專利名稱：一種用金屬外殼做散熱元件的自然對(duì)流熱管散熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及金屬殼體內(nèi)電子器件的散熱裝置，特別涉及一種用金 屬外殼做散熱元件的自然對(duì)流熱管散熱器。
技術(shù)背景電子技術(shù)近年來發(fā)展迅速，電子器件的高頻、高速及集成電路高密度 集和小型化，使得單位體積電子器件的發(fā)熱量快速增大。電子器件正常的工作溫度范圍一般為-5—一65°C，超過這個(gè)范圍，器件的性能顯著下降，不 能穩(wěn)定工作,影響系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。有資料表明，單個(gè)電子器件工作溫度 超過正常的工作溫度范圍IOK,系統(tǒng)的可靠性即降低50%。因此可知，電子 技術(shù)的發(fā)展需要有良好的散熱手段來保證。這些手段要求具有緊湊性、可 靠性、靈活性、高散熱效率、無(wú)需維修等條件。近年來熱管散熱技術(shù)在電 器設(shè)備散熱，電子器件冷卻，半導(dǎo)體元件以及大規(guī)模集成電路的散熱等方 面的廣泛應(yīng)用，說明了熱管散熱技術(shù)能滿足上述條件。電子技術(shù)的飛速發(fā) 展對(duì)熱管散熱技術(shù)提出了更新的要求，促使了熱管散熱技術(shù)的不斷發(fā)展。 許多在特殊場(chǎng)合應(yīng)用的熱管散熱器先后被開發(fā)出來。有許多場(chǎng)合，電子器件要求集中布置在一個(gè)密閉的殼體內(nèi)，以防止外 界環(huán)境中的灰塵，腐蝕性氣體，雨水等對(duì)電子器件的侵害。有些場(chǎng)合要求 電子器件發(fā)生的火花也不能逃逸到殼體之外，以免發(fā)生火災(zāi)、爆炸災(zāi)難。 還有些場(chǎng)合，散熱器放置于殼體之外，顯得不緊湊，影響電器的外觀等等。 上述的各種場(chǎng)合，布置在密閉殼體內(nèi)、以及電器外殼內(nèi)的電子器件所散發(fā) 的熱量必須及時(shí)、快速散發(fā)到殼體的外部，以保證殼體內(nèi)溫度穩(wěn)定在電子 器件正常的工作溫度范圍之內(nèi)。大部分電子器件被布置到金屬外殼之中， 而金屬又具有良好的導(dǎo)熱性能。因此利用金屬外殼散熱越來越引起人們的 重視。莊駿、張紅兩位教授在其所著"熱管技術(shù)及其工程應(yīng)用" 一書介紹 的"利用密封殼體的自然對(duì)流散熱裝置"中，采用了 U型熱管散熱器將密 封殼體內(nèi)電子器件所發(fā)生的熱量傳遞到外殼之上，以發(fā)揮大部分外殼或全 部外殼的散熱作用。當(dāng)金屬外殼較大，且殼內(nèi)有數(shù)個(gè)發(fā)熱元件且不方便集 中布置時(shí)， 一個(gè)U型熱管散熱器的作用必將有限，將不能充分發(fā)揮金屬外
殼的散熱功能，從而影響殼內(nèi)的電子器件及系統(tǒng)的可靠性。 發(fā)明內(nèi)容為解決上述不能充分發(fā)揮金屬外殼散熱的問題，本實(shí)用新型的目的， 在于提供一種將金屬外殼內(nèi)一個(gè)或數(shù)個(gè)電子器件的熱量均勻地傳遞外殼體 上，充分利用金屬散熱功能的——用金屬外殼做散熱元件的自然對(duì)流熱管 散熱器。本實(shí)用新型的目的是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。一種用金屬外殼做散熱元件的自然對(duì)流熱管散熱器，它主要由一個(gè)或數(shù)個(gè)蒸發(fā)皿，4組三通管件，上升管組，蛇形下降管組，及金屬外殼的后背 板、頂板和左右側(cè)板構(gòu)成。其中的2組三通管件分別與蒸發(fā)皿及上升管組 密封連接。上升管組與蛇形下降管組為一體化制作。蛇形下降管組具有一 定斜度并呈蛇形往返狀，其末端與兩組三通管件密封連接，該兩組三通管 件與蒸發(fā)皿密封連接。上升管組、蛇形下降管組分別與金屬外殼的后背板、 頂板、左右側(cè)板的內(nèi)側(cè)緊貼連接。蒸發(fā)皿、上升管組、下降管組、金屬外 殼的后背板、頂板和左右側(cè)板構(gòu)成了用金屬外殼做散熱元件的自然對(duì)流熱 管散熱器的基體。上述基體經(jīng)抽真空、注工質(zhì)、封口后，即成為本實(shí)用新型件的熱管散 熱器。本實(shí)用新型可使布置在密閉殼體內(nèi)、以及電器外殼內(nèi)的電子器件所 散發(fā)的熱量能及時(shí)、快速散發(fā)到殼體的外部，以保證殼體內(nèi)的溫度穩(wěn)定在 電子器件正常的工作溫度范圍之內(nèi)。保證電子器件性能的正常，使之能夠 穩(wěn)定工作，使系統(tǒng)的運(yùn)行可靠。


圖1為本實(shí)用新型自然對(duì)流熱管散熱器的立體圖；圖2顯示的是本實(shí)用新型當(dāng)金屬外殼為圓柱面或橢圓柱面時(shí)的立體圖；圖3為本實(shí)用新型中蒸發(fā)皿的主視圖；圖4為圖3的左視圖；圖5為圖3的A-A剖面圖。
具體實(shí)施方式
如圖1至5所示，本實(shí)用新型的自然對(duì)流熱管散熱器，由蒸發(fā)皿l、三 通管件2、三通管件3、三通管件9、三通管件10、上升管組8、蛇形下降 管組7，以及金屬外殼的后背板4、頂板5、左右側(cè)板6構(gòu)成。蒸發(fā)皿l為 本實(shí)用新型的蒸發(fā)段；上升管組8、蛇形下降管組7與金屬外殼的后背板4、 頂板5、左右側(cè)板6構(gòu)成了冷凝段；三通管件2、三通管件3、三通管件9、 三通管件10為連接件。蒸發(fā)皿1與金屬殼體內(nèi)部電子器件的發(fā)熱面緊貼， 且在它們之間均勻地抹有一層薄薄的導(dǎo)熱硅質(zhì)。當(dāng)電子器件接通電源后，電子器件及電子系統(tǒng)開始工作。電子器件發(fā) 出的熱量加熱了蒸發(fā)皿1內(nèi)部的工質(zhì)，工質(zhì)吸熱蒸發(fā)為帶有熱量和一定壓 力的工質(zhì)蒸汽。該工質(zhì)蒸汽經(jīng)過上升管組8，蛇形下降管組7時(shí)，將熱量傳 遞給金屬外殼的后背板4，頂板5和左右側(cè)板6。金屬外殼的后背板4、頂 板5和左右側(cè)板6通過自然對(duì)流和熱幅射等方式將熱量散放到環(huán)境之中。 在失去熱量的過程中，工質(zhì)蒸汽冷凝為工質(zhì)液體，并沿蛇形下降管組7，三 通管件9、三通管件10回到蒸發(fā)皿1中，繼續(xù)參加工質(zhì)的吸熱蒸發(fā)，放熱 冷凝的往復(fù)循環(huán)。工質(zhì)吸熱蒸發(fā)、放熱冷凝往復(fù)循環(huán)的過程，將金屬外殼 內(nèi)部電子器件所發(fā)出的熱量散發(fā)到環(huán)境之中，使金屬外殼內(nèi)的溫度穩(wěn)定在 電子器件正常工作溫度范圍之內(nèi)，保證了電子器件及系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。蛇形下降管組7是本身具有一定坡度的往返蛇形；蛇形下降管組7在 金屬殼體頂板5的部分701、 702與金屬外殼頂板5具有同樣坡度。前述之 兩種坡度能保證冷凝的工質(zhì)液體順利地回到蒸發(fā)皿1之中，以確保工質(zhì)吸 熱蒸發(fā)、放熱冷凝的循環(huán)。蒸發(fā)皿1的內(nèi)腔102為數(shù)個(gè)圓柱面或橢圓柱面 組合而成。相鄰兩個(gè)柱面的距離，應(yīng)小于圓柱面的直徑或小于兩橢圓柱面 中心線方向橢圓柱面的軸線長(zhǎng)。這樣就保證了蒸發(fā)皿1的強(qiáng)度、剛度并增 加了蒸發(fā)皿1的內(nèi)腔102和工質(zhì)之間的接觸面積。電子器件固定在蒸發(fā)皿1 的兩個(gè)平面101和104之上，或者只固定在其中的一個(gè)平面上。這兩個(gè)平 面101和104必須機(jī)械加工且平整光滑。蒸發(fā)皿1內(nèi)腔102的柱形表面要 有均布的縱向溝槽，該溝槽的橫斷面可以為三角形、矩形、梯形、倒梯形 和圓弧型。根據(jù)電子器件系統(tǒng)內(nèi)發(fā)熱元件的數(shù)量和系統(tǒng)布置情況，蒸發(fā)皿l 可以是一個(gè)或數(shù)個(gè)。每個(gè)蒸發(fā)皿1都可以和上升管組8、蛇形下降管組7的 某一部分與金屬殼體的后背板4、頂板5、左右側(cè)板6的一部構(gòu)成獨(dú)立的熱 管散熱器。當(dāng)金屬外殼為圓柱形時(shí)，蛇形下降管組7必須制成相應(yīng)的形狀， 圖2顯示的是此時(shí)的立體圖。
權(quán)利要求1、一種用金屬外殼做散熱元件的自然對(duì)流熱管散熱器，其特征在于它包括一個(gè)或數(shù)個(gè)蒸發(fā)皿(1)、三通管件(2)、三通管件(3)、三通管件(9)、三通管件(10)、上升管組(8)、蛇形下降管組(7)、金屬外殼后背板(4)、頂板(5)和左右側(cè)板(6)；三通管件(2)、三通管件(3)分別與蒸發(fā)皿(1)、上升管組(8)密封連接，上升管組(8)與蛇形下降管組(7)連為一體；蛇形下降管組(7)的未端與三通管件(9)、三通管件(10)密封連接；三通管件(9)、三通管件(10)與蒸發(fā)皿(1)密封連接；上升管組(8)、蛇形下降管組(7)分別與金屬外殼的后背板(4)、頂板(5)及左右側(cè)板(6)的內(nèi)側(cè)緊貼連接，在其緊貼面處均勻涂有一薄層導(dǎo)熱硅脂。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用金屬外殼做散熱元件的自然對(duì)流熱 管散熱器，其特征在于所述蒸發(fā)皿(1)的內(nèi)腔(102)由數(shù)個(gè)圓柱面或橢圓柱面組合而成；相鄰兩個(gè)圓柱面的軸心距離、或相鄰兩橢圓 柱面軸心線的距離，應(yīng)小于圓柱面直徑、或小于連接兩橢圓柱面方向 的橢圓柱的軸線長(zhǎng)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用金屬外殼做散熱元件的自然對(duì)流熱 管散熱器，其特征在于構(gòu)成蒸發(fā)皿(1)之內(nèi)腔(102)的圓柱形或橢圓柱形內(nèi)表面設(shè)有軸向溝槽。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用金屬外殼做散熱元件的自然對(duì)流熱 管散熱器，其特征在于所述的上升管組(8)、蛇形下降管組(7) 分別緊貼在金屬外殼后背板(4)、頂板(5)和左右側(cè)板(6)的內(nèi)側(cè)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用金屬外殼做散熱元件的自然對(duì)流熱 管散熱器，其特征在于所述的蛇形下降管組(7)為具有一定坡度的折返蛇形。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用金屬外殼做散熱元件的自然對(duì)流熱管散熱器，其特征在于與金屬外殼之頂板(5)內(nèi)側(cè)緊貼的蛇形下降管組(7)的一段管(701)、管(702)應(yīng)具有與金屬外殼頂板(5) 同樣的坡度。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用金屬外殼做散熱元件的自然對(duì)流熱管散熱器，其特征在于所述的蒸發(fā)皿(1)可以為l個(gè)或數(shù)個(gè)，每個(gè)蒸發(fā)皿均可與上升管組(8)、蛇形下降管組(7)的某一部分和金屬外殼 的后背板(4)、頂板(5)、左右側(cè)板(6)的一部分，構(gòu)成單獨(dú)的用金 屬外殼做散熱元件的自然對(duì)流熱管散熱器。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的用金屬外殼做散熱元件的自然對(duì)流 熱管散熱器，其特征在于所述溝槽的橫斷面可以為三角形、矩形、 梯形，倒梯形或圓弧形。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用金屬外殼做散熱元件的自然對(duì)流熱管散熱器，包括蒸發(fā)皿、三通管件、上升管組、蛇形下降管組，以及金屬外殼的后背板、頂板和左右側(cè)板組成。電子器件固定在蒸發(fā)皿上，上升管組和蛇形下降管組緊貼在金屬外殼板體的內(nèi)側(cè)。電子器件工作時(shí)產(chǎn)生的熱量加熱蒸發(fā)皿內(nèi)工質(zhì)，使其蒸發(fā)形成具一定壓力和熱量的工質(zhì)蒸汽。該工質(zhì)蒸汽經(jīng)上升管組和蛇形下降管組時(shí)，將熱量分別傳遞至金屬外殼的后背板、頂板和左右側(cè)板。該板體以自然對(duì)流和幅射方式向環(huán)境散熱，工質(zhì)蒸汽冷凝為液體，沿蛇形下降管組回到蒸發(fā)皿，參加工質(zhì)吸熱蒸發(fā)、放熱冷凝的循環(huán)往復(fù)。
文檔編號(hào)H05K7/20GK201028959SQ200620166018
公開日2008年2月27日 申請(qǐng)日期2006年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月11日
發(fā)明者悅 齊 申請(qǐng)人:悅 齊