[发明专利]具有储存器功能的平板热管

说明书

技术领域

本发明涉及热管，更普遍而言，涉及具有工作流体的两相传热系统。更具体地说，本发明涉及用于传递由电子设备或者任何其它热源产生的热能的平板热管，所述电子设备比如为处理器、功率晶体管或者释放热能的任何其它电子元件。

背景技术

在这种热管中，工作流体在被称为蒸发器的区域汽化，而在被称为冷凝器的区域使工作流体冷凝。所讨论的热管是由气密套膜构成的，所述气密套膜封闭一定量的工作流体，所述工作流体由于毛细管结构产生的毛细管作用在蒸发器区域与冷凝器区域之间的闭合环路中循环，所述毛细管结构插入在蒸发器区域与冷凝器区域之间。

尤其是，本发明涉及到具有两个相对面的平板热管，所述两个相对面即为接收来自待冷却元件的热量的第一“热”面以及用于把热能传递到片式散热器或普通液体热交换器的第二“冷”面。这类型的热管也被本领域技术人员称为“散热器”。例如，从专利US 3,613,778、US 5,642,776、US 7,392,836或者US 20100326632中可知这种散热器型热管。

我们看到，电子元件待要传递的表面热通量密度增加，因此需要增加散热器热管的效率和进行优化。

现有技术的配置未提供管理由于工作温度改变而引起的液体体积变化的最优方案。

液相占据的体积随着工作温度升高而增加，多余液体可降低热管性能，尤其是冷凝器处的热交换，所述冷凝器可能被该多余液体部分或完全覆盖。.

因此需要提高对多余液体的管理，以便保持热管性能在工作温度的较宽范围内处于最佳水平。

发明内容

为此目的，本发明的一个目的是一种具有两相液汽工作流体的平板热管，包括：

-第一块板，用于容纳来自热源的热能，

-第二块板，用于把热能传递到冷源，与第一块板相对并且大体上与其平行地设置所述第二块板，

-边缘，密封地连接第一块板和第二块板，以形成封闭两相工作流体的闭合内部空间，

-毛细管结构，插入在第一块板和第二块板之间，

-邻近第一块板的汽化通道，

-邻近第二块板的冷凝通道，

-至少一个传递通道，使汽化通道与冷凝通道连通，以便输送蒸汽，

-至少一个采集通道，构成储存器，其与每个冷凝通道流体连通，所述采集通道邻近第二块板，所以采集通道可以通过毛细管现象吸引多余液相，并将其保存。

换言之，采集通道由于捕获多余液体而用作膨胀箱，从而保持冷凝通道的最佳运行。

在本发明的各个实施例中，还可以利用以下设置中的一项或多项设置：

汽化通道和/或冷凝通道可以形成为设置在毛细管结构中或分别设置在第一块板和第二块板内表面上的凹槽，这代表可以通过机械加工、冲压、成型等标准制造方法得到简单的几何构型；

-有利的是，采集通道通过狭窄/受限通道与每个冷凝通道流体连通；因此通过构成弯液面并由于毛细管现象实现吸入效应；

-狭窄通道最好设置在每个冷凝凹槽连接到存储器的末端；结果证明，与蒸汽到达的微暖末端相比，这样是有利的设置；

-狭窄通道的水力直径最好严格小于冷凝通道的水力直径；这样有助于在狭窄通道处形成弯液面；

-最好根据所选择的工作流体而不管相对于重力场的定向如何，选择狭窄通道的尺寸，以便在其中形成弯液面，并将其保持在其中，所以该弯液面产生的毛细管压力补偿重力场在任何方向产生的液体静压；

-有利的是，选择工作流体的质量，以至于储存器在热管的最低工作温度下完全充满汽相；因此这样优化了在指定温度范围内运行所需的流体量；

-由第一块板、第二块板和边缘形成的套膜最好是由陶瓷材料制成的，所述材料的热膨胀系数与电子元件的热膨胀系统一致；这样能够避免机械应力的风险；

-毛细管结构最好由陶瓷材料制成；毛细管结构的热膨胀因此与套膜的热膨胀一致，进一步降低了机械应力的风险。

附图说明

从以下对借助于非限制性实例列出的本发明的实施例的说明，本发明的其它特征、目的和优点将变得显而易见。参考附图，还将更好地理解本发明，在附图中：

-图1是处于使用环境中的根据本发明的热管的整体透视图，

-图2是沿着图3中可见的剖面II-II的根据本发明的热管的横截面图，

-图3是沿着图2中可见的剖面III-III的图2的热管的水平截面图，

-图4显示了图2的热管的冷凝侧上的板与毛细管结构的分解透视图，