一种椭圆扭曲形热管及散热模块

1.本实用新型涉及电子高效散热技术领域，具体为一种椭圆扭曲形热管及散热模块。


背景技术：

2.热管诞生于20世纪60年代,随后包括中国、美国等国家及组织开展了大量的研究工作，推动了热管的技术发展及应用。典型的热管由管壳、吸液芯和工质组成，当热管的一端受热时，热管中的液体蒸发汽化，蒸汽在微小压差作用下流向另一端，释放热量并凝结成为液体，液体再靠毛细力的作用返回蒸发段。如此循环不已，即将热量由热管的一端输运至另一端。
3.随着计算机技术的不断发展,当前数据中心服务器的计算能力也不断增强,数据中心的服务器不断地向高密度,高集成化的方向发展。根据摩尔定律；集成电路上可容纳的晶体管数目。约每隔18个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。同时。随着集成电路的集成化程度越来越高,服务器内部芯片已经出现发热量过大以及热流密度过高的现象,当前cpu芯片的热流密度已经高达(104～105)w/m2的数量级。
4.然而,当前数据中心服务器的散热技术与能耗控制技术的发展并没有跟上集成电路技术的发展速度,当前的数据中心中的服务器散热一般都是采用机房空调进行风冷散热方法,随着机架热负荷的上升,许多数据中心已经基本达到其热负荷极限。同时,为满足散热需求需要耗费大量能源在空调设备上据统计空调设备占数据中心总能耗的40～60％。
5.为了满足服务器的散热需求和减少能源消耗,国内外专家学者都提出了各自优化的方案。其中，改变热管形状增加热管传热效率是一类可行的方案，同时使用热管和各类异性翅片的结合使用也能极大的提高散热效率。
6.本实用发明专利采用椭圆扭曲热管和翻折翅片板的结构整体设计散热模块，为高功率散热提供了新的解决思路。


技术实现要素：

7.(一)解决的技术问题
8.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种椭圆扭曲形热管及散热模块，解决了当前热管结构散热效率不高；空气经过横穿的椭圆扭曲热管后会在热管后产生涡流现象，涡流现象的产生不利于传热的问题。
9.(二)技术方案
10.为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种椭圆扭曲形热管，所述椭圆扭曲形热管呈u型弯折结构，下端为椭圆形状水平段，竖直的上端为椭圆扭曲结构。
11.优选的，所述椭圆扭曲形热管为中空结构。
12.优选的，所述中空结构中包含低温蒸发导热工质。
13.优选的，所述低温蒸发导热工质为乙醇和r245fa混合溶液。
14.一种椭圆扭曲热管散热模块，包括散热翅片，均热底板，所述散热翅片穿过椭圆形扭曲形热管的两端，所述椭圆形扭曲热管的椭圆形状水平段贯穿均热底板。
15.优选的，所述散热翅片上设置有翻折的翅片。
16.优选的，所述翻折的翅片位于椭圆形扭曲热管的下风口。
17.优选的，所述翅片向上翻折。
18.优选的，所述翅片向下翻折。
19.优选的，所述翻折的翅片翻折角度可调。
20.(三)有益效果
21.本实用新型提供了一种椭圆扭曲形热管及散热模块。具备以下有益效果：
22.(1)、该椭圆扭曲形热管及散热模块通过设计新型椭圆扭曲形空心热管，并在热管内加低温蒸发导热工质，其中椭圆结构接触面积比传统圆形热管接触面积大，螺旋结构是为了破坏管内的边界层增加传热，两者的存在都是为了增大传热是里面低温蒸发导热工质蒸发效率更高。
23.(2)、该椭圆扭曲形热管及散热模块中在传统的散热翅片上加设翻折翅片的方式可以有效减少空气经过横穿的椭圆扭曲热管后会在热管后产生涡流现象，添加向上翻折的翅片板起到涡发生器的作用，增强空气的流动，增强换热换热。同时，翻折角度越大产生的噪音也就越大，同时翻折角度越大换热效果越好，通过控制翻折角度来平衡噪音和散热效果。
附图说明
24.图1为散热模块结构示意图；
25.图2为散热模块结构示意图(有风扇)；
26.图3为散热翅片结构示意图；
27.图4为椭圆形扭曲热管侧视图；
28.图5为椭圆形扭曲热管主视图；
29.图6为椭圆形扭曲热管立体图。
30.图中：1、散热翅片；11、翅片；2、散热风扇；3、椭圆形扭曲热管；4、均热底板。
具体实施方式
31.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
32.实施例1：实现本实用新型的最基本单元
33.一种椭圆扭曲形热管，椭圆扭曲形热管3呈u型弯折结构，下端为椭圆形状水平段，竖直的上端为椭圆扭曲结构。
34.实施例2：为了在椭圆形扭曲热管3内设置已蒸发流体
35.在实施例1的基础上，椭圆扭曲形热管3为中空结构。
36.实施例3：确定流体的类型
37.在实施例2的基础上，中空结构中包含低温蒸发导热工质。
38.实施例4：确定流体的组分
39.在实施例3的基础上，低温蒸发导热工质为乙醇和r245fa混合溶液。
40.实施例5：一种包含实施例1～4中椭圆形扭曲热管3的一种散热模块
41.一种椭圆扭曲热管散热模块，包括散热翅片1，均热底板4，：的散热翅片1穿过椭圆扭曲形热管3的两端，椭圆形扭曲热管3的椭圆形状水平段贯穿均热底板4。
42.实施例6：为了减少空气经过横穿的椭圆扭曲热管后会在热管后产生涡流现象
43.在实施例5的基础上，散热翅片1上设置有翻折的翅片11。
44.实施例7：进一步减少涡流现象
45.在实施例6的基础上，翻折的翅片11位于椭圆形扭曲热管3的下风口。
46.实施例8：在实施例6的基础上翅片11可以向上或向下翻折
47.实施例9：为了提高翅片11翻着角度的调节性
48.在实施例6～8中任意一个实施例的基础上，翻折的翅片11翻折角度可调。
49.使用前会将散热风扇2加装在散热翅片1之间如图2，正常工作时均热底板4通过柔性导热材料与发热部位接触，热量通过柔性导热材料传向均热底板，均热底板4把热量分散到每一根椭圆形扭曲导热管3底部，椭圆形扭曲热管3底部热量转到到椭圆扭曲热管内部，椭圆扭曲热管内部的易蒸发工质受热蒸发，蒸发的蒸汽沿着椭圆扭曲热管内部管道上升到椭圆扭曲热管上部。同时，椭圆形扭曲热管3上部和散热翅片1接触，散热翅片1和空气在散热风扇2的作用下与空气产生对流换热的效果。散热翅片1将温度传导到空气使椭圆形扭曲热管3内的温度下降，内部热蒸汽冷凝，同时冷凝液体在重力的作用下又回到热管底部。
50.翻折翅片11传热的具体实施方案如下：
51.空气在散热风扇2的作用下从一侧流向另一侧，同时带走散热翅片1板上的热量。空气经过横穿的椭圆形扭曲热管3后会在热管后产生涡流现象，涡流现象的产生不利于传热，添加向上翻折的翅片11起到涡发生器的作用，增强空气的流动，增强换热。同时，翻折角度越大产生的噪音也就越大，同时翻折角度越大换热效果越好，通过控制翻折角度来平衡噪音和散热效果。
52.综上所述，该椭圆扭曲形热管及散热模块通过设计新型椭圆扭曲形空心热管，并在热管内加低温蒸发导热工质，其中椭圆结构接触面积比传统圆形热管接触面积大，螺旋结构是为了破坏管内的边界层增加传热，两者的存在都是为了增大传热是里面低温蒸发导热工质蒸发效率更高；在传统的散热翅片上加设翻折翅片的方式可以有效减少空气经过横穿的椭圆扭曲热管后会在热管后产生涡流现象，添加向上翻折的翅片板起到涡发生器的作用，增强空气的流动，增强换热换热。同时，翻折角度越大产生的噪音也就越大，同时翻折角度越大换热效果越好，通过控制翻折角度来平衡噪音和散热效果。
53.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备
所固有的要素。
54.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。