[發(fā)明專利]一種串并聯(lián)式多蒸發(fā)器環(huán)路熱管

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910085767.8
• 申請(qǐng)日: 2009-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN101566442A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李驥;王大明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京奇宏科技研發(fā)中心有限公司
• 主分類號(hào): F28D15/02
• 分類號(hào): F28D15/02;H01L23/427;H05K7/20
• 代理公司: 北京方韜法業(yè)專利代理事務(wù)所
• 代理人: 吳景曾

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及散熱產(chǎn)品制造領(lǐng)域，具體涉及一種串并聯(lián)式多蒸發(fā)器環(huán)路熱管的結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

大功率熱源，特別是大功率電子芯片的冷卻是電子、計(jì)算機(jī)、通訊和光電設(shè)備中非常重要的一個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)。目前市場(chǎng)上針對(duì)大功率電子器件散熱常用的方法包括以下幾種：(1)風(fēng)扇+散熱器；(2)風(fēng)扇+熱管+散熱器；(3)風(fēng)扇+液冷技術(shù)。它們?cè)谝欢ǔ潭壬峡梢越鉀Q大功率器件的散熱問題，但是存在如下缺點(diǎn)：(1)風(fēng)扇+散熱器，為了增強(qiáng)散熱裝置的散熱能力，只有通過(guò)增大散熱翅片的面積以及提高風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，導(dǎo)致的結(jié)果是噪音大，散熱裝置大而且厚重，不利于安裝以及對(duì)電子器件會(huì)產(chǎn)生很大的壓力；(2)風(fēng)扇+熱管+散熱器，可以解決方法1中的缺點(diǎn)，但是其本身會(huì)增加機(jī)構(gòu)復(fù)雜度，熱管的設(shè)計(jì)以及安裝常常受到實(shí)際結(jié)構(gòu)的限制，并且在有限根熱管作用下，其散熱能力還是有限的；3)液冷技術(shù)，在性能上超越以上兩種方式，并且液冷散熱技術(shù)的潛力是非常高的，一款小型液冷散熱裝置，如果經(jīng)過(guò)性能優(yōu)化，在控制噪聲前提下，散發(fā)1000瓦的熱量已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)(液冷散熱器整體熱阻可以低到0.12℃/W以下)。但是液冷技術(shù)存在機(jī)構(gòu)極其復(fù)雜，其增加的驅(qū)動(dòng)液體工質(zhì)循環(huán)的泵以及目前還沒有一種能夠完全保證不泄漏的管道連接技術(shù)，都將影響到液冷散熱裝置的實(shí)際使用壽命，還有，液冷散熱裝置的造價(jià)最高，是普通熱管散熱器的3倍以上(同樣散熱能力下)。環(huán)路熱管技術(shù)發(fā)明于1974年，目前廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，近5年來(lái)環(huán)路熱管技術(shù)逐漸進(jìn)入電子芯片散熱領(lǐng)域，但是大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用還沒有到來(lái)，不過(guò)可以預(yù)見，當(dāng)全面提升了環(huán)路熱管的性能以及有效地降低其加工成本以后，環(huán)路熱管將在電子設(shè)備散熱領(lǐng)域大展身手。環(huán)路熱管是集合了熱管以及液冷散熱技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)同時(shí)拋棄了各自的缺點(diǎn)的一種散熱方式，散熱潛力同液冷技術(shù)一樣，一款緊促型微小環(huán)路熱管，可以輕松實(shí)現(xiàn)500瓦及以上的散熱(環(huán)路熱管整體熱阻可以低到0.15℃/W以下)，同時(shí)其造價(jià)遠(yuǎn)低于液冷技術(shù)。環(huán)路熱管散熱器還具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)性能受重力影響小于普通熱管；(2)結(jié)構(gòu)形狀可以多樣化，滿足不同使用需求；(3)可以遠(yuǎn)距離傳遞熱量等.由于環(huán)路熱管制造工藝和普通熱管類似，因此其可靠性和使用壽命和普通熱管一樣，可以廣泛使用在一些要求比較苛刻的環(huán)境中.

一款現(xiàn)有的環(huán)路熱管散熱器的結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要包括帶有毛細(xì)結(jié)構(gòu)的蒸發(fā)器10，提供工作介質(zhì)循環(huán)的氣液管路20，以及把熱量釋放到環(huán)境的冷凝器30.工作時(shí)，蒸發(fā)器10底面接收從發(fā)熱器件(例如，電子芯片)傳遞過(guò)來(lái)的熱量，工作液體蒸發(fā)，蒸汽離開蒸發(fā)器，通過(guò)彎曲的氣液管路流到帶有翅片的冷凝器30，蒸汽在冷凝器通過(guò)，把熱量釋放環(huán)境介質(zhì)中(例如空氣)，蒸汽經(jīng)自然冷卻或風(fēng)扇強(qiáng)制冷卻后轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w，液體在毛細(xì)力或重力的作用下經(jīng)由氣液管路返回蒸發(fā)器，完成一次熱力學(xué)循環(huán)，據(jù)此循環(huán)往復(fù)，持續(xù)不斷地把熱量從發(fā)熱器件釋放到周圍空氣中。充液抽真空管60用來(lái)充填工作液和抽真空。

目前，現(xiàn)有環(huán)路熱管為單蒸發(fā)器形式，在同時(shí)存在多個(gè)大功率熱源的情況下只得同時(shí)使用多個(gè)單體環(huán)路熱管，且相互之間獨(dú)立工作，互不影響。由于環(huán)路熱管自身的限制，單體環(huán)路熱管的潛能不能充分發(fā)掘，尤其對(duì)于制作成本較高的環(huán)路熱管，對(duì)于多點(diǎn)高熱量熱源的散熱，如果使用單蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)，整體費(fèi)用昂貴，并且無(wú)法協(xié)調(diào)熱源之間散熱需求的平衡。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有的環(huán)路熱管在多點(diǎn)高熱量熱源的散熱時(shí)只能使用多個(gè)單體環(huán)路熱管，從而帶來(lái)一系列缺陷的不足，本發(fā)明的目的是：提供一種串并聯(lián)式多蒸發(fā)器環(huán)路熱管，該環(huán)路熱管采取多蒸發(fā)器串并聯(lián)的方式使多個(gè)環(huán)路熱管形成一個(gè)整體，同時(shí)為多個(gè)發(fā)熱源散熱，且各蒸發(fā)器之間相互促進(jìn)，充分發(fā)掘環(huán)路熱管的散熱潛能。在多個(gè)熱源單獨(dú)發(fā)熱情況下，本發(fā)明串并聯(lián)式多蒸發(fā)器環(huán)路熱管也能夠正常工作。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

一種串并聯(lián)式多蒸發(fā)器環(huán)路熱管，它包括不少于兩組蒸發(fā)器、不少于兩根氣液管路、不少于兩組冷凝器及不少于一組工作液體補(bǔ)償腔。所述的環(huán)路熱管蒸發(fā)器和冷凝器之間通過(guò)氣液管路進(jìn)行串聯(lián)連接；所述的工作液體補(bǔ)償腔通過(guò)液體補(bǔ)償管路把兩組或多組蒸發(fā)器連接起來(lái)，形成蒸發(fā)器之間的并聯(lián)結(jié)構(gòu).

多個(gè)蒸發(fā)器和冷凝散熱器的布置是按照依次串聯(lián)的方式，即后一蒸發(fā)器進(jìn)液口與前一蒸發(fā)器的蒸汽出口之間、最后一個(gè)蒸發(fā)器的蒸汽出口與第一個(gè)蒸發(fā)器的進(jìn)液口之間由氣液管路連接，并在氣液管路上設(shè)有冷凝器；多組蒸發(fā)器共用不少于一組工作液體補(bǔ)償腔，它們之間由液體補(bǔ)償管路連接；工作液體補(bǔ)償腔上設(shè)有不少于一根充液抽真空用管路。