專利名稱：一種緊湊型回路熱管裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種電子元器件的散熱裝置，特別是涉及ー種用于狹小空間元器件散熱的緊湊型回路熱管裝置。
背景技術(shù)：
隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，芯片的集成度不斷提高，電子元器件的發(fā)熱量隨之増大，熱流密度隨之升高。電子裝置的熱管理問題是制約其發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。另外，隨著電子元器件集成度的提高，電子裝置的空間也更為緊湊，對散熱裝置的熱輸運(yùn)能力和傳熱效率提出了更高的要求?；芈窡峁苎b置，作為普通熱管技術(shù)的延伸，依靠液態(tài)工作介質(zhì)的相變來實(shí)現(xiàn)散熱，具有傳熱能力強(qiáng)、效率高、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活、可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離熱輸運(yùn)等特點(diǎn)，是解決高熱流密度電子設(shè)備熱管理的有效手段之一。其利用蒸發(fā)部內(nèi)毛細(xì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的毛細(xì)カ來驅(qū)動系統(tǒng)運(yùn)行，由于氣相工作介質(zhì)和液相工作介質(zhì)在系統(tǒng)完全分離，流動阻カ小，運(yùn)行效率較高，并可根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的要求實(shí)現(xiàn)熱量的遠(yuǎn)距離輸運(yùn)。為了滿足高熱流密度電子裝置的熱管理要求，回路熱管向著微小型化方向發(fā)展，在此過程中，平板型蒸發(fā)部回路熱管被提出，與圓柱型蒸發(fā)部的回路熱管相比，具有方便與元器件封裝和連接，傳熱效率更高等優(yōu)點(diǎn)。為此，出現(xiàn)了兩種結(jié)構(gòu)的平板型蒸發(fā)器，它們區(qū)別在補(bǔ)償室的布置方式不同。中國專利CN200820058102. 9“一種用于大功率LED散熱的回路熱管裝置”公開了ー種平板型的回路熱管結(jié)構(gòu)，在該蒸發(fā)器中，補(bǔ)償室位于蒸汽槽道的長度方向上，液態(tài)工作介質(zhì)是通過液體管路的回流和多孔結(jié)構(gòu)的毛細(xì)作用輸送到毛細(xì)結(jié)構(gòu)蒸發(fā)區(qū)域。在通過毛細(xì)作用來輸運(yùn)液態(tài)工作介質(zhì)時(shí)，液體從補(bǔ)償室到蒸發(fā)區(qū)域的傳輸距離較遠(yuǎn)，相應(yīng)的流動阻カ也較大。中國專利CN200820123488. 7 “ー種環(huán)路熱管散熱裝置”公開了另ー種平板型蒸發(fā)器的回路熱管結(jié)構(gòu)，在該平板型蒸發(fā)器中，補(bǔ)償室位于蒸汽槽道的高度方向上，液態(tài)工作介質(zhì)直接通過多孔結(jié)構(gòu)的毛細(xì)作用輸運(yùn)到蒸發(fā)區(qū)域，工作介質(zhì)的傳輸距離較小，流動阻カ較小，有利于改善傳熱效率；該結(jié)構(gòu)的回路熱管蒸發(fā)器的厚度較大，同時(shí)在放置方式上受到限制，即要求蒸發(fā)器上的加熱面不能垂直向上，否則液體工作介質(zhì)將不易和毛細(xì)結(jié)構(gòu)接觸，相應(yīng)的工作介質(zhì)無法回流到蒸發(fā)區(qū)域。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型正是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種緊湊型回路熱管裝置。為解決上述問題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案如下一種緊湊型回路熱管裝置，包括蒸發(fā)部、氣相管道、冷凝部和液相管道，氣相管道與液相管道連通并構(gòu)成密閉的循環(huán)通道，密閉的循環(huán)通道內(nèi)填充工作介質(zhì)，蒸發(fā)部為平板狀，蒸發(fā)部靠近冷凝部的平板側(cè)為加熱面，蒸發(fā)部遠(yuǎn)離冷凝部的平板側(cè)為非加熱面，所述蒸發(fā)部內(nèi)部設(shè)置有補(bǔ)償室、毛細(xì)結(jié)構(gòu)、蒸汽室和支撐壁；所述毛細(xì)結(jié)構(gòu)從補(bǔ)償室的端部開始，緊貼加熱面?zhèn)鹊难a(bǔ)償室內(nèi)壁，沿工作介質(zhì)在蒸發(fā)部中流動方向，一直延伸到非加熱面，毛細(xì)結(jié)構(gòu)貼合補(bǔ)償室內(nèi)壁的補(bǔ)償室段和毛細(xì)結(jié)構(gòu)貼合非加熱面的非加熱段由傾斜設(shè)置的傾斜段連接在一起；所述補(bǔ)償室與液相管道連通；所述蒸汽室與氣相管道連通。所述補(bǔ)償室的非加熱面的內(nèi)壁面為斜面，斜面在非加熱面上從補(bǔ)償室的端部開始，一直延伸到非加熱面內(nèi)壁的毛細(xì)結(jié)構(gòu)結(jié)束，且靠近液相管道的非加熱面內(nèi)壁厚度大于靠近毛細(xì)結(jié)構(gòu)的非加熱面內(nèi)壁厚度。所述在毛細(xì)結(jié)構(gòu)的非加熱段、傾斜段和加熱面之間，設(shè)有多個(gè)支撐壁，多個(gè)支撐壁和毛細(xì)結(jié)構(gòu)在一起形成蒸汽槽道。所述液相管道的出ロ段設(shè)置在補(bǔ)償室中，出ロ段位于傾斜段的上方。所述氣相管道與液相管道連通部位的管道外部設(shè)置有冷凝部。所述冷凝部為金屬散熱翅片。所述冷凝部為熱沉裝置。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果I、本實(shí)用新型中，通過改變毛細(xì)結(jié)構(gòu)的放置方式，即將部分毛細(xì)結(jié)構(gòu)傾斜，來增大蒸發(fā)部單位長度方向上的蒸發(fā)面積，提高該裝置的散熱效率；同時(shí)，將液相管道延伸到補(bǔ)償室內(nèi)，將液態(tài)工作介質(zhì)直接輸送到蒸發(fā)區(qū)域，縮短液態(tài)工作介質(zhì)的毛細(xì)結(jié)構(gòu)的輸運(yùn)距離，改善回路熱管的傳熱性能；2、本實(shí)用新型中，在工作介質(zhì)流動方向上，單位長度的蒸發(fā)面積更大，運(yùn)行效果更高，將使回路熱管裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得更為緊湊；3、本實(shí)用新型中，補(bǔ)償室的兩個(gè)內(nèi)壁分別鋪設(shè)毛細(xì)結(jié)構(gòu)和傾斜面，液相管道延伸到補(bǔ)償室內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)在各種擺放方式情況下正常工作，具有很好的抗重力性能。

圖I為本實(shí)用新型所述的緊湊型回路熱管裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I中的A-A剖視圖；圖中1 ー蒸發(fā)部、2 —?dú)庀喙艿馈? —冷凝部、4 一液相管道、4a —出ロ段、5 —補(bǔ)償室、6 —毛細(xì)結(jié)構(gòu)、7 —蒸汽室、8 —傾斜段、9 ー支撐壁、10—斜面、11 ー加熱面、12—非加熱面。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合具體的實(shí)施例來說明本實(shí)用新型的內(nèi)容。如圖I所示，為本實(shí)用新型所述的緊湊型回路熱管裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為圖I中的A-A剖視圖。本實(shí)用新型所述的緊湊型回路熱管裝置包括蒸發(fā)部I、氣相管道2、冷凝部3和液相管道4，并構(gòu)成密閉的循環(huán)通道。蒸發(fā)部I 一端連接有液相管道4，另一端連接有氣相管道2。密閉的循環(huán)通道內(nèi)填充有氣相或液相的工作介質(zhì)。蒸發(fā)部I為平板狀，其靠近冷凝部3的平板側(cè)為加熱面11，遠(yuǎn)離冷凝部3的平板側(cè)為非加熱面12。蒸發(fā)部I內(nèi)部設(shè)置有補(bǔ)償室5、毛細(xì)結(jié)構(gòu)6、蒸汽室7和支撐壁9?？拷合喙艿?為補(bǔ)償室5。毛細(xì)結(jié)構(gòu)6從補(bǔ)償室5的端部開始，緊貼加熱面11側(cè)補(bǔ)償室5的內(nèi)壁，沿工作介質(zhì)在毛細(xì)結(jié)構(gòu)6中流動方向，一直延伸到非加熱面12，毛細(xì)結(jié)構(gòu)6貼合加熱面11為補(bǔ)償室段，毛細(xì)結(jié)構(gòu)6貼合非加熱面12為非加熱段，補(bǔ)償室段和非加熱段由傾斜設(shè)置的傾斜段8連接在一起，即毛細(xì)結(jié)構(gòu)6離開補(bǔ)償室5內(nèi)壁向非加熱面12延伸過渡形成傾斜段8。在毛細(xì)結(jié)構(gòu)6的非加熱段、傾斜段8和加熱面11之間，設(shè)有多個(gè)支撐壁9，多個(gè)支撐壁9和毛細(xì)結(jié)構(gòu)6、加熱面11在一起圍成多個(gè)蒸汽槽道13，液體工作介質(zhì)在蒸汽槽道13的毛細(xì)結(jié)構(gòu)6中蒸發(fā)形成氣相工作介質(zhì)后,被輸送到蒸汽室7內(nèi)，氣相工作介質(zhì)通過蒸汽室7進(jìn)入氣相管道2。補(bǔ)償室5的非加熱面12的內(nèi)壁面為斜面10，斜面10在非加熱面12上從補(bǔ)償室5的端部開始，一直延伸到非加熱面12內(nèi)壁的毛細(xì)結(jié)構(gòu)6結(jié)束，且靠近液相管道4的非加熱面12內(nèi)壁厚度大于靠近毛細(xì)結(jié)構(gòu)6的非加熱面12內(nèi)壁厚度。氣相管道2與蒸汽室7連通，液相管道4與補(bǔ)償室5連通，液相管道4具有出口段4a,出口段4a設(shè)置在補(bǔ)償室5中，出口段4a位于傾斜段8的上方；氣相管道2和液相管道 4連通，形成密閉的循環(huán)通道。氣相管道2與液相管道4連通部位的管道外部設(shè)置有冷凝部3。冷凝部3為金屬散熱翅片或熱沉裝置，用于冷卻工作介質(zhì)。本實(shí)用新型所述的毛細(xì)結(jié)構(gòu)6為金屬泡沫燒結(jié)而成，或由金屬絲網(wǎng)編制而成，或由纖維編制而成，蒸發(fā)部I、氣相管道2和液相管道4為金屬制成，蒸汽槽道13中的支撐壁9為固體金屬結(jié)構(gòu)或多孔結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型所述的緊湊型回路熱管裝置的工作原理如下在工作過程中，當(dāng)發(fā)熱的元器件，如電子芯片等，與蒸發(fā)部I的加熱面11接觸吋，元器件的熱負(fù)荷Q傳輸給加熱面11，蒸發(fā)部I內(nèi)部的液態(tài)工作介質(zhì)在毛細(xì)結(jié)構(gòu)6中蒸發(fā)，產(chǎn)生的蒸汽通過蒸汽槽道13聚集到蒸汽室7中；同時(shí)由于毛細(xì)結(jié)構(gòu)6的毛細(xì)作用，在毛細(xì)結(jié)構(gòu)6兩側(cè)，即在補(bǔ)償室5和蒸汽槽道13之間，形成一定壓カ差，驅(qū)動氣態(tài)工作介質(zhì)由氣相管道2進(jìn)入液相管道4，氣態(tài)工作介質(zhì)流動時(shí)被冷凝部3冷卻，凝結(jié)成液態(tài)工作介質(zhì)。工作介質(zhì)經(jīng)液相管道4回流到蒸發(fā)部I內(nèi)的補(bǔ)償室5中。工作介質(zhì)從補(bǔ)償室5進(jìn)入蒸發(fā)部I的蒸發(fā)區(qū)域，即進(jìn)入毛細(xì)結(jié)構(gòu)6的非加熱段、傾斜段8、加熱面11和蒸汽室7構(gòu)成的蒸發(fā)區(qū)域，存在以下四種情況第一種情況當(dāng)蒸發(fā)部I的加熱面11處于水平位置，且非加熱面12處于加熱面11的正上方時(shí)(即處于如圖I所示位置)；此時(shí)，補(bǔ)償室5中液態(tài)的工作介質(zhì)通過兩種方式被輸送到蒸發(fā)部I的蒸發(fā)區(qū)域，它們分別為ー是通過緊貼補(bǔ)償室5內(nèi)壁的毛細(xì)結(jié)構(gòu)6的毛細(xì)作用，即毛細(xì)結(jié)構(gòu)6的補(bǔ)償室段的毛細(xì)作用；ニ是通過設(shè)置在傾斜段8上方的出ロ段4a，流入毛細(xì)結(jié)構(gòu)6的傾斜段8上，傾斜段8本身就是工作介質(zhì)的蒸發(fā)區(qū)域組成部分。第二種情況當(dāng)蒸發(fā)部I的非加熱面12處于水平位置，且加熱面11處于非加熱面12的正上方時(shí)(即圖I所示位置旋轉(zhuǎn)180° )；此時(shí)，液態(tài)工作介質(zhì)在重力和向下傾斜的斜面10的作用下，進(jìn)入蒸發(fā)部I的蒸發(fā)區(qū)域。第三種情況當(dāng)蒸發(fā)部I側(cè)向放置，毛細(xì)結(jié)構(gòu)6位于補(bǔ)償室5的正上方時(shí)(此時(shí)，加熱面11和非加熱面12的法向和重力作用方向垂直)；此時(shí)，液態(tài)工作介質(zhì)聚集在補(bǔ)償室5的端部，補(bǔ)償室5內(nèi)的液態(tài)工作介質(zhì)在緊貼加熱面11的毛細(xì)結(jié)構(gòu)6的加熱段的毛細(xì)作用下進(jìn)入蒸發(fā)部I的蒸發(fā)區(qū)域。[0036]第四種情況當(dāng)蒸發(fā)部I側(cè)向放置，補(bǔ)償室5位于毛細(xì)結(jié)構(gòu)6的正上方時(shí)(此時(shí)，加熱面11和非加熱面12的法向和重力作用方向平行)；此時(shí)，液態(tài)工作介質(zhì)通過設(shè)置在傾斜段8上方的出ロ段4a直接流入蒸發(fā)部I的蒸發(fā)區(qū)域。當(dāng)然，在實(shí)際使用中，本實(shí)用新型所述的緊湊型回路熱管裝置不可能完全處于以上四種情況中的某ー種，但都可以根據(jù)實(shí)際使用情況，分解成上述幾種情況的組合，這并不 脫離本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)。但是，不管是哪ー種實(shí)際使用狀態(tài)，本實(shí)用新型可以保證回路熱管裝置在各種放置方式下順利工作，具有很好的抗重力性能。
權(quán)利要求1.一種緊湊型回路熱管裝置，包括蒸發(fā)部(I)、氣相管道(2)、冷凝部(3)和液相管道(4)，氣相管道(2)與液相管道(4)連通并構(gòu)成密閉的循環(huán)通道，密閉的循環(huán)通道內(nèi)填充エ作介質(zhì)，蒸發(fā)部(I)為平板狀，蒸發(fā)部(I)靠近冷凝部(3)的平板側(cè)為加熱面(11)，蒸發(fā)部(I)遠(yuǎn)離冷凝部(3)的平板側(cè)為非加熱面(12)，其特征在于，所述蒸發(fā)部(I)內(nèi)部設(shè)置有補(bǔ)償室(5)、毛細(xì)結(jié)構(gòu)(6)、蒸汽室(7)和支撐壁(9);所述毛細(xì)結(jié)構(gòu)(6)從補(bǔ)償室(5)的端部開始，緊貼加熱面(11)側(cè)的補(bǔ)償室(5 )內(nèi)壁，沿工作介質(zhì)在蒸發(fā)部(I)中流動方向，一直延伸到非加熱面(12)，毛細(xì)結(jié)構(gòu)(6)貼合補(bǔ)償室(5)內(nèi)壁的補(bǔ)償室段和毛細(xì)結(jié)構(gòu)(6)貼合非加熱面(12)的非加熱段由傾斜設(shè)置的傾斜段(8)連接在一起；所述補(bǔ)償室(5)與液相管道(4)連通；所述蒸汽室(7)與氣相管道(2)連通。
2.如權(quán)利要求I所述的ー種緊湊型回路熱管裝置，其特征在于，所述補(bǔ)償室(5)的非加熱面(12)的內(nèi)壁面為斜面(10)，斜面(10)在非加熱面(12)上從補(bǔ)償室(5)的端部開始，一直延伸到非加熱面(12)內(nèi)壁的毛細(xì)結(jié)構(gòu)(6)結(jié)束，且靠近液相管道(4)的非加熱面(12)內(nèi)壁厚度大于靠近毛細(xì)結(jié)構(gòu)(6)的非加熱面(12)內(nèi)壁厚度。
3.如權(quán)利要求I或2所述的ー種緊湊型回路熱管裝置，其特征在于，所述在毛細(xì)結(jié)構(gòu)(6)的非加熱段、傾斜段(8)和加熱面(11)之間，設(shè)有多個(gè)支撐壁(9)，多個(gè)支撐壁(9)和毛細(xì)結(jié)構(gòu)(6)在一起形成蒸汽槽道(13)。
4.如權(quán)利要求I或2所述的ー種緊湊型回路熱管裝置，其特征在于，所述液相管道(4)的出口段(4a)設(shè)置在補(bǔ)償室(5)中，出口段(4a)位于傾斜段(8)的上方。
5.如權(quán)利要求I所述的ー種緊湊型回路熱管裝置，其特征在于，所述氣相管道(2)與液相管道(4)連通部位的管道外部設(shè)置有冷凝部(3)。
6.如權(quán)利要求5所述的ー種緊湊型回路熱管裝置，其特征在于，所述冷凝部(3)為金屬散熱翅片。
7.如權(quán)利要求5所述的ー種緊湊型回路熱管裝置，其特征在于，所述冷凝部(3)為熱沉裝置。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種緊湊型回路熱管裝置，包括蒸發(fā)部、氣相管道、冷凝部和液相管道，氣相管道與液相管道連通并構(gòu)成密閉的循環(huán)通道，所述蒸發(fā)部內(nèi)部設(shè)置有補(bǔ)償室、毛細(xì)結(jié)構(gòu)、蒸汽室和支撐壁；所述毛細(xì)結(jié)構(gòu)從補(bǔ)償室的端部開始，緊貼加熱面?zhèn)鹊难a(bǔ)償室內(nèi)壁，沿工作介質(zhì)在蒸發(fā)部中流動方向，一直延伸到非加熱面，毛細(xì)結(jié)構(gòu)貼合補(bǔ)償室內(nèi)壁的補(bǔ)償室段和毛細(xì)結(jié)構(gòu)貼合非加熱面的非加熱段由傾斜設(shè)置的傾斜段連接在一起；所述補(bǔ)償室與液相管道連通；所述蒸汽室與氣相管道連通。本實(shí)用新型通過改變毛細(xì)結(jié)構(gòu)的放置方式來提高散熱效率；單位長度的蒸發(fā)面積更大，使回路熱管裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得更為緊湊，可以實(shí)現(xiàn)在各種擺放情況下正常工作，具有很好的抗重力性能。
文檔編號F28D15/04GK202403583SQ201220000530
公開日2012年8月29日 申請日期2012年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月4日
發(fā)明者張先鋒, 張根烜 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所