[發明專利]一種新型集成化高效相變離心換熱器

在審

• 申請號: 201711376058.6
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN107990765A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 井緯;謝洪濤;何世安;胡來平;吳維薇
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十六研究所
• 主分類號: F28D11/02
• 分類號: F28D11/02
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙)34115
• 代理人: 奚華保

技術領域

本發明涉及離心換熱器技術領域，具體涉及一種新型集成化高效相變離心換熱器。

背景技術

目前，相比于傳統的散熱器件，空氣軸承換熱器和均溫板作為兩種新興的換散熱結構，散熱效果已經有了顯著的提升。空氣軸承換熱器是一種全新的風冷換熱器，該換熱器由無刷電機、底板固定的靜盤、翅片及翅片基板構成的動盤組成，動、靜盤平面之間大約有30μm的空氣間隙；熱負載加載在靜盤上，靜盤上的熱量傳導到動盤的翅片上，傳統靜止不動的翅片在電機的驅動下高速旋轉起來，熱量被空氣通過離心運動快速傳遞出去。而均溫板是一種新型氣液相變傳熱器件，由上下腔體、吸液芯結構和真空腔組成，其內抽成真空并灌注工質；工作時，均溫板蒸發面受到局部熱源作用，蒸氣迅速擴散至冷凝面后冷凝成液態工質放出熱量，液態工質經由吸液芯的毛細作用回流到蒸發面，進而完成工質的循環和熱量的不間斷傳輸。

但是，不論是空氣軸承換熱器還是均溫板，均存在著一些弊端。首先，空氣軸承換熱器工作時，在其動靜盤之間存在一個空氣層，空氣介質的存在雖然避免了動靜盤之間的摩擦，但是導致其熱阻較大，傳熱效果并不理想。其次，固然均溫板的傳熱性能優異，但是如果冷凝端的熱量不能被快速帶走，同樣會影響其散熱效率。

發明內容

本發明的目的在于提供一種新型集成化高效相變離心換熱器，該換熱器基于氣液相變和離心散熱的原理，解決了快速傳熱和快速散熱為一體的問題，并利用磁流體動密封的原理，解決了高速旋轉下的密封問題。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：

一種新型集成化高效相變離心換熱器，包括導磁軸、套設在導磁軸上端外側的動盤、套設在導磁軸中段外側的靜盤、設置在導磁軸下端的外轉子電機組件、與動盤底部外周相連且套設在靜盤外側的導磁環、設置在動盤底面與靜盤頂面之間且位于導磁環內的吸液芯結構、填充在吸液芯結構內腔中的液態工質、設置在導磁軸外壁與靜盤內壁之間的第一永磁體與第一極靴、設置在靜盤外壁與導磁環內壁之間的第二永磁體與第二極靴、設置在第一極靴的內壁與導磁軸外壁之間的第一磁流體以及設置在第二極靴的外壁與導磁環內壁之間的第二磁流體。

進一步的，所述動盤包括翅片基板和設置在翅片基板上方的翅片。

進一步的，所述靜盤上開設有與吸液芯結構內腔相連通的充液抽空封裝口。

進一步的，所述吸液芯結構包括設置在動盤底面上和靜盤頂面上的吸液芯層；所述吸液芯層采用鋁粉真空燒結而成。

進一步的，所述動盤和靜盤均采用非導磁材料，該非導磁材料為鋁合金。

進一步的，所述導磁軸、導磁環、第一極靴和第二極靴均采用導磁材料，該導磁材料為2Cr13鋼。

由以上技術方案可知，本發明所述的換熱器基于氣液相變和離心散熱的原理，在動靜盤間加入均溫板結構，有效解決了快速傳熱和快速散熱為一體的問題，可以大幅度提高靜盤到動盤的熱傳輸效率，并利用磁流體動密封的原理，解決了高速旋轉下的密封問題。本發明所述的換熱器具有良好的傳熱及散熱效率，可以很好的解決超大規模集成電路的熱控問題。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

其中：

1、翅片，2、翅片基板，3、靜盤，4、導磁環，5、吸液芯結構，6、液態工質，7、第二永磁體，8、第二磁流體，9、第二極靴，10、導磁軸，11、外轉子電機組件，12、充液抽空封裝口，13、第一永磁體，14、第一磁流體，15、第一極靴。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步說明：

如圖1所示的一種新型集成化高效相變離心換熱器，包括導磁軸10、套設在導磁軸10上端外側的動盤、套設在導磁軸10中段外側的靜盤3、設置在導磁軸10下端的外轉子電機組件11、與動盤底部外周相連且套設在靜盤3外側的導磁環4、設置在動盤底面與靜盤3頂面之間且位于導磁環4內的吸液芯結構5、填充在吸液芯結構5內腔中的液態工質6、設置在導磁軸10外壁與靜盤3內壁之間的第一永磁體13與第一極靴15、設置在靜盤3外壁與導磁環4內壁之間的第二永磁體7與第二極靴9、設置在第一極靴9的內壁與導磁軸10外壁之間的第一磁流體14以及設置在第二極靴9的外壁與導磁環4內壁之間的第二磁流體8。所述第一極靴包括自上向下依次設置的兩個，所述第一永磁體位于上下兩個第一極靴之間。所述第二極靴包括自上向下依次設置的兩個，所述第二永磁體位于上下兩個第二極靴之間。