[發(fā)明專利]基于平板環(huán)路熱管的均熱板

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710257571.7
• 申請日: 2017-04-19
• 公開（公告）號(hào): CN107131784B
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張紅星;滿廣龍;黃金印;李國廣
• 申請（專利權(quán)）人: 北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部
• 主分類號(hào): F28D15/04
• 分類號(hào): F28D15/04
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 仇蕾安;楊志兵

本發(fā)明公開了一種基于平板環(huán)路熱管的均熱板，可提高均熱板的傳熱能力、極限熱流密度散熱能力、抗過載和逆重力工作能力，增大擴(kuò)熱板尺寸并減小其厚度，解決均熱板性能提升對(duì)毛細(xì)芯孔徑大小的矛盾需求。將由蒸發(fā)器、儲(chǔ)液器和氣/液管路組成的平板環(huán)路熱管預(yù)埋在鋁合金板內(nèi)，組成基于平板環(huán)路熱管的均熱板。平板環(huán)路熱管的蒸發(fā)器布置在均熱板上與待散熱芯片的最大熱源貼合的區(qū)域，蒸發(fā)器帶蒸氣槽道側(cè)與最大熱源貼合。均熱板上設(shè)置有“與熱沉貼合區(qū)域”和“與熱源貼合區(qū)域”，蒸發(fā)器出口引出氣/液管路在均熱板上“與熱沉貼合區(qū)域”和“與熱源貼合區(qū)域”之間往復(fù)布置，氣/液管路最終經(jīng)過“與熱沉貼合區(qū)域”后返回到平板環(huán)路熱管的儲(chǔ)液器。

技術(shù)領(lǐng)域

發(fā)明涉及一種均熱板，具體涉及一種基于平板環(huán)路熱管的均熱板，屬于電子設(shè)備散熱技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

環(huán)路熱管是一種高效兩相傳熱設(shè)備，其具有高傳熱性能、遠(yuǎn)距離傳輸熱量、優(yōu)良的控溫特性和管路的可任意彎曲、安裝方便等特點(diǎn)，由于具有眾多其它傳熱設(shè)備無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，環(huán)路熱管在航空、航天以及地面電子設(shè)備散熱等眾多領(lǐng)域中具有十分廣闊應(yīng)用前景。

如圖1所示，環(huán)路熱管主要包括：蒸發(fā)器1、冷凝器2、儲(chǔ)液器3、蒸氣管路4和液體管路5，其整個(gè)循環(huán)過程為：液體在蒸發(fā)器1中的毛細(xì)芯6外表面蒸發(fā)，吸收蒸發(fā)器1外的熱量，產(chǎn)生的蒸氣從蒸氣管路4流向冷凝器2，在冷凝器2中釋放熱量給熱沉冷凝成液體，最后經(jīng)過液體管路5流入儲(chǔ)液器3，儲(chǔ)液器3內(nèi)的液體工質(zhì)維持對(duì)蒸發(fā)器1內(nèi)毛細(xì)芯的供給。

平板環(huán)路熱管因?yàn)樗璋惭b空間小，平板式蒸發(fā)器與熱源平面便于安裝，是近年來的研究熱點(diǎn)和重點(diǎn)應(yīng)用方向。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，平板環(huán)路熱管主要分為兩種形式。第一種形式為圓盤形平板環(huán)路熱管，蒸發(fā)器為圓盤形，蒸發(fā)器和儲(chǔ)液器用毛細(xì)芯隔離開。第二種形式為矩形平板環(huán)路熱管，儲(chǔ)液器置于蒸發(fā)器一側(cè)。

均熱板(Vapor Chamber，簡稱VC，又譯為蒸氣腔)通常采用帶有毛細(xì)芯的平板結(jié)構(gòu)，充入工質(zhì)后，通過工質(zhì)的氣液相變來實(shí)現(xiàn)均溫。均熱板應(yīng)用時(shí)，通常將發(fā)熱源(芯片或設(shè)備)與均熱板貼合安裝，安裝界面處使用導(dǎo)熱填料，應(yīng)用形式主要有兩種：

(1)導(dǎo)熱式均熱板：將一個(gè)或多個(gè)熱源的熱量導(dǎo)向擴(kuò)熱板的一側(cè)或兩側(cè)(如圖2中所示的與熱沉貼合區(qū)域)，然后熱量通過其它散熱方式(水冷、導(dǎo)熱等)帶走，如圖2所示；

(2)擴(kuò)熱式均熱板：將一個(gè)或多個(gè)熱源的熱量均勻擴(kuò)向整個(gè)均熱板其它非熱源區(qū)域，起到拉勻溫度的作用，擴(kuò)大散熱面積，然后熱量通過風(fēng)冷或?qū)岬绕渌岱绞綆ё撸鐖D3所示。

但均熱板的應(yīng)用以下問題：產(chǎn)品性能提升對(duì)毛細(xì)芯的要求存在矛盾，一方面，為提升一些性能，需要毛細(xì)芯的毛細(xì)孔徑越小越好，因?yàn)闇p小毛細(xì)芯的毛細(xì)孔徑能夠提高最大傳熱能力、提高極限熱流密度、提高抗過載和逆重力工作能力、增大均熱板尺寸；另一方面，為提升部分性能又要求毛細(xì)芯通過使用較大的孔徑獲取較大的滲透率，增大均熱板尺寸，即增大流動(dòng)長度，需要減小流動(dòng)阻力：減小均熱板厚度，即減小流通截面積，需要減小流動(dòng)阻力。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種基于平板環(huán)路熱管的均熱板，可提高均熱板的傳熱能力、極限熱流密度散熱能力、抗過載和逆重力工作能力，增大擴(kuò)熱板尺寸并減小其厚度，解決均熱板性能提升對(duì)毛細(xì)芯孔徑大小的矛盾需求。