[發(fā)明專利]一種基于特斯拉閥的循環(huán)散熱系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2022-04-21
• 公開（公告）號(hào): CN114727559A
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳建業(yè);潘志成;夏明波;謝軍龍
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H05K7/20
• 分類號(hào): H05K7/20
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 司寧寧

本發(fā)明屬于散熱系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，其公開了一種基于特斯拉閥的循環(huán)散熱系統(tǒng)。系統(tǒng)包括：兩組特斯拉閥；集流盤，集流盤為盤狀腔體結(jié)構(gòu)，其內(nèi)設(shè)有換熱流體，其一表面與待散熱物體表面貼附，另一表面設(shè)有蒸汽輸出口；兩個(gè)輸運(yùn)管道，其中一輸運(yùn)管道一端與所述輸出口連接，另一端與第一組特斯拉閥的中部連接，另一輸運(yùn)管道一端與所述輸出口連接，另一端與第二特斯拉閥的中部連接；散熱管道，散熱管道的進(jìn)口與兩組特斯拉閥的出口連接，散熱管道的出口與兩組特斯拉閥管的進(jìn)口連接；散熱管道的中部設(shè)有散熱片。本申請顯著提高了散熱性能，尤其適用于需要快速散熱的小體積散熱裝置中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于散熱系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于特斯拉閥的循環(huán)散熱系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電子元件越來越呈現(xiàn)出微型化和高功耗的發(fā)展趨勢，如何解決電子元件因高發(fā)熱量而導(dǎo)致性能下降的問題引起了人們的廣泛關(guān)注。電子元器件及芯片的集成度越來越高，并且隨著其功能的復(fù)雜化能耗也相應(yīng)升高。集成度和能耗的升高導(dǎo)致在狹小的空間中，芯片的性能被芯片產(chǎn)生的高熱流密度限制。因此，需要一個(gè)能快速散熱且適用于小體積的散熱裝置。

目前，二維平面散熱主要是采用相變傳熱的均溫板實(shí)現(xiàn)，均溫板結(jié)構(gòu)簡單、技術(shù)成熟而且成本低廉。當(dāng)在均溫板底部施加熱量時(shí)，液體隨熱量增加而蒸發(fā)，蒸汽上升到容器頂部產(chǎn)生冷凝，依靠吸液芯回流到蒸發(fā)面形成循環(huán)。均溫板可以將高度集成芯片產(chǎn)生的熱流迅速傳遞并擴(kuò)散到大面積的冷凝表面上，從而促進(jìn)熱量的散發(fā)，降低元器件表面的熱流密度，保證其可靠工作。均溫板具有較低的熱阻、良好的均溫性能且導(dǎo)熱速率快、傳熱能力大、適應(yīng)性好，可滿足高性能電子元器件的散熱及空間需求。

然而，均溫板依靠重力作用實(shí)現(xiàn)液體下流和氣體上浮，但存在氣態(tài)及液態(tài)工質(zhì)回流不暢等問題。中國專利CN2020231653908公開了一種特斯拉閥式相變均溫板，該發(fā)明專利將多組特斯拉閥串聯(lián)及并聯(lián)，組成流體通道，特斯拉閥底部作為換熱面，但其僅僅對(duì)均溫板進(jìn)行了改進(jìn)，但整個(gè)散熱通道才是散熱的重點(diǎn)，因此其散熱性能需要進(jìn)一步提升。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種基于特斯拉閥的循環(huán)散熱系統(tǒng)，顯著提高了散熱性能，尤其適用于需要快速散熱的小體積散熱裝置中。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種基于特斯拉閥的循環(huán)散熱系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：兩組特斯拉閥；集流盤，所述集流盤為盤狀腔體結(jié)構(gòu)，其內(nèi)設(shè)有換熱流體，其一表面與待散熱物體表面貼附，另一表面設(shè)有蒸汽輸出口；兩個(gè)輸運(yùn)管道，其中一輸運(yùn)管道一端與所述輸出口連接，另一端與第一組特斯拉閥的中部連接，另一輸運(yùn)管道一端與所述輸出口連接，另一端與第二特斯拉閥的中部連接；散熱管道，所述散熱管道的進(jìn)口與兩組特斯拉閥的出口連接，所述散熱管道的出口與兩組特斯拉閥管的進(jìn)口連接；所述散熱管道的中部設(shè)有散熱片。

優(yōu)選地，兩個(gè)輸運(yùn)管道的內(nèi)部的底部均設(shè)有吸液材料。

優(yōu)選地，所述吸液材料為吸水環(huán)氧樹脂或者吸水纖維條。

優(yōu)選地，兩個(gè)輸運(yùn)管道的內(nèi)部的底部均設(shè)有多個(gè)毛細(xì)管，多個(gè)毛細(xì)管的管道方向與所述輸運(yùn)管道相同。

優(yōu)選地，所述散熱片表面設(shè)有散熱翅片或散熱風(fēng)扇。

優(yōu)選地，所述集流盤的貼附換熱面為金屬材料，且該貼附換熱面的內(nèi)部設(shè)置多個(gè)換熱柱體。

優(yōu)選地，所述集流盤的貼附換熱面的形狀與待散熱物體表面相同。

優(yōu)選地，所述集流盤的輸出口還設(shè)有換液閥。

優(yōu)選地，所述散熱片的材料為石墨烯或紫銅片。

總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種基于特斯拉閥的循環(huán)散熱系統(tǒng)具有如下有益效果：