[发明专利]散热器

说明书

本发明涉及散热器，包括：适于与发热件形成热接触的底座；和间隔布置在所述底座上的多个翅片；其中，所述底座被构造成能够将所述发热件散发的热量传递到各翅片，其中所述底座包括导热外壳和在所述导热外壳内限定出的内腔室，所述内腔室中填充有第一相变冷却介质；所述多个翅片中的至少一个翅片内形成内流道，所述内流道内填充有第二相变冷却介质。

技术领域

本发明涉及电气元件散热技术领域，尤其涉及散热器。

背景技术

电气元件在工作过程中会产生大量热量从而升温。如果这些热量不能及时散发出去，持续的高温会对电气元件造成损伤，甚至使电气元件无法继续工作。为了解决电气元件的散热问题，人们研发出了翅片散热器，其通常包括多个按一定形式排布的翅片。电气元件产生的热量能够从翅片根部被传递到翅片末梢，从而将电气元件周围的热量带走，起到降温的目的。但是，由于很小体积的电气元件就能产生很大热量，一般为了起到理想的散热效果，翅片的布置范围或者说翅片区域会远远超出电气元件的体积范围/横截面范围。这样带来的问题是，仅挨着电气元件的“中心”翅片能够有效参与散热，而远离电气元件的“外围”翅片则不能有效参与散热。

为此，人们研究出了多种改进结构。例如，公告于2018年10月12日、公告号为CN207969240U的中国专利就记载了这样一种散热器，其中多个翅片的厚度沿着远离中心电气元件的方向而逐渐减小，且翅片之间的间隙则沿着远离中心电气元件的方向而逐渐增加。这种方案实际上并未解决电气元件散发的热量不能均匀传递到每个翅片的问题，而且带来了进一步的困扰，因为要为同一个散热器而设计和加工出不同规格的翅片，且这些不同规格翅片的安装位置有着相应的要求，这就限制了翅片的适用性且使得散热器的结构和组装复杂化。

发明内容

本发明旨在提供一种至少能解决上述部分技术问题的散热器。

根据本发明的一个方面，提供了一种散热器，包括：适于与发热件热接触的底座；和间隔布置在所述底座上的多个中空的翅片；其中，所述底座被构造成能够将所述发热件散发的热量传递到各个翅片，其中所述底座包括导热外壳和在所述导热外壳内限定出的内腔室，所述内腔室中至少部分地填充有第一相变冷却介质；所述多个中空的翅片中的至少一个翅片内形成内流道，所述内流道内至少部分地填充有第二相变冷却介质。

发热件散热的热量能够使第一相变冷却介质在底座的内腔室中形成蒸汽-液体双相循环。即，借助于这种双相循环以及导热外壳的导热性能，可以将发热件散发的热量均匀扩散并传递到每个翅片，即使该翅片处于翅片区域的外围，例如最靠近外侧的翅片。这样所有翅片都能有效地参与散热。这种散热器只需要在底座的导热外壳内形成内腔室以防止第一相变冷却介质外溢，而所有翅片可以统一规格，且没有安装上的顺序要求。翅片的内流道中的第二相变冷却介质在接收到传递过来的热量后也开始蒸汽-液体双相循环，将热量从翅片的靠近底座的根部传递到远离底座的末梢。这种散热器结构简单易实现，且能够大幅度提高散热效率。

同时，不同于现有技术中仅依靠显热换热的方式进行冷却，在本发明中，发生在底座和翅片内的换热均包括降温(显热换热)以及冷凝(潜热换热)，这种伴随着相位变化现象的热虹吸效应将实现非常高的热传导效率(与现有的仅利用显热传热的方式相比，热效率提高了多个数量级)。

优选地，所述导热外壳上形成间隔布置的多个槽，所述多个翅片插入所述多个槽内。这样提供了一种结构简单的翅片安装结构。

优选地，所述至少一个翅片包括：具有对置的两个平面的板部分；和从所述板部分的所述两个平面中的至少一个平面凸出的凸起部分，所述凸起部分限定出所述内流道。这样，板部分就相对于所述凸起部分形成了“凹部分”。这种凹凸结构增大了翅片的热交换区域，且凹凸结构增加了翅片与周围大气之间的紊流，使热交换效率大幅度提高。