[实用新型]重力式热管CPU散热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种热管CPU散热器，尤其是利用管内工质本身的重力特性实现循环的重力式热管CPU散热器。

背景技术

随着电子技术的不断发展，电子芯片集成度和封装度的不断提高，芯片的发热量也在不断增加，特别是电脑的中央处理器(CPU)。众所周知，芯片温度过高会影响电脑的性能和寿命，目前已成为阻碍电子技术继续发展的瓶颈。同时，由芯片散热不良导致的系统性能不稳定，也给众多电脑用户带来了诸多不便甚至经济上的损失。目前，市场上常见的CPU散热器的设计思路大多是基于强制对流原理。一种典型的设计模式是在散热器的铜质底座上附着多肋片板，并在其上添加塑料基座风扇，风扇基座与多肋片板间以螺钉连接。运行时，通过铜质底座和多肋片板的导热作用以及风扇引起的空气强制对流作用，将CPU产生的热量散到环境中。但是，由于金属导热热阻相对较大且空气强制对流的作用有限，这种散热器的散热性能往往不尽人意，对CPU的降温效果也难以达到用户的要求。于是，又出现了一种热管式CPU散热器，这种散热器在铜质底座上开有多个槽道，以便将特制的热管嵌入其中，并在热管上串入翅片，翅片上添加风扇，风扇的基座与翅片用螺钉连接。这种散热器在运行时，CPU产生的热量通过铜质底座和热管壁传给管内工质并使其汽化，汽化工质在流经串有翅片并装有风扇的管段时冷凝放热，凝结液最终由热管内壁烧结的粉末材料所产生的毛细作用回吸，完成循环。这种热管CPU散热器充分利用了工质的潜热，其散热性能与利用显热的强制对流式散热器相比提升明显。但是，这种散热器吸热端的热管与底座一体化程度不高，且烧结粉末材料的技术难度较大，成本较高，故其市场售价也较同类产品高出上百元。

在《北京工业大学学报》2007年第11期33卷“独立翅片式液体自循环CPU散热器”，一文中介绍了一种不在热管内烧结粉末材料的重力式热管CPU散热器。这种散热器由金属盒体制成蒸发段，其中充灌制冷剂R123。在盒体顶部开一孔以连接热管，热管经过上升管段后即进入盘管段，盘管上串有翅片，经下降管与金属盒体侧面上的开口连接，形成管路循环。这种散热器在运行时，金属盒体内的工质吸收CPU散发的热量汽化，蒸汽经过上升管段进入盘管段，在盘管段内凝结放热，凝结液则在重力的作用下，沿下降管注回金属盒体中，实现循环。这种热管CPU散热器利用工质本身的重力特性实现循环，不必在管内烧结粉末材料，降低了成本；同时，金属盒作为蒸发段，与热管浑然一体。但这种单管加盘管的设计模式导致工质流动阻力较大且难以保证蒸汽在回流前完全冷凝并缺少在空气侧的强化传热，其散热效果并不十分理想。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够进一步增加散热量、降低CPU温度的重力式热管散热器，使其不仅能够大幅度减小工质在流动过程中的阻力，又能保证汽化工质在循环过程中实现最大限度的凝结甚至产生过冷。

为实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案。该散热器由盒体、重力热管、串在重力热管上的翅片组、电动风扇以及冷凝集液器组成。盒体作为散热器的蒸发段，顶面开有三个圆孔，圆孔的直径与重力热管的内径相一致。三根重力热管以焊接的方式依次与三个孔口相连。三根重力热管均在依次经过垂直上升段、水平连接段、垂直下降段、机箱趋向段等四个管段后与冷凝集液器相连，四个管段之间则均以弯头连接。冷凝集液器为一矩形容器，在其侧面等距离地开有三个直径与重力热管内径相同的孔口，三根重力热管的机箱趋近段以焊接的方式依次与这三个孔口相连，冷凝集液器该接管面的相对面与机箱内壁接触。冷凝集液器的下端面也开有一直径与重力热管内径相同的孔口，一根倾斜的回液管一端以焊接的方式与该孔口相连，另一端则与位于盒体中下部的回液孔相连，连接方式仍为焊接。回液孔的正下方有一工质充灌口，以实现工质的充灌和排出。

重力热管垂直下降段串有翅片组以作为散热器的冷凝段。串片区域的竖直截面形状为正方形。风扇通过基座卡在翅片组的竖直截面上，并用螺钉固定。风扇正对机箱的出风口，并由CPU自带的风扇电路控制开停。

工作时，循环工质吸收CPU散发的热量而汽化，自热管垂直上升段流入串有翅片组的冷凝段凝结放热，最终回注入蒸发段盒体中，盒体上开有工质充灌口。