[發(fā)明專利]一種環(huán)路熱虹吸散熱裝置

無效

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• 申請日: 2012-12-13
• 公開（公告）號: CN102980429A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王大明;李驥
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院大學(xué)
• 主分類號: F28D15/04
• 分類號: F28D15/04
• 代理公司: 北京方韜法業(yè)專利代理事務(wù)所 11303
• 代理人: 遆俊臣

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工業(yè)電子散熱產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種環(huán)路熱虹吸散熱裝置。

背景技術(shù)

熱虹吸管換熱技術(shù)具有普通換熱技術(shù)所不具備的優(yōu)越性能，例如優(yōu)良的熱傳導(dǎo)性能、二次間壁換熱、熱流密度可調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)。因而在工業(yè)換熱和回收節(jié)能等方面得到廣泛的應(yīng)用，并在電子、冶金、化工、建材、動力等行業(yè)有很多成功實(shí)例。

傳統(tǒng)熱虹吸管為直管式設(shè)計(jì)，在熱虹吸管底部，熱源通過管殼將內(nèi)部工質(zhì)加熱，在工作溫度范圍內(nèi)，工質(zhì)沸騰蒸發(fā)，工質(zhì)蒸汽上升至熱虹吸管的上部遇冷凝結(jié)放熱，凝結(jié)液沿管內(nèi)壁回流至加熱段被再次被加熱蒸發(fā)，熱量通過工質(zhì)的不斷循環(huán)相變由熱源傳遞至熱沉，從而達(dá)到高效傳熱的目的。

由于傳統(tǒng)熱虹吸管結(jié)構(gòu)的限制，其存在以下的缺陷：

1、熱流密度方面：由于傳統(tǒng)熱虹吸管內(nèi)部為直管壁，在較小的蒸發(fā)面積上，工質(zhì)的相變很容易由泡狀沸騰過渡到膜態(tài)沸騰，相變熱流密度很容易達(dá)到蒸發(fā)極限，使得熱虹吸管的傳熱性能急劇降低；

2、極限傳熱功率方面：在直管狀熱虹吸管工作過程中，氣態(tài)工質(zhì)和液態(tài)工質(zhì)的運(yùn)動方向相反，傳熱功率越大兩種狀態(tài)工質(zhì)的運(yùn)行速度越快，相互的阻力影響越大，最終限制了傳熱的極限功率；

3、圓管形結(jié)構(gòu)方面：圓管形結(jié)構(gòu)的外壁限制了熱虹吸管與熱源的有效貼合。尤其是應(yīng)用電子產(chǎn)品散熱時，電子器件的接觸面大多為平板狀，因此熱虹吸管在使用過程中必須增加馬鞍狀連接件，這樣不可避免的增加了導(dǎo)熱熱阻和接觸熱阻。

由此可見，現(xiàn)有技術(shù)中的熱虹吸管在結(jié)構(gòu)、使用方面存在明顯的不足和缺陷，亟待進(jìn)一步改進(jìn)，因此如何創(chuàng)設(shè)一種極限傳熱功率高，能夠承受較大熱流密度，降低導(dǎo)熱熱阻及接觸熱阻的環(huán)路熱虹吸散熱裝置，實(shí)屬當(dāng)前重要的研究領(lǐng)域之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種環(huán)路熱虹吸散熱裝置，使其能夠承受較大熱流密度，具有極限傳熱功率高，導(dǎo)熱熱阻及接觸熱阻低的優(yōu)點(diǎn)，從而克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種環(huán)路熱虹吸散熱裝置，包括蒸發(fā)腔體、管道、冷凝器、毛細(xì)結(jié)構(gòu)以及工質(zhì)，其中：所述的蒸發(fā)腔體至少一側(cè)為平面結(jié)構(gòu)；所述的毛細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)置在蒸發(fā)腔體內(nèi)，毛細(xì)結(jié)構(gòu)與蒸發(fā)腔體的平面一側(cè)內(nèi)壁緊密連接；蒸發(fā)腔體與管道兩端連通，冷凝器安裝在管道中段外側(cè)面上，工質(zhì)灌裝于蒸發(fā)腔體和管道內(nèi)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的毛細(xì)結(jié)構(gòu)底部為平面并與蒸發(fā)腔體緊密連接，頂部略窄，內(nèi)部為毛細(xì)結(jié)構(gòu)。

所述的管道包括蒸汽管道和液體管道，所述的蒸汽管道連接于蒸發(fā)腔體未與毛細(xì)結(jié)構(gòu)接觸的側(cè)壁；所述的液體管道連接于蒸發(fā)腔體與毛細(xì)結(jié)構(gòu)緊密連接的側(cè)壁，并延伸到毛細(xì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部。

所述的毛細(xì)結(jié)構(gòu)為柱孔狀毛細(xì)結(jié)構(gòu)或溝槽狀毛細(xì)結(jié)構(gòu)。

所述的毛細(xì)結(jié)構(gòu)由導(dǎo)熱金屬顆粒或陶瓷材質(zhì)顆粒燒結(jié)而成。

所述的蒸發(fā)腔體包括沖壓殼體和與其固定連接的腔體蓋板。

所述的毛細(xì)結(jié)構(gòu)與蒸發(fā)腔體的沖壓殼體燒結(jié)連接。

所述的冷凝器采用散熱翅片結(jié)構(gòu)。

所述的蒸發(fā)腔體和管道均采用金屬材質(zhì)。

所述的管道還連接有抽真空灌裝管。

采用以上設(shè)計(jì)后，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較有以下有益效果：

1、本發(fā)明散熱裝置的內(nèi)部管道形成環(huán)路，內(nèi)部工質(zhì)運(yùn)行時，運(yùn)動方向一致，相互促進(jìn)，這樣使得此熱虹吸管具有較大的傳熱能力以及很高的極限傳熱功率；

2、本發(fā)明散熱裝置設(shè)有蒸發(fā)腔體，內(nèi)部設(shè)有毛細(xì)結(jié)構(gòu)，有利于工質(zhì)蒸發(fā)，同時增大蒸發(fā)面積，不易形成膜態(tài)沸騰，使得裝置能夠承受較大的熱流密度；

3、本發(fā)明散熱裝置的蒸發(fā)腔體，外部呈平板狀，有利于與電子器件接觸，省掉了傳統(tǒng)熱虹吸管的連接件，降低了導(dǎo)熱熱阻及接觸熱阻；

4、本發(fā)明散熱裝置無機(jī)械運(yùn)動部件，具有安全可靠、傳熱量大、布置靈活的優(yōu)點(diǎn)。

下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖說明

上述僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明，以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

圖1本發(fā)明環(huán)路熱虹吸散熱裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2本發(fā)明環(huán)路熱虹吸散熱裝置的分解結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3本發(fā)明環(huán)路熱虹吸散熱裝置的柱孔狀毛細(xì)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4本發(fā)明環(huán)路熱虹吸散熱裝置的溝槽狀毛細(xì)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5本發(fā)明環(huán)路熱虹吸散熱裝置的管道與蒸發(fā)腔體連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6本發(fā)明環(huán)路熱虹吸散熱裝置的散熱原理圖。

具體實(shí)施方式