本实用新型涉及传热导热技术领域,特别涉及微通道散热器技术领域,具体是指一种基于热管技术的高效微通道散热器。
背景技术:
微通道,也称为微通道散热器,就是通道当量直径在10-1000μm的散热器。这种换热器的扁平管内有数十条细微流道,在扁平管的两端与圆形集管相联。圆形集管内设置隔板,将散热器流道分隔成数个流程。
微通道散热器的工程背景来源于上个世纪80年代高密度电子器件的冷却和90年代出现的微电子机械系统的传热问题,传统的散热器已经无法解决该问题,因此美国的Tuckerman和Pease提出了微通道散热器的概念,后来Swife等人根据此概念研制出了微通道散热器原型,经工业加工技术的逐步发展。人们已经能够制造水力学直径10~1000μm通道所构成的微尺寸散热器。
为了解决大功率发热元件的高热流密度的散热问题,有必要在微通道散热器的基础上,提供一种高效微通道散热器,其结构紧凑,传热功率大,热阻小,散热效率高,解决大功率发热元件的高热流密度的散热问题。
技术实现要素:
为了克服上述现有技术中的缺点,本实用新型的一个目的在于提供一种基于热管技术的高效微通道散热器,其结构紧凑,传热功率大,热阻小,散热效率高,解决大功率发热元件的高热流密度的散热问题。
本实用新型的另一目的在于提供一种基于热管技术的高效微通道散热器,其设计巧妙,结构简洁、制造简便,成本低,适于大规模推广应用。
为达到以上目的,本实用新型提供一种基于热管技术的高效微通道散热器,其特点是,包括微通道传热芯体、微通道散热芯体、蒸发管路、冷凝管路和液态传热介质,所述微通道传热芯体内竖向设置有第一微通道槽道,所述液态传热介质位于所述第一微通道槽道内,所述微通道散热芯体包括上横管、下横管、多根竖管和若干散热翅片,多根所述竖管水平间隔设置,相邻所述竖管通过所述散热翅片相连接,所述竖管内竖向设置有第二微通道槽道,所述第二微通道槽道的上端和下端分别管路连通所述上横管和所述下横管,所述上横管所处的位置比所述第一微通道槽道的上端所处的位置高,所述的第一微通道槽道的上端通过所述蒸发管路管路连通所述上横管,所述下横管所处的位置比所述第一微通道槽道的下端所处的位置高,所述的第一微通道槽道的下端通过所述冷凝管路管路连通所述下横管。
较佳地,所述散热翅片是折叠式翅片。
较佳地,所述散热翅片的厚度为0.2mm。
较佳地,所述竖管为扁管。
更佳地,所述扁管的厚度为2mm。
较佳地,所述蒸发管路和所述冷凝管路均为铝管。
较佳地,所述蒸发管路的直径为8mm;并且所述冷凝管路的直径为6mm。
较佳地,所述的基于热管技术的高效微通道散热器还包括散热风扇,所述散热风扇朝向所述散热翅片。
更佳地,所述散热风扇安装在所述上横管和所述下横管上。
更佳地,所述散热风扇为轴流式风扇。
本实用新型的有益效果主要在于:
1、本实用新型的基于热管技术的高效微通道散热器的微通道传热芯体内竖向设置有第一微通道槽道,液态传热介质位于其内,微通道散热芯体包括上下横管、多根竖管和若干散热翅片,多根竖管水平间隔设置,相邻竖管通过散热翅片相连接,竖管内竖向设置有第二微通道槽道,第二微通道槽道的上下端分别管路连通上下横管,上横管所处的位置比第一微通道槽道的上端所处的位置高并通过蒸发管路管路连通,下横管所处的位置比第一微通道槽道的下端所处的位置高并通过冷凝管路管路连通,使用时,热源将热量传递给微通道传热芯体,其内的液态传热介质受热蒸发气化成气态传热介质并通过蒸发管路将热量传递到微通道散热芯体,经散热翅片散热,气态传热介质冷却液化成液态传热介质,通过冷凝管路回流到微通道传热芯体,因此,其结构紧凑,传热功率大,热阻小,散热效率高,解决大功率发热元件的高热流密度的散热问题。
2、本实用新型的基于热管技术的高效微通道散热器的微通道传热芯体内竖向设置有第一微通道槽道,液态传热介质位于其内,微通道散热芯体包括上下横管、多根竖管和若干散热翅片,多根竖管水平间隔设置,相邻竖管通过散热翅片相连接,竖管内竖向设置有第二微通道槽道,第二微通道槽道的上下端分别管路连通上下横管,上横管所处的位置比第一微通道槽道的上端所处的位置高并通过蒸发管路管路连通,下横管所处的位置比第一微通道槽道的下端所处的位置高并通过冷凝管路管路连通,使用时,热源将热量传递给微通道传热芯体,其内的液态传热介质受热蒸发气化成气态传热介质并通过蒸发管路将热量传递到微通道散热芯体,经散热翅片散热,气态传热介质冷却液化成液态传热介质,通过冷凝管路回流到微通道传热芯体,因此,其设计巧妙,结构简洁、制造简便,成本低,适于大规模推广应用。
本实用新型的这些和其它目的、特点和优势,通过下述的详细说明,附图和权利要求得以充分体现,并可通过所附权利要求中特地指出的手段、装置和它们的组合得以实现。
附图说明
图1是本实用新型的基于热管技术的高效微通道散热器的一具体实施例安装有热源的主视示意图。
图2是图1所示的结构的侧视示意图。
图3是图1所示的具体实施例的微通道传热芯体的剖视示意图。
图4是图1所示的具体实施例的微通道散热芯体的主视示意图。
图5是图1所示的具体实施例的微通道散热芯体的侧视示意图。
图6是图1所示的具体实施例的微通道散热芯体的竖管的俯视示意图。
(符号说明)
1微通道传热芯体;11第一微通道槽道;2微通道散热芯体;21竖管;22第二微通道槽道;23上横管;24下横管;25散热翅片;3蒸发管路;4冷凝管路;5散热风扇;6热源。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容,特举以下实施例详细说明。
请参见图1~图6所示,在本实用新型的一具体实施例中,本实用新型的基于热管技术的高效微通道散热器包括微通道传热芯体1、微通道散热芯体2、蒸发管路3、冷凝管路4和液态传热介质(图中未示出),所述微通道传热芯体1内竖向设置有第一微通道槽道11,所述液态传热介质位于所述第一微通道槽道11内,所述微通道散热芯体2包括上横管23、下横管24、多根竖管21和若干散热翅片25,多根所述竖管21水平间隔设置,相邻所述竖管21通过所述散热翅片25相连接,所述竖管21内竖向设置有第二微通道槽道22,所述第二微通道槽道22的上端和下端分别管路连通所述上横管23和所述下横管24,所述上横管23所处的位置比所述第一微通道槽道11的上端所处的位置高,所述的第一微通道槽道11的上端通过所述蒸发管路3管路连通所述上横管23,所述下横管24所处的位置比所述第一微通道槽道11的下端所处的位置高,所述的第一微通道槽道11的下端通过所述冷凝管路4管路连通所述下横管24。
相邻所述竖管21通过所述散热翅片25相连接,意味着所述竖管21和所述散热翅片25交替设置。
所述微通道传热芯体1可以是任何合适材质的微通道传热芯体,在本实用新型的一具体实施例中,所述微通道传热芯体1是微槽道铝型材。该微槽道铝型材通过高精度模具挤压成形,内部有第一微通道槽道11,可以提供毛细力,增大表面接触面积,实现高效、低热阻传热。
所述散热翅片25可以是任何合适形状的散热翅片,例如折叠式,非折叠式,可以根据需要确定,在本实用新型的一具体实施例中,所述散热翅片25是折叠式翅片。
所述折叠式翅片可以沿任何合适的方向折叠,例如横向、竖向,可以根据需要确定,在本实用新型的一具体实施例中,所述折叠式翅片沿竖向折叠。即折痕为横向。
所述折叠式翅片可以具有任何合适的形状,例如波浪形、锯齿形,在本实用新型的一具体实施例中,所述折叠式翅片为波浪形。
相邻所述竖管21通过所述散热翅片25相连接可以采用任何合适的结构,较佳地,所述散热翅片25分别焊接相邻所述竖管21,例如采用真空一体钎焊。在本实用新型的一具体实施例中,在所述散热翅片25是折叠式翅片的情况下,所述折叠式翅片分别焊接相邻所述竖管21。
所述散热翅片25的厚度可以根据需要确定,例如0.2mm。在本实用新型的一具体实施例中,在所述散热翅片25是折叠式翅片的情况下,所述折叠式翅片的厚度为0.2mm。
所述竖管21可以具有任何合适的形状,请参见图1~图2和图4~图6所示,在本实用新型的一具体实施例中,所述竖管21均为扁管。
所述扁管的厚度可以根据需要确定,在本实用新型的一具体实施例中,所述扁管的厚度为2mm。
所述蒸发管路3和所述冷凝管路4可以是任何合适材质的管路,在本实用新型的一具体实施例中,所述蒸发管路3和所述冷凝管路4均为铝管。
所述蒸发管路3的直径可以根据需要确定,在本实用新型的一具体实施例中,所述蒸发管路3的直径为8mm。
所述蒸发管路3的数目可以根据需要确定,请参见图1所示,在本实用新型的一具体实施例中,所述蒸发管路3的数目为2根。
所述冷凝管路4的直径可以根据需要确定,在本实用新型的一具体实施例中,所述冷凝管路4的直径为6mm。
所述冷凝管路4的数目可以根据需要确定,请参见图1所示,在本实用新型的一具体实施例中,所述冷凝管路4的数目为2根。
为了增强散热效果,较佳地,所述的基于热管技术的高效微通道散热器还包括散热风扇5,所述散热风扇5朝向所述散热翅片25。请参见图2所示,在本实用新型的一具体实施例中,在所述散热翅片25是折叠式翅片的情况下,所述散热风扇5朝向所述折叠式翅片。
所述散热风扇5可以安装在任何合适的位置,请参见图2所示,在本实用新型的一具体实施例中,所述散热风扇5安装在所述上横管23和所述下横管24上。
所述散热风扇5可以是任何合适的散热风扇,在本实用新型的一具体实施例中,所述散热风扇5为轴流式风扇。
所述液态传热介质可以是任何合适的液态传热介质,例如水、液态二氧化碳,在本实用新型的一具体实施例中,所述液态传热介质是液态二氧化碳。
本实用新型使用时,如图1~图2所示,热源6安装在微通道传热芯体1上,热源6工作以后将热量传递给微通道传热芯体1,位于微通道传热芯体1的第一微通道槽道11下部的液态传热介质受热蒸发气化成为气态传热介质,气态传热介质上升至第一微通道槽道11上部并通过蒸发管路3进入微通道散热芯体2的上横管23,然后流向竖管21内的第二微通道槽道22,热量经散热翅片25散热,散热风扇5的强迫对流协助散热,气态传热介质冷却液化成液态传热介质,并流入下横管24,再通过冷凝管路4回流到第一微通道槽道11的下端,如此不断循环,实现高效散热。
本实用新型具有以下优点:
1、微通道传热芯体传热功率大,热阻小,可以采用通用铝型材拉伸工艺,加工成本低;
2、微通道散热芯体外形尺寸紧凑,散热面积大,整体重量轻耗材少,材料及加工成本低;
3、微通道传热芯体和微通道散热芯体采用真空钎焊的方式整体焊接,易于批量化生产;外形尺寸可以灵活地根据客户要求定制,易于适应不同市场客户的需求;
4、散热器整体外形结构紧凑,散热效率高,能灵活适应各种散热模块的需求,成本低廉,易于规模化生产。
因此,本实用新型结合热管的高效传热技术和尖端的微通道散热器加工技术,成为新一代高效的微通道散热器。
综上,本实用新型的基于热管技术的高效微通道散热器结构紧凑,传热功率大,热阻小,散热效率高,解决大功率发热元件的高热流密度的散热问题,设计巧妙,结构简洁、制造简便,成本低,适于大规模推广应用。
由此可见,本实用新型的目的已经完整并有效的予以实现。本实用新型的功能及结构原理已在实施例中予以展示和说明,在不背离所述原理下,实施方式可作任意修改。所以,本实用新型包括了基于权利要求精神及权利要求范围的所有变形实施方式。