CN1299953A

CN1299953A - 叶片散热系

Info

Publication number: CN1299953A
Application number: CN 01100346
Authority: CN
Inventors: 吴鸿平
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-01-02
Filing date: 2001-01-02
Publication date: 2001-06-20

Abstract

一种应用热管原理与模仿植物叶片形态结构的叶片散热系,它是由导热薄板材料制成的叶片状密封夹层结构,叶片密封散热层分布各具功能的叶脉,叶片基部有侧开口并由此相互连续形成各种形态全密闭的基腔,基腔,间隙腔、叶脉构成工质循环的结构体系,大量的叶片外表面为散热面,构成直接蒸腾传导到散热叶片的内表面,直接向外界释放潜热,实现高性能传导与散发热量,可广泛应用在半导体温差致冷与计算机CPU或大功率电器件的散热上。

Description

叶片散热系

本发明涉及一种常温(40℃以下)热管式散热器，尤其是应用热管原理与模仿植物叶片形态结构形成叶片散热系。

目前，公知的热管是一种传热器，它利用工质吸收潜热相变蒸腾传热，具有比固体良导热体快百倍的热导率，长距离传热而自身温差小，利用这一原理，在热管外壁上形成许多同一良导热体材料的散热翅片，试图在常温下通过扩大散热面积而释放潜热形成热管散热器，但无论怎样扩大散热面积，固体传导热量，释放潜热的速度远远低于蒸腾传导的速度，便装高转速风扇强制散热，噪音很大，同时受此制约，热管散热器易受环境温度影响，当环境温度相对高，正置急需散热时，其散热能力却急剧减弱，一般限制在30℃以下的环境，导致在性能上热管散热器并不比普通的固体传导散热器优越，究其原因是现有热管散热器并未能彻底利用高性能的蒸腾传导原理。

本发明的目的是提供一种叶片散热系，纠正现有热管散热器的结构形态，使工质蒸腾传导的速度不受固体导热速度慢的限制，形成直接蒸腾传导到散热叶片的内表面，直接向外界释放潜热，随着工质蒸汽压的减弱冷凝的形成，造就有利于工质蒸发冷凝循环的结构系统，实现高性能传导与散发热量。

本发明的目的是这样实现的：利用导热薄板材料制成的叶片状密封的夹层结构，其最基本构成为密封散热层、冷凝网层、密封散热层这三个叠层，根据需要中间的冷凝网层可为不同网目的多层，各层均存在间隙腔，在每一片叶片的密封散热层上，分布着由半管状隆起形成的各具功能的叶脉，在蒸汽压高处形成进汽脉，随着蒸汽压降形成扩散脉，随冷凝聚集形成回流脉，在每一个密封叶片的基部(或中部)均有一个侧开口，而且侧开口连续着下一个叶片，因此若干叶片能以平行、放射、层叠方式组合起来，构成一个全密闭的公共基腔，基腔内联络着所有叶片中冷凝网层，是工质受热蒸腾散热冷凝回流的循环中心，基腔，间隙腔，叶脉构成工质循环的结构体系，大量的叶片外表面为散热面，由此构成叶片散热系，在基腔接收热量的部位为受热侧壁，壁内面为工质蒸腾介面，壁外面为受热侧面，可以复合需要致冷或散热的大功率器件，利用叶片之间的排列间隙形成对流风道，无需风扇便可有效地进行散热，也可装置风扇协助散热，由此达到高性能蒸腾传导与直接散发热量之目的。

由于采用上述方案，模仿植物叶片形态结构，彻底地实现蒸腾传导与大面积直接散热，即造就了全方位工质循环结构体系，因此具有强大的传、散热能力，可在环境温度40℃以下，高效地应用在半导体温差致冷与计算机CPU或大功率电器件的散热上，可真正完成无机械运动的致冷与散热过程，也可装置低转速风扇，无噪音或低噪音长寿命地工作。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明结构特征局部剖面示意。

图2为本发明第一个实施例示意。

图3为本发明第二个实施例示意。

图4为本发明第三个实施例示意。

图中：1、密封散热层2、冷凝网层3、间隙腔4、进汽脉5、扩散脉6、回流脉7、侧开口8、基腔9、受热侧壁10、风道11、蒸腾介面12、受热侧面

在图1中，说明本发明的结构特征：由导热薄板(0.05～0.5mm)材料制成的叶片状密封的空心夹层，两侧壁为密封散热层(1)，在中间空心夹层中有一层、二层或多层不同网目的冷凝网层(2)，密封散热层与冷凝网层之间，冷凝网层之间均存在毫米或微米及间隙腔(3)，在每一片叶片的密封散热层上，从纵剖面看，分布着由半管状隆起形成的各具功能的叶脉，依照工质蒸汽压高低，在蒸汽压高处形成进汽脉(4)，随着蒸汽压降形成扩散脉(5)，随冷凝聚集形成回流脉(6)，每个密封叶片的基部，均有一侧开口(7)，而且侧开口连续着下一个叶片的基部，因此若干叶片能以平行方式组合起来构成一个全密闭的公共基腔(8)，在基腔内联络着所有叶片中的冷凝网层，是工质受热蒸腾散热冷凝回流的循环中心，基腔、间隙腔、叶脉构成工质循环的结构体系，大量的叶片外表面为散热面，在基腔接收热量的部位为受热侧壁(9)，壁内面为工质蒸腾介面(11)，壁外面为受热侧面(12)，由此构成叶片散热系。

在图2中，说明本发明的第一个实施例，许多长条形叶片平行排列，叶片上密封散热层(1)分布着进汽脉(4)、扩散脉(5)、回流脉(6)，所有叶片的基部侧开口(7)都是连接的，由此构成方形的基腔(8)，在基腔接收热量的部位为受热侧壁(9)，壁内面为工质蒸腾介面，壁外面为受热侧面，可以复合需要致冷或散热的大功率器件，利用叶片之间的排列间隔形成对流风道(10)，无需风扇便可有效地进行散热，也可装置慢转速风扇协助散热。

在图3中，说明本发明的第二个实施例，许多信封状叶片放射性排列，叶片上密封散热层(1)分布着进汽脉(4)、扩散脉(5)、回流脉(6)，所有叶片的基部侧开口(7)都是连续的，因此构成圆柱状基腔(8)，在基腔接收热量的部位为受热侧壁(9)，壁内面为工质蒸腾介面(11)，壁外面为受热侧面(12)，可以复合需要致冷或散热的大功率器件以及相应安装装置。

在图4中，说明本发明的第三个实施例，若干圆形叶片层叠排列，叶片上密封散热层(1)，分布着进汽脉(4)、扩散脉(5)、回流脉(6)，所有叶片的中部侧开口(7)都是连续的，因此构成圆管状基腔(8)，在基腔有受热侧壁(9)，可以复合需要致冷或散热的大功率器件以及相应的安装装置。

Claims

1．一种应用热管原理与模仿植物叶片形态结构的叶片散热系，其特征是：利用导热薄板材料制成的叶片状密封的夹层结构，其最基本构成为密封散热层(1)、冷凝网层(2)、密封散热层(1)这三个叠层，根据需要，中间的冷凝网层可为不同网目的多层，各层均存在间隙腔(3)，在每一片叶片的密封散热层上，分布着由半管状隆起形成的各具功能的叶脉，在蒸汽压高处形成进汽脉(4)，随着蒸汽压降形成扩散脉(5)，随冷凝聚集形成回流脉(6)，在每一个密封叶片的基部(或中部)均有一个侧开口(7)，而且侧开口连续着下一个叶片，因此若干叶片能以平行、放射、层叠方式组合起来，构成一个全密闭的公共基腔(8)，基腔内联络着所有叶片中冷凝网层，是工质受热蒸腾散热冷凝回流的循环中心，基腔(8)、间隙腔(3)、叶脉构成工质循环的结构体系，大量的叶片外表面为散热面，在基腔接收热量的部位为受热侧壁(9)，壁内面为工质蒸腾介面(11)，壁外面为受热侧面(12)，由此构成叶片散热系。

2．根据权利要求1所述的叶片散热系，其特征是：若干长条形叶片平行排列，所有叶片基部侧开口(7)相互连续构成全密闭的方形基腔(8)。

3．根据权利要求1所述的叶片散热系，其特征是：若干信封状叶片放射性排列，所有叶片基部侧开口(7)相互连续构成全密闭的圆柱状基腔(8)。

4．根据权利要求1所述的叶片散热系，其特征是：若干圆形叶片层叠排列，所有叶片的中部侧开口(7)相互连续构成全密闭的圆管状基腔(8)。