[發明專利]一種工質回流式的樹狀通道圓盤熱沉

有效

• 申請號: 201811612897.8
• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN109640589B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 謝志輝;陳林根;王亮;馮輝君;夏少軍
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍工程大學
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 黃行軍;梅辰

本發明涉及電子器件散熱、熱能工程技術領域，具體地指一種工質回流式的樹狀通道圓盤熱沉。包括圓環形連接通道、處于連接通道圓心處與連接通道同軸布置的進口通道和出口通道，還包括上層通道和下層通道；多根上層通道呈發散狀分布，其進口端與進口通道連通，出口端通過與之連通的上層分岔通道與連接通道連通形成樹狀通道分布結構；多根下層通道呈發散狀分布，其出口端與出口通道連通，進口端通過與之連通的下層分岔通道與連接通道連通形成樹狀通道分布結構；本發明的熱沉結構簡單，冷卻流體流動時間延長，換熱面積大幅度增加，提高了整個熱沉的冷卻效率，具有極大的推廣價值。

技術領域

本發明涉及電子器件散熱、熱能工程技術領域，具體地指一種集成了工質回流方式的樹狀通道圓盤熱沉。

背景技術

對于高熱流密度器件的冷卻，傳統散熱方式主要以風冷散熱為主，其它還包括液冷、熱管散熱、半導體制冷以及微型制冷系統冷卻等冷卻方式，其中風冷和液冷是最為常見和廉價的高熱流密度器件冷卻方式。

風冷是通過風扇強制驅動空氣流經被冷卻器件的表面，以對流換熱的方式帶走被冷卻對象表面所產生的熱量，但風冷散熱本身具有一定的局限性，例如在熱流密度超過一定值時，普通風冷散熱將達到冷卻極限，無法滿足更高熱流密度的散熱需求。與風冷散熱器相比較，傳統液冷散熱器主要通過循環泵驅動流體帶走發熱元件表面的熱量，液冷散熱器具有噪音小、熱阻低以及對周圍環境溫度影響小等優點。傳統液冷散熱主要是通過在散熱器底板上加工出數量眾多、形狀各異的導熱肋柱，不僅增加了液體的流阻和散熱器本身的體積，增加了循環泵的功耗，且傳熱效果不佳，發熱元器件表面容易出現熱點，限制了液冷散熱器的進一步的推廣與應用。

為了解決上述問題，國外學者提出了一種新的輻射通道圓盤熱沉結構，如圖1所示，圓心處設置有入口11，入口11連接有三條呈輻射狀分布的第一層通道12，液體在第一層通道12內流入邊緣處圓形通道14進入到三條呈輻射狀分布的第二層通道13，液體通過第二層通道13流入圓心處的出口。這種圓盤式的回流熱沉結構簡單，冷卻效果好，但是實際應用中，發現這種熱沉結構并不能最大程度提高冷卻流體的熱交換效率，這種輻射狀通道分布并不是最優通道構型。

發明內容

本發明的目的就是要解決上述背景技術中提到的現有圓盤熱沉存在的不能最大程度提高冷卻流體的熱交換效率的問題，提供一種工質回流式的樹狀通道圓盤熱沉。

本發明的技術方案為：一種工質回流式的樹狀通道圓盤熱沉，包括圓環形連接通道、處于連接通道圓心處與連接通道同軸布置的進口通道和出口通道，

其特征在于：還包括上層通道和下層通道；多根上層通道呈發散狀分布，其進口端與進口通道連通，出口端連通有≥2個第一層上層分岔通道；所述的第一層上層分岔通道的出口端連通有≥2個第二層上層分岔通道…第i層上層分岔通道的出口端與連接通道連通；所述的i≥0；

多根下層通道呈發散狀分布，其出口端與出口通道連通，進口端連通有≥2個第一層下層分岔通道；所述的第一層下層分岔通道的進口端連通有≥2個第二層下層分岔通道…第j層下層分岔通道的進口端與連接通道連通；所述的j≥0；

所述的i和j不同時為0。

進一步的所述的i等于1，所述的j等于1。

進一步的所述的進口通道與連接通道之間設置有三條上層通道，三條上層通道沿連接通道的周向呈輻射狀等距間隔布置，每條上層通道的出口端設置有兩條上層分岔通道；

所述的出口通道與連接通道之間設置有三條下層通道，三條下層通道沿連接通道的周向呈輻射狀等距間隔布置，每條下層通道的進口端設置有兩條下層分岔通道。

進一步的所述的兩條上層分岔通道以上層通道沿連接通道徑向方向的延長線為中心線對稱布置；所述的兩條下層分岔通道以下層通道沿連接通道徑向方向的延長線為中心線對稱布置。