[發明專利]沸騰換熱結構

在審

• 申請號: 201811340994.6
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109462964A
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發明（設計）人: 黃崇海;李勇;王葦;肖頎;李邦明;柯漢兵;龐杰;茍金瀾;王俊榮
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一九研究所
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本發明公開了一種沸騰換熱結構，包括：流體總管道和換熱基板；換熱基板包括多組換熱單元，換熱基板上設有多個微突起結構，至少一部分微突起結構設置在各換熱單元上，每組換熱單元上均設置至少一個噴射孔，噴射孔設置在其對應的換熱單元的微突起結構上，每組換熱單元內均設有流體支管道，每組換熱單元對應的噴射孔均通過對應的流體支管道與流體總管道連通。本發明通過流體支管路將換熱單元和流體總管路連通，在換熱基板上設置微突起結構，并在換熱單元上設置與流體支管路連通的噴射孔，一方面增加換熱面積，另一方面使流體總管路的流體能夠通從噴射孔噴出，擾亂微突起結構表面流體的流動狀態，保證換熱處于核態沸騰的狀態，提升換熱性能。

技術領域

本發明涉及表面強化沸騰換熱領域，特別涉及一種沸騰換熱結構。

背景技術

隨著微機電系統技術的發展，電子器件集成化和高頻化程度不斷提高，特征尺寸不斷減小，單位容積的發熱量不斷增大，設備緊湊化的設計又使得散熱更加困難，因此迫切需要解決高效散熱技術難題。傳統的風冷和液體對流換熱技術很難將大量熱量及時帶走，造成電子器件溫度升高，大大降低其實用性和可靠性。因此，微小空間高熱通量的散熱技術已經成為制約信息、電子、航空航天以及國防軍事技術的關鍵因素之一。

沸騰換熱作為一種相變換熱方式，與傳統的風冷和液體對流換熱相比，換熱系數具有顯著提升，是一種非常有效的散熱方式。然而，目前利用光滑硅片在不導電工質中進行池沸騰實驗發現其臨界熱流密度依然不能滿足高端電子器件的散熱需求，造成臨界熱流密度較低的主要原因是氣泡在表面上聚集變大，脫離較難較慢，阻礙冷卻液與換熱表面接觸。

因此，需要一種能夠從沸騰氣泡的成核過程、汽泡生長、脫離及加熱面處固-液-汽三相間作用等方面進行優化的裝置，以強化沸騰換熱性能，滿足高效散熱需求。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明提供一種沸騰換熱結構，以解決光滑表面沸騰換熱臨界熱流密度較低，換熱性能較差的問題。

(二)技術方案

為解決上述問題，本發明提供一種沸騰換熱結構，包括：流體總管道和換熱基板；所述換熱基板包括多組換熱單元，所述換熱基板上設有多個微突起結構，至少一部分所述微突起結構設置在各所述換熱單元上，每組所述換熱單元上均設置至少一個噴射孔，所述噴射孔設置在其對應的所述換熱單元的所述微突起結構上，每組所述換熱單元內均設有流體支管道，每組所述換熱單元對應的所述噴射孔均通過對應的所述流體支管道與所述流體總管道連通。

進一步地，所述微突起結構設置在所述換熱基板的上表面，所述換熱基板的下表面與熱源抵接。

進一步地，相鄰所述噴射孔之間均間隔預設距離。

進一步地，所述噴射孔為呈柱體狀的空心孔體，所述噴射孔設置在所述微突起結構的中心位置。

進一步地，所述微突起結構均為呈柱狀的微結構，任意相鄰兩個所述微突起結構之間均設有間隙，所述間隙相互連通并組成毛細管通道。

進一步地，各所述微突起結構對齊或交錯設置在所述換熱基板上。

進一步地，還包括：流體驅動機構，所述流體驅動機構設置在所述流體總管道的入口處，用于控制流體流速，并驅動所述流體從所述流體總管道導入，從所述噴射孔噴出。

進一步地，所述流體為液態冷卻介質或氣態冷卻介質。

進一步地，所述換熱基板還包括：隔板，所述隔板將所述換熱基板分隔成多組所述換熱單元。

進一步地，所述流體總管道通過漸縮式管道與所述流體支管道連通。

(三)有益效果