一種一體化散熱器的制作方法

本實用新型屬于散熱技術領域，涉及一種散熱器，具體涉及一種一體化散熱器。

背景技術：

目前，公知的散熱器由集熱、導熱、換熱三種功能部分組成，尤其在高性能散熱器中，三種結構均對應相應的功能部件。傳統散熱器中，提升基礎換熱能力(非強制對流條件下的換熱面效率)僅能依靠增大換熱面積，由于其三段式結構，造成傳統散熱器必須采用熱阻較高的多段式導熱，尤其在換熱面導熱階段，其翅片構造特點導致熱阻巨大。由于熱阻問題，傳統散熱器換熱面溫度一致性較差，換熱面效率較低。

技術實現要素：

為了克服傳統散熱器工作熱阻高，換熱面效率低下的不足，本實用新型提供了一種一體化散熱器，將換熱面、殼體和熱接口圍成一個密閉腔體，利用腔體內部的循環介質實現單級高效導熱。

本實用新型為了實現上述目的，采用的技術方案為：

一種一體化散熱器，包括換熱面、殼體和熱接口，所述殼體、熱接口與換熱面所在的結構件圍成一個密閉腔體；所述腔體內設置有循環介質；所述換熱面所在的結構件的一面與循環介質接觸，另一面與空氣接觸，該與空氣接觸的面即為換熱面。

進一步的，所述換熱面為涵道式或非涵道式。

更進一步的，所述涵道式換熱面所在的結構件包括貫穿腔體的至少一根涵道式導流管，各涵道式導流管的截面為圓形或橢圓形或三角形或多邊形。

優選的，所述循環介質為充滿所述腔體的循環液體，所述熱接口設置在散熱器的側面或底面。

上述的一體化散熱器，優選的一種方式為采用橋式結構，所述換熱面為涵道式，涵道式換熱面所在的結構件包括貫穿腔體的若干根涵道式導流管；腔體包括內循環腔體、位于內循環腔體上方的連接段腔體、設置在連接段腔體兩側的兩制冷段腔體；各涵道式導流管分別設置在兩個制冷段腔體內；熱接口設置在內循環腔體的側面或底面。

進一步的，所述連接段腔體與兩制冷段腔體形成一個凹型結構。

優選的，所述腔體內為真空，所述熱接口設置在散熱器的底端，所述循環介質為設置在腔體底部的部分循環液體，該部分循環液體可滿足依靠重力作用相變。

上述的一體化散熱器，優選的一種方式為采用橋式結構，所述換熱面為涵道式，涵道式換熱面所在的結構件包括貫穿腔體的若干根涵道式導流管；腔體包括內循環腔體、位于內循環腔體上方的連接段腔體、設置在連接段腔體兩側的兩制冷段腔體制冷段腔體；各涵道式導流管分別設置在兩個制冷段腔體制冷段腔體內；熱接口設置在內循環腔體的底端。

進一步的，所述連接段腔體與兩制冷段腔體形成一個凹型結構。

優選的，所述腔體內為真空，所述循環介質為設置在腔體內的部分循環液體，該部分循環液體可滿足相變循環，所述腔體內沿腔體內壁設置有吸液芯。

一種應用一體化散熱器的計算機機箱或內燃機或空調或冷凝器或采暖散熱器，所述一體化散熱器包括換熱面、殼體和熱接口，所述殼體、熱接口與換熱面所在的結構件圍成一個密閉腔體；所述腔體內設置有循環介質；所述換熱面所在的結構件的一面與循環介質接觸，另一面與空氣接觸。

進一步的，所述換熱面為涵道式或非涵道式。

更進一步的，所述涵道式換熱面所在的結構件包括貫穿腔體的至少一根涵道式導流管，各涵道式導流管的截面為圓形或橢圓形或三角形或多邊形。

優選的，所述循環介質為充滿所述腔體的循環液體，所述熱接口設置在散熱器的側面或底面。

優選的，所述腔體內為真空，所述熱接口設置在散熱器的底端，所述循環介質為設置在腔體底部的部分循環液體。

優選的，所述腔體內為真空，所述循環介質為設置在腔體內的部分循環液體，所述腔體內沿腔體內壁設置有吸液芯。

優選的，將該散熱器應用于計算機機箱時，將散熱器本身作為計算機機箱，該計算機機箱包括機箱底座、換熱箱、換熱箱蓋、設備倉、設備倉蓋，換熱箱與設備倉通過隔板連接，隔板將換熱箱與設備倉之間隔開，熱接口安裝于隔板上；所述換熱面為涵道式，涵道式換熱面所在的結構件包括貫穿腔體的至少一根涵道式導流管；所述換熱箱、換熱箱蓋、隔板、熱接口和換熱面所在的結構件圍成一個密閉腔體，腔體內設置有循環介質，所述換熱面所在的結構件的一面與循環介質接觸，另一面與空氣接觸。

優選的，所述熱接口包括用于傳遞設備倉中CPU產生的熱量的主要熱接口，所述主要熱接口的中心點位于隔板的水平中線以下的區域并位于垂直中線附近，將主要熱接口設置在該位置，容易實現側壁驅動虹吸熱驅循環從而實現內部均熱，其余熱接口任意設置。

優選的，所述涵道式導流管的截面為圓形。

優選的，所述換熱箱蓋的邊緣設有防水凸榫，所述換熱箱上的與換熱箱蓋的連接位置設有與防水凸榫配合的防水凹槽。若換熱箱與隔板為分體式結構，換熱箱與隔板連接時，換熱箱的與隔板配合處也要設置防水凹槽，相應的，隔板的與換熱箱的配合處設置于防水凹槽配合的防水凸榫。

優選的，所述設備倉的側面設有接口區，該接口區用作計算機機箱的USB接口、耳機接口、電源接口等等。

優選的，所述設備倉的頂面和/或底面設有排氣孔，用于設備倉內的設備進行散熱。

本實用新型的有益技術效果為：本實用新型將換熱面所在的結構件、散熱器殼體和熱接口圍成一個密閉腔體，腔體內設置有循環介質，利用循環介質的高效導熱能力實現從熱接口到換熱面的熱量輸送，大大縮短了傳統散熱器熱阻極高自然材料導熱行程，實現了單級導熱；另一方面，應用虹吸或真空重力或真空吸液芯原理，腔體內部循環介質可以達成溫度一致性較好的循環狀態，由于換熱面所在的結構件的一面全部接觸循環介質，固液對流換熱后向換熱面所在的結構件的另一面傳熱，也就是向換熱面傳熱，使得換熱面與空氣接觸面的溫度一致性提升，能夠實現類均熱狀態，有效提高了換熱效率。此外，本實用新型提供的散熱器結構簡單、制造成本低廉，易于被廣泛采用。

附圖說明

附圖1為液虹吸熱驅一體化散熱器的內部結構示意圖；

附圖2為附圖1中散熱器的另一側的內部結構示意圖；

附圖3為塔式結構的一體化散熱器的立體結構示意圖；

附圖4為附圖3中散熱器的剖視圖；

附圖5為單管真空重力一體化散熱器的立體結構示意圖；

附圖6為附圖5中散熱器的剖視圖；

附圖7為橋式一體化散熱器的立體結構示意圖；

附圖8為附圖7中散熱器的剖視圖；

附圖9為實施例4中應用一體化散熱器的計算機機箱的拆分圖；

附圖10為實施例4中應用一體化散熱器的計算機機箱的主要熱接口位置關系示意圖；

其中：1、外殼；2、腔體；3、排氣孔；4、涵道式導流；5、換熱箱蓋；6、接口區；7、隔板；8、熱接口；9、螺孔；10、防水凹槽；11、底座；12、空腔；13、翅板；14、內循環腔體；15、連接段腔體；16、制冷段腔體；17、固定裝置；18、固定螺孔；19、設備艙；20、防水凸榫；21、主要熱接口；22、換熱箱；23、換熱箱底座；24、設備倉蓋。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本實用新型，不能理解為對本實用新型具體保護范圍的限定。

下面結合附圖1～8對本實用新型的具體實施方式作進一步詳細的說明。

實施例1

一種一體化散熱器，包括換熱面、殼體和熱接口8，殼體、熱接口8與換熱面所在的結構件圍成一個密閉腔體2，腔體2內設置有循環介質。其中，換熱面所在的結構件的一面與循環介質接觸，另一面與空氣接觸，該與空氣接觸的面即為換熱面，換熱面所在的結構件將循環介質傳過來的熱傳遞到空氣中，實現換熱。殼體由散熱器的外殼1、隔板7、底座11等基本支撐結構以及螺孔9等連接結構組成。熱接口8與熱源接觸，將熱源產熱傳給內部的循環介質。循環介質可以是氣體或液體，其中液體可以是水、水與酒精的混合、汞等等。如圖1～8所示。

本實施例還公開了一種散熱方法，熱源產熱經熱接口8傳遞給腔體2內的循環介質，循環介質再將熱傳遞給換熱面，換熱面與空氣進行對流換熱完成散熱工作。

本實施例提供的一體化散熱器適用于計算機機箱或內燃機或空調或冷凝器或采暖散熱器，但并不局限于上述應用。在其中需要散熱的設備和領域中，本實施例提供的一體化散熱器同樣適用。

實施例2

一種一體化散熱器，包括換熱面、殼體和熱接口8，殼體、熱接口8與換熱面所在的結構件圍成一個密閉腔體2，腔體2內設置有循環介質。其中，換熱面所在的結構件的一面與循環介質接觸，另一面與空氣接觸，該與空氣接觸的面即為換熱面。本實施例中，換熱面所在的結構件的外表面與循環介質接觸，內表面與空氣接觸，該內表面即為換熱面。換熱面為涵道式，如圖1、2、5～8所示。涵道式換熱面能夠對空氣的運動進行約束以提高與換熱面接觸的空氣的運動速度，提高換熱效率。

涵道式換熱面所在的結構件包括貫穿腔體2的至少一根涵道式導流管4。各涵道式導流管4的截面形狀不限，常見的有圓形或橢圓形或三角形或多邊形。換熱面即為各涵道式導流管4與空氣接觸的面。涵道式導流管4的設置角度無限制。應用于自然對流狀態時，涵道式導流管4的軸線與水平面的夾角為75°～90°；應用于強制對流狀態時，有外部風機的輔助，涵道式導流管4的軸線與水平面的夾角為任意角度。

本實施例還公開了一種散熱方法，熱源產熱經熱接口8傳遞給腔體2內的循環介質，循環介質再將熱傳遞給換熱面，換熱面與空氣進行對流換熱完成散熱工作。

本實施例提供的一體化散熱器適用于計算機機箱或內燃機或空調或冷凝器或采暖散熱器，但并不局限于上述應用。在其中需要散熱的設備和領域中，本實施例提供的一體化散熱器同樣適用。

實施例3

一種一體化散熱器，包括換熱面、殼體和熱接口8，殼體、熱接口8與換熱面所在的結構件圍成一個密閉腔體2，腔體2內設置有循環介質。其中，換熱面所在的結構件的一面與循環介質接觸，另一面與空氣接觸，該與空氣接觸的面即為換熱面。本實施例中，換熱面所在的結構件的內表面與循環介質接觸，外表面與空氣接觸，該外表面即為換熱面。換熱面為非涵道式，如圖3、4所示。換熱面也可以采用非涵道式的結構，只需有換熱面能與空氣進行接觸，將熱量散發出去即可，換熱面的具體結構不限。

圖3、4給出了一種塔式結構的一體化散熱器，換熱面采用非涵道式的結構。殼體為設置在中間的主體，該主體包括外殼1和底座11。換熱面所在的結構件包括分別設置在主體兩側的兩組翅板13組，每組翅板13組包括沿主體垂直方向設置的平行排列并向上傾斜的若干個翅板13，每個翅板13內部設有供循環介質流動的空腔12，該空腔12為腔體2的一部分，換熱面即為各翅板13與空氣接觸的面。該種換熱面結構大大增加了與空氣的接觸面積，有利于進行散熱。熱接口8的位置根據內部循環介質的種類來確定。

本實施例還公開了一種散熱方法，熱源產熱經熱接口8傳遞給腔體2內的循環介質，循環介質再將熱傳遞給換熱面，換熱面與空氣進行對流換熱完成散熱工作。

本實施例提供的一體化散熱器適用于計算機機箱或內燃機或空調或冷凝器或采暖散熱器，但并不局限于上述應用。在其中需要散熱的設備和領域中，本實施例提供的一體化散熱器同樣適用。

實施例4

一種一體化散熱器，包括換熱面、殼體和熱接口8，殼體、熱接口8與換熱面所在的結構件圍成一個密閉腔體2，腔體2內設置有循環介質。其中，換熱面所在的結構件的一面與循環介質接觸，另一面與空氣接觸，該與空氣接觸的面即為換熱面。換熱面為涵道式，此處的換熱面也可采用非涵道式。采用內液虹吸熱驅循環方法，如圖1、2所示。循環介質為充滿所述腔體2的循環液體(水、酒精或其他)，熱接口8設置在散熱器的側面或底面。主要利用重力與分子間粘聚力原理，當液體內部一點受力會連動其整體運動，在方向性設計的介入下形成穩定循環。

腔體2內充入循環液體，熱接口8收集熱量后會將其內部腔體2內循環液體加熱，加熱后的循環液體會有一個向上的動力，在虹吸的介入下，當形成溫度的放熱通道后便可形成單向閉環的循環狀態，而非普通燒水時的無序對流。在循環狀態下，內部液體的基本達成溫度一致性較好的循環狀態。由于換熱面所在的結構件的內表面全部埋于循環液體中，固液對流換熱后向外表面傳熱，該外表面也就是換熱面，因此換熱面的溫度一致性極好，由此獲得導熱熱阻降低和換熱能力上升的雙重效率增效。

本實施例還公開了一種散熱方法，熱源產熱經熱接口8傳遞給腔體2內的循環液體，循環液體受熱后產生向上的動力，在虹吸的作用下，形成穩定的循環狀態，循環液體作為載熱介質將熱傳遞給換熱面，換熱面與空氣進行對流換熱完成散熱工作。

圖7、8公開了一種橋式結構的一體化散熱器，其可采用上述方法實現散熱。所述換熱面為涵道式，涵道式換熱面所在的結構件包括貫穿腔體的若干根涵道式導流管；腔體包括內循環腔體、位于內循環腔體上方的連接段腔體、設置在連接段腔體兩側的兩制冷段腔體制冷段腔體；各涵道式導流管分別設置在兩個制冷段腔體制冷段腔體內；熱接口設置在內循環腔體的側面或底面。連接段腔體15與兩制冷段腔體16呈一個凹型結構。

本實施例還公開了一種設有上述一體化散熱器的計算機機箱，如圖1、2、9、10所示，直接將散熱器作為計算機機箱的箱體。該計算機機箱包括機箱底座23、換熱箱22、換熱箱蓋5、設備倉19、設備倉蓋24，換熱箱22與設備倉19通過隔板7連接，隔板7將換熱箱22與設備倉19之間隔開，熱接口8安裝于隔板7上，換熱箱22、換熱箱蓋5、設備倉19、設備倉蓋24等組成散熱器的外殼1。換熱面為涵道式，涵道式換熱面所在的結構件包括貫穿腔體2的至少一根涵道式導流管4，本實施例中涵道式導流管為若干個，涵道式導流管4的截面優選為圓形。換熱箱22、換熱箱蓋5、隔板7、熱接口8和換熱面所在的結構件圍成一個密閉腔體2，腔體2內設置有循環介質，換熱面所在的結構件的一面與循環介質接觸，另一面與空氣接觸。

熱接口8包括用于傳遞設備倉中CPU產生的熱量的主要熱接口21，主要熱接口21的中心點位于隔板7的水平中線以下的區域并位于垂直中線附近，將主要熱接口21設置在該位置，容易實現側壁驅動虹吸熱驅循環從而實現內部均熱，其余熱接口任意設置，如圖10所示，主要熱接口中心的布設區域為圖中的斜線區域。

為了防水，換熱箱蓋5的邊緣設有防水凸榫20，換熱箱22上的與換熱箱蓋5的連接位置設有與防水凸榫20配合的防水凹槽10。優選的，為方便加工，換熱箱22與設備倉19為分體式結構，隔板7為設備倉的底板，換熱箱22與隔板7連接時，換熱箱22的與隔板7配合處也要設置防水凹槽10，相應的，隔板7的與換熱箱22的配合處設置于防水凹槽10配合的防水凸榫20。

設備倉19的側面設有接口區6，該接口區用作計算機機箱的USB接口、耳機接口、電源接口等等。設備倉19的頂面和/或底面設有排氣孔3，用于設備倉19內的設備進行散熱。設備倉19側的隔板上還設有用于固定計算機各設備器件的螺孔9。

本實施例提供的一體化散熱器還適用于內燃機或空調或冷凝器或采暖散熱器，但并不局限于上述應用。在其中需要散熱的設備和領域中，本實施例提供的一體化散熱器同樣適用。

實施例5

一種一體化散熱器，包括換熱面、殼體和熱接口8，殼體、熱接口8與換熱面所在的結構件圍成一個密閉腔體2，腔體2內設置有循環介質。其中，換熱面所在的結構件的一面與循環介質接觸，另一面與空氣接觸，該與空氣接觸的面即為換熱面。換熱面為涵道式，此處的換熱面也可采用非涵道式。采用真空重力汽液循環方法，如圖5～8所示。腔體2內為真空，熱接口8設置在散熱器的底端，循環介質為設置在腔體2底部的部分循環液體。

換熱面所在的結構件、殼體和熱接口8圍成的密閉腔體2內設計成真空狀態，內部充入少量液體(水、酒精或其他)，熱接口8設置于散熱器腔體2的最底部，在負壓狀態下液體的氣化溫度相應變低，散熱器工作時，內部液體會快速氣化并充滿腔體2，因此腔體2內的負壓環境被破壞，因此腔體2內部液體的低溫氣化條件也被破壞，需要快速液化，這時氣化的液體會在換熱面區域處強制放熱后相變，成為液體后依靠重力作用回流至散熱器最底部，完成內部導熱循環。相變換熱導熱能力極強，因此整個此時散熱器均熱效果更佳。

圖5、6公開了一種單管真空重力一體化散熱器，換熱面為涵道式，涵道式換熱面所在的結構件包括貫穿腔體2一根涵道式導流管4，該根涵道式導流管4的與空氣接觸的面為換熱面，腔體2包括內循環腔體14、位于內循環腔體14上方的制冷段腔體16和連接內循環腔體14與制冷段腔體16的連接段腔體15，涵道式導流管4位于冷凝段，循環液體放置在內循環腔體14的底部，液體在內循環腔體14內受熱氣化，汽體經過連接段腔體15進入制冷段腔體16內，通過換熱面將熱量散出去，汽體在換熱面所在區域處相變為液體，液體經連接段腔體15回流至內循環腔體14。散熱器上還設有固定裝置17，該固定裝置17設有固定螺孔18。熱接口8設置在內循環腔體14的底部。

圖7、8公開了一種橋式結構的一體化散熱器，其可采用真空重力原理實現散熱。換熱面為涵道式，涵道式換熱面所在的結構件包括貫穿腔體2的若干根涵道式導流管4，各涵道式導流管4的與空氣接觸的面為換熱面，腔體2包括內循環腔體14、位于內循環腔體14上方的連接段腔體15、設置在連接段腔體15兩側的兩制冷段腔體16，各涵道式導流管4分別設置在兩個制冷段腔體16內，形成一個橋式結構。連接段腔體15與兩制冷段腔體16呈一個凹型結構。熱接口8設置在內循環腔體14的底部。

本實施例還公開了一種散熱方法，負壓環境下液體的氣化溫度低于常壓環境，熱源產熱經熱接口8傳遞給腔體2內的循環液體后，循環液體氣化并充滿腔體2，此過程中腔體2內的負壓環境被破壞，氣化的循環介質在換熱面區域液化并放熱，換熱面與空氣進行對流換熱完成散熱工作。

本實施例提供的一體化散熱器適用于計算機機箱或內燃機或空調或冷凝器或采暖散熱器，但并不局限于上述應用。在其中需要散熱的設備和領域中，本實施例提供的一體化散熱器同樣適用。

實施例6

一種一體化散熱器，包括換熱面、殼體和熱接口8，殼體、熱接口8與換熱面所在的結構件圍成一個密閉腔體2，腔體2內設置有循環介質。其中，換熱面所在的結構件的一面與循環介質接觸，另一面與空氣接觸，該與空氣接觸的面即為換熱面。換熱面為涵道式，此處的換熱面也可采用非涵道式。采用真空吸液芯汽液循環方法。腔體2內為真空，循環介質為設置在腔體2內的部分循環液體(水、酒精或其他)，所述腔體2內沿腔體2內壁設置有吸液芯。熱接口8的位置不受限制。

真空吸液芯汽液循環與實施例5中的真空重力汽液循環原理基本類似，差異在于液體的回流方式，吸液芯吸收液體后會通過結構內傳遞將液體回流至熱接口8區域。

本實施例還公開了一種散熱方法，負壓環境下液體的氣化溫度低于常壓環境，熱源產熱經熱接口8傳遞給腔體2內的循環液體后，循環液體氣化并充滿腔體2，此過程中腔體2內的負壓環境被破壞，氣化的循環介質在換熱面區域液化并放熱，換熱面與空氣進行對流換熱完成散熱工作。

本實施例提供的一體化散熱器適用于計算機機箱或內燃機或空調或冷凝器或采暖散熱器，但并不局限于上述應用。在其中需要散熱的設備和領域中，本實施例提供的一體化散熱器同樣適用。

以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出：對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。