CPU集成热管散热器结构.pdf

本发明属于电脑散热技术领域，尤其涉及一种CPU集成热管散热器结构，平板蒸发热管的上方设有矩形截面冷凝热管，平板蒸发热管的下方与热源直接接触，平板蒸发热管内设有层状排列的纤维吸液芯结构，矩形截面热管内部设有通孔支撑架，矩形截面热管外部安装有散热翅片，散热翅片将平板蒸发热管、矩形截面热管合为一体，并将平板蒸发热管、矩形截面热管连通形成内通道式结构，纤维吸液芯结构由三圆相切的圆柱形金属丝排列形成，金属丝与金属丝之间形成流道。本发明的有益效果是：平板蒸发热管直接与热源充分接触，减小了接触热阻，传热功率高，矩形截面的热管保证蒸气充分流动的基础上获得了更大的冷凝面积，传热性能好。

权利要求书
1.  一种CPU集成热管散热器结构，其特征在于包括平板蒸发热管、矩形截面冷凝热管，所述平板蒸发热管的上方设有所述矩形截面冷凝热管，所述平板蒸发热管的下方与热源直接接触，所述平板蒸发热管内设有层状排列的纤维吸液芯结构，所述矩形截面热管内部设有通孔支撑架，所述矩形截面热管外部安装有散热翅片，所述散热翅片将所述平板蒸发热管、所述矩形截面热管合为一体，并将所述平板蒸发热管、所述矩形截面热管连通形成内通道式结构，所述纤维吸液芯结构由三圆相切的圆柱形金属丝排列形成，所述金属丝与所述金属丝之间形成流道。

2.  根据权利要求1所述的CPU集成热管散热器结构，其特征在于所述纤维吸液芯结构包括依次连接的蒸发段、绝热段、冷凝段。

3.  根据权利要求2所述的CPU集成热管散热器结构，其特征在于所述纤维吸液芯结构包括上管壳和下管壳，所述上管壳和所述下管壳之间通过焊接带焊接。

4.  根据权利要求3所述的CPU集成热管散热器结构，其特征在于所述上管壳上设有隔板，所述下管壳为矩形槽体结构。

5.  根据权利要求4所述的CPU集成热管散热器结构，其特征在于所述纤维吸液芯结构的长度小于所述下管壳的长度。

6.  根据权利要求1-5任一项所述的CPU集成热管散热器结构，其特征在于所述流道为尖锐的类三角形流道。

说明书CPU集成热管散热器结构
技术领域
本发明属于电脑散热技术领域，尤其涉及一种CPU集成热管散热器结构。
背景技术
随着个人电脑CPU集成度和性能的不断提高，CPU的功耗越来越大，CPU表面热流密度急剧增加，降低了芯片的性能和寿命，影响了系统运行的可靠性。同时对CPU冷却方法也提出了很高要求，使冷却方法发生了许多变化。传统冷却CPU的方法通常采用铝挤压散热器，这种散热器在单位成本、重量和性能方面表现出了优越性。但随着计算机朝着紧凑性发展，散热器的冷却性能受到了限制，目前铝挤压散热器已趋于传热极限。因此，具有超导之称的热管受到了电子冷却领域应用的重视，目前常规热管散热器是将一根或多根圆形热管嵌入与CPU接触的底部散热铜块上，热量通过热管传递到散热片覆盖的冷却端，通过散热片将热量散出，但是热管的回流效率不高，造价成本高，且热管与热源的接触面不高，散热效率有限，有待进一步改进。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种CPU集成热管散热器结构，平板蒸发热管直接与热源充分接触，减小了接触热阻，传热功率高，矩形截面的热管保证蒸气充分流动的基础上获得了更大的冷凝面积，传热性能好。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种CPU集成热管散热器结构，其特征在于包括平板蒸发热管、矩形截面冷凝热管，所述平板蒸发热管的上方设有所述矩形截面冷凝热管，所述平板蒸发热管的下方与热源直接接触，所述平板蒸发热管内设有层状排列的纤维吸液芯结构，所述矩形截面热管内部设有通孔支撑架，所述矩形截面热管外部安装有散热翅片，所述散热翅片将所述平板蒸发热管、所述矩形截面热管合为一体，并将所述平板蒸发热管、所述矩形截面热管连通形成内通道式结构，所述纤维吸液芯结构由三圆相切的圆柱形金属丝排列形成，所述金属丝与所述金属丝之间形成流道。
所述纤维吸液芯结构包括依次连接的蒸发段、绝热段、冷凝段。
所述纤维吸液芯结构包括上管壳和下管壳，所述上管壳和所述下管壳之间通过焊接带焊接。
所述上管壳上设有隔板，所述下管壳为矩形槽体结构。
所述纤维吸液芯结构的长度小于所述下管壳的长度。
所述流道为尖锐的类三角形流道。
本发明的有益效果是：平板蒸发热管直接与热源充分接触，减小了接触热阻，且产生的热流是二维的，沟道为多层排布，使单位面积上沟道数量大大增加，不受现有加工能力的限制，加之尖锐的类三角形流道易于液体在尖角处形成较大的毛细力，从而提高了液体工质的回流效率，降低了毛细极限发生的可能，具有更高的传热功率；矩形截面冷凝热管工作腔在保证蒸气充分流动的基础上获得了更大的冷凝面积，减小了外部空气流动的阻力；矩形截面冷凝热管和平板蒸发热管直接相通，使热管的传热性能不会降低；散热翅片与矩形截面冷凝热管外侧散热面的接触面积大且接触充分，提高了散热翅片的换热效率，减小了接触热阻；纤维吸液芯结构的长度小于下管壳的长度，使下管壳的两个边缘留出空隙，用于在蒸发端留出和液体在冷凝端流入。本发明在不改变热管外观体积、不增加工艺难度、不提高制作成本的前提下，散热效果完全满足了CPU的冷却要求，且与初始结构的散热器相比，在体积上减少了20-30％，适合大规模推广。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明平板蒸发热管的结构示意图；
图3为本发明平板蒸发热管的俯视图；
图4为本发明纤维吸液芯结构的截面图；
图5为本发明流道示意图。
图中，1、平板蒸发热管，2、矩形截面冷凝热管，3、散热翅片，4、纤维吸液芯结构，5、金属丝，6、流道，7、上管壳，8、下管壳，9、焊接带。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一种具体实施方式做出说明。
如图1所示，本发明提供一种CPU集成热管散热器结构，其特征在于包括平板蒸发热管1、矩形截面冷凝热管2，所述平板蒸发热管1的上方设有所述矩形截面冷凝热管2，所述平板蒸发热管1的下方与热源直接接触，所述平板蒸发热管1内设有层状排列的纤维吸液芯结构4，所述矩形截面热管内部设有通孔支撑架，既可以强化传热，又可以防止热管在内压、外压或交变压力下产生较大的变形，增强了热管的强度。所述矩形截面热管外部安装有散热翅片3，所述散热翅片3将所述平板蒸发热管1、所述矩形截面热管合为一体，并将所述平板蒸发热管1、所述矩形截面热管连通形成内通道式结构，所述纤维吸液芯结构4 由三圆相切的圆柱形金属丝5排列形成，所述金属丝5与所述金属丝5之间形成流道6，所述流道6为尖锐的类三角形流道6，流道6的截面如图5所示。
所述纤维吸液芯结构4包括依次连接的蒸发段、绝热段、冷凝段。所述纤维吸液芯结构4包括上管壳7和下管壳8，如图2所示，所述上管壳7和所述下管壳8之间通过焊接带9焊接，所述上管壳7上设有隔板，所述下管壳8为矩形槽体结构，所述纤维吸液芯结构4的长度小于所述下管壳8的长度。
平板蒸发热管1内部设置纤维吸液芯结构4来提供工质回流的毛细力。
平板蒸发热管1工作过程：当在散热器的蒸发段加热时，管内处于高真空度状态的工质(纯水，或其他液态物质)受热迅速蒸发为等温饱和蒸气，蒸气在微小的压力差下流向矩形截面冷凝热管2，在冷凝段气体放出热量凝结成液体，释放相变热并通过散热翅片3将热量传递到周围的环境中，液体通过纤维吸液芯回流到蒸发段。冷凝工质在毛细力作用下回流到蒸气腔里并重复循环。
待吸液芯的填充：将准备好的纤维吸液芯整齐的放置在下管壳8中即可完成纤维吸液芯结构4的填充，但是由于纤维很细，数量很多，很难将其规则的排列好，采用液体自组装的方式对其放置。首先将纤维吸液芯放置在下管壳8中，然后在纤维上滴几滴乙醇液体，由于液体与纤维和下管壳8具有很好的润湿性，液体迅速均匀的分布在纤维之间，最后轻微震动管壳，并在纤维上方对纤维施加一定的压力，由于液体的表面张力左右使液体易于均匀分布，从而使纤维能够整齐的排布于管壳之内。当纤维排布整齐后，将上管壳7压紧，准备焊接。
平板蒸发热管1的焊接是将上管壳7和下管壳8焊接牢固密封，在管壳的制备过程提前预留有焊接带9，如图3所示，焊接的第一步骤是在纤维吸液芯结构4填充之前要在焊接带9上均匀镀一层焊料，采用焊锡作为焊料即可，即在上下管壳8清洗完毕之后焊接带9上均匀镀一层焊锡。第二步是待吸液芯填充完毕之后将上管壳7盖好压紧后送入夹具中夹紧。
上下管壳8采用铜材料，使热源与工质间的热阻尽量减小。下管壳8是一个矩形槽体，可以将纤维吸液芯结构4紧密的平铺在槽体中，纤维吸液芯结构4的长度小于所述下管壳8的长度，使纤维的两端与下管壳8的两个边缘留出一定的空隙，用于在蒸发端留出和液体在冷凝端流入。
如图4所示，平板蒸发热管1的吸液芯是由紧密排列的纤维结构形成的，这些纤维紧密排列后形成了许多截面为三圆相切的类三角形结构的流道6，且类三角形的尖角及其尖 锐，易于液体在尖角处形成较大的毛细力，便于液体回流。另外由于纤维结构可以多层排列，使液体的回流沟道也能够多层排列，即使沟道的数量不受限于热管的宽度。平板蒸发热管1的结构使得其工作时能够使部分气体从蒸发段流向冷凝段时不与液体发生高速对流，减少了高速对流两相流体产生的摩擦力，减弱了携带极限产生的影响。
上述实施例本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。