[發(fā)明專利]一種具有三維脈動熱管的散熱裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910767324.0
• 申請日: 2019-08-20
• 公開（公告）號: CN110455106A
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 崔曉鈺;王鵬;常志昊;耿暉;佘海龍
• 申請（專利權(quán)）人: 上海理工大學(xué)
• 主分類號: F28D15/04
• 分類號: F28D15/04
• 代理公司: 31204 上海德昭知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 顏愛國<國際申請>=<國際公布>=<進(jìn)入

根據(jù)本發(fā)明的具有三維脈動熱管的散熱裝置，包括蒸發(fā)單元、冷凝單元意見絕熱單元，其中，多個蒸發(fā)脈動熱管、多個冷凝脈動熱管呈平面設(shè)置，蒸發(fā)脈動熱管的一端與冷凝脈動熱管的一端通過第一彎頭相連通，蒸發(fā)脈動熱管的另一端與冷凝脈動熱管的另一端通過第二彎頭相連通，多個蒸發(fā)脈動熱管分別通過多個第一彎頭、多個第二彎頭與多個冷凝脈動熱管相連通形成一個閉環(huán)通路。本發(fā)明的具有三維脈動熱管的散熱裝置，在現(xiàn)有二維熱管的基礎(chǔ)上將蒸發(fā)段和冷凝段布置于相互平行的兩個平面，并用彎頭進(jìn)行連接形成一個閉環(huán)回路。避免了傳統(tǒng)熱管蒸發(fā)段彎頭數(shù)量過多而導(dǎo)致的燒干現(xiàn)象，并且平板結(jié)構(gòu)可以和熱源很好的連接，避免不必要的熱阻，提高換熱性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子設(shè)備散熱領(lǐng)域，具體涉及一種具有三維脈動熱管的散熱裝置。

背景技術(shù)

脈動熱管(又稱振蕩熱管)是20世紀(jì)90年代初由日本學(xué)者Akachi提出的一種新型熱管，可由毛細(xì)管呈蛇形彎折而成，結(jié)構(gòu)簡單，無需吸液芯。作為近年來新型熱管技術(shù)中的典型代表，脈動熱管在繼承傳統(tǒng)熱管簡單、可靠、價廉和無需功耗等特點的基礎(chǔ)上，又較好地克服了其易受攜帶和沸騰等極限制約、傳熱極限偏低的不足，具有熱響應(yīng)快、傳熱能力突出和環(huán)境適應(yīng)性強的優(yōu)點，已經(jīng)在微電子冷卻、余熱回收、干燥、太陽能集熱和制冷空調(diào)等領(lǐng)域展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。

傳統(tǒng)振蕩熱管工作原理為：在一管內(nèi)抽成真空的彎曲毛細(xì)管中，充有一定量的工作介質(zhì)，該介質(zhì)在冷熱端溫差及表面張力的作用下形成汽、液塞狀流隨機地出現(xiàn)在管路中，這樣，由于兩端間存在壓差以及相鄰管子之間存在的壓力不平衡，使得工質(zhì)在蒸發(fā)端和冷凝端之間振蕩流動，即通過相變和氣液塞的振蕩實現(xiàn)熱量的傳遞。蒸發(fā)段和冷凝段處于同一平面，熱量只能在二維平面上傳遞，傳統(tǒng)的振蕩熱管為了使工質(zhì)循環(huán)流動，將首尾用閥門連接。脈動熱管將管內(nèi)抽成真空后充注部分工作介質(zhì)，由于管徑足夠小，管內(nèi)將形成氣泡柱和液體柱間隔布置并呈隨機分布的狀態(tài)。在蒸發(fā)端，工質(zhì)吸熱產(chǎn)生氣泡，迅速膨脹和升壓，推動工質(zhì)流向低溫冷凝端。那里，氣泡冷卻收縮并破裂，壓力下降，由于兩端間存在壓差以及相鄰管子之間存在的壓力不平衡，使得工質(zhì)在蒸發(fā)端和冷凝端之間振蕩流動，從而實現(xiàn)熱量的傳遞。在整個過程中，無需消耗外部機械功和電功，完全是在熱驅(qū)動下的自我震蕩。

但是，目前用于電子冷卻的脈動熱管絕大多數(shù)為二維的或平板型的脈動熱管，這就限制了熱源和冷源的相對位置，熱量只能從熱管的一側(cè)傳遞到另一側(cè)；其次，現(xiàn)在絕大多數(shù)的脈動熱管的蒸發(fā)段存在一定數(shù)量的彎頭，當(dāng)加熱功率升高到一定程度時，容易出現(xiàn)燒干現(xiàn)象，影響脈動熱管的性能。

另外，傳統(tǒng)熱管熱源與蒸發(fā)段的連接方式存在一定的欠缺，現(xiàn)有技術(shù)中，如圖1所示的脈動熱管為了實現(xiàn)閉路循環(huán)和充液都是將首尾直接加入一段水平管，入口和出口用水平管和單向閥連接而形成閉環(huán)。同時其冷凝段也會出現(xiàn)冷凝不完全的現(xiàn)象，使得工質(zhì)回流到蒸發(fā)段出現(xiàn)燒干現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決上述問題而進(jìn)行的，目的在于提供一種具有三維脈動熱管的散熱裝置。

本發(fā)明提供了一種具有三維脈動熱管的散熱裝置，具有這樣的特征，包括蒸發(fā)單元，具有多個蒸發(fā)脈動熱管和蒸發(fā)段，冷凝單元，具有多個冷凝脈動熱管和冷凝段，絕熱單元，具有多個第一彎頭和多個第二彎頭，其中，多個蒸發(fā)脈動熱管呈平面設(shè)置，多個冷凝脈動熱管呈平面設(shè)置，蒸發(fā)脈動熱管的一端與冷凝脈動熱管的一端通過第一彎頭相連通，蒸發(fā)脈動熱管的另一端與冷凝脈動熱管的另一端通過第二彎頭相連通，多個蒸發(fā)脈動熱管分別通過多個第一彎頭、多個第二彎頭與多個冷凝脈動熱管相連通形成一個閉環(huán)通路。

在本發(fā)明提供的具有三維脈動熱管的散熱裝置中，還可以具有這樣的特征：其中，蒸發(fā)段與冷凝段為平行的兩個平面。

另外，在本發(fā)明提供的具有三維脈動熱管的散熱裝置中，還可以具有這樣的特征：其中，蒸發(fā)段采用紫銅板制成。