[發(fā)明專利]一種高熱流密度散熱器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810827724.1
• 申請(qǐng)日: 2018-07-25
• 公開（公告）號(hào): CN110769642B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚磊;李彥涌;馮釗贊;李奎;馬明;王春燕;何凱;李詩懷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中車株洲電力機(jī)車研究所有限公司
• 主分類號(hào): H05K7/20
• 分類號(hào): H05K7/20
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 周長清;廖元寶

本發(fā)明公開了一種高熱流密度散熱器，包括基板和射流孔板，所述射流孔板的外側(cè)設(shè)有高壓液體腔，所述射流孔板的內(nèi)側(cè)與基板的內(nèi)側(cè)之間形成射流腔，所述基板的外側(cè)與散熱器件相貼合，所述基板的內(nèi)側(cè)表面設(shè)有納米涂層，所述射流孔板上設(shè)置有連通高壓液體腔與射流腔的射流孔，用于形成噴嘴以將高壓液體腔內(nèi)的高壓液體噴射至射流腔內(nèi)的基板的納米涂層上進(jìn)行換熱。本發(fā)明的高熱流密度散熱器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、換熱效果好等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及電力電子散熱技術(shù)領(lǐng)域，特指一種高熱流密度散熱器。

背景技術(shù)

在現(xiàn)有的大功率電力電子器件的散熱器中，直接接觸液冷散熱器（包括采用冷媒的散熱器）效率較高，其功率密度可以滿足現(xiàn)有的器件需求。但是隨著更高功率密度設(shè)備的出現(xiàn)，現(xiàn)有的散熱形式逐漸不能滿足，溫升將超過器件的耐受極限，因此需要更高效的散熱形式。對(duì)于有相變的傳熱過程來說，影響最大的因素是沸騰狀態(tài)，最理想的是每個(gè)區(qū)域都不斷沸騰產(chǎn)生小氣泡并迅速脫離，同時(shí)迅速補(bǔ)充液體，但是現(xiàn)有的金屬表面在液體沖擊時(shí)會(huì)在表面形成液膜，會(huì)導(dǎo)致傳熱惡化，影響換熱效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種換熱效果好的高熱流密度散熱器。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：

一種高熱流密度散熱器，包括基板和射流孔板，所述射流孔板的外側(cè)設(shè)有高壓液體腔，所述射流孔板的內(nèi)側(cè)與基板的內(nèi)側(cè)之間形成射流腔，所述基板的外側(cè)與散熱器件相貼合，所述基板的內(nèi)側(cè)表面設(shè)有納米涂層，所述射流孔板上設(shè)置有連通高壓液體腔與射流腔的射流孔，用于形成噴嘴以將高壓液體腔內(nèi)的高壓液體噴射至射流腔內(nèi)的基板的納米涂層上進(jìn)行換熱。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：

所述納米涂層為納米金剛石薄膜。

所述基板為金剛石粉和銅粉制成的復(fù)合材料基板。

所述射流孔均勻分布在所述射流孔板上。

各所述射流孔的孔徑均相同。

所述基板的面積大于散熱器件的貼合面。

所述基板的厚度為0.1～10mm。

所述射流孔板為銅材質(zhì)的射流孔板。

所述基板的外側(cè)通過散熱硅膠與散熱器件粘接。

所述高壓液體為純凈水或去離子水。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

本發(fā)明的高熱流密度散熱器，采用高壓液體（如純凈水或去離子水等）通過噴嘴直接噴射至基板上，由于壓力驟降，液體的沸點(diǎn)也同步降低，從而在噴射至基板上時(shí)會(huì)發(fā)生劇烈的沸騰換熱，吸收熱量，降低基板溫度，從而降低散熱器件的溫度；由于在基板上設(shè)有納米涂層，一方面有利于沸騰換熱時(shí)小氣泡的生成（沸騰核心的作用），并且有利于小氣泡與基板表面的快速脫離；另一方面納米涂層可以增強(qiáng)液體的毛細(xì)力，從而加速蒸干區(qū)的液體浸潤速度，防止汽膜形成（汽膜會(huì)影響傳熱效果），進(jìn)一步提高換熱效率。

本發(fā)明的高熱流密度散熱器，基板為金剛石粉和銅粉通過高壓高溫?zé)Y(jié)制成的復(fù)合材料基板；復(fù)合材料基板不僅具有高硬度的特性，能夠減少高壓液體沖擊所帶來的侵蝕，而且復(fù)合材料基板還具有高導(dǎo)熱能力，從夠?qū)⒕植繜崃垦杆贁U(kuò)散，降低熱流密度。

本發(fā)明的高熱流密度散熱器，基板的面積大于散熱器件的貼合面，在一定程度擴(kuò)大表面積，能夠降低平均熱流密度，起到強(qiáng)化導(dǎo)熱的作用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)號(hào)表示：1、基板；101、納米涂層；2、射流孔板；201、射流孔；3、高壓液體腔；4、射流腔；5、散熱器件。