CN109906025A - 一种u形均温板及散热器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及散热技术领域，具体涉及一种U形均温板及散热器。本发明的U形均温板，包括第一均温板和第二均温板以及连接所述第一均温板和所述第二均温板的连接板，所述第一均温板内设有第一腔体，所述第二均温板内设有第二腔体。本发明的U形均温板，相较于传统结构而言，将第一均温板和第二均温板通过连接板连接起来，如此设置，可以增加U形均温板和热源的接触面积，提高U形均温板的散热效率。

Description

一种U形均温板及散热器

技术领域

本发明涉及散热技术领域，具体涉及一种U形均温板及散热器。

背景技术

随着电力电子设备和器件向小型化、集成化、高效化的快速发展，器件性能和散热量不断增大，伴随着热流密度分布不均匀、局部热流密度极大、热量聚集在局部区域、局部温度过高等一系列问题的产生，这些问题对电力电子设备的热设计提出了新的挑战，需要热管理***满足高性能、高紧凑、高可靠、高柔性的要求。

平板热管以其强大的相变传热能力，已经被应用于代替传统的纯金属散热器翅片，能够最大限度地减小热源与空气热阻，有效地强化了散热器表面的对流换热及热辐射。但是，目前平板热管的应用局限于直接将平板热管安装在散热器底座上这种形式，虽然平板热管中存在可以装有相变工质的腔体，但是，平板热管与底座之间接触面积较小在一定程度上降低了整体的散热效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种散热效率更高的U形均温板及散热器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种U形均温板，所述U形均温板包括第一均温板和第二均温板以及连接所述第一均温板和所述第二均温板的连接板，所述第一均温板内设有第一腔体，所述第二均温板内设有第二腔体。

进一步地，所述连接板内设有至少一个连接通道，所述第一腔体和所述第二腔体通过所述连接通道相互连通。

进一步地，所述连接通道的宽度为3～10mm。

进一步地，所述连接通道的高度为1.5～3mm。

进一步地，所述连接通道靠近所述连接板沿长度方向的一端设置。

进一步地，所述第一腔体、第二腔体及所述连接通道内填充有相变工质，当所述U形均温板沿所述连接板的长度方向与水平面的夹角大于0度且小于或等于90度放置，且所述连接通道位于所述连接板的下端时，所述第一腔体或第二腔体内的相变工质的液面高于所述连接通道。

进一步地，所述第一均温板和所述第二均温板相互平行且垂直于所述连接板。

一种散热器，其包括底座和上述U形均温板，所述底座上设有与所述U形均温板的连接板相匹配的装配槽。

进一步地，所述散热器在使用时，所述连接通道位于所述连接板竖直方向的下端，所述连接通道浸没在所述相变工质的液面下方。

进一步地，所述装配槽内设有多个凸柱，所述U形均温板的连接板上对应所述凸柱的位置设有与所述凸柱相匹配的通孔或凹槽。

进一步地，所述装配槽对应所述连接通道的位置加深且加宽形成避让槽。

本发明的U形均温板，相较于传统结构而言，将第一均温板和第二均温板通过连接板连接起来，如此设置，可以增加U形均温板和散热源的接触面积，提高散热效率。

进一步地，本发明的U形均温板将第一均温板内的第一腔体和第二均温板内的第二腔体通过连接板上的连接通道连通，在U形均温板中形成封闭腔体，由于所述封闭腔体呈一整体连通通道，因此，无需对第一腔体与第二腔体分别充注相变工质，只需一次充注即可，提高了充注效率，节省了充注成本。

本发明的散热器，底座与U形均温板之间既可以通过装配槽与连接板匹配连接，又可以通过底座上凸柱与连接板上的通孔或凹槽配合连接，进一步增大了底座与U形均温板之间的接触面积，提高散热效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为实施例一中U形均温板的立体结构示意图；

图2为实施例一中底座的结构示意图；

图3为实施例一中U形均温板的主视图；

图4为图3中沿D-D的剖视图；

图5为实施例二中散热器的立体结构示意图；

图6为实施例二中U形均温板的展开结构示意图；

图7为实施例二中U形均温板竖直放置时的立体结构示意图；

图8为实施例二中底座的立体结构示意图；

图9为实施例二中散热器的主视图；

图10为图9中沿C-C的剖视图；

图11为图10中B处的放大示意图；

图12为实施例三中U形均温板的展开结构示意图。

图中：图中零部件名称及编号分别为：

底座1 装配槽11 凸柱12

避让槽13 U形均温板2 第一均温板21

第二均温板22 连接板23 第一腔体211

第二腔体221 连接通道231

具体实施方式

现在结合附图对本发明作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

实施例一

本发明实施例一提供了一种散热器，请参阅图1-图4，所述散热器包括底座1及位于底座1上的U形均温板2，所述U形均温板2包括第一均温板21和第二均温板22以及连接所述第一均温板21和第二均温板22的连接板23，所述第一均温板21和第二均温板22相互平行且垂直于连接板23。所述第一均温板21内设有第一腔体211，第二均温板22内设有第二腔体221。所述第一腔体211和第二腔体221内充注有液态相变工质，工作时，第一腔体211和第二腔体221内的液态相变工质吸收热源的热量后汽化，气态相变工质迅速膨胀进而充满整个腔体内，当气态相变工质运动到冷凝段后冷却液化，随后液态相变工质再次导引回流至腔体的蒸发段。

本实施方式中底座1和U形均温板2通过压装方式组装而成。底座1上设有与U形均温板2的连接板23相匹配的装配槽11用于装配U形均温板2，装配槽11内设有多个凸柱12，连接板23的对应位置开设有与多个与凸柱12相匹配的多个通孔232，所述通孔232与所述凸柱12过盈配合。

使用时，将需要散热的热源贴装于底座1的内侧(即，远离U形均温板2的一侧)，或靠近底座1的内侧，热源的热量自底座1的内侧传递到底座1的外侧(即，靠近U形均温板2的一侧)，液态相变工质吸热后汽化，流向U形均温板2的冷凝段放热冷凝为液态相变工质，回流至U形均温板2的蒸发段。

本实施方式中将第一均温板21和第二均温板22通过连接板23连接，通过连接板23可以增大U形均温板2与热源的接触面积，提高散热效率。

实施例二

请参阅图5-图11，本发明实施例二提供了一种散热器，包括底座1及位于底座1上的U形均温板2，所述U形均温板2包括第一均温板21和第二均温板22以及连接所述第一均温板21和第二均温板22的连接板23，所述第一均温板21和第二均温板22相互平行且垂直于连接板23。所述第一均温板21内设有第一腔体211，第二均温板22内设有第二腔体221，连接板23内设有一个连接通道231，所述第一腔体211、第二腔体221通过连接通道231相互连通。所述第一腔体211、第二腔体221以及连接通道231构成封闭腔体。所述封闭腔体内充注有液态相变工质，工作时，密闭腔体内的液态相变工质吸收热源的热量后汽化，气态相变工质迅速膨胀进而充满整个封闭腔体内，当气态相变工质运动到冷凝段后冷却液化，随后液态相变工质再次导引回流封闭腔体的蒸发段。所述连接通道231的宽度a为3～10mm，连接通道231的高度h为1.5～3mm以保证液态相变工质及气态相变工质能够沿连接通道231迅速流动。本实施方式中连接通道231的设置，通过一次性抽真空、一次性充注相变工质及焊接封口即可完成第一腔体211及第二腔体221工质的填充，工艺更为简单。

本实施方式中连接通道231靠近连接板23沿长度方向的一端。本实施方式中的散热器在使用状态时，所述U形均温板2沿所述连接板23的长度方向竖直放置(即所述连接板23与水平面垂直)，此时，连接通道231位于所述连接板23竖直方向的下端，液态工质的液面高于连接通道231的顶部，即连接通道231浸没在液面以下起到连通器的作用，以保证第一腔体211及第二腔体221内的液态工质能够通过连接通道231相互流通，使得第一腔体211和第二腔体221内的液面相平，保证U形均温板2具有均匀的散热效果。在其他实施方式中，散热器在使用状态时，所述U形均温板2沿所述连接板23的长度方向与水平面的夹角也可以为锐角(大于0度且小于90度)，此时，只要保证连接通道231位于连接板23靠近水平面的一端，且液态工质的液面高于连接通道231的顶部，即连接通道231浸没在液面以下起到连通器的作用，以保证第一腔体211及第二腔体221内的液态工质能够通过连接通道231相互流通即可，即可保证U形均温板2具有较好的散热效果。

本发明实施方式的U形均温板2使用时，U形均温板2竖直放置或与水平面呈一定夹角设置，如果连接通道231位于连接板23远离水平面的一端，因连接通道231位于第一腔体211及第二腔体221内的液态工质的液面以上，U形均温板2工作时，因连接通道231不能很好地连通第一腔体211及第二腔体221内的液态工质，U形均温板2的散热效果较差。进一步地，此时，如果第一均温板21与第二均温板22的热源功率不同，假设第一均温板21蒸发段的热源功率大于第二均温板22蒸发段的热源功率，则第一均温板21内液相工质相变蒸发的流量较大，倘若第一腔体211和第二腔体221互不连通，由于第一腔体211内液相工质蒸发流量大、蒸发较快，第一腔体211的工质液面将低于第二腔体221的液面，严重时第一腔体211内的液相工质完全蒸发而不能正常工作。

本实施方式中U形均温板2的两个腔体连通，第一腔体211、第二腔体221内液面自动平衡，因此本实施方式的U形均温板2对于不均衡热源具有自动调节均温板的工质平衡液位及流量的作用，因而具有更好的散热性能。

本实施方式中由于连接通道231浸没在液态工质液面以下，第一腔体211和第二腔体221的下端是相互连通的液相，上方是相互不连通的气相，因此第一腔体211的下端(蒸发段)、第二腔体221下端(蒸发段)液态工质吸热后蒸发，分别流动到第一腔体211、第二腔体221的上端冷凝段，冷却后回流到腔体下方蒸发段，循环吸热蒸发进而起到散热的作用。

本实施方式中底座1和U形均温板2通过压装方式组装而成。本实施方式中底座1上设有与U形均温板2的连接板23相匹配的装配槽11用于装配U形均温板2，装配槽11内设有多个凸柱12，连接板23的对应位置开设有与多个与凸柱12相匹配的多个通孔232，所述通孔232与所述凸柱12过盈配合，连接板23上的连接通道231避开通孔232的位置。本实施方式中装配槽11对应连接通道231的位置宽度加宽且深度加深形成避让槽13，使得在压装过程中连接通道231对应的位置不受力或受力较小，避免连接通道231因挤压而皱瘪。

本实施方式的U形均温板2在加工过程中使用折弯模具对平板进行折弯时，折弯模具在对应所述连接通道231的位置上也设有宽度加宽且深度加深的避让槽，以免压瘪连接通道。

可以理解的，在其他未示出的实施方式中，底座1上可以仅设置有与连接板23相匹配的装配槽11，底座1和U形均温板2之间通过连接板23和装配槽11压装而成。

可以理解的，在其他未示出的实施方式中，所述装配槽11内设有多个凸柱，所述U形均温板2的连接板23上远离所述第一均温板21和第二均温板22的一面对应所述凸柱12的位置设有与所述凸柱12相匹配的凹槽，所述凹槽避开所述连接通道231的位置，即在其他实施方式中可以采用凹槽代替实施例二中的通孔232。

可以理解的，在其他未示出的实施方式中，凹槽可以设置在装配槽11内，凸柱设置在连接板23对应凹槽的位置。

可以理解的，在其他未示出的实施方式中，U形均温板2可以为两个以上。

本实施方式中所述封闭腔体内设置为负压状态，由此，处于负压状态下的液态相变工质的沸点降低，从而有利于相变工质受热后快速蒸发，及时进行散热。可以理解地，所述相变工质包括但不限于水、酒精和丙醇。另外，由于所述封闭腔体呈一整体连通通道，因此，无需对第一腔体211与第二腔体221分别充注所述相变工质，只需一次充注即可，提高了充注效率，节省了充注成本。

使用时，将需要散热的热源贴装于底座1的内侧(即，远离U形均温板2的一侧)，或靠近底座1的内侧，热源的热量自底座1的内侧传递到底座1的外侧(即，靠近U形均温板2的一侧)，液态相变工质吸热后汽化，流向U形均温板2的冷凝段放热冷凝为液态相变工质，回流至U形均温板2的蒸发段。

实施例三

请参阅图12，本实施方式的U形均温板，包括第一均温板21和第二均温板22以及连接所述第一均温板21和第二均温板22的连接板23，所述第一均温板21和第二均温板22相互平行且垂直于连接板23。所述第一均温板21内设有第一腔体(未标出)，第二均温板22内设有第二腔体(未标出)，连接板23内设有多个连接通道231，所述第一腔体、第二腔体通过连接通道231相互连通。所述第一腔体、第二腔体以及连接通道231构成封闭腔体。所述封闭腔体内充注有液态相变工质，工作时，密闭腔体内的液态相变工质吸收热源的热量后汽化，气态相变工质迅速膨胀进而充满整个封闭腔体内，当气态相变工质运动到冷凝段后冷却液化，随后液态相变工质再次导引回流封闭腔体的蒸发段。

本实施方式的散热器，包括底座和上述U形均温板，底座和U形均温板通过压装方式组装而成。本实施方式中底座上设有与U形均温板的连接板23相匹配的装配槽用于装配U形均温板，装配槽上设有多个凸柱，连接板23的对应位置开设有多个与凸柱相匹配的多个通孔，所述通孔与所述凸柱过盈配合，连接板23上的连接通道231避开通孔位置。本实施方式中装配槽对应连接通道231的位置装配槽的宽度加宽且深度加深形成避让槽，使得在压装过程中连接通道231对应的位置不受力或受力较小，避免连接通道231因挤压而皱瘪。

本实施例中多个连接通道231的设置可以实现第一腔体和第二腔体的快速连通，提高散热效果，能够满足高功率设备表面的散热需要。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本发明的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种U形均温板，其特征在于，所述U形均温板包括第一均温板和第二均温板以及连接所述第一均温板和所述第二均温板的连接板，所述第一均温板内设有第一腔体，所述第二均温板内设有第二腔体。

2.根据权利要求1所述的U形均温板，其特征在于，所述连接板内设有至少一个连接通道，所述第一腔体和所述第二腔体通过所述连接通道相互连通。

3.根据权利要求2所述的U形均温板，其特征在于，所述连接通道的宽度为3～10mm。

4.根据权利要求2所述的U形均温板，其特征在于，所述连接通道靠近所述连接板沿长度方向的一端设置。

5.根据权利要求2所述的U形均温板，其特征在于，所述第一腔体、第二腔体及所述连接通道内填充有相变工质，当所述U形均温板沿所述连接板的长度方向与水平面的夹角大于0度且小于或等于90度放置，且所述连接通道位于所述连接板的下端时，所述第一腔体或第二腔体内的相变工质的液面高于所述连接通道。

6.根据权利要求1所述的U形均温板，其特征在于，所述第一均温板和所述第二均温板相互平行且垂直于所述连接板。

7.一种散热器，其特征在于，其包括底座和权利要求1-6任一项所述的U形均温板，所述底座上设有与所述U形均温板的连接板相匹配的装配槽。

8.根据权利要求7所述的散热器，其特征在于，所述散热器在使用时所述连接通道位于所述连接板竖直方向的下端，所述连接通道浸没在相变工质的液面下方。

9.根据权利要求7所述的散热器，其特征在于，所述装配槽内设有多个凸柱，所述U形均温板的连接板上对应所述凸柱的位置设有与所述凸柱相匹配的通孔或凹槽。

10.根据权利要求7所述的散热器，其特征在于，所述装配槽对应所述连接通道的位置加深且加宽形成避让槽。