[發明專利]一種冷卻組件及其增材制造方法

有效

• 申請號: 201910110053.1
• 申請日: 2019-02-11
• 公開（公告）號: CN110132039B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: B.M.拉什;D.J.埃爾諾;T.阿德科克;S.A.M.拉西尼
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F28D15/04
• 分類號: F28D15/04;G06F1/20
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 蔡宗鑫;譚祐祥

一種冷卻組件包括壁，該壁圍繞保持工作流體的封閉蒸汽室延伸并且限定該封閉蒸汽室。內部多孔吸液芯結構設置在室內并且加襯壁的內表面。吸液芯結構包括保持工作流體的液相的小孔。冷卻組件還包括外部多孔吸液芯結構，其加襯蒸汽室外的壁的外表面。外部吸液芯結構包括保持蒸汽室外的冷卻流體的液相的小孔。內部吸液芯結構保持液體工作流體，直到來自外部熱源的熱量使蒸汽室內的工作流體蒸發。外部吸液芯結構保持蒸汽室外的液體流體，直到來自蒸汽室內的熱量使外部吸液芯結構中的液體冷卻流體蒸發，以使熱量傳遞遠離熱源。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2018年2月09日提交的美國臨時申請No.62/628,469的優先權，并且其全部公開內容通過引用并入本文。

技術領域

本文中描述的主題涉及使用增材制造制成的結構。

關于聯邦政府資助的研究或開發的聲明

在國防部高級研究計劃局授予的第N66001-17-C-4006號合同下利用政府支持進行本發明。政府享有本發明的某些權利。

背景技術

電子裝置的操作可需要熱管理，以確保適當功能。隨著電子裝置變熱，裝置可遭受劣化、功能失效以及壽命較低的影響。例如，航空電子設備的能力由系統的計算處理能力決定。典型地，存在針對航空電子系統的大小和重量約束。這些系統受到熱限制，使得對于給定的體積而言，僅一定數量的核心或處理器可在熱問題(如過熱)發生之前操作。處理器可降額，以避免在高周圍溫度環境中過熱，但這以處理能力可能大幅度降低為代價。如果熱量可被從系統有效地移除，則出于相同的體積和重量，更多的處理能力(并最終更多的處理性能)可為可能的。

存在大量常規冷卻方法(如風扇和散熱器)，其目前用于將熱量從電子電路移除并且維持電子設備的操作溫度范圍。技術的改進繼續增大裝置密度并且減少包裝，同時還提高計算能力和功能性，使得熱管理系統為關鍵操作元件。此外，某些應用在大小和重量方面具有約束，這限制冷卻能力，并且因此限制電子設備的處理能力和功能性。

發明內容

在一個實施例中，一種冷卻組件包括壁，該壁圍繞封閉蒸汽室延伸并且限定封閉蒸汽室，封閉蒸汽室構造成將工作流體的液相和氣相保持在蒸汽室內。蒸汽室沿著至少兩個正交維度延伸。冷卻組件還包括內部多孔吸液芯結構，其設置在壁的一個或更多個內表面內并且加襯該壁的一個或更多個內表面。內部多孔吸液芯結構包括小孔，其構造成保持蒸汽室內的工作流體的液相。冷卻組件還包括外部多孔吸液芯結構，其加襯蒸汽室外的壁的一個或更多個外表面。外部多孔吸液芯結構包括小孔，其構造成保持蒸汽室外的冷卻流體的液相。內部多孔吸液芯結構的小孔構造成保持蒸汽室內的工作流體的液相，直到來自蒸汽室外部的熱源的熱量將蒸汽室內的工作流體的液相蒸發成封閉蒸汽室內的氣相。外部多孔吸液芯結構構造成保持蒸汽室外的冷卻流體的液相，直到來自封閉蒸汽室內的熱量中的至少一些將蒸汽室外的外部多孔吸液芯結構中的冷卻流體的液相蒸發成封閉蒸汽室外的氣相，以將來自熱源的熱量傳遞遠離熱源。

在一個實施例中，一種增材制造的組件包括多孔吸液芯結構，其包括構造成保持流體的液相的小孔。以下中的一個或更多個：多孔吸液芯結構的厚度沿著多孔吸液芯結構的長度或寬度中的一個或更多個為不均勻的，并且/或者多孔吸液芯結構中的小孔的大小沿著多孔吸液芯結構的長度、寬度和/或厚度中的一個或更多個為不均勻的。

在一個實施例中，一種方法包括使用增材制造的系統獲得待形成的室的單個三維模型，并且根據室的單個三維模型使用單次激光經過來激光焊接金屬粒子，以形成室的薄的、氣密的外壁。

技術方案1. 一種冷卻組件，包括：

氣密壁，其圍繞封閉蒸汽室延伸并且限定所述封閉蒸汽室，所述封閉蒸汽室構造成將工作流體的液相和氣相保持在所述蒸汽室內，所述蒸汽室沿著至少兩個正交維度延伸；