一種熱管散熱裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及散熱器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種能應(yīng)對變工況和高負荷的熱管散熱裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著大功率LED照明、大型服務(wù)器以及航空航天領(lǐng)域中高熱流密度器件技術(shù)的飛速發(fā)展，單一設(shè)備的熱流密度從原先的0.1-lOW/cm2的量級向著10-1000W/Cm2乃至更高的量級快速發(fā)展。傳統(tǒng)熱管散熱器的蒸發(fā)器由于其單純依靠毛細抽力維持著液態(tài)工質(zhì)向相變界面?zhèn)鬟f的過程，在應(yīng)對小功率散熱時運行穩(wěn)定性問題尚不嚴重，但在應(yīng)對變負荷工況或高負荷工況時，由于熱流密度急劇波動或急劇上升，傳統(tǒng)熱管散熱器依靠單一的吸液芯往往不能應(yīng)對突變的工況以及急劇上升的熱流，因此其散熱效果和運行穩(wěn)定性不甚理想，嚴重影響著高熱流密度器件本身的安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種能夠穩(wěn)定運行并有效幫助高熱流密度器件應(yīng)對工況頻繁轉(zhuǎn)換，克服傳統(tǒng)熱管在高負荷運行時易產(chǎn)生干涸的難題，提高熱流密度器件的運行穩(wěn)定性與安全性的熱管散熱裝置。
[0004]為實現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是:
一種熱管散熱裝置，包括蒸發(fā)器和冷凝器，所述蒸發(fā)器包括殼體、第一吸熱芯、第二吸熱芯、蒸發(fā)腔、膨脹腔、工質(zhì)貯存腔、補償腔和絕熱腔，所述膨脹腔位于所述殼體的最外部及頂部，所述膨脹腔的內(nèi)側(cè)設(shè)置有所述絕熱腔，所述絕熱腔的內(nèi)側(cè)通過隔板分隔成所述工質(zhì)貯存腔和補償腔，所述補償腔的外周設(shè)置有所述第二吸熱芯，所述第二吸熱芯的下部與所述第一吸熱芯相接，所述第一吸熱芯的下表面與所述殼體的底板之間形成所述蒸發(fā)腔，在所述蒸發(fā)腔內(nèi)，所述底板的上表面上設(shè)置有多個微槽道，所述微槽道與所述第一吸液芯緊密接觸；所述絕熱腔的下端與所述微槽道的上表面齊平；所述膨脹腔的下端與所述殼體的底板相接；所述工質(zhì)貯存腔的上部與所述膨脹腔之間設(shè)置有彈性膜片，所述彈性膜片與所述隔板之間設(shè)置有復(fù)位彈簧；所述補償腔內(nèi)安裝有連通所述工質(zhì)貯存腔和補償腔的補水管路，所述補水管路上安裝有第一單向閥，內(nèi)部供液管路一端與所述工質(zhì)貯存腔連接，另一端位于所述第一吸液芯和第二吸液芯相接處，所述內(nèi)部供液管路上安裝有第二單向閥；所述膨脹腔內(nèi)充注有相變膨脹工質(zhì)，所述補償腔內(nèi)充注有冷卻工質(zhì)；蒸汽接管一端與所述蒸發(fā)腔的蒸汽出口連接，另一端與所述冷凝器進口連接，液體接管一端與所述冷凝器的出口連接，另一端與所述補償腔的冷凝液回流口連接。
[0005]所述微槽道的高與寬分別為0.l_5mm，所述微槽道與所述蒸汽出口呈平行或垂直布置。
[0006]所述殼體為銅或不銹鋼材料。
[0007]所述殼體的截面為圓形或矩形。
[0008]所述第一吸液芯的孔隙率高于所述第二吸液芯的孔隙率。
[0009]所述第一吸液芯和第二吸液芯為金屬絲網(wǎng)、分子篩、燒結(jié)金屬粉末或有機聚合物。
[0010]所述第一吸液芯的孔隙率在30%_50%之間，所述第二吸液芯的孔隙率在50-80%之間。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有下述有益效果:
1、本發(fā)明的熱管散熱裝置通過各部分結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計，解決了在高負荷運行時易產(chǎn)生干涸的難題，能夠提高熱流密度器件的運行穩(wěn)定性與安全性，并能夠有效幫助高熱流密度器件應(yīng)對工況頻繁轉(zhuǎn)換。
[0012]2、本發(fā)明的熱管散熱裝置設(shè)置有絕熱腔，一方面起到減少殼體吸收底板的加熱量，另一方面，絕熱腔的設(shè)置可以隔絕周圍環(huán)境的熱量傳遞至蒸發(fā)器的內(nèi)部，防止補償腔內(nèi)部因熱量的急劇變化而使得液態(tài)工質(zhì)產(chǎn)生蒸發(fā)阻斷液體向相變界面的傳遞，提高了熱管散熱裝置的運行穩(wěn)定性。
[0013]3、本發(fā)明的熱管散熱裝置采用不同孔隙率的吸液芯，使得兩個吸液芯的導(dǎo)熱系數(shù)不同，第一吸液芯的孔隙率高于所述第二吸液芯的孔隙率，第一吸液芯采用較小的孔隙率可以保證汽液相變界面具有較高的毛細抽吸壓頭，高負荷運行時不易干涸，而第二吸液芯采用較高的孔隙率，滲透效果好。綜合效果表現(xiàn)為:在保持熱管較高驅(qū)動壓頭同時減小了冷卻工質(zhì)在向蒸發(fā)腔的傳輸過程中遇到的滲透阻力，并較大幅度的削弱了底板從蒸發(fā)腔向補償腔的漏熱。
【附圖說明】
[0014]圖1所示為本發(fā)明熱管散熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2所示為本發(fā)明熱管散熱裝置中殼體截面為圓形的俯視圖；
圖3所示為本發(fā)明熱管散熱裝置中殼體截面為矩形的俯視圖；
圖4所不為圖1中的A-A尚]視圖；
圖5所示為圖1中的B-B剖視圖；
圖6所示為圖1中的C-C剖視圖。
【具體實施方式】
[0015]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0016]本發(fā)明熱管散熱裝置的示意圖如圖1-圖6所示，包括蒸發(fā)器1和冷凝器12。所述蒸發(fā)器1包括殼體10、第一吸熱芯6、第二吸熱芯7、蒸發(fā)腔8、膨脹腔3、工質(zhì)貯存腔4、補償腔5和絕熱腔22，所述殼體10的截面為圓形或矩形。殼體10為銅或不銹鋼材料。圓形殼體的俯視圖如圖2所示，矩形殼體的俯視圖如圖3所示。本實施例以矩形殼體為例，其A-A剖視圖、B-B剖視圖和C-C剖視圖如圖4-圖6所示。所述膨脹腔3位于所述殼體10的最外部及頂部，所述膨脹腔3的內(nèi)側(cè)設(shè)置有絕熱腔22，所述絕熱腔22的內(nèi)側(cè)通過隔板24分隔成所述工質(zhì)貯存腔4和補償腔5，所述補償腔5的外周設(shè)置有所述第二吸熱芯7，所述第二吸熱芯7的下部與所述第一吸熱芯6相接。所述第一吸熱芯6的下表面與所述殼體的底板9部分之間形成所述蒸發(fā)腔8，在所述蒸發(fā)腔8內(nèi)，所述底板9的上表面上設(shè)置有多個微槽道23。所述微槽道23與所述第一吸液芯6緊密接觸。所述絕熱腔5的下端與所述微槽道23的上表面齊平；所述膨脹腔3的下端與所述殼體的底板9相接。所述工質(zhì)貯存腔4的上部與所述膨脹腔3之間設(shè)置有彈性膜片14，所述彈性膜片14與所述隔板24之間設(shè)置有復(fù)位彈簧15。所述補償腔5內(nèi)安裝有連通所述工質(zhì)貯存腔4和補償腔5的補水管路16，所述補水管路16上安裝有第一單向閥17，內(nèi)部供液管路18 —端與所述工質(zhì)貯存腔4連接，另一端位于所述第一吸液芯6和第二吸液芯7相接處。所述內(nèi)部供液管路18上安裝有第二單向閥19。所述膨脹腔3內(nèi)充注有相變膨脹工質(zhì)，相變膨脹工質(zhì)可以選擇水、氨、丙酮、乙醇或制冷劑等具有相變特性的工質(zhì)。所述補償腔5內(nèi)充注有制冷工質(zhì)。蒸汽接管11 一端與所述蒸發(fā)腔的蒸汽出口 20連接，另一端與所述冷凝器12進口連接，液體接管13—端與所述冷凝器的出口連接，另一端與所述補償腔的冷凝液回流口 21連接。
[0017]所述第一吸液芯和第二吸液芯為金屬絲網(wǎng)、分子篩、燒結(jié)金屬粉末或有機聚合物。
[0018]所述第一吸液芯的孔隙率高于所述第二吸液芯的孔隙率。所述第一吸液芯的孔隙率在30%-50%之間，所述第二吸液芯的孔隙率在50-80%之間。
[0019]為了達到最佳的散熱效果，所述微槽道23的高與寬分別為0.l_5mm，所述微槽道23可以與所述蒸汽出口 20呈平行或垂直布置。
[0020]所述膨脹腔3為一密閉空間，所述膨脹腔3內(nèi)的壓力以及相變膨脹工質(zhì)的充注量由散熱裝置所處環(huán)境溫度、加熱熱流密度等多種參數(shù)決定。即所述底板9在正常運行時底部的熱流密度值以及熱管散熱裝置所處的環(huán)境溫度共同決定所述膨脹腔內(nèi)的工質(zhì)充灌