中散热装置200通过将底板214设置成为锥形从而增加了散热基座210内的冷却液215的回液速度，同时防止热污染从而进一步的提高了散热装置200的散热效率及可靠性。

请参阅图4，本发明第三实施例提供的一种散热装置300的剖视图，该散热装置300，包括一个散热基座310以及一组流体管330。所述散热基座310包括一个吸热区312用于与一电子装置中的热源170接触以吸收所述热源170所产生的热量。所述流体管330穿置在散热基座310内，并通过在流体管330内循环流动的冷却媒质将所述流体管330所吸收的热量带走。本发明第三实施例所提供的散热装置300与第一、二实施例所提供的散热装置100、200中的部分结构相同或者类似，其中如上所述，相似的标号代表的相似的部件，因此对于第三实施例与第一实施例及第二实施例中相同部件的结构及功能在此将不再冗述，具体请参阅第一实施例的描述。其中第三实施例中的散热装置300与第一、二实施例中的散热装置100、200的不同在于：

所述散热基座310还包括与其一体成型的散热鳍片组320，所述散热鳍片组320包括多个间隔均匀且规则排列的空心散热件322。所述每一个空心散热件322包括多个竖板322a及一个横板322b。所述每一个空心散热件322的竖板322a依次首尾相连形成一个两端开口的闭合环，每一个空心散热件322中由多个所述竖板322a形成的闭合环的一端以大致垂直的方式连接在所述散热基座310的顶板316上。所述横板322b连接在所述竖板322a形成的闭合环的另一端，从而在所述横板322b与所述竖板322a之间形成了一个容室324。所述散热基座310的顶板316上对应所述空心散热件322的容室324开设有多个开口316b，使所述空心散热件322的容室324与散热基座310的蒸汽腔313通过所述开口316b相互连通。所述流体管330由所述散热基座310的侧板318穿入所述蒸汽腔313内，并与所述散热基座310的底板314相互接触。本发明的第三实施例中，在所述散热基座310上设置多个规则排列并与所述散热基座310的蒸汽腔313相互连通的空心的散热鳍片组320，从而使扩大了蒸汽腔313的空间，同时扩大了蒸汽317可附着以进行凝结的面积，以进一步的加快冷却液315的相变的速度，提高了散热效率。为了使凝结后的冷却液315能够快速的回流到所述吸热区312，在每一个所述空心散热件322的竖板322a及横板322b的内侧表面上设置有散热件毛细结构326，所述散热件毛细结构326通过虹吸作用加速凝结后冷却液315流回所述吸热区速度，可提高冷却液315循环相变的速度，提高热装置高散热的效率。

请参阅图5，本发明第四实施例提供的一种散热装置400的剖视图，该散热装置400，包括一个散热基座410以及一组流体管430。所述散热基座410包括一个吸热区412用于与一电子装置中的热源170接触以吸收所述热源170所产生的热量。所述散热基座410上形成有散热鳍片组420，所述散热鳍片组420包括多个规则排列的空心散热件422。本发明第四实施例所提供的散热装置400与第三实施例所提供的散热装置300中的部分结构相同或者类似，其中如上所述，相似的标号代表的相似的部件，因此对于第三实施例及第四实施例中相同部件的结构及功能在此将不再冗述，具体请参阅第三实施例的描述。其中第四实施例中的散热装置400与第三实施例中的散热装置300的不同在于：

所述流体管430贯穿所述散热鳍片组420，本实施例中所述流体管430以大致垂直的方式贯穿所述每一空心散热件422中相对的竖直板422a，通过流体管430内的冷却媒质将散热鳍片组420内的部分热量带走。本实施方式中，所述流体管430不仅可以通过冷却媒质带走热量，同时裸露在相邻的空心散热件422的管体部分还可以通过热辐射及热传导的方式将热量散发到外部的空间中，从而提高了整个散热装置的散热效率。可以理解的是，本发明第四实施例所提供的散热装置400中的流体管430也可同时采用设置在所述散热鳍片组420上及蒸汽腔413内的组合设置方式，以这种组合的方式可进一步提高散装置400的散热效率及可靠性。

请参阅图5，本发明第五实施例提供的一种散热装置500的剖视图，该散热装置500，包括一个散热基座510以及一组流体管530。所述散热基座510包括一个吸热区512用于与一电子装置中的热源170接触以吸收所述热源170所产生的热量。所述散热基座510上形成有散热鳍片组520，所述散热鳍片组520包括多个规则排列的空心散热件522。本发明第五实施例所提供的散热装置500与第三实施例所提供的散热装置300中的部分结构相同或者类似，其中如上所述，相似的标号代表的相似的部件，因此对于第五实施例及第三实施例中相同部件的结构及功能在此将不再冗述，具体请参阅第三实施例的描述。其中第五实施例中的散热装置500与第三实施例中的散热装置300的不同在于：所述散热装置500的底板514包括一个聚液板514a以及以一定角度连接在所述聚液板514a上的回流板514b，其中所述吸热区512位与所述聚液板514a上。所述散热装置500的底板514的构造与本发明第二实施例中散热装置200的底板214的构造及功能相同，在此将不再冗述，请参阅第二实施例中对所述底板214的描述。

本发明的提供的散热装置，通过将流体管与散热基座相互结合，从而提高散热装置的散热效率，同时可以降低由于单一的流体管失效而导致整个散热装置失效的风险，从而提高散热装置的可靠性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种散热装置，其特征在于，所述散热装置包括一个中空的散热基座以及一组流体管，所述流体管穿置在所述散热基座内，并且所述流体管内有循环流动的冷却媒质；所述散热基座包括至少一个吸热区用以吸收热量，所述散热基座内容置有冷却液，所述冷却液可在所述吸热区处被汽化以吸收所述吸热区所吸收的热量，并在所述散热基座内远离所述吸热区的位置处及所述流体管上凝结以释放所吸收的热量。

2.如权利要求1所述的散热装置，其特征在于：所述散热基座包括一个底板，一个与底板相对应的顶板，以及垂直连接在所述底板及顶板之间的多个侧板，所述底板、顶板及侧板之间密封连接并共同构成至少一个密闭的蒸汽腔，冷却液置于在所述蒸汽腔内。

3.如权利要求2所述的散热装置，其特征在于：在所述蒸汽腔的内壁上设置有毛细结构，用于使凝结后的冷却液回流到吸热区。

4.如权利要求3所述的散热装置，其特征在于：所述流体管穿置在所述散热基座的蒸汽腔内，并悬置在所述底板及顶板之间或者支撑在所述底板上。

5.如权利要求4所述的散热装置，其特征在于：所述流体管为往复弯曲的曲线状或直线状，或者在热蒸汽腔内的热集中区域呈往复弯曲的曲线状而在其他的区域内采用直线状。

6.如权利要求3所述的散热装置，其特征在于：所述流体管位于所述蒸汽腔内部分的外壁上设置有流体管毛细结构。

7.如权利要求3所述的散热装置，其特征在于：所述散热装置还包括一组散热鳍片组，所述散热鳍片组设置在所述散热基座的顶板上，用以将冷却液凝结时所放出的部分热量散发至所述散热鳍片组的外部空间中。

8.如权利要求7所述的散热装置，其特征在于：所述散热鳍片组包括多个规则排列的散热片，所述散热片以垂直的方式设置在所述顶板的外表面上。

9.如权利要求8所述的散热装置，其特征在于：所述散热鳍片组还包括多个散热板，所述散热板连接在相邻的散热片之间。

10.如权利要求3或者权利要求7所述的散热装置，其特征在于：所述散热装置的底板包括一个聚液板以及以一定角度连接在所述聚液板上的回流板，其中所述吸热区位于所述聚液板上。

11.如权利要求10所述的散热装置，其特征在于：所述聚液板及回流板共同构成了一个半径沿竖直向下的方向逐渐减小的锥形。

12.如权利要求3所述的散热装置，其特征在于：所述散热基座还包括与其一体成型的散热鳍片组，所述散热鳍片组包括多个间隔均匀且规则排列的空心散热腔，所述每一个空心散热腔由多个竖板及横板构成，所述每一个空心散热腔的竖板依次首尾相连形成一个两端开口的闭合环，每一个空心散热腔中由多个所述竖板形成的闭合环的一端垂直连接在所述散热基座的顶板上，所述横板连接在所述竖板形成的闭合环的另一端，所述横板与所述竖板之间形成了一个容室，所述散热基座的顶板上对应所述空心散热腔的容室开设有多个开口，所述空心散热腔的容室通过所述开口与散热基座的蒸汽腔相互连通。

13.如权利要求12所述的散热装置，其特征在于：所述流体管穿置在所蒸汽腔内，并悬置在所述底板及顶板之间或者支撑在所述底板上。

14.如权利要求12所述的散热装置，其特征在于：所述流体管垂直贯穿所述每一空心散热件中相对的竖直板。

15.如权利要求12所述的散热装置，其特征在于：所述散热装置的底板包括一个聚液板以及以一定角度连接在所述聚液板上的回流板，其中所述吸热区位与所述聚液板上。

16.如权利要求15所述的散热装置，其特征在于：所述聚液板及回流板共同构成了一个半径沿竖直向下的方向逐渐减小的锥形。

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