[實用新型]空氣冷卻的大功率高熱流散熱裝置

有效

• 申請號: 201920914492.3
• 申請日: 2019-06-18
• 公開（公告）號: CN209766407U
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發明（設計）人: 洪芳軍;袁璐凌;崔付龍;黃官正
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H01L23/427
• 分類號: H01L23/427;H01L23/367;H01L23/467;H01L23/473;F28D15/02
• 代理公司: 31201 上海交達專利事務所
• 代理人: 王毓理;王錫麟

一種空氣冷卻的大功率高熱流散熱裝置，包括：封閉殼體以及設置于封閉殼體內部的氣液隔板，該氣液隔板將封閉殼體內部劃分出由至少一個蒸汽的上升通道和至少一個用于液體形成窄縫射流的回流通道組成的矩形腔，上升通道和回流通道相互連通，矩形腔內充有相變工質。在密封腔內嵌入導流結構實現氣液兩相流動的分離來強化加熱面的沸騰以及沿程冷卻流動蒸汽來強化冷凝傳熱。

技術領域

本實用新型涉及的是一種半導體散熱領域的技術，具體是一種空氣冷卻的大功率高熱流散熱裝置。

背景技術

平板熱管是目前市場上較為成熟、性能優異的一種散熱裝置，現有的平板熱管為一密封腔，其內側管壁上覆蓋一層吸液芯。熱源在密封腔底部，底部液體快速吸熱蒸發，蒸發后的氣相擴散充滿整個密封腔，在上方冷凝重新形成液相，被吸液芯吸收，重新補充至熱源附近，形成蒸發—冷凝的閉式循環。這種平板熱管受到吸液芯吸液能力的限制，無法應對大面積大功率的熱源。

現有技術的平板熱管的肋片一般有針肋、直肋和環肋等變體形式。這些平面上實心肋片的散熱效率有限，若熱源的功率高，冷凝能力不夠，就會造成熱阻上升，加熱面溫度無法滿足要求。

實用新型內容

本實用新型針對現有技術存在的上述不足，提出一種空氣冷卻的大功率高熱流散熱裝置，在密封腔內嵌入導流結構實現氣液兩相流動的分離來強化加熱面的沸騰以及沿程冷卻流動蒸汽來強化冷凝傳熱。

本實用新型是通過以下技術方案實現的：

本實用新型包括：封閉殼體以及設置于封閉殼體內部的氣液隔板，該氣液隔板將封閉殼體內部劃分出由至少一個蒸汽的上升通道和至少一個用于液體形成窄縫射流的回流通道組成的矩形腔，上升通道和回流通道相互連通，矩形腔內充有相變工質。

所述的相變工質在裝置內部可以形成定向循環。所述的回流通道產生的窄縫射流能夠有效沖擊加熱面。

所述的相變工質在上升通道和回流通道內沿程流動的同時可以向外散熱。沿程流動冷卻的對流換熱系數較高，即便采用最普通的冷源(即室溫空氣)，也能滿足高熱元件對高效冷卻的要求。

附圖說明

圖1和圖2為實施例1結構示意圖；

圖3和圖4為實施例2結構示意圖；

圖中：封閉殼體1、氣液隔板2、回流格柵3、蒸汽格柵4、上升通道5、回流通道6、冷卻翅片7、傾斜板8、加熱面9、液面10、射流沖擊11、熱量12。

具體實施方式

實施例1

如圖1和圖2所示，本實施例包括封閉殼體1以及設置于封閉殼體1內部的氣液隔板2，該氣液隔板2將封閉殼體1內部劃分出若干由蒸汽的上升通道4和用于液體形成窄縫射流的回流通道5組成的矩形腔，上升通道4和回流通道5相互連通，矩形腔內充有相變工質。

所述的封閉殼體1的底面為用于接觸熱源的平面，底面與熱源之間加導熱硅脂、導熱墊片等優化熱源與本實施例之間的熱傳導。

所述的封閉殼體1的頂面和側面均為冷卻面。

所述的氣液隔板2與加熱面9和頂面冷卻面均不接觸。

所述的封閉殼體1為多個陣列排布設置，相鄰封閉殼體1之間以及封閉殼體1的外側密布冷卻翅片7。

所述的上升通道5的截面面積大于回流通道6的截面面積。

所述的上升通道5內設有蒸汽格柵4，該蒸汽格柵4與加熱面9和頂面冷卻面均不接觸，將蒸汽上升通道5均勻分割成大小一致的小通道。

所述的蒸汽格柵4為正方形、矩形和圓形等，優選為圓形。