專利名稱：散熱芯及散熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種散熱芯及散熱器，尤其是一種利用工質(zhì)的氣液相變進(jìn)行傳熱，而利用翅片進(jìn)行換熱的散熱芯及散熱器。
背景技術(shù)：
隨著時(shí)代的發(fā)展，無(wú)論是在工業(yè)還是生活領(lǐng)域，需要用散熱器進(jìn)行散熱的情況越來(lái)越多，而且隨著部件的大型化或者微型化的發(fā)展，部件的功率越來(lái)越大，隨之而來(lái)產(chǎn)生的熱流密度越來(lái)越大，因此必須要使用散熱器進(jìn)行散熱。
現(xiàn)有的散熱器是采用擠出工藝制造的鋁型材散熱器，如圖1所示，為現(xiàn)有的鋁型材散熱器的結(jié)構(gòu)示意圖，由一體成形的鋁基座80及肋片81(又稱翅片)兩部分組成。
在工作時(shí)熱源與鋁基座的下部相接觸，然后由鋁基座將熱量傳導(dǎo)到翅片進(jìn)行散熱。因此，鋁基座主要承擔(dān)熱量傳遞即導(dǎo)熱功能(參與部分換熱)，即將熱量通過(guò)鋁基座傳遞給肋片，而肋片主要用于完成換熱作用，即將熱量通過(guò)肋片與空氣進(jìn)行交換。
在實(shí)際工作當(dāng)中，有些部件的接觸面積很小，但是熱流密度很高，而鋁基座的面積比較大，當(dāng)熱源與鋁基座80的接觸面積相對(duì)鋁基座80整個(gè)展開(kāi)平面較小，且熱量沿鋁基座縱向即Y軸方向傳遞時(shí)，為了增加傳遞的熱量值，減小傳遞熱阻，只能增加鋁基座在熱量傳遞方向(Y軸方向)的橫截面積，因?yàn)楫?dāng)散熱器的材料一定時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)是一定的，因此為了熱量高效傳導(dǎo)，散熱器一般使用鋁、銅或者其他良導(dǎo)熱金屬或合金。
而橫截面積的增加勢(shì)必導(dǎo)致基座加厚，材料消耗加大，成本增加，并且因?yàn)閷?shí)體鋁基座導(dǎo)熱能力是有限的，在肋片尺寸結(jié)構(gòu)一定情況下限制了鋁型材散熱器的散熱能力，當(dāng)熱源功率即熱流密度較大時(shí)，無(wú)法達(dá)到良好的散熱目的。
因此，現(xiàn)有采用擠出工藝成型的散熱器實(shí)際導(dǎo)熱效率不高，即使翅片的換熱效率再高也會(huì)受制于很差的鋁基座導(dǎo)熱效率，因此大大降低了散熱器的散熱效果。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種散熱芯和散熱器，散熱芯的制造成本低，散熱器導(dǎo)熱效率高，散熱效果好。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種散熱芯，包括互相連接的基座和數(shù)片肋片，所述基座內(nèi)具有一個(gè)或一個(gè)以上的空腔。
所述空腔沿肋片方向延展。所述一個(gè)以上的空腔相導(dǎo)通，并且為槽道狀。所述互相連接的基座和數(shù)片肋片為釬焊焊接或?qū)崮z粘接。所述空腔內(nèi)具有吸液芯。
本實(shí)用新型還提供了一種基于上述散熱芯的散熱器，其特征在于包括用于傳導(dǎo)和交換熱量的所述散熱芯；用于將空腔密閉，并且防止空腔內(nèi)的工質(zhì)泄漏的封堵器，封接與所述基座空腔的空腔口。
所述散熱芯的每個(gè)空腔口上均封接有一個(gè)封堵器；或者所述散熱芯的所有空腔的口上封接有一個(gè)封堵器，使得所有空腔相連通；或者所述散熱芯的空腔為一個(gè)以上，數(shù)個(gè)空腔的空腔口上封接有一個(gè)封堵器，使得所述數(shù)個(gè)空腔相連通。所述散熱芯的材質(zhì)為金屬或者金屬合金。所述金屬為鋁或銅或鐵。所述封堵器上連接有用于填加工質(zhì)的充液管。
因此，本實(shí)用新型的散熱芯內(nèi)具有空腔，故材料耗用少，制造成本低，而本實(shí)用新型的散熱器，利用空腔內(nèi)的工質(zhì)相變進(jìn)行導(dǎo)熱，從而導(dǎo)熱效率高，導(dǎo)致散熱器的散熱效果非常好。
下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為現(xiàn)有的型材散熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型散熱芯的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本實(shí)用新型散熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本實(shí)用新型散熱器圖3中的B-B線的剖視圖。
圖5為本實(shí)用新型散熱器散熱時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為本實(shí)用新型散熱器圖5中C-C線的剖視圖。
圖7為本實(shí)用新型散熱器散熱時(shí)的另一結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8為本實(shí)用新型散熱器圖7中D-D線的剖視圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型在基座中具有空腔，可以填充工質(zhì)，利用工質(zhì)相變進(jìn)行傳熱。
如圖2所示，為本實(shí)用新型散熱芯的結(jié)構(gòu)示意圖，該散熱芯1包括互相連接的基座10和數(shù)片肋片11(也稱為翅片)，而基座10內(nèi)具有一個(gè)或一個(gè)以上的空腔12。數(shù)片肋片11及空腔12沿基座10的縱向即Y軸方向延伸，沿著基座10的橫向即X軸方向排列，這些空腔12在內(nèi)部可以導(dǎo)通或者不導(dǎo)通，而空腔12的形狀可以有很多種，可以為槽道形狀等等，而互相連接的基座10和數(shù)片肋片11可以是釬焊焊接的(也可以是或?qū)崮z粘接或其他連接方式)，并且基座10和數(shù)片肋片11的材質(zhì)可以是金屬或者金屬合金，例如鋁或者銅或鐵等其他良導(dǎo)熱金屬或合金。并且在空腔內(nèi)部可以加有吸液芯。
因?yàn)榛?0內(nèi)具有空腔12，所以散熱芯1在制作時(shí)可以減少很多材料消耗，由此降低了制造成本。
在制造時(shí)，在原有型材散熱器基座內(nèi)制造出有許多平行于肋片、沿?cái)D出展開(kāi)方向的空腔，空腔的尺寸及形狀根據(jù)熱源熱流密度、散熱器的熱傳輸功率，散熱器外形尺寸及與熱源連接結(jié)構(gòu)等諸多因素確定。
如圖3所示，為本實(shí)用新型散熱器的結(jié)構(gòu)示意圖，該散熱器包括用于傳導(dǎo)和交換熱量的散熱芯1，在散熱芯空腔12的空腔口120上封接了封堵器2，用于將空腔的密閉，這樣在空腔12內(nèi)填充的工質(zhì)就不會(huì)泄漏。并且封堵器上可以連接有充液管3，用于向空腔12內(nèi)充注工質(zhì)。
如圖4所示，為本實(shí)用新型散熱器圖5中的B-B線的剖視圖，封堵器2的形狀可以是外凸的。
如果空腔12內(nèi)部是不導(dǎo)通的，這樣在每一個(gè)空腔12的空腔口120都利用一個(gè)封堵器2進(jìn)行封堵，則每個(gè)空腔12就不會(huì)導(dǎo)通，各自空腔12內(nèi)的工質(zhì)分別在各個(gè)空腔內(nèi)12進(jìn)行相變傳熱，由此每一個(gè)空腔12利用各自的充液管3填充工質(zhì)。如果幾個(gè)空腔12的空腔口120用共同的封堵器2進(jìn)行封堵，這樣，這幾個(gè)空腔12就是導(dǎo)通的了，這些空腔12內(nèi)的工質(zhì)可以在這些導(dǎo)通的空腔12內(nèi)導(dǎo)熱，導(dǎo)通的各個(gè)空腔12利用一個(gè)充液管3填充工質(zhì)。當(dāng)然如果每個(gè)空腔12的空腔口120都利用共同的封堵器2進(jìn)行封堵，這樣，所有的空腔12就變成導(dǎo)通的了，所有空腔12內(nèi)的工質(zhì)可以在所有的空腔12內(nèi)流動(dòng)，進(jìn)行導(dǎo)熱，并可共用一個(gè)充液管3填充工質(zhì)。
通過(guò)封接在散熱芯1兩端的封堵頭2將空腔12兩端內(nèi)部連通或空腔12之間相互獨(dú)立構(gòu)成一封閉腔體，在空腔12中充入一定量的工質(zhì)，即將散熱芯制成了一個(gè)熱管。換熱部分依舊借助于連接的肋片11，這樣既保留了原型材散熱器換熱效率高的特點(diǎn)，又解決了基座熱傳導(dǎo)效率低的問(wèn)題。
再如圖5所示，為本實(shí)用新型散熱器散熱時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖，熱源4與散熱器基座10的下部相接觸，當(dāng)熱源4將熱量傳遞給散熱器基座10的接觸部分時(shí)(一般情況下熱源4與基座10的接觸面積遠(yuǎn)小于基座本身面積)，參見(jiàn)圖6所示，為圖5中C-C線的剖視圖，空腔12內(nèi)與該部分接觸的工質(zhì)受熱蒸發(fā)，工質(zhì)吸熱由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，帶著一定的壓力迅速擴(kuò)散到基座10內(nèi)的整個(gè)空腔12，即把熱源4的熱量迅速傳導(dǎo)到整個(gè)基座10上，在與基座10連接的肋片11進(jìn)行換熱過(guò)程中，空腔12內(nèi)工質(zhì)放熱冷凝，依靠重力重新回到起始蒸發(fā)處，循環(huán)往復(fù)。
如圖7所示，為本實(shí)用新型散熱器散熱時(shí)的另一結(jié)構(gòu)示意圖，熱源4與散熱器基座10的中部(當(dāng)然也可以是上部)相接觸，當(dāng)熱源4將熱量傳遞給散熱器基座10的接觸部分時(shí)，空腔12內(nèi)與該部分接觸的工質(zhì)受熱蒸發(fā)，工質(zhì)吸熱由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，帶著一定的壓力迅速擴(kuò)散到基座10內(nèi)的整個(gè)空腔12，即把熱源4的熱量迅速傳導(dǎo)到整個(gè)基座10上，在與基座10連接的肋片11進(jìn)行換熱過(guò)程中，空腔12內(nèi)工質(zhì)放熱冷凝，參見(jiàn)圖8所示，為圖7中D-D線的剖視圖，依靠吸液芯13的毛細(xì)力重新回到起始蒸發(fā)處，循環(huán)往復(fù)。因此本技術(shù)方案可以使得熱源的位置設(shè)置比較靈活。
由于熱量在基座10內(nèi)傳導(dǎo)采用的是工質(zhì)相變的熱管傳熱原理，其導(dǎo)熱能力可達(dá)實(shí)體鋁的上千倍。而且，熱管傳熱時(shí)具有等溫性，可將接收到熱源4的熱量由局部通過(guò)工質(zhì)相變傳熱展開(kāi)至整個(gè)熱管部分即基座10具有等溫性，徹底克服了型材散熱器熱量由熱源處傳導(dǎo)至整個(gè)基座過(guò)程中由于實(shí)體鋁傳導(dǎo)熱阻造成熱量傳導(dǎo)阻塞，基座表面溫度分布不勻的缺點(diǎn)，通過(guò)與其連接的肋片換熱時(shí)，肋片在同等面積下?lián)Q熱效率不同，換熱量不等。主要因?yàn)閾Q熱量Φ＝A*h*Δt，其中A等于換熱面積，h為鋁肋片表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，Δt為鋁肋片表面溫度tw與鋁肋片周邊空氣溫度tf之差。同一散熱器則A和h相等，由于熱量在基座傳導(dǎo)過(guò)程中，現(xiàn)有的型材散熱器利用的是實(shí)體鋁傳導(dǎo)，導(dǎo)熱系數(shù)λ鋁為200w/mk左右，當(dāng)現(xiàn)有的散熱器在Y方向延展面積較大時(shí)，整個(gè)鋁基座沿Y方向表面溫度波動(dòng)很大，導(dǎo)致tw形成很大的梯度差；而本實(shí)用新型的散熱器其導(dǎo)熱系數(shù)為鋁的上千倍，因此，本實(shí)用新型的散熱器基座溫度均勻，梯度差小，其tw平均溫度遠(yuǎn)高于型材散熱器的tw平均值；所以，本實(shí)用新型的Δt值高于現(xiàn)有的型材散熱器，即本實(shí)用新型的換熱量和換熱效果遠(yuǎn)高于現(xiàn)有的型材散熱器。
本實(shí)用新型的熱傳導(dǎo)過(guò)程可細(xì)分為①熱源的實(shí)體傳導(dǎo)，②鋁基座局部與熱源接觸部分的工質(zhì)相變，③鋁基座的相變熱傳導(dǎo)，直到④鋁翅片的換熱。
因此本實(shí)用新型利用工質(zhì)進(jìn)行熱傳導(dǎo)，使得導(dǎo)熱效率明顯增加，并且促進(jìn)了換熱效果，使得散熱器的散熱效果非常好。
最后所應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求1.一種散熱芯，其特征在于包括互相連接的基座和數(shù)片肋片，所述基座內(nèi)具有一個(gè)或一個(gè)以上的空腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱芯，其特征在于所述空腔沿肋片方向排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱芯，其特征在于所述一個(gè)以上的空腔相導(dǎo)通，并且為槽道狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱芯，其特征在于所述互相連接的基座和數(shù)片肋片為釬焊焊接或?qū)崮z粘接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱芯，其特征在于所述空腔內(nèi)具有吸液芯。
6.一種基于上述權(quán)利要求1所述的散熱芯的散熱器，其特征在于包括用于傳導(dǎo)和交換熱量的所述散熱芯；用于將空腔密閉，并且防止空腔內(nèi)的工質(zhì)泄漏的封堵器，封接與所述基座空腔的空腔口。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的散熱器，其特征在于所述散熱芯的每個(gè)空腔口上均封接有一個(gè)封堵器；或者所述散熱芯的所有空腔的口上封接有一個(gè)封堵器，使得所有空腔相連通；或者所述散熱芯的空腔為一個(gè)以上，數(shù)個(gè)空腔的空腔口上封接有一個(gè)封堵器，使得所述數(shù)個(gè)空腔相連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的散熱器，其特征在于所述散熱芯的材質(zhì)為金屬或者金屬合金。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的散熱器，其特征在于所述金屬為鋁或銅或鐵。
10.根據(jù)權(quán)利要求6、7或9所述的散熱器，其特征在于所述封堵器上連接有用于填加工質(zhì)的充液管。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種散熱芯，包括互相連接的基座和數(shù)片肋片，所述基座內(nèi)具有一個(gè)或一個(gè)以上的空腔。空腔沿肋片方向排列，且為槽道狀，互相連接的基座和數(shù)片肋片為釬焊焊接。本實(shí)用新型還涉及了一種散熱器，包括上述散熱芯和封堵器，封接與所述基座的空腔口，用于防止空腔內(nèi)的工質(zhì)泄漏。散熱芯的每個(gè)空腔口上均封接一個(gè)封堵器；或者散熱芯的所有空腔的口上封接一個(gè)封堵器；或者數(shù)個(gè)空腔的口上封接一個(gè)封堵器，將空腔密閉防止空腔內(nèi)的工質(zhì)泄漏。封堵器上還可連接有用于填充工質(zhì)的充液管。因此，本實(shí)用新型的散熱芯內(nèi)具有空腔，材料耗用少，制造成本低，而本實(shí)用新型的散熱器利用空腔內(nèi)的工質(zhì)進(jìn)行換熱，從而導(dǎo)熱效率高，導(dǎo)致散熱器的散熱效果非常好。
文檔編號(hào)G12B15/04GK2935725SQ200620122939
公開(kāi)日2007年8月15日 申請(qǐng)日期2006年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月4日
發(fā)明者石桂菊 申請(qǐng)人:石桂菊