[发明专利]空气冷却的大功率高热流散热装置

说明书

一种空气冷却的大功率高热流散热装置，包括：封闭壳体以及设置于封闭壳体内部的气液隔板，该气液隔板将封闭壳体内部划分出由至少一个蒸汽的上升通道和至少一个用于液体形成窄缝射流的回流通道组成的矩形腔，上升通道和回流通道相互连通，矩形腔内充有相变工质。在密封腔内嵌入导流结构实现气液两相流动的分离来强化加热面的沸腾以及沿程冷却流动蒸汽来强化冷凝传热。

技术领域

本发明涉及的是一种半导体散热领域的技术，具体是一种空气冷却的大功率高热流散热装置。

背景技术

平板热管是目前市场上较为成熟、性能优异的一种散热装置，现有的平板热管为一密封腔，其内侧管壁上覆盖一层吸液芯。热源在密封腔底部，底部液体快速吸热蒸发，蒸发后的气相扩散充满整个密封腔，在上方冷凝重新形成液相，被吸液芯吸收，重新补充至热源附近，形成蒸发—冷凝的闭式循环。这种平板热管受到吸液芯吸液能力的限制，无法应对大面积大功率的热源。

现有技术的平板热管的肋片一般有针肋、直肋和环肋等变体形式。这些平面上实心肋片的散热效率有限，若热源的功率高，冷凝能力不够，就会造成热阻上升，加热面温度无法满足要求。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种空气冷却的大功率高热流散热装置，在密封腔内嵌入导流结构实现气液两相流动的分离来强化加热面的沸腾以及沿程冷却流动蒸汽来强化冷凝传热。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括：封闭壳体以及设置于封闭壳体内部的气液隔板，该气液隔板将封闭壳体内部划分出由至少一个蒸汽的上升通道和至少一个用于液体形成窄缝射流的回流通道组成的矩形腔，上升通道和回流通道相互连通，矩形腔内充有相变工质。

所述的相变工质在装置内部可以形成定向循环。所述的回流通道产生的窄缝射流能够有效冲击加热面。

所述的相变工质在上升通道和回流通道内沿程流动的同时可以向外散热。沿程流动冷却的对流换热系数较高，即便采用最普通的冷源(即室温空气)，也能满足高热元件对高效冷却的要求。

附图说明

图1和图2为实施例1结构示意图；

图3和图4为实施例2结构示意图；

图中：封闭壳体1、气液隔板2、回流格栅3、蒸汽格栅4、上升通道5、回流通道6、冷却翅片7、倾斜板8、加热面9、液面10、射流冲击11、热量12。

具体实施方式

实施例1

如图1和图2所示，本实施例包括封闭壳体1以及设置于封闭壳体1内部的气液隔板2，该气液隔板2将封闭壳体1内部划分出若干由蒸汽的上升通道4和用于液体形成窄缝射流的回流通道5组成的矩形腔，上升通道4和回流通道5相互连通，矩形腔内充有相变工质。

所述的封闭壳体1的底面为用于接触热源的平面，底面与热源之间加导热硅脂、导热垫片等优化热源与本实施例之间的热传导。

所述的封闭壳体1的顶面和侧面均为冷却面。

所述的气液隔板2与加热面9和顶面冷却面均不接触。

所述的封闭壳体1为多个阵列排布设置，相邻封闭壳体1之间以及封闭壳体1的外侧密布冷却翅片7。

所述的上升通道5的截面面积大于回流通道6的截面面积。

所述的上升通道5内设有蒸汽格栅4，该蒸汽格栅4与加热面9和顶面冷却面均不接触，将蒸汽上升通道5均匀分割成大小一致的小通道。

所述的蒸汽格栅4为正方形、矩形和圆形等，优选为圆形。