CN201131109Y - 散热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种散热器，包括：底座，该底座内部具有空腔，并且该底座设有至少两个通孔，该通孔与所述底座的空腔相连通；散热管，该散热管的管口与所述底座上的通孔相连接，该散热管内的空腔与所述底座的空腔相导通，用于传导和散发底座传导的热量；散热鳍片，连接在所述散热管的管壁外侧，用于增加散热面积强化换热；集热装置，与所述底座相连接，用于与热源接触，吸收热源的热量。本实用新型采用分隔设置的底座和集热装置，克服了现有散热器对安装空间形状适应性差的问题，使散热器能够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等多种散热情况，并且提高了散热器的散热效果。

Description

散热器

技术领域

本实用新型涉及一种散热器，尤其是一种适合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底座，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、散热条件比较复杂，例如，发热元件的散热面较小，热量密度较高，并且在散热面外侧的散热空间形状不规则或非常狭小，而固定尺寸形状的散热器往往对散热空间要求高，安装条件变化后就不便安装，不能够在批量生产后适应多种具体的安装条件。

实用新型内容

本实用新型的目的是通过一些实施例提供一种散热器，能够克服现有技术中散热器对散热空间要求高的问题，使散热器能够适应各种安装条件。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种散热器，包括：

底座，该底座内部具有空腔，并且该底座设有至少两个通孔，该通孔与所述底座的空腔相连通；

用于传导和散发底座传导的热量的散热管，该散热管的管口与所述底座上的通孔相连接，该散热管内的空腔与所述底座的空腔相导通；

用于增加散热面积强化换热的散热鳍片，连接在所述散热管的管壁外侧；

用于与热源接触，吸收热源的热量的集热装置，与所述底座相连接。

所述散热管的空腔内设有加强筋，用于增加散热管的机械强度，防止散热管在高压下形变。所述散热管为回形散热管，或者折形散热管。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。所述集热装置包括蒸发管和冷凝管，内充有遇热蒸发的液态或固态传热工质，该蒸发管和冷凝管的一端相互导通，另一端分别连接所述底座，与所述底座的空腔相导通。所述集热装置为集热座，该集热座内充有遇热蒸发的液态或固态传热工质，并且该集热座的两端均与所述底座的空腔相导通。或该集热座的一端与所述底座的空腔相导通，另一端通过传输管与所述底座的空腔相导通。所述集热座外侧具有吸热端面，用于贴附热源。所述散热管横向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。所述散热管一体成型。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，本实用新型采用分隔设置的底座和集热装置，克服了现有散热器对安装空间形状适应性差的问题，使散热器能够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等多种散热情况，并且提高了散热器的散热效果。

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实施例一的立体结构示意图；

图2为本实用新型散热器实施例一的侧面剖视图；

图3为本实用新型散热器实施例一的另一立体结构示意图；

图4为本实用新型散热器散热管的截面示意图之一；

图5为本实用新型散热器散热管的截面示意图之二；

图6为本实用新型散热器散热管的截面示意图之三；

图7为本实用新型散热器散热管的截面示意图之四；

图8为本实用新型散热器实施例二的立体结构示意图；

图9为本实用新型散热器实施例二的侧面剖视图；

图10为本实用新型散热器实施例二的另一立体结构示意图；

图11为本实用新型散热器实施例三的立体结构示意图；

图12为本实用新型散热器实施例三的侧面剖视图。

具体实施方式

实施例一

如图1和图2所示，分别为本实用新型散热器实施例一的立体结构示意图，和侧面剖视图，该热管散热器包括：底座1，该底座1内部具有空腔10，并且该底座1设有四个通孔11，该通孔11与底座1的空腔10相连通；两个回形散热管2，该散热管2的每一个管口与底座1上的一个通孔11的孔口相连接，该散热管2的空腔20与底座1的空腔10相导通，用于传导和散发底座1传导的热量；散热鳍片3，连接在回形散热管2的管壁外侧，用于增加散热面积强化换热；蒸发管4和冷凝管5，内充有遇热蒸发的液态或固态传热工质14，用于与热源接触，吸收热源的热量，该蒸发管4和冷凝管5的一端相互导通，另一端分别连接底座1，与底座1的空腔10相导通。

底座1、蒸发管4和冷凝管5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。并且散热管也可以为折形散热管，例如水平和垂直相交替的折形散热管或者交替折线的折形散热管。

而如图3所示，为本实用新型散热器实施例一的另一立体结构示意图，在散热管2的空腔20内设有加强筋21，用于增加散热管2的机械强度，防止散热管2在高压下形变，从而克服热量在散热管2内传递时因散热管2内较高压力造成的散热管2体变形缺陷，这样在散热管2内部形成了单独的导热通路，如图4-图7所示，为本实用新型散热器散热管的截面示意图，这样加设有加强筋的散热管的截面可以是各种形状，当然不限于此。

并且散热管2的横向截面的形状可以为矩形或圆形或类矩形，由此通孔11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，将底座1的空腔10、蒸发管4和冷凝管5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，将蒸发管4和冷凝管5贴合安装在热源上，热源所产生的热量传导到蒸发管4和冷凝管5，因为蒸发管4和冷凝管5内填充有工质14，因此工质14汽化蒸发主要是通过蒸发管4，一部分通过冷凝管5进入底座1，底座1将热量迅速进行横向拉升后，进入回形散热管2，由散热管2将热能纵向拉伸，散热管2与周围介质(例如空气)进行热交换，而且散热管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，回形散热管2内的工质冷凝回流到底座1的空腔10内，然后回流到冷凝管5里。由此形成了液体工质14的相变循环运动。

实施例二

如图8和图9所示，分别为本实用新型散热器实施例二的立体结构示意图，和侧面剖视图，该热管散热器包括：底座1，该底座1内部具有空腔10，并且该底座1设有四个通孔11，该通孔11与底座1的空腔10相连通；两个回形散热管2，该散热管2的每一个管口与底座1上的一个通孔11的孔口相连接，该散热管2的空腔20与底座1的空腔10相导通，用于传导和散发底座1传导的热量；散热鳍片3，连接在回形散热管2的管壁外侧，用于增加散热面积强化换热；集热座6，用于与热源接触，吸收热源的热量，该集热座6内充有遇热蒸发的液态或固态传热工质14，并且该集热座6的两端均与底座1的空腔10相导通，进一步的集热座6外侧具有吸热端面61，用于贴附热源。

底座1和集热座6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。并且散热管也可以为折形散热管，例如水平和垂直相交替的折形散热管或者交替折线的折形散热管。

而如图10所示，为本实用新型散热器实施例二的另一立体结构示意图，在散热管2的空腔20内设有加强筋21，用于增加散热管2的机械强度，防止散热管2在高压下形变，从而克服热量在散热管2内传递时因散热管2内较高压力造成的散热管2体变形缺陷，这样在散热管2内部形成了单独的导热通路，散热管内加强筋的形状和实施例一相同，此处不再赘述。

并且散热管2的横向截面的形状可以为矩形或圆形或类矩形，由此通孔11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，将底座1的空腔10和集热座6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，将集热座6贴合安装在热源上，热源所产生的热量通过吸热端面61传导到集热座6内，因为集热座6内填充有工质14，因此工质14汽化蒸发进入底座1，底座1将热量迅速进行横向拉升后，进入回形散热管2，由散热管2将热能纵向拉伸，散热管2与周围介质(例如空气)进行热交换，而且散热管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，散热管2内的工质冷凝回流到底座1的空腔10内，然后回流到集热座6中。由此形成了液体工质14的相变循环运动。

实施例三

如图11和图12所示，分别为本实用新型散热器实施例三的立体结构示意图，和侧面剖视图，该实施例与实施例二相比，就是增加了一排传输管7，集热座6的一端与底座1的空腔10相导通，另一端通过传输管7来与底座1的空腔10相导通，这样工质14受热蒸发后，可以通过传输管7传输到底座1内，其它结构和工作方式与实施二相同，此处不再赘述。

在上述三个实施例中，因为工质由液态或固态变为气态后，体积增大数倍，所以散热管内的压力增加，因为散热管内设置有加强筋，因此可以很好的防止扁状散热管的形变。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，在散热管的内部增加了加强筋，能够为热管提供抗压的拉力，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，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，有效的加强的薄壁管的承压能力，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：底座内设有空腔，热源的热量经集热装置(蒸发管和冷凝管或者集热座)直接传导给液体或固态工质，所以热阻极小，因此能够充分发挥散热器中热管的导热作用；散热管可以将热量的传导在竖直方向上迅速、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；散热管经底座内的空腔相互连通，且为弯管，有利于连通的散热管内液体工质的循环，存在于散热管两侧中的微小压差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；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，散热管可以一体挤压成型，可以减少焊口，因而可简化加工过程，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，因为本实用新型利用了底座和集热装置，所以可以根据发热元件散热的形状和散热工作情况来设计散热装置，这样可以适应更多的安装空间条件和工作条件，因此实用性强。

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 (13)

1. 一种散热器，其特征在于包括：

底座，该底座内部具有空腔，并且该底座设有至少两个通孔，该通孔与所述底座的空腔相连通；

用于传导和散发底座传导的热量的散热管，该散热管的管口与所述底座上的通孔相连接，该散热管内的空腔与所述底座的空腔相导通；

用于增加散热面积强化换热的散热鳍片，连接在所述散热管的管壁外侧；

用于与热源接触，吸收热源的热量的集热装置，与所述底座相连接。

2. 根据权利要求1所述的散热器，其特征在于：所述散热管的空腔内设有用于增加散热管的机械强度，防止散热管在高压下形变的加强筋。

3. 根据权利要求1或2所述的散热器，其特征在于：所述散热管为回形散热管，或者折形散热管。

4. 根据权利要求3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。

5. 根据权利要求3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。

6. 根据权利要求1、2、4或5所述的散热器，其特征在于：所述集热装置包括蒸发管和冷凝管，内充有遇热蒸发的液态或固态传热工质，该蒸发管和冷凝管的一端相互导通，另一端分别连接所述底座，与所述底座的空腔相导通。

7. 根据权利要求1、2、4或5所述的散热器，其特征在于：所述集热装置为集热座，该集热座内充有遇热蒸发的液态或固态传热工质，并且该集热座的两端均与所述底座的空腔相导通。

8. 根据权利要求7所述的散热器，其特征在于：所述集热座外侧具有用于贴附热源的吸热端面。

9. 根据权利要求1、2、4或5所述的散热器，其特征在于：所述集热装置为集热座，该集热座内充有遇热蒸发的液态或固态传热工质，并且该集热座的一端与所述底座的空腔相导通，另一端通过传输管与所述底座的空腔相导通。

10. 根据权利要求9所述的散热器，其特征在于：所述集热座外侧具有用于贴附热源的的吸热端面。

11. 根据权利要求1或2所述的散热器，其特征在于：所述散热管横向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。

12. 根据权利要求1或2所述的散热器，其特征在于：所述散热管一体成型。

13. 根据权利要求1或2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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