CN112188809A - 复合超导平板热管及其热循环散热方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种复合超导平板热管，包括微槽群阵列管以及复合毛细结构组件，该微槽群阵列管的管内被抽成负压后充以工作液体后进行密封，负压范围为1.0×10‑2～1.0×10‑3Pa，其中工作液体在该微槽群阵列管的蒸发端受热而蒸发汽化，蒸汽流向该微槽群阵列管的冷凝端被冷凝成液体，该复合毛细结构组件使液体沿重力以及毛细力方向流回该蒸发端，从而热量在该复合超导平板热管的两端循环往复地传导。
Description
技术领域
本发明涉及热管散热器领域，尤其涉及一种复合超导平板热管及其热循环散热方法。
背景技术
热管散热器目前在大功率电力电子功率器件散热上有所应用，但是热管由于其散热量和热管的数量及体积有关，在大功率热量散热时热管往往需要占用很大的散热体积，且成本比较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合超导平板热管及其热循环散热方法，能够提高传统热管的散热效率。
本发明的另一目的在于提供一种复合超导平板热管及其热循环散热方法，能够减小散热热管的体积。
本发明的另一目的在于提供一种复合超导平板热管及其热循环散热方法，能够降低成本。
为了实现上述至少一个发明目的，本发明提供了一种复合超导平板热管，包括微槽群阵列管以及复合毛细结构组件，所述微槽群阵列管的管内被抽成负压后充以工作液体后进行密封，负压范围为1.0×10-2～1.0×10-3Pa，其中工作液体在所述微槽群阵列管的蒸发端受热而蒸发汽化，蒸汽流向所述微槽群阵列管的冷凝端被冷凝成液体，所述复合毛细结构组件使液体沿重力以及毛细力方向流回所述蒸发端，从而热量在所述复合超导平板热管的两端循环往复地传导。
在一些实施例中，其中所述复合超导平板热管包括蒸发段、绝热段以及冷凝段，所述绝热段设置于所述蒸发段和所述冷凝段之间，所述蒸发段为所述复合超导平板热管的所述蒸发端，所述冷凝段为所述复合超导平板热管的所述冷凝端。
在一些实施例中，其中所述复合超导平板热管内形成腔体，所述腔体的一端为所述蒸发端，另一端为所述冷凝端。
在一些实施例中，其中所述复合超导平板热管具有壳体，在所述壳体内形成所述腔体。
在一些实施例中，其中所述复合超导平板热管具有流体通道和蒸汽通道，所述蒸汽通道设置于所述流体通道的内部。
在一些实施例中，其中所述复合毛细结构组件被设置于所述蒸汽通道以及所述流体通道之间，在所述冷凝段冷凝后的液体沿重力以及毛细力方向流回所述复合超导平板热管的所述蒸发端。
在一些实施例中，其中所述复合超导平板热管设置有与热源接触区域的基板，其采用了相变技术，能够有效控制并降低接触热阻。
在一些实施例中，其中所述复合超导平板热管的所述基板与每片热管共同组成三维空间结构的工质相变以及传递通道，从而降低从热源接触区域的所述基板至每片热管的热阻，并提高每片热管与翅片的热交换效率。
在一些实施例中，其中所述复合毛细结构组件被设置于所述蒸汽通道以及所述流体通道之间。
根据本发明的另一方面，还提供了一种复合超导平板热管的热循环散热方法，包括以下步骤：
工质在复合超导平板热管的蒸发端由液体状态液化为汽体吸收热量；
从复合超导平板热管的蒸发端向复合超导平板热管的冷凝端，执行汽相移动以及潜热输送；
工质在复合超导平板热管的冷凝端由汽体冷凝为液体释放热量；
在冷凝端执行热交换，复合超导平板热管通过复合毛细结构组件的设置以及重力作用执行液相回流，从而冷凝后的液体沿重力以及毛细力方向流回复合超导平板热管的蒸发端；以及
以上步骤循环往复执行。
附图说明
图1是根据本发明的一个优选实施例的一种复合超导平板热管的结构示意图。
图2是根据本发明的上述优选实施例的所述复合超导平板热管的工作原理示意图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“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是基于附图所示的方位或位置关系，其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，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
如图1至图2所示为基于本发明的优选实施例的一种复合超导平板热管。所述复合超导平板热管包括微槽群阵列管以及复合毛细结构组件，所述微槽群阵列管的管内被抽成1.0×(10-2～10-3)Pa的负压后充以适量的工作液体后进行密封。所述复合超导平板热管还包括壳体，在所述壳体内形成腔体。所述复合超导平板热管的所述腔体的一端进行加热，形成蒸发段，另一端进行冷却，形成冷凝段。所述蒸发段和所述冷凝段之间形成绝热段。所述腔体的一端受热时，所述腔体中的液体蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向另一端冷凝段放出热量凝结成液体，由于所述复合毛细结构组件的设置，液体沿重力以及毛细力方向流回蒸发段，如此循环往复，从而热量由所述复合超导平板热管的一端传至另一端。
所述复合超导平板热管的所述蒸发段为蒸发端，所述复合超导平板热管的所述冷凝段为冷凝端。在循环往复过程中，工质在所述复合超导平板热管的所述蒸发端由液体状态液化为汽体吸收热量。工质在所述复合超导平板热管的所述冷凝端由汽体冷凝为液体释放热量。从所述复合超导平板热管的所述蒸发端向所述复合超导平板热管的所述冷凝端，执行汽相移动以及潜热输送。在所述冷凝端，执行热交换，所述复合超导平板热管通过所述复合毛细结构组件的设置以及重力作用执行液相回流，从而冷凝后的液体沿重力以及毛细力方向流回所述复合超导平板热管的所述蒸发端。
所述复合超导平板热管具有流体通道和蒸汽通道，所述蒸汽通道设置于所述流体通道的内部。在优选实施例中，所述微槽群阵列管的内部形成所述蒸汽通道，所述壳体和所述微槽群阵列管之间形成所述流体通道。所述复合毛细结构组件被设置于所述蒸汽通道以及所述流体通道之间，在所述冷凝段冷凝后的液体沿重力以及毛细力方向流回所述复合超导平板热管的所述蒸发段。
值得一提的是，所述复合超导平板热管设置有与热源接触区域的基板，其采用了相变技术，能够有效控制并降低接触热阻。
值得一提的是，由于所述复合超导平板热管的所述基板与每片热管共同组成3D空间结构的工质相变以及传递通道，从而有效降低了从热源接触区域的所述基板至每片热管的热阻，并提高了每片热管与翅片的热交换效率。
值得一提的是，本发明的所述复合超导平板热管散热器形成了3D空间结构，使其具有更高的传热性能、散热性能及更优化的体积结构。
值得一提的是，本发明的复合超导平板热管提高了散热器的散热效率，所述复合超导平板热管作为一种具有超导热性能的传热元件，由于内部设置了特殊复合工质的相变传热传质，所述复合超导平板热管的表观热传导率是同样金属材质热传导率的一万倍左右，是具有同样表面积的传统圆形热管的换热能力的5～20倍，承压能力是后者的10～20倍以上，而成本则只有传统热管的1/3以下。
本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。
Claims (10)
1.一种复合超导平板热管，其特征在于，包括微槽群阵列管以及复合毛细结构组件，所述微槽群阵列管的管内被抽成负压后充以工作液体后进行密封，负压范围为1.0×10-2～1.0×10-3Pa，其中工作液体在所述微槽群阵列管的蒸发端受热而蒸发汽化，蒸汽流向所述微槽群阵列管的冷凝端被冷凝成液体，所述复合毛细结构组件使液体沿重力以及毛细力方向流回所述蒸发端，从而热量在所述复合超导平板热管的两端循环往复地传导。
2.如权利要求1所述的复合超导平板热管，其中所述复合超导平板热管包括蒸发段、绝热段以及冷凝段，所述绝热段设置于所述蒸发段和所述冷凝段之间，所述蒸发段为所述复合超导平板热管的所述蒸发端，所述冷凝段为所述复合超导平板热管的所述冷凝端。
3.如权利要求2所述的复合超导平板热管，其中所述复合超导平板热管内形成腔体，所述腔体的一端为所述蒸发端，另一端为所述冷凝端。
4.如权利要求3所述的复合超导平板热管，其中所述复合超导平板热管具有壳体，在所述壳体内形成所述腔体。
5.如权利要求4所述的复合超导平板热管，其中所述复合超导平板热管具有流体通道和蒸汽通道，所述蒸汽通道设置于所述流体通道的内部。
6.如权利要求5所述的复合超导平板热管，其中所述复合毛细结构组件被设置于所述蒸汽通道以及所述流体通道之间，在所述冷凝段冷凝后的液体沿重力以及毛细力方向流回所述复合超导平板热管的所述蒸发端。
7.如权利要求6所述的复合超导平板热管，其中所述复合超导平板热管设置有与热源接触区域的基板，其采用了相变技术，能够有效控制并降低接触热阻。
8.如权利要求7所述的复合超导平板热管，其中所述复合超导平板热管的所述基板与每片热管共同组成三维空间结构的工质相变以及传递通道，从而降低从热源接触区域的所述基板至每片热管的热阻，并提高每片热管与翅片的热交换效率。
9.如权利要求8所述的复合超导平板热管，其中所述复合毛细结构组件被设置于所述蒸汽通道以及所述流体通道之间。
10.一种复合超导平板热管的热循环散热方法，其特征在于，包括以下步骤：
工质在复合超导平板热管的蒸发端由液体状态液化为汽体吸收热量；
从复合超导平板热管的蒸发端向复合超导平板热管的冷凝端，执行汽相移动以及潜热输送；
工质在复合超导平板热管的冷凝端由汽体冷凝为液体释放热量；
在冷凝端执行热交换，复合超导平板热管通过复合毛细结构组件的设置以及重力作用执行液相回流，从而冷凝后的液体沿重力以及毛细力方向流回复合超导平板热管的蒸发端；以及
以上步骤循环往复执行。
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| CN202011089573.8A CN112188809A (zh) | 2020-10-13 | 2020-10-13 | 复合超导平板热管及其热循环散热方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114245661A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-03-25 | 深圳海翼智新科技有限公司 | 热传导元件及电子设备 |
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2020
- 2020-10-13 CN CN202011089573.8A patent/CN112188809A/zh not_active Withdrawn
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