热虹吸散热装置的制作方法

本实用新型涉及散热技术领域，特别涉及一种热虹吸散热装置。

背景技术：

如图1所示，现有的热虹吸散热装置通常包括：蒸发器1a、冷凝器2a以及连通蒸发器1a与冷凝器2a的汽管3a和液管4a，这些部件连通而构成的内空回路中充填可工质。在蒸发器1a吸收热源热量后，其内部工质沸腾汽化，通过汽管3a进入冷凝器2a，冷凝器2a向其他介质(例如：空气或载冷剂)释放热量后，其内部汽化的工质冷凝成液态；液态的工质通过液管4a回流到蒸发器1a，如此循环持续下去，实现热源热流量的持续传输和散发。

因为热虹吸散热装置的冷凝器依靠重力回流，工质流向必须是单向的且是从高处流向低处的，流向不能反重力方向折回，这些特征决定了热虹吸散热装置的冷凝器较显著占用高度空间。

基于热虹吸原理而工作的热虹吸散热装置，其结构需要满足以下条件：冷凝器2a一定要高于蒸发器1a，即冷凝器2a需要设置在蒸发器1a的上方。因此在热虹吸散热装置中，冷凝器2a需要占用蒸发器1a上方的空间。这就导致了整个热虹吸散热装置高度过大，同时蒸发器1a上方空间得不到充分利用的问题。在蒸发器1a的热源热耗比较大情况下该问题更加突出，因为热源热耗越大，冷凝器2a尺寸越大，其占用的高度需求越大。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决现有技术的热虹吸散热装置中，冷凝器占用蒸发器上方过多的高度空间，导致热虹吸散热装置整体高度过大，其上方空间得不到充分利用的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种热虹吸散热装置，包括蒸发器，所述蒸发器的内腔在竖直方向自上而下依次被分隔成多个互不连通的子腔体，形成多个子蒸发器，每个子蒸发器的子腔体均通过汽管和液管连通至少一位置在其上部的冷凝器，相互连通的子蒸发器、冷凝器、汽管以及液管内抽真空后充注有工质；

工作时，每个子蒸发器吸收热源热量后将其内工质汽化，汽化后的工质经汽管到达与其连通的冷凝器而被放热冷凝后，再经液管回流到所述子蒸发器，形成多个子热虹吸散热回路。

所述的热虹吸散热装置，所述蒸发器上的各冷凝器在高度方向依次排布成多层。

所述的热虹吸散热装置，相邻两冷凝器呈V形布置，形成朝向非上下方向敞口的夹角。

所述的热虹吸散热装置，除顶层之外的其他各层冷凝器均位于所述蒸发器的侧面。

所述的热虹吸散热装置，所述蒸发器上的各冷凝器沿水平方向依次排布，除顶层子蒸发器对应的冷凝器之外的其他冷凝器全体或部分位于所述蒸发器的侧面。

所述的热虹吸散热装置，相邻两所述冷凝器之间相互间隔，且相邻两所述冷凝器之间设有挡板。

所述的热虹吸散热装置，所述冷凝器为平行流换热器，所述平行流换热器包括：上集流管、下集流管和间隔平行设于上、下集流管之间的多根扁管，各扁管连通与其连接的集流管，所述液管与所述下集流管连通，所述汽管与所述上集流管连通。

所述的热虹吸散热装置，所述蒸发器具有与被散热物体接触的吸热面，所述吸热面竖直。

所述的热虹吸散热装置，所述液管和所述汽管均通过转接座焊接在热虹吸散热装置的所述蒸发器或所述冷凝器的开孔处，所述转接座为一金属零件，贯穿其两相对的第一主面和第二主面上均开设相互连通的通孔，第一主面形状与热虹吸散热装置焊接贴合面相适应，所述液管或所述汽管从第二主面接插于通孔内并实施焊接，所述通孔在第二主面的孔径大于第一主面的孔径。

所述的热虹吸散热装置，所述液管和所述汽管均通过转接座焊接在热虹吸散热装置的所述蒸发器或冷凝器的开孔处，所述转接座为一金属零件，在其两相互垂直的第一主面和第二主面上开设的孔在内部交叉互通，第一主面形状与热虹吸散热装置焊接贴合面相适应，所述液管或所述汽管从第二主面接插于通孔内并实施焊接，第二主面上开设的孔采用变径设计，孔径在零件内部变小。

由上述技术方案可知，本实用新型的有益效果为：

本实用新型通过将单个蒸发器分隔成多个独立的子蒸发器，单个子蒸发器上分布的热源热耗仅是整个蒸发器上的被分割的一部分，对应的冷凝器的尺寸需求将大大减小，所以，总体来说在整个蒸发器上热源分布和热耗不变的前提下，冷凝器占用其上部高度空间显著减小。

由于本实用新型只要求子热虹吸散热回路是满足热虹吸原理，即，冷凝器位于与其连通的子蒸发器之上，就可以工作，所以能突破冷凝器必须全体高于单个蒸发器的限制条件，即，一个冷凝器可以部分或全部不高于蒸发器而位于蒸发器侧面，从而使得冷凝器占用单个蒸发器上部高度空间显著减小。

附图说明

图1是现有技术中热虹吸散热装置的结构示意图。

图2是本实用新型热虹吸散热装置实施例1的结构示意图。

图3是图2的立体图。

图4为其中一种转接座的结构示意图。

图5为另一种转接座的结构示意图。

图6为第三种转接座的结构示意图。

图7是本实用新型热虹吸散热装置实施例2的结构示意图。

图8是本实用新型热虹吸散热装置实施例3的结构示意图。

附图标记说明如下：1a、蒸发器；2a、冷凝器；3a、汽管；4a、液管；1、热虹吸散热装置；11、蒸发器；12、子热虹吸散热回路；111、子蒸发器；121、冷凝器；1211、集流管；1212、扁管；122、液管；123、汽管；13、充液管；15、转接座；14、安装孔；16、挡板。

具体实施方式

体现本实用新型特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本实用新型。

为了进一步说明本实用新型的原理和结构，现结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细说明。

实施例1。

参阅图2和图3，本实施例提供一种热虹吸散热装置1，可用于实现传热和散热。该热虹吸散热装置1包括蒸发器11，蒸发器11的内腔中设有一水平隔板，图2中虚线示意隔板所在位置，隔板将蒸发器的内腔分隔成两个互不连通且上下分布的子腔体，形成多个子蒸发器111，每个子蒸发器111的腔体均通过汽管123和液管122连通至少一冷凝器121，其中冷凝器121的一端通过液管122与其配合的子蒸发器111的进液口连通，另一端通过汽管123与该子蒸发器的出气口连通。相互连通的子蒸发器111、冷凝器121、汽管123以及液管122内抽真空后充注有工质。

工作时，每个子蒸发器111中的工质在吸收热源的热量后发生汽化，汽化的工质经汽管123到达与该子蒸发器111连通的冷凝器121中放热冷凝，冷凝的工质再经液管122回流至蒸发器11的子蒸发器111中，形成多个独立的子热虹吸散热回路12。

在保持蒸发器11的吸热面面积不变或散热能力不变的前提下，每个子蒸发器111承担的热源热耗仅为整个蒸发器11的一部分，对应的冷凝器121的尺寸需求，尤其是长度尺寸，将大大减小，所以，总体来说在整个蒸发器11上热源分布和热耗不变的前提下，冷凝器121占用其上部高度空间大大减小。在本实施例中，除顶层之外的其他各层冷凝器121均位于蒸发器11的侧面，因而除最上方的冷凝器121，下层冷凝器121没有占用蒸发器11上方的高度空间，同时由于每个冷凝器121的尺寸均减小，最上方的冷凝器121占用蒸发器11上方的高度也会减小，以使蒸发器11上方的高度空间不被过多占用，并避免了热虹吸散热装置1整体高度过大。

基于热虹吸散热的工作原理，在本实施例中，冷凝器121高于与其连通的子蒸发器111的高度，同一子蒸发器111上的出气口高于进液口的高度。同时为了保障热虹吸回路中的压力平衡，需要重力去抵消工质在冷凝器121内流动的阻力，则同一冷凝器121与液管122的连通位置低于其与汽管123的连通位置。

冷凝器121与液管122、汽管123两个连通位置的高度差与相应的子蒸发器111的热源热耗有关，当子蒸发器111的热源热耗小到一定程度时，与该子蒸发器111配合的冷凝器121与液管122的连通位置可等高于该冷凝器121与汽管123的连通位置。较佳地，蒸发器11中最上方的子蒸发器111的热源热耗小到一定程度时，对于与该子蒸发器111连通的冷凝器121，其与液管122连通位置可等高于其与汽管123的连通位置，此时与最上方子蒸发器111连通的冷凝器121基本不占用或很少占用蒸发器11上方的高度空间。

本实施例中，蒸发器11采用水平隔板，将蒸发器11分隔成两个上下分布的子蒸发器111。在实际应用时，隔板方位及形状并不以此为限，隔板还可以是倾斜的，甚至，隔板也可以为非平板，非规则板，任何形状的隔板均可，隔板的数量也不限定为一个，可以使多个，只要隔板能将蒸发器11分隔成多个相互独立的子蒸发器111均可。对于其他形式的蒸发器，比如吸收空气热量的管路翅片蒸发器，将采用管路隔片等方式分隔蒸发器腔体。

本实施例中，冷凝器121为平行流换热器，该冷凝器121包括一对平行设置的集流管1211和多根连接在两集流管1211之间的扁管1212，多根扁管1212平行设置且相互间隔。各扁管1212连通与其连接的集流管1211，液管122与其中一集流管1211连通，汽管123与另一集流管1211连通。本实用新型的平行流换热器的相邻两扁管1212之间既可以具有用于增加冷凝器121与空气间的换热面积二次散热翅片，也可不具有二次散热翅片。

本实施例中的蒸发器11的吸热面上设有安装孔14，以用于安装热元器件。蒸发器11从内部划分成多个子蒸发器111并没有影响贴合安装到吸热面上的发热元器件的布局方便性，即使同一发热元器件也可以同时贴合在上下两个子蒸发器111上，其热耗同时被两个子蒸发器111吸收。热元器件安装在蒸发器11上时通过安装孔14紧固，可以压紧置于蒸发器11吸热面和热元器件底面之间热界面材料。

如图2和图3所示，在本实施例中，蒸发器11上的各冷凝器121在高度方向依次排布成多层，这种排布方式利于节省高度方向的空间，使冷凝器121布置更紧凑。相邻两冷凝器121呈V形布置，形成朝向非上下方向敞口的夹角，可在敞口处布置空气驱动装置，可同时对两个相邻的冷凝器121进行强迫风冷，这种风道结构简洁、高效和经济。

在本实施例中，各子热虹吸回路12均通过一充液管13而充注工质。充液管13与相应子热虹吸回路连通，充注工质前通过充液管13对相应的子热虹吸回路进行抽真空处理。本实施例的充液管13设置在每个子热虹吸回路12的冷凝器121的集流管1211上，充液管13的末端在工质充注完成后对外做密封处理。在实际应用中，充液管13可以设在子热虹吸散热回路的任意位置。

本实施例的液管122和汽管123均通过转接座15连通接入子蒸发器111和冷凝器121上。

参阅图2、图3、图4和图5，转接座15为一金属零件，贯穿其第一主面152和第二主面151上均开设通孔，第一主面152形状与热虹吸散热装置焊接贴合面相适应，液管122或汽管123从第二主面151接插于通孔1511内并实施焊接，通孔1511在第二主面151的孔径大于其在第一主面152的孔径，使得通孔1511在变径的位置形成台阶，该台阶为使得管子插进去能够自动限位。当转接座15固定在热虹吸散热装置的蒸发器11的吸热面上时，与之相适配的转接座15的第一主面152为平面，当转接座15固定在热虹吸散热装置的冷凝器121的上、下集流管1211上时，与之相适配的转接座15的第一主面152为匹配集流管的弧形面。

在图4和图5所示的转接座中，其第一主面152和第二主面151呈相对设置，在其他实施例中，第一主面152和第二主面151也可相互垂直，如图6所示，转接座在其两相互垂直的第一主面152和第二主面151上分别开设孔1521和孔1511，该两孔1521、1511在转接座内部交叉互通，第一主面152形状与热虹吸散热装置焊接贴合面相适应，液管122或汽管123从第二主面151接插于通孔内并实施焊接，第二主面151上开设的孔采用变径设计，孔径在零件内部变小。

这种接入方式易于汽管123和液管122的定位，且定位后密封焊接不会出现焊料阻塞的情况。转接座15预先分别焊接在蒸发器11的进液口、出气口处和焊接在冷凝器121的集流管1211上的开孔处。

在本实施例中，蒸发器11、冷凝器121、汽管123、液管122以及转接座15均由铝合金制成。

实施例2。

参阅图7，本实施例中的热虹吸散热装置1与实施例1的大致相同，其不同之处在于：本实施例的各冷凝器121沿水平方向依次排布。各冷凝器121沿水平方向依次排布的布置方式适合外部空气流沿垂直方向流过冷凝器121，适于空气流自下而上地自然散热。

在保持蒸发器11的吸热面面积不变或散热能力不变的前提下，每个子蒸发器111承担的热源热耗仅为整个蒸发器11的一部分，因此与每个子蒸发器111连通的冷凝器121的尺寸将大大减小，同时左侧冷凝器121大部分不高于蒸发器而位于蒸发器侧面，从而使蒸发器11上方的高度空间不被过多占用，并避免热虹吸散热装置1整体高度过大。

实施例3。

参阅图8，在另一较优的实施例中，与图7不同的是：相邻的冷凝器121之间相互间隔，且相邻的冷凝器121之间设有挡板16。挡板16可以避免冷凝器121排出的热空气相互影响，进一步保证热虹吸散热装置1的散热效果。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本实用新型，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本实用新型能够以多种形式具体实施而不脱离实用新型的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。