[發明專利]一種平面液冷熱管

在審

• 申請號: 202010414358.4
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111504106A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 黃崇海;張克龍;林原勝;柯漢兵;趙振興;肖頎;勞星勝;陳凱;李邦明;龐杰;李少丹;茍金瀾;李勇;王俊榮;魏志國
• 申請（專利權）人: 武漢第二船舶設計研究所（中國船舶重工集團公司第七一九研究所）
• 主分類號: F28D15/04
• 分類號: F28D15/04;H05K7/20
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 李曉鋒

本發明涉及電子器件高效散熱領域，公開了一種平面液冷熱管，包括：熱管外殼、吸液芯、毛細管陣列、冷卻管和多孔結構；熱管外殼為密封結構，吸液芯布置在熱管外殼內；冷卻管穿過熱管外殼的兩端，安裝在熱管外殼內的上側；多孔結構位于熱管外殼內的下側；多孔結構頂部設有與冷卻管對應設置的通孔，多孔結構內設有毛細管陣列和冷卻液，毛細管陣列的頂端穿過多孔結構，毛細管陣列的底端與吸液芯連通。本發明提供的平面液冷熱管，通過在熱管外殼中設置了冷卻管和密封結構，通過毛細管陣列連接多孔結構和吸液芯，利用液冷技術，大幅增加了冷卻液蒸汽的冷凝能力，同時由于采用了毛細管陣列，大幅增加了回液能力，從而有效提高了熱管的臨界熱流密度。

技術領域

本發明涉及電子器件高效散熱領域，特別是涉及一種平面液冷熱管。

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。

熱管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且傳熱熱阻很小，可將大量熱量通過很小的截面積遠距離傳輸而無需外加動力，是一種非常有效的散熱方式。然而，目前熱管的臨界熱流密度依然不能滿足高端電子器件的散熱需求，限制熱管臨界熱流密度的主要原因有熱管冷凝端的冷卻速度、毛細吸液芯的回液能力、蒸汽流動阻力等，其中最主要的限制因素為毛細吸液芯的回液能力，而且傳統熱管比較長，冷卻液全靠緊貼在管壁上的吸液芯進行回液，太長的熱管進一步限制了回液速度，當蒸發段的冷卻液蒸發速度大于吸液芯的回液速度時，熱管將進入干燒狀態，溫度會迅速增加，導致熱管失效，這使得目前熱管的臨界熱流密度依然不能滿足高端電子器件的散熱需求。

發明內容

鑒于上述技術缺陷和應用需求，本發明實施例提供一種平面液冷熱管，用以克服傳統熱管受吸液芯回液能力所限導致臨界熱流密度難以升高的缺陷。

為解決上述問題，本發明提供一種平面液冷熱管，包括：熱管外殼、吸液芯、毛細管陣列、冷卻管和多孔結構；

所述熱管外殼為密封結構，所述吸液芯布置在所述熱管外殼內；所述冷卻管穿過所述熱管外殼的兩端，安裝在所述熱管外殼內的上側；所述多孔結構位于所述熱管外殼內的下側；

其中，所述多孔結構頂部設有與所述冷卻管對應設置的通孔，所述多孔結構內設有毛細管陣列和冷卻液，所述毛細管陣列的頂端穿過所述多孔結構，所述毛細管陣列的底端與所述吸液芯連通。

進一步地，所述冷卻管的外表面設有超親液涂層和超疏液涂層。

進一步地，所述超親液涂層和所述超疏液涂層螺旋間隔分布在所述冷卻管的外表面。

進一步地，所述多孔結構包括：若干個第一隔板和若干個第二隔板；

各所述第一隔板相互拼接，將所述密封結構分隔成蒸發段和冷凝段，所述第一隔板上設有所述通孔；所述第二隔板安裝在所述第一隔板的底部，將所述蒸發段分隔成若干個相互連通的蒸發單元。

進一步地，所述毛細管陣列的頂端穿過所述第一隔板，與所述第一隔板連接。

進一步地，所述第一隔板和所述第二隔板均為多孔結構隔板。

進一步地，所述毛細管陣列的數量為多個，所述多孔結構的頂部設有與各所述毛細管陣列一一對應設置的多個所述通孔，所述毛細管陣列環設在與其對應的通孔邊緣。

進一步地，所述冷卻管的數量為多個，各所述冷卻管均安裝在所述熱管外殼內的上側。

進一步地，所述吸液芯沿所述熱管外殼的內壁布置。