CN201123205Y - 散热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种散热器，包括：基座，用于与热源接触，吸收热源的热量，该基座内部具有相连通的空腔和两个通孔；折形散热管，该折形散热管两端的管口各连接一个所述基座上的通孔，用于传导和散发基座传导的热量；散热鳍片，连接在所述折形散热管的管壁外侧，用于增加散热面积强化换热。本实用新型采用在基座内设置空腔，并且具有与基座空腔连通的折形散热管，克服了现有热管散热器的导热能力低，导热纵向延展效果差且存在导热循环死角的技术问题，从而提高了热管散热器的散热效果，并且较好地解决了热管散热器管路接头焊接工作量大，易泄漏，成品率低，导致成本高的问题。可适用于发热元件的热源面积小、热流密度高且散热空间狭长的散热情况。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种散热器，尤其是一种适合大功率发热元件散热的散热器。
背景技术
随着电子、电力技术的快速发展，特别是随着集成电路的集成度大幅度提高，各种电子元器件的运行速度及输出功率正在大幅度增长，但是其发热量也在随之增加。
以计算机为例，CPU芯片三十年内其集成度提高了近两万倍，其产生的热流量已经达到了70W/cm2的程度，同样，显卡芯片的发热量也呈阶梯状增长。对于广泛使用的台式计算机的CPU芯片和显卡芯片，普通的翅片型散热器已难以满足要求，电子元器件的散热问题已成为制约电子设备的运行速度及输出功率的重要问题之一。
众所周知，计算机工作的可靠性及寿命与其核心芯片工作温度有着密切的关系，而芯片的集成度越高、功率越大，其产生的热量就越高，如果不能及时将这些热量散去，计算机工作的可靠性就会大幅度降低，甚至出现无法正常工作运行的现象。对于计算机开发研究机构来说，如果不能有效的解决芯片以及其他电子元器件在工作中产生的热量，就无法研制出速度更快、功率更高、体积更小的数据处理设备。
目前，已经有一些技术方案将热管引入电子元件的散热器中，但是现有的热管散热器的技术方案往往存在一些缺陷：
1、无法真正实现热源与热管之间热量的传导，通常会在热源和热管之间设置安装热管的基座，热量先传递给基座，基座再二次传递热管这种技术方案增大了热源和热管间的热阻，热量并不能直接由热管传导出去，热管良好的导热功能没有发挥出来；
2、热管的排列形式使热管中存在液体工作介质无法循环的死角，则该热管死角处的导热效果受到极大的限制，也会影响到热管的整体导热效果；
3、热管所承受的工质相变内部挤压力大，且因为热管管壁较薄，所以当热管传导管内部尺寸空间较大时，其强度差、易变形，热管外侧设置的支撑结构难以满足热管所需的支撑要求，所以限制了热管散热器的尺寸，无法适应散热量较大而导热面积较小热源的散热需求。
4、热管散热器管路接头焊接工作量大，易泄漏，成品率低，导致成本高。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种散热器，能够克服现有技术中的散热器导热能力差，热管传导管易变形，存在导热循环死角，致使散热效果差的缺陷，提高了热管散热器的散热效果；并且解决热管散热器管路接头焊接工作量大，易泄漏，成品率低，导致成本高的问题。
为实现本实用新型的目的，提供了一种热管散热器，包括：
用于与热源接触，吸收热源的热量的基座，该基座内部具有空腔，并且该基座设有两个通孔，该两个通孔与所述基座的空腔相连通；
用于传导和散发基座传导的热量的折形散热管，该折形散热管两端的管口各连接一个所述基座上的通孔，该折形散热管内的空腔与所述基座的空腔相导通；
用于增加散热面积强化换热的散热鳍片，连接在所述折形散热管的管壁外侧。
所述基座外侧具有吸热端面，用于贴附热源。所述基座的空腔内侧具有翅片或凸凹筋，用于提高与吸热端面对应的基座的机械强度并增加接触面积以强化换热。所述的基座的空腔内充有遇热蒸发的液态或固态传热工质。所述折形散热管的空腔内设有加强筋，用于增加折形散热管的机械强度，防止折形散热管在高压下形变。所述折形散热管为水平和垂直相交替的折形散热管。所述折形散热管为交替折线的折形散热管。所述折形散热管截面的形状为矩形或圆形或类矩形；所述通孔的形状为矩形或圆形或类矩形。还包括回流管，所述折形散热管的一端通过回流管连接所述基座的一个通孔。所述折形散热管一体成型。所述散热鳍片为金属箔片连续折弯或冲压形成的波浪形散热鳍片，该波浪形散热鳍片的纵截面呈连续的“U”形或“V”形或圆弧形或直线形。
由以上技术方案可知，本实用新型采用在基座内设置空腔，并且具有与基座空腔连通的折形散热管的技术手段，克服了现有热管散热器的导热能力低，导热纵向延展效果差，且存在导热循环死角的技术问题，从而提高了热管散热器的散热效果，并且较好地解决了热管散热器管路接头焊接工作量大，易泄漏，成品率低，导致成本高的问题。可适用于发热元件的热源面积小、热流密度高且散热空间狭长的散热情况。
下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型散热器的立体结构示意图之一；
图2为本实用新型散热器的侧面剖视图之一；
图3为本实用新型散热器的立体结构示意图之二；
图4为本实用新型散热器的立体结构示意图之三；
图5为本实用新型散热器折形散热管的截面示意图之一；
图6为本实用新型散热器折形散热管的截面示意图之二；
图7为本实用新型散热器折形散热管的截面示意图之三；
图8为本实用新型散热器折形散热管的截面示意图之四；
图9为本实用新型散热器的立体结构示意图之四；
图10为本实用新型散热器的侧面剖视图之二；
图11为本实用新型散热器的立体结构示意图之五；
图12为本实用新型散热器的侧面剖视图之三；
图13为本实用新型散热器的立体结构示意图之六；
图14为本实用新型散热器的立体结构示意图之七；
图15为本实用新型散热器的侧面剖视图之四。
具体实施方式
实施例1
如图1和图2所示，分别为本实用新型散热器立体结构示意图之一，和侧面剖视图之一，该热管散热器包括：基座1，用于与热源接触，吸收热源的热量，该基座1内部具有空腔10，并且该基座1上设有两个通孔11，通孔11与基座1的空腔10相连通；一个折形散热管2，该折形散热管2两端的每一个管口分别与基座1上的一个通孔11的孔口相连接，该折形散热管2内的空腔20与基座1的空腔10相导通，用于传导和散发基座1传导的热量；散热鳍片3，连接在折形散热管2的管壁外侧，用于增加散热面积强化换热。
基座1可以采用导热性能良好的金属材料，例如铝或者铜或铁等金属或合金制成，基座1的外侧具有吸热端面12，用于与热源贴附。如图3所示，为本实用新型散热器立体结构示意图之二，在基座1的空腔10内侧可以设置有翅片15(也可以是凸凹筋)，用于提高与吸热端面12对应的基座1的机械强度并增加接触面积以强化换热。基座1的空腔10内充有遇热蒸发的液态或固态传热工质14。
而如图4所示，为本实用新型散热器的体结构示意图之三，在折形散热管2的空腔20内设有加强筋21，用于增加折形散热管2的机械强度，防止折形散热管2在高压下形变，从而克服热量在折形散热管2内传递时因折形散热管2内较高压力造成的折形散热管2体变形的缺陷，这样在折形散热管2内部形成了单独的导热通路，如图5-图8所示，为本实用新型散热器折形散热管的截面示意图，这样加设有加强筋的管的截面可以是各种形状，当然不限于此。
本实施例的折形散热管2为水平和垂直相交替的折形散热管，再如图9和图10所示，分别为本实用新型散热器立体结构示意图之四，和侧面剖视图之二，折形散热管2为交替折线的折形散热管，这样可以使得工质14的回流更加顺畅，折形散热管3横向截面的形状可以为矩形或圆形或类矩形，由此通孔的形状也为矩形或圆形或类矩形。
而散热鳍片3是金属箔片连续折弯或冲压形成的波浪形散热鳍片，波浪形散热鳍片的纵截面可以呈连续的“U”形或“V”形或圆弧形或直线形，本实施例为直线形，当然不限于此。
本实施例热管散热器的具体工作过程是：首先，将基座1的空腔10内抽成真空，然后充入遇热汽化、遇冷凝结的液体或固态工质14。在使用时，将基座1的吸热端面12贴合安装在热源上，热源所产生的热量通过吸热端面12传导到基座1，因为基座1内有空腔10，而且空腔10内填充有工质14，因此基座将热源的热量传导给空腔10内的工质14，工质14汽化蒸发进入折形散热管2，由折形散热管2与周围介质(例如空气)进行热交换，而且折形散热管2将大部分热量传导给与其壁面连接的散热鳍片3上，散热鳍片3与周围介质进行热交换。热交换后，折形散热管2内的工质冷凝回流到基座1的空腔10内。由此在基座1的空腔10和折形散热管2内形成了液体工质的相变循环运动。
实施例2
如图11和图12所示，分别为本实用新型散热器立体结构示意图之五，和侧面剖视图之三，该热管散热器包括：基座1，用于与热源接触，吸收热源的热量，该基座1内部具有空腔10，并且该基座1上设有两个通孔11，通孔11与基座1的空腔10相连通；一个回流管4，该回流管的一端与一个通孔11相导通；一个折形散热管2，该折形散热管2的一个管口与基座1上的一个通孔11的孔口相连接，另一个管口与回流管4的另一个管口相导通，因此该折形散热管2内的空腔20与基座1的空腔10相导通，用于传导和散发基座1传导的热量；散热鳍片3，连接在折形散热管2的管壁外侧，用于增加散热面积强化换热。
同理，基座1可以采用导热性能良好的金属材料，例如铝或者铜或铁等金属或合金制成，基座1的外侧具有吸热端面12，用于与热源贴附。基座1的空腔10内充有遇热蒸发的液态或固态传热工质14。
而如图13所示，为本实用新型散热器的体结构示意图之六，在折形散热管2的空腔20内设有加强筋21，用于增加折形散热管2的机械强度，防止折形散热管2在高压下形变，从而克服热量在折形散热管2内传递时因折形散热管2内较高压力造成的折形散热管2体变形的缺陷，这样在折形散热管2内部形成了单独的导热通路，本实施例的散热器中的折形散热管的截面示意图与上一实施例相同，不再赘述。
并且折形散热管2横向截面的形状可以为矩形或圆形或类矩形，由此通孔的形状也为矩形或圆形或类矩形。本实施例的折形散热管2为交替折线的折形散热管，这样可以使得工质14的回流更加顺畅，再如图14和图15所示，分别为本实用新型散热器立体结构示意图之七，和侧面剖视图之四，折形散热管2也可以为水平和垂直相交替的折形散热管，由于折形散热管2在水平方向上有一定的倾斜角度，有利于工质14的冷凝回流。
而散热鳍片3是金属箔片连续折弯或冲压形成的波浪形散热鳍片，波浪形散热鳍片的纵截面可以呈连续的“U”形或“V”形或圆弧形或直线形，本实施例为直线形，当然不限于此。
本实施例热管散热器的具体工作过程是：首先，将基座1的空腔10内抽成真空，然后充入遇热汽化、遇冷凝结的液体或固态工质14。在使用时，将基座1的吸热端面12贴合安装在热源上，热源所产生的热量通过吸热端面12传导到基座1，因为基座1内有空腔10，而且空腔10内填充有工质14，因此基座将热源的热量传导给空腔10内的工质14，工质14汽化蒸发进入折形散热管2，由折形散热管2折形散热管2与周围介质(例如空气)进行热交换，而且折形散热管2将大部分热量传导给与其壁面连接的散热鳍片3上，散热鳍片3与周围介质进行热交换。热交换后，折形散热管2内的工质冷凝回流到基座1的空腔10内，其中大部分工质14通过回流管4回流到基座1的空腔10内。由此在基座1的空腔10和折形散热管2内形成了传热工质的相变循环运动。
因为在本实用新型的散热器的工作中，工质由液态或固态变为气态后，体积增大数倍，所以基座1和折形散热管2内的压力增加，因为折形散热管2内设置有加强筋21，因此可以很好的防止扁状的折形散热管2的形变。现有技术通常认为在热管外侧增加翅片或其他支撑结构可以实现对热管的有效支持，但是从热管的工作原理来看，引起热管变形的力来自热管内部，热管受到内部压力的挤压，设置在外侧的支撑结构仅能提供支撑力，是无法有效增强热管抗压能力的，因此仅有外部支撑的热管的水平、竖直方向尺寸受到了极大的限制。当热源面积较小或散热空间狭长时，仅有外部支撑结构的热管不能制作成较长尺寸以适应这样的散热情况。而在本实施例中，在折形散热管的内部增加了加强筋，能够为热管提供抗压的内部拉力，有效的克服了热管的变形问题。本实施例在热管内部增加加强筋是在克服现有加工工艺限制的前提下完成的，折形散热管体加工工艺水平的提高是实现本实施例的必要前提。现有技术在薄壁管内是无法加入加强筋的，因此在这个尺度的薄壁管内均无加强筋，而本实用新型加入了加强筋，有效的加强了薄壁管的承压能力，减小了对薄壁管的尺寸限制。
本实用新型热管散热器的优势在于：基座内设有空腔，热源的热量经基座的吸热端面直接传导给空腔内的液体工质，所以热阻极小，所以能够充分发挥散热器中热管的导热作用；折形散热管可以将热量的传导迅速、有效的沿伸，热阻几乎为零，并且，因为热量可以在竖直方向上迅速延展，所以本实施例能够适用于热源面积较小的发热元件，迅速将热量导引到竖直方向上散热，起到了良好的散热效果；折形散热管经基座内的空腔相互连通，且为的弯管，有利于连通的折形散热管内液体工质的循环，存在于折形散热管两侧中的微小压差即可有助于液体工质的循环，因而本实施例热管散热器几乎不存在导热的死角，导热效果大幅度提高；折形散热管内不存在循环死角的技术特征在抽真空操作时还能够提高获得的真空度；本实施例在折形散热管之间连接有平行密集的散热鳍片，使竖直方向传递的热量在横向上也可以迅速延展，并且散热鳍片增加了散热面积，使散热器具有良好的散热效果。
更关键的是，本实用新型的热管散热器中，折形散热管可以一体挤压成型，且为单散热管折形热量传递，较好地解决了热管散热器管路接头焊接工作量大，易泄漏，成品率低，导致成本高的问题。简化了加工过程，本实施例在工业上的可实现性强，加工工艺的简化能够大幅度的降低成本。另外，因为折形散热管的空腔与基座的空腔连通，所以基座1可以加工为基材，基座上的通孔孔口与折形散热管的管口形状相同，且两两平行，当折形散热管连接在通孔上时，一体成型的折形散热管连接在通孔上的一端也能够固定保持平行，这样两端均平行固定的折形散热管在工作过程中不易变形，因而该结构形状的热管散热器不仅结构简单，而且支撑强度大，所以实用性强。
本实用新型的技术方案能够适应更加复杂的散热情况，当热源的散热面外的散热空间狭小，无法容纳热管散热器，则可以采用本实施例的技术方案，则发热元件的散热方向不限于其散热面的垂直方向上。液体工质能够在基座的空腔内实现良好的循环，不会出现导热的循环死角。
最后应说明的是：以上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精神和范围。
Claims (11)
1. 一种散热器，其特征在于包括：
用于与热源接触，吸收热源的热量的基座，该基座内部具有空腔，并且该基座设有两个通孔，该两个通孔与所述基座的空腔相连通；
用于传导和散发基座传导的热量的折形散热管，该折形散热管两端的管口各连接一个所述基座上的通孔，该折形散热管内的空腔与所述基座的空腔相导通；
用于增加散热面积强化换热的散热鳍片，连接在所述折形散热管的管壁外侧。
2. 根据权利要求1所述的散热器，其特征在于：所述基座外侧具有用于贴附热源的吸热端面。
3. 根据权利要求2所述的散热器，其特征在于：所述基座的空腔内侧具有用于提高与吸热端面对应的基座的机械强度并增加接触面积以强化换热的翅片或凸凹筋。
4. 根据权利要求1、2或3所述的散热器，其特征在于：所述的基座的空腔内充有遇热蒸发的液态或固态传热工质。
5. 根据权利要求1、2或3所述的散热器，其特征在于：所述折形散热管的空腔内设有用于增加折形散热管的机械强度，防止折形散热管在高压下形变的加强筋。
6. 根据权利要求1所述的散热器，其特征在于：所述折形散热管为水平和垂直相交替的折形散热管。
7. 根据权利要求1所述的散热器，其特征在于：所述折形散热管为交替折线的折形散热管。
8. 根据权利要求1所述的散热器，其特征在于：所述折形散热管截面的形状为矩形或圆形或类矩形；所述通孔的形状为矩形或圆形或类矩形。
9. 根据权利要求1、2、3、6、7或8所述的散热器，其特征在于：还包括回流管，所述折形散热管的一端通过回流管连接所述基座的一个通孔。
10. 根据权利要求1所述的散热器，其特征在于：所述折形散热管一体成型。
11. 根据权利要求1所述的散热器，其特征在于：所述散热鳍片为金属箔片连续折弯或冲压形成的波浪形散热鳍片，该波浪形散热鳍片的纵截面呈连续的“U”形或“V”形或圆弧形或直线形。
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| CN115297674A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-11-04 | 杭州逗酷软件科技有限公司 | 散热器、散热器的制作方法及电子设备 |
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