[發(fā)明專利]具有儲存器功能的平板熱管

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580057445.6
• 申請日: 2015-10-12
• 公開（公告）號: CN107148547A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 米卡爾·莫豪普特;斯泰凡·維恩奧斯特
• 申請（專利權(quán)）人: 歐熱管公司
• 主分類號: F28D15/02
• 分類號: F28D15/02;F28D15/04;F28D15/06;F28F1/00;H01L23/427;H05K7/20
• 代理公司: 上海天協(xié)和誠知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所31216
• 代理人: 童錫君

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及熱管，更普遍而言，涉及具有工作流體的兩相傳熱系統(tǒng)。更具體地說，本發(fā)明涉及用于傳遞由電子設(shè)備或者任何其它熱源產(chǎn)生的熱能的平板熱管，所述電子設(shè)備比如為處理器、功率晶體管或者釋放熱能的任何其它電子元件。

背景技術(shù)

在這種熱管中，工作流體在被稱為蒸發(fā)器的區(qū)域汽化，而在被稱為冷凝器的區(qū)域使工作流體冷凝。所討論的熱管是由氣密套膜構(gòu)成的，所述氣密套膜封閉一定量的工作流體，所述工作流體由于毛細管結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的毛細管作用在蒸發(fā)器區(qū)域與冷凝器區(qū)域之間的閉合環(huán)路中循環(huán)，所述毛細管結(jié)構(gòu)插入在蒸發(fā)器區(qū)域與冷凝器區(qū)域之間。

尤其是，本發(fā)明涉及到具有兩個相對面的平板熱管，所述兩個相對面即為接收來自待冷卻元件的熱量的第一“熱”面以及用于把熱能傳遞到片式散熱器或普通液體熱交換器的第二“冷”面。這類型的熱管也被本領(lǐng)域技術(shù)人員稱為“散熱器”。例如，從專利US 3,613,778、US 5,642,776、US 7,392,836或者US 20100326632中可知這種散熱器型熱管。

我們看到，電子元件待要傳遞的表面熱通量密度增加，因此需要增加散熱器熱管的效率和進行優(yōu)化。

現(xiàn)有技術(shù)的配置未提供管理由于工作溫度改變而引起的液體體積變化的最優(yōu)方案。

液相占據(jù)的體積隨著工作溫度升高而增加，多余液體可降低熱管性能，尤其是冷凝器處的熱交換，所述冷凝器可能被該多余液體部分或完全覆蓋。.

因此需要提高對多余液體的管理，以便保持熱管性能在工作溫度的較寬范圍內(nèi)處于最佳水平。

發(fā)明內(nèi)容

為此目的，本發(fā)明的一個目的是一種具有兩相液汽工作流體的平板熱管，包括：

-第一塊板，用于容納來自熱源的熱能，

-第二塊板，用于把熱能傳遞到冷源，與第一塊板相對并且大體上與其平行地設(shè)置所述第二塊板，

-邊緣，密封地連接第一塊板和第二塊板，以形成封閉兩相工作流體的閉合內(nèi)部空間，

-毛細管結(jié)構(gòu)，插入在第一塊板和第二塊板之間，

-鄰近第一塊板的汽化通道，

-鄰近第二塊板的冷凝通道，

-至少一個傳遞通道，使汽化通道與冷凝通道連通，以便輸送蒸汽，

-至少一個采集通道，構(gòu)成儲存器，其與每個冷凝通道流體連通，所述采集通道鄰近第二塊板，所以采集通道可以通過毛細管現(xiàn)象吸引多余液相，并將其保存。

換言之，采集通道由于捕獲多余液體而用作膨脹箱，從而保持冷凝通道的最佳運行。

在本發(fā)明的各個實施例中，還可以利用以下設(shè)置中的一項或多項設(shè)置：

汽化通道和/或冷凝通道可以形成為設(shè)置在毛細管結(jié)構(gòu)中或分別設(shè)置在第一塊板和第二塊板內(nèi)表面上的凹槽，這代表可以通過機械加工、沖壓、成型等標準制造方法得到簡單的幾何構(gòu)型；

-有利的是，采集通道通過狹窄/受限通道與每個冷凝通道流體連通；因此通過構(gòu)成彎液面并由于毛細管現(xiàn)象實現(xiàn)吸入效應；

-狹窄通道最好設(shè)置在每個冷凝凹槽連接到存儲器的末端；結(jié)果證明，與蒸汽到達的微暖末端相比，這樣是有利的設(shè)置；

-狹窄通道的水力直徑最好嚴格小于冷凝通道的水力直徑；這樣有助于在狹窄通道處形成彎液面；

-最好根據(jù)所選擇的工作流體而不管相對于重力場的定向如何，選擇狹窄通道的尺寸，以便在其中形成彎液面，并將其保持在其中，所以該彎液面產(chǎn)生的毛細管壓力補償重力場在任何方向產(chǎn)生的液體靜壓；

-有利的是，選擇工作流體的質(zhì)量，以至于儲存器在熱管的最低工作溫度下完全充滿汽相；因此這樣優(yōu)化了在指定溫度范圍內(nèi)運行所需的流體量；

-由第一塊板、第二塊板和邊緣形成的套膜最好是由陶瓷材料制成的，所述材料的熱膨脹系數(shù)與電子元件的熱膨脹系統(tǒng)一致；這樣能夠避免機械應力的風險；

-毛細管結(jié)構(gòu)最好由陶瓷材料制成；毛細管結(jié)構(gòu)的熱膨脹因此與套膜的熱膨脹一致，進一步降低了機械應力的風險。

附圖說明

從以下對借助于非限制性實例列出的本發(fā)明的實施例的說明，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將變得顯而易見。參考附圖，還將更好地理解本發(fā)明，在附圖中：

-圖1是處于使用環(huán)境中的根據(jù)本發(fā)明的熱管的整體透視圖，

-圖2是沿著圖3中可見的剖面II-II的根據(jù)本發(fā)明的熱管的橫截面圖，

-圖3是沿著圖2中可見的剖面III-III的圖2的熱管的水平截面圖，

-圖4顯示了圖2的熱管的冷凝側(cè)上的板與毛細管結(jié)構(gòu)的分解透視圖，