[實(shí)用新型]一種汽液分流的毛細(xì)芯均熱板換熱器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202020618583.5
• 申請日: 2020-04-23
• 公開（公告）號: CN212109686U
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 沈超群;郭孟月;彭權(quán);劉向東
• 申請（專利權(quán)）人: 揚(yáng)州大學(xué)
• 主分類號: F28D15/04
• 分類號: F28D15/04;F28F13/18
• 代理公司: 揚(yáng)州蘇中專利事務(wù)所(普通合伙) 32222
• 代理人: 許必元

一種汽液分流的毛細(xì)芯均熱板換熱器及制備方法，屬于電子器件散熱技術(shù)領(lǐng)域，由蒸汽腔、肋片和散熱風(fēng)扇組成；本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，蒸汽腔內(nèi)填充有整體燒結(jié)的毛細(xì)芯，毛細(xì)芯分為上層毛細(xì)芯和下層毛細(xì)芯，其中上層毛細(xì)芯內(nèi)加工有樹狀蒸汽通道；蒸汽腔內(nèi)充注的相變工質(zhì)吸熱后沸騰蒸發(fā)，在蒸汽腔內(nèi)樹狀蒸汽通道內(nèi)流向蒸汽腔側(cè)壁面及上壁面并冷凝換熱；除蒸汽流道外的其他毛細(xì)芯結(jié)構(gòu)用于抽吸冷凝液回流至受熱區(qū)域，形成工作循環(huán)，蒸汽腔內(nèi)的氣相工質(zhì)和液相工質(zhì)分別在蒸汽通道和毛細(xì)芯內(nèi)流動，減少兩相工質(zhì)流動過程中的相互影響，有利于蒸汽快速擴(kuò)散到冷凝表面換熱，及冷凝液及時回流至換熱器熱端。可以有效提高均熱板換熱器的換熱性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于電子器件散熱技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種毛細(xì)芯均熱板換熱器，具體的說是涉及一種具有汽液分流功能，具有提升換熱效果的氣液兩相流散熱器。

背景技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電子器件的功率密度越來越大，為保證器件的可靠性，對電子器件的散熱提出越來越高的要求，針對電子器件的散熱問題，目前散熱器的形式多種多樣，如肋片式及熱管式等，由于散熱器內(nèi)部傳熱方式的差別，肋片式散熱器性能弱于熱管式散熱器。在熱管式散熱器中，毛細(xì)芯蒸汽腔散熱器由于其換熱性能強(qiáng)、均溫性好的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電氣器件散熱。但是電子器件功率密度越來越大的背景下，蒸汽腔散熱器也面臨著換熱性能提升的難題。由蒸汽腔工作原理可知，能否保住蒸汽快速分散至冷凝換面，及冷凝液快速順暢回流至蒸發(fā)端，是決定蒸汽腔散熱器換熱性能的重要關(guān)鍵因素。對于毛細(xì)芯均熱板換熱器，工作過程中，工質(zhì)受熱蒸發(fā)/沸騰，蒸汽沿毛細(xì)芯內(nèi)孔隙流動至冷凝換面，而凝結(jié)后的冷凝液在毛細(xì)抽吸作用下沿孔隙回流至受熱面。這樣蒸汽與冷凝液存在相互干擾的現(xiàn)象，影響了二者的有效分配及流動，進(jìn)而制約毛細(xì)芯均熱板的工作性能。為了將蒸汽分配與冷凝液回流相互獨(dú)立，減少相互干擾，提升毛細(xì)芯均熱板的換熱器性能，設(shè)計出一種可滿足上述性能的毛細(xì)芯均熱板換熱器顯得尤為重要。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有毛細(xì)芯均熱板換熱器工作過程中，工質(zhì)受熱蒸發(fā)沸騰，蒸汽沿毛細(xì)芯內(nèi)孔隙流動至冷凝換面，凝結(jié)后的冷凝液在毛細(xì)抽吸作用下沿孔隙回流至受熱面，蒸汽與冷凝液存在相互干擾的現(xiàn)象，影響二者的有效分配及流動，制約毛細(xì)芯均熱板的工作性能等不足，提出一種汽液分流的毛細(xì)芯均熱板換熱器，通過改進(jìn)蒸汽腔內(nèi)的毛細(xì)芯結(jié)構(gòu)，可有效改善蒸汽-液體工作液體的循環(huán)，提升換熱能力。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案：一種汽液分流的毛細(xì)芯均熱板換熱器，其特征在于：所述毛細(xì)芯均熱板換熱器由散熱風(fēng)扇、蓋板肋片和蒸汽腔組成；所述蒸汽腔由蒸汽腔側(cè)壁及側(cè)壁肋、蒸汽腔上蓋板、蒸汽腔毛細(xì)芯和蒸汽腔下蓋板組成，所述蒸汽腔毛細(xì)芯由上層毛細(xì)芯和下層毛細(xì)芯組成，所述上層毛細(xì)芯內(nèi)加工有蒸汽通道，所述上層毛細(xì)芯與所述蒸汽腔的側(cè)壁面和上壁面間設(shè)有用于蒸汽冷凝的間隙，所述下層毛細(xì)芯與蒸汽腔的下壁面緊密貼合，所述蒸汽腔內(nèi)充注有相變工質(zhì)，所述毛細(xì)芯均熱板換熱器在工作過程中，所述蒸汽腔內(nèi)的蒸汽和冷凝液分別在所述蒸汽通道和毛細(xì)芯內(nèi)流動，減小兩相工質(zhì)流動阻力，使蒸汽更順暢流向冷凝壁面，同時冷凝液更快回流，以提高換熱器工作性能。

所述上層毛細(xì)芯與蒸汽腔側(cè)壁面和上壁面之間有0.2～0.5mm空隙。

所述蒸汽腔毛細(xì)芯由金屬粉末松裝燒結(jié)而成，金屬粉末根據(jù)換熱性能要求選擇不同粒徑，金屬粉末粒徑范圍在50～200微米。

所述蒸汽通道呈多級分叉的樹狀結(jié)構(gòu)，蒸汽通道由蒸汽通道主枝和蒸汽通道分枝組成，蒸汽通道主枝由蒸汽腔中心向四周分布，蒸汽通道分枝分布在蒸汽通道主枝兩側(cè)，各級蒸汽通道主枝的長度及深度相同，各級蒸汽通道主枝的寬度與上級蒸汽通道主枝寬度滿足Murray定律，各級蒸汽通道主枝與蒸汽通道分枝截面尺寸相同，蒸汽通道分枝的長度一直延伸至毛細(xì)芯邊緣。

所述蒸汽腔側(cè)壁及側(cè)壁肋為整體加工結(jié)構(gòu)，蒸汽腔側(cè)壁及側(cè)壁肋分別與蒸汽腔上蓋板及蒸汽腔下蓋板焊接連接，形成密閉空間，散熱風(fēng)扇與蓋板肋片及側(cè)壁肋通過螺釘緊固連接。

所述蒸汽腔內(nèi)充注并封裝有受熱后可發(fā)生相變的液體工作介質(zhì)。