[发明专利]一种带有热虹吸回路的双锥度微通道散热器

说明书

本发明涉及热管技术领域，尤其涉及一种带有热虹吸回路的双锥度微通道散热器。包括冷凝端、蒸发端以及连通冷凝端、蒸发端的制冷剂输送管，所述冷凝端为冷却水箱，所述冷却水箱腔体内设置有微通道冷凝器；所述蒸发端为吸热箱，所述吸热箱为内部设置有空腔的腔体结构，所述吸热箱的空腔内设置有微通道散热器，所述微通道散热器顶端设置有贯穿吸热箱顶端的制冷剂出孔以及制冷剂入孔，本发明设计的散热器是由制冷剂气体冷凝后造成的负压和冷凝后的制冷剂液体的受到重力作为循环动力，因此在得到强大的换热性能的同时也可以做到节能。

技术领域

本发明涉及热管技术领域，尤其涉及一种带有热虹吸回路的双锥度微通道散热器。

背景技术

微流体散热技术是一种新兴的嵌入式芯片级增强冷却技术。它通过微尺度的连续流体对芯片进行直接冷却，最大限度地降低了远程散热模式中各热沉间热阻对散热效率的影响，从而大幅度提升散热器的冷却效率。微通道散热器即使用微通道将冷却流体分割成微小的流体，各流体组合对所需散热的元件进行冷却。

微通道换热器与换热环境的热阻极低，具有极高的换热效率，分隔开的流体在不同的微通道流道上进行换热，可以有优异的均温性能，并且因为微通道换热器的结构较小，可以针对不同的散热需求设计单独的散热器，可靠性高，因此被广泛用于计算机集群、数据库仪器设备、云计算中心等电子元件散热，也被用于各种微小结构的散热。微通道内部流体流道微小，因此极少有单个微通道换热的元件，普遍为多个微通道组合而成的微通道管束或微通道阵列进行换热。微通道管束入口处安装有分配管或分配槽，以尽量做到均匀流场，流体由分配管流入，在微通道内换热后由出口流出。微通道内换热可以是相变换热，也可以是单相换热，当微通道结构简单时，相变换热可以有更好的换热性能，而当微通道内是复杂结构时，相变换热会有高的压降，对换热不利。

热虹吸管是热管的一种类型。它与普通热管一样，利用工质的汽化与凝结以及工质不需要外部动力而自动循环来传输热量。与普通热管相比，热虹吸管没有吸液芯，凝结液从凝结段回流到蒸发段不是依靠吸液芯所产生的毛细力，而是依靠凝结液自身的重力，闭式热虹吸管有结构简单易于制造、传热效率高、工作状况稳定，工作温度范围广、维护成本低等优点，因此可用作地面上各类传热设备中的高效元件，其应用领域相当广泛，与日俱增，已在各行各业的热能综合利用和余热回收技术中发挥了巨大的优越性。普通的热虹吸管是在底部蒸发后蒸汽沿热虹吸管管内通道上升到冷凝端，在冷凝端冷凝后凝结的制冷剂液体受重力影响回到蒸发端。在这个过程中，当管内制冷剂填充率较大时，由于换热部分只局限于蒸发端四周及底部壁面，因此换热面积较小，同时远离壁面的制冷剂因为温度比壁面附近的制冷剂温度低，会对受热蒸发的制冷剂气体降温导致部分液化，阻碍制冷器气体上升至冷凝端换热，进一步降低了换热效率，满足不了现在高度集成的微电子芯片的散热，这就需要找到一种能够满足极速增长的微电子热流密度的散热装置，带有热虹吸管的双锥度微通道散热器则能够在这种情况下发挥其特性。现有的散热器大部分是采用标准的圆形或者矩形热虹吸管，换热面积小，且面对高填充率的情况传热容易恶化；而现有的微通道散热器普遍存在微通道流道长度过长，压降较大，且流体分配不均的情况，并且微通道内部空间狭小，吸热气化的制冷剂膨胀会对后续的制冷剂液体造成阻碍，影响流体流通，降低了换热效率。本发明提出一种带有热虹吸管的双锥度微通道散热器，通过将热虹吸管与微通道相结合，可以增大换热面积，强化换热效率，并且在微通道上部开设双锥度斜面，可以减小气体膨胀对流体流通的阻碍。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种带有热虹吸回路的双锥度微通道散热器。