CN109618532B - 一种多通道散热均温装置 - Google Patents

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夏峰
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Abstract

本发明提供一种多通道散热均温装置，所述装置包括：板主体，所述板主体内部设有多个蒸汽输送通道；所述蒸汽输送通道周围设有毛细部；所述毛细部与所述蒸汽输送通道连通构成回路；所述回路内有冷媒液体。本发明的结构提高了板截面中的蒸汽输送通道截面数量，也提高了其截面毛细部分占比，加快了冷媒回流补充速度，提高了导热效率。

Description

一种多通道散热均温装置
技术领域
本发明属于电子产品液冷技术领域，具体涉及一种多通道散热均温装置。
背景技术
随着芯片集成度提高，芯片热流密度不断提升，因此为满足散热需要，各种新型散热方式不断涌现，如液冷散热方式、压缩制冷、半导体制冷、3D热管技术等。
但其中新型散热技术也具有各自的局限性，如液冷散热方式要求能够提供恒温的液冷源，压缩制冷多采用剧毒复杂的冷媒介质，半导体制冷方式则耗能巨大，其他几种新型散热技术尚未开展产业化应用，与此相对传统的热管、均温板导热均温能力导热能力虽不及上述新型导热方式，但其散热***相对简单、工作稳定可靠，介质为水，无毒且成本较低，也不需额外供能，利于***PUE降低，因此优势仍较明显，如能够进一步提升其导热性能，其应用将更加普遍。
热管、均温板其导热原理都是基于毛细蒸发原理，内部抽真空，内壁上具有毛细结构，图1所示，均分为热端(区)和冷端(区)，介质在热端(区)蒸发相变吸热，蒸汽在冷端(区)冷凝释放处热量，并沿毛细管壁回流，由于内部压力较低，介质在热管(均温板)内部常温下即可蒸发，发挥导热均温作用。热管具有一维导热特性，在除轴向方向无法发挥作用，均温板具有二维导热特性，在厚度方向导热性能较差。
限制热管、均温板导热能力、导热特性是其冷媒回流速率、截面利用率、冷媒的比热容等，目前常用的冷媒为水，其比热容相对其他冷媒已经较大，且成本低廉，改进余地较小。
因此随着电子产品散热要求的提高，常规热管、均温板散热陷入了瓶颈。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种多通道散热均温装置，以解决上述技术问题。
本申请实施例提供一种多通道散热均温装置，所述装置包括：板主体，所述板主体内部设有多个蒸汽输送通道；所述蒸汽输送通道周围设有毛细部；所述毛细部与所述蒸汽输送通道连通构成回路；所述回路内有冷媒液体。
在本申请的第一种实施方式中，所述板主体包括相互结合的上板体和下板体；所述上板体与所述下板体上均设有蒸汽输送通道沟槽，且上板体蒸汽输送通道沟槽与下板体蒸汽输送通道沟槽镜面对称。
在本申请的第二种实施方式中，所述蒸汽输送通道沟槽采用超塑成形的方式压制而成。
在本申请的第三种实施方式中，所述板主体包括相互结合的上板体和下板体；所述上板体和所述下板体均采用超塑成形的方式压制出微尺寸沟槽。
在本申请的第四种实施方式中，所述多个蒸汽输送通道在板主体内平行排布形成蒸汽输送通道层。
在本申请的第五种实施方式中，所述板主体内设有多层蒸汽输送通道层。
在本申请的第六种实施方式中，所述蒸汽输送通道设有用于控制蒸汽输送通道内气压的抽气口。
在本申请的第七种实施方式中，所述蒸汽输送通道的气压控制在低真空。
在本申请的第八种实施方式中，所述蒸汽输送通道设有注液孔。
在本申请的第九种实施方式中，所述板主体内部设有波纹形蒸汽通道层，所述蒸汽通道层周围设有毛细部。
本发明的有益效果在于，
本发明提供的多通道散热均温装置，通过在板本体中设置多个蒸汽输送通道，并在蒸汽输送通道周围设置毛细部，蒸汽输送通道中空部分用于蒸汽输送，周围毛细部结构用于冷媒液体回流补充热端蒸发，本发明的结构提高了板截面中的蒸汽输送通道截面数量，也提高了其截面毛细部分占比，加快了冷媒回流补充速度，提高了导热效率。
此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有单热管圆形通道结构示意图；
图2是本申请一个实施例的装置的结构示意图；
图3是本申请一个实施例的装置的结构示意图；
图4是本申请一个实施例的装置的结构示意图；
其中，1、蒸汽输送通道；2、毛细部；3、螺钉。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本申请实施例提供一种多通道散热均温装置，所述装置包括：板主体，所述板主体内部设有多个蒸汽输送通道；所述蒸汽输送通道周围设有毛细部；所述毛细部与所述蒸汽输送通道连通构成回路；所述回路内有冷媒液体。
可选地，作为本申请一个实施例，所述板主体包括相互结合的上板体和下板体；所述上板体与所述下板体上均设有蒸汽输送通道沟槽，且上板体蒸汽输送通道沟槽与下板体蒸汽输送通道沟槽镜面对称。
可选地，作为本申请一个实施例，所述蒸汽输送通道沟槽采用超塑成形的方式压制而成。
可选地，作为本申请一个实施例，所述板主体包括相互结合的上板体和下板体；所述上板体和所述下板体均采用超塑成形的方式压制出微尺寸沟槽。
可选地，作为本申请一个实施例，所述多个蒸汽输送通道在板主体内平行排布形成蒸汽输送通道层。
可选地，作为本申请一个实施例，所述板主体内设有多层蒸汽输送通道层。
可选地，作为本申请一个实施例，所述蒸汽输送通道设有用于控制蒸汽输送通道内气压的抽气口。
可选地，作为本申请一个实施例，所述蒸汽输送通道的气压控制在低真空。
可选地，作为本申请一个实施例，所述蒸汽输送通道设有注液孔。
可选地，作为本申请一个实施例，所述板主体内部设有波纹形蒸汽通道层，所述蒸汽通道层周围设有毛细部。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
限制热管、均温板导热能力、导热特性是其冷媒回流速率、截面利用率、冷媒的比热容等，目前常用的冷媒为水，其比热容相对其他冷媒已经较大，且成本低廉，改进余地较小。目前，通过降低管内压力，热管能够在常温至80度温度范围内均能较好发挥作用，分析其结构形式，管内中空部分用于蒸汽输送，周围毛细结构用于回流补充热端蒸发，工作时蒸发与回流速率相等，才能保证形成稳定循环，当温度过高超过80度时，由于毛细回流速率的限制会导致热管冷媒补充不足，导致传热能力下降；目前由于热管管壁较薄，中空部分与毛细部分截面比例悬殊，限制了热区附件的回流速率。
基于上述分析，提高热管传输能力的重要方式提高截面面积从而提高中空部分和毛细部分截面面积，同时也要提高毛细部分截面占比。如图1所示，在毛细层厚度一定时，单纯增加截面尺寸，中空部分截面和毛细部分截面面积增加，但毛细部分截面占比下降，这种方式并不能提高毛细部分截面占比。
基于此，本申请提供一种多通道散热均温装置，将单一的圆形截面通道进行拆分，通过提高截面数，增加毛细部分截面占比，增加截面周长，提高其截面毛细部分占比，进行截面拆分时需注意截面的当量直径，尽量减小当量直径，减小截面长宽比。具体结构请参考图2，装置包括板主体，所述板主体内部设有多个蒸汽输送通道1；所述蒸汽输送通道周围设有毛细部2；所述毛细部2与所述蒸汽输送通道1连通构成回路；所述回路内有冷媒液体，本实施例中的冷媒液体选用水。
实施例2
请参考图3，本实施例提供一种多通道散热均温装置，包括相互结合的上板体和下板体；所述上板体与所述下板体上均设有蒸汽输送通道1沟槽，且上板体蒸汽输送通道1沟槽与下板体蒸汽输送通道1沟槽镜面对称,蒸汽输送通道1沟槽采用超塑成形的方式压制而成。压制时可通过设置模具调整内部蒸汽输送通道1的走向、疏密，可实现螺钉3让位、热量均布等功能，此时由于通道芯层的存在，也大大增加了厚度方向导热效率，实现三维导热。上板体和下板体均采用超塑成形的方式压制出微尺寸沟槽取代烧结形式的毛细结构。
实施例3
请参考图4，本实施例提供的多通道散热均温装置包括相互结合的上板体和下板体；所述上板体与所述下板体上均采用超塑成形压制出蒸汽输送通道腔1，且上板体蒸汽输送通道腔1与下板体蒸汽输送通道腔1镜面对称，上板体和下板体结合后形成截面为波纹形的蒸汽输送通道1。蒸汽输送通道1周围的毛细部2也是采用超塑成形技术压制而成。蒸汽输送通道1设有用于控制蒸汽输送通道1内气压的抽气口，通过抽真空将蒸汽输送通道1的气压控制在低真空或中真空。蒸汽输送通道1还设有注液孔，用于注入冷媒液体。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种多通道散热均温装置，其特征在于，所述装置包括：相互结合的上板体和下板体，所述上板体与所述下板体上均设有蒸汽输送通道腔，且上板体蒸汽输送通道腔与下板体蒸汽输送通道腔镜面对称，上板体和下板体结合后形成具有多个蒸汽输送通道的板主体；所述多个蒸汽输送通道周围均设有毛细部；蒸汽输送通道周围的毛细部与所述蒸汽输送通道连通构成回路；所述回路内有冷媒液体。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述蒸汽输送通道腔采用超塑成形的方式压制而成。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述多个蒸汽输送通道在板主体内平行排布形成蒸汽输送通道层。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述板主体内设有多层蒸汽输送通道层。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述蒸汽输送通道设有用于控制蒸汽输送通道内气压的抽气口。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述蒸汽输送通道的气压控制在低真空。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述蒸汽输送通道设有注液孔。
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