本發(fā)明屬于電子設(shè)備散熱。

背景技術(shù)：

1、毛細(xì)泵兩相冷卻回路是一種高效相變傳熱裝置，利用裝置內(nèi)部毛細(xì)力作為流體驅(qū)動(dòng)力，無(wú)需外部輸入驅(qū)動(dòng)功率，但是傳統(tǒng)毛細(xì)泵兩相冷卻回路內(nèi)部毛細(xì)結(jié)構(gòu)存在提升毛細(xì)力和降低流動(dòng)阻力的矛盾之處，毛細(xì)泵存在的散熱極限造成其難以滿足高功耗器件散熱需求。微通道冷板因具有比表面積大，流體換熱系數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)被認(rèn)為是解決高功耗器件散熱的有效途徑之一，但是微通道冷板內(nèi)部的流阻較大，限制了具有微通道冷板的毛細(xì)泵兩相冷卻回路的應(yīng)用。

2、發(fā)明專利cn201710288107.4公開(kāi)了一種用于毛細(xì)泵環(huán)的交錯(cuò)式微通道冷凝器，該裝置內(nèi)部蒸汽和冷卻水通道交錯(cuò)排布，兩者通過(guò)側(cè)壁面?zhèn)鳠幔行г黾恿藫Q熱面積，提高冷凝器的冷凝效率，該發(fā)明無(wú)法解決毛細(xì)結(jié)構(gòu)毛細(xì)力和流動(dòng)阻力之間的矛盾，難以滿足高功耗器件的散熱需求。實(shí)用新型專利cn202220585748.2公開(kāi)了一種復(fù)合型微通道散熱裝置，該裝置通過(guò)其內(nèi)部復(fù)雜結(jié)構(gòu)引起流體在流道中流動(dòng)狀態(tài)的變化，增加流體擾動(dòng)，提高換熱效率，該發(fā)明散熱面積有限，無(wú)法滿足高功耗器件的散熱需求。發(fā)明專利cn202110937700.3公開(kāi)了一種適用于高熱流密度器件的沖擊流雙層導(dǎo)流微通道熱沉，該裝置通過(guò)縮短冷卻劑在通道內(nèi)的行程，從而減小壓降損失，通過(guò)中間截?cái)鄥^(qū)域的導(dǎo)流結(jié)構(gòu)可顯著混合上下層冷卻劑，較大程度提升上層冷卻劑冷卻性能，從而提升傳熱效率，該發(fā)明需外部輸入功率驅(qū)動(dòng)，不適用于毛細(xì)泵兩相冷卻回路。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決毛細(xì)泵兩相冷卻回路存在的散熱極限造成其難以滿足高功耗器件散熱需求的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種微孔與微通道復(fù)合的自循環(huán)雙通道冷板，通過(guò)微通道和多孔結(jié)構(gòu)相結(jié)合，既能提供大毛細(xì)力，又能提供高流通率，降低流動(dòng)阻力的同時(shí)可以提升毛細(xì)泵的散熱極限，從而滿足高功率器件的散熱需求。

2、為達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

3、一種微孔與微通道復(fù)合的自循環(huán)雙通道冷板，包括殼體1、入口多級(jí)通道2、出口多級(jí)通道3、分液腔4、集液腔5、微通道區(qū)6、多孔區(qū)7、蒸汽腔8；所述入口多級(jí)通道2由多級(jí)不同水力直徑的通道組成；所述出口多級(jí)通道3由多層級(jí)不同水力直徑的通道組成；所述分液腔4和入口多級(jí)通道2及微通道區(qū)6聯(lián)通；所述集液腔5和出口多級(jí)通道3、多孔區(qū)7聯(lián)通；所述微通道區(qū)6由多根微通道組成；所述多孔區(qū)7位于微通道區(qū)6上部；所述蒸汽腔8位于多孔區(qū)7上部。

4、進(jìn)一步的，所述入口多級(jí)通道2中上一級(jí)通道分流至兩根下一級(jí)通道，下一級(jí)通道半徑由上一級(jí)通道決定，ri3＝2ri+13，其中ri為上一級(jí)通道半徑，ri+1為下一級(jí)通道半徑。

5、進(jìn)一步的，所述出口多級(jí)通道3中兩根上一級(jí)通道匯流至下一級(jí)通道，下一級(jí)通道半徑由上一級(jí)通道決定，2ti3＝ti+13，其中ti為上一級(jí)通道半徑，ti+1為下一級(jí)通道半徑。

6、進(jìn)一步的，所述分液腔4在微通道區(qū)6入口之前，寬度與微通道區(qū)6寬度相同，厚度與微通道區(qū)6厚度相同。

7、進(jìn)一步的，所述多孔區(qū)7為絲網(wǎng)或燒結(jié)毛細(xì)芯形成，多孔區(qū)7底部與微通道區(qū)6頂部貼合。

8、進(jìn)一步的，所述微通道區(qū)6和多孔區(qū)7內(nèi)部流體為低表面張力流體。

9、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)：

10、(1)本發(fā)明的微孔與微通道復(fù)合的自循環(huán)雙通道冷板通過(guò)微通道冷板和毛細(xì)芯結(jié)合，增大了毛細(xì)驅(qū)動(dòng)力和流體流通率，降低了流動(dòng)阻力，提升了冷板散熱極限且無(wú)需外部輸入功率。

11、(2)本發(fā)明的微孔與微通道復(fù)合的自循環(huán)雙通道冷板進(jìn)出口通道采用分形結(jié)構(gòu)，均勻分配流量至每根微通道，提高了平均換熱系數(shù)，提升了冷板的溫度均勻性。

12、(3)本發(fā)明的微孔與微通道復(fù)合的自循環(huán)雙通道冷板用于如氟碳化合物這樣的低表面張力流體時(shí)同樣能夠提供高毛細(xì)力，擴(kuò)展了應(yīng)用場(chǎng)合。

13、下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

技術(shù)特征：

1.一種微孔與微通道復(fù)合的自循環(huán)雙通道冷板，其特征在于：包括殼體(1)、入口多級(jí)通道(2)、出口多級(jí)通道(3)、分液腔(4)、集液腔(5)、微通道區(qū)(6)、多孔區(qū)(7)、蒸汽腔(8)；所述入口多級(jí)通道(2)由多級(jí)不同水力直徑的通道組成；所述出口多級(jí)通道(3)由多層級(jí)不同水力直徑的通道組成；所述分液腔(4)和入口多級(jí)通道(2)及微通道區(qū)(6)聯(lián)通；所述集液腔(5)和出口多級(jí)通道(3)、多孔區(qū)(7)聯(lián)通；所述微通道區(qū)(6)由多根微通道組成；所述多孔區(qū)(7)位于微通道區(qū)(6)上部；所述蒸汽腔(8)位于多孔區(qū)(7)上部。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微孔與微通道復(fù)合的自循環(huán)雙通道冷板，其特征在于：所述入口多級(jí)通道(2)中上一級(jí)通道分流至兩根下一級(jí)通道，下一級(jí)通道半徑由上一級(jí)通道決定：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微孔與微通道復(fù)合的自循環(huán)雙通道冷板，其特征在于：所述出口多級(jí)通道(3)中兩根上一級(jí)通道匯流至下一級(jí)通道，下一級(jí)通道半徑由上一級(jí)通道決定：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微孔與微通道復(fù)合的自循環(huán)雙通道冷板，其特征在于：所述分液腔(4)在微通道區(qū)(6)入口之前，寬度與微通道區(qū)(6)寬度相同，厚度與微通道區(qū)(6)厚度相同。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微孔與微通道復(fù)合的自循環(huán)雙通道冷板，其特征在于：所述多孔區(qū)(7)為絲網(wǎng)或燒結(jié)毛細(xì)芯形成，多孔區(qū)(7)底部與微通道區(qū)(6)頂部貼合。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微孔與微通道復(fù)合的自循環(huán)雙通道冷板，其特征在于：所述微通道區(qū)(6)和多孔區(qū)(7)內(nèi)部流體為低表面張力流體。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種微孔與微通道復(fù)合的自循環(huán)雙通道冷板，屬于電子設(shè)備散熱技術(shù)領(lǐng)域。該裝置包括殼體、入口多級(jí)通道、出口多級(jí)通道、分液腔、集液腔、微通道區(qū)、多孔區(qū)、蒸汽腔。流體在入口多級(jí)通道內(nèi)部均勻分配，通過(guò)分液腔進(jìn)入微通道區(qū)，微通道區(qū)內(nèi)部流體受熱蒸發(fā)，在毛細(xì)力作用下進(jìn)入出口多級(jí)通道，部分流體在毛細(xì)力驅(qū)動(dòng)下進(jìn)入多孔區(qū)，多孔區(qū)的流體受熱蒸發(fā)，形成汽液彎月面，汽液彎月面的表面張力驅(qū)動(dòng)流體進(jìn)入蒸汽腔。在此過(guò)程中，多孔區(qū)給流體流動(dòng)提供了較大的毛細(xì)力，微通道區(qū)提供了較大的流通率，在提升流體驅(qū)動(dòng)力的同時(shí)，可以降低流動(dòng)阻力，無(wú)需外部輸入功率即可實(shí)現(xiàn)高功耗器件的冷卻。

技術(shù)研發(fā)人員：陳浩,孟慶芹,項(xiàng)立銀,鞏奧
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)船舶集團(tuán)有限公司第七二四研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6