[发明专利]一种新型无补偿腔环路热管及其使用方法

说明书

本发明公开了一种新型无补偿腔环路热管及其使用方法，该环路热管包括：蒸发器，蒸发器两端分别设有蒸汽管接口和液体管接口；冷凝器，冷凝器中部设有贯穿其两侧的若干空腔；环路管，环路管包括蒸汽管路和液体管路，且蒸汽管路与所述液体管路一体式连通，蒸汽管路与蒸发器的蒸汽管接口连通，液体管路与蒸发器的液体管接口连通，且液体管路内设有毛细丝网烧结芯，蒸汽管路与液体管路的中间连接部分绕设于所述冷凝管的空腔内。本发明的有益效果是：蒸发器结构简化，安装空间更小，有利于微型化；减少蒸发器热泄露，改善启动性能；在逆重力条件下仍能使工作介质稳定回流，使热源温度保持稳定。

技术领域

本发明涉及一种电子产品散热装置技术领域，更具体的说是涉及一种新型无补偿腔环路热管及其使用方法。

背景技术

随着技术发展，电子器件系统微型化，结构复杂化和高热流密度成为其发展趋势。大功率电子设备在工作时会产生一定热量，如果没有合理的方式对其进行散热，电子元件将长期处于高于工作温度的运行状态，大大缩短其使用寿命，甚至导致电子元件烧毁。5G时代的到来，意味着电子设备功耗增加，发热量上升，对散热技术是更加严峻的考验。因此，合理高效的散热方式对于电子芯片在计算机、光电和通讯等领域的应用十分重要。

目前市场上针对大功率电子设备，主要有风扇与散热器组合、风扇与热管及散热器组合、风扇与液冷技术结合等三种散热方式。这三种方式各有优缺点：

1、风扇与散热器组合：结构简单，成本低，可靠性高，但面向大功率电子设备时，需要增大翅片面积并提高风扇转速才能满足散热需求，这会产生很大的噪声，且与电子设备微型化的趋势不符，散热器体积过大难以安装，因此只适用于功率小，空间大的条件下散热；

2、风扇与热管及散热器组合：可以解决上述困难，但会带来结构复杂，热管结构受实际安装结构限制及热管数量有限时，散热能力也有限；

3、风扇与液冷技术结合：由于液体的导热系数和热容比空气大得多，因此，当上述方式相比，液冷技术具有换热热阻小、冷却效率高等特点，水强迫对流换热系数可达15000W/(m2℃)，是气体强迫对流换热系数的百倍以上，水沸腾换热系数更高，可以达到25000W/(m2℃)。但液冷系统的结构极其复杂，体积和重量较大，设备成本很高，维修较困难。

为了能够综合液冷和热管散热的优点，同时又能解决上述方法的缺陷，1974年，环路热管技术诞生。作为一种高效的两相传热装置，环路热管起初被广泛应用于航空航天领域，近十五年来，环路热管因其优良的远距离传热、逆重力性能及安装结构灵活等特点，在电子设备散热领域不断发展，成为一种十分具有潜力的散热方式。

目前公开的环路热管技术，基本上都设计有补偿腔，用于储存工作流体。补偿腔及毛细结构使得蒸发器的体积很大，不利于电子器件微型化时代，用于小型电子芯片的散热；通常补偿腔设计在蒸发器毛细结构上方，或设置于蒸发器外，通过管路与蒸发器连接，当加热蒸发器时，热量很容易通过毛细芯及除底板外的其他壁面通过热传导的方式加热补偿腔及其内部的工作介质，造成严重热泄露，使得环路热管启动功率增大，启动变得困难，产生较高总热阻，散热性能变差；尤其是在逆重力条件下，重力的影响使得环路热管内工作介质的回流负担大大增加，工作介质回流不稳定，导致热源温度波动，使得环路热管的传热能力大大下降。传统的环路热管在使用时，要么令补偿腔位于蒸发器上方，要么令冷凝器位于蒸发器上方，否则环路热管运行要么不稳定，要么失效！

由此可见，传统环路热管仍存在不足，如何设计出一种环路热管，缩小蒸发器尺寸和体积，使其微型化；同时减少蒸发器热泄露，改善其启动性能，并且有足够强毛细力；尤其重要的是，在逆重力条件下，无论让环路热管处于任何工作方向，仍能使工作介质稳定回流，使热源温度保持稳定，仍是重要的、有挑战性的研究课题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种新型无补偿腔环路热管及其使用方法，该环路热管克服了传统热管散热器结构复杂，散热性能差，在逆重力条件下，工作介质回流不稳定，热传递效率低的问题。