[发明专利]用于增强热传输的单层和多层网筛结构

权利要求书

1.一种用于蒸汽冷凝的单层网筛系统，所述系统包括：

编织网筛，所述编织网筛结合到热传导基板上并且具有多个纳米结构特征以增加冷凝成核位点；

互连的微通道，所述互连的微通道形成在所述编织网筛与所述基板之间，用于抽吸将要从表面去除的液体冷凝物的流；

薄疏水涂层，所述薄疏水涂层覆盖网筛层和所述基板的表面；

由此，经由在大范围的表面过冷中的抽吸流动冷凝来增加从所述网筛外部的所述蒸汽到所述基板的热传输。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述网筛被扩散结合在所述基板上，并且所述网筛由选自铜和铝的材料制成。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述网筛具有20-100μm的直径和相邻平行网筛金属丝之间的10-500μm的中心到中心间距。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述纳米结构特征为细长形状。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述纳米结构特征具有200nm到1000nm的高度。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述疏水涂层具有1nm、3nm或10nm的厚度。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，在所述互连的微通道中的所述液体冷凝物以液滴的形式通过所述网筛排出，增加在所述网筛上的蒸汽冷凝热传递。

8.一种用于毛细管薄膜沸腾的多层网筛系统，所述系统包括：

三层或更多层编织网筛，所述三层或更多层编织网筛彼此结合并与热传导基板结合并且具有多个微腔以增加沸腾成核位点；其中，所述微腔是通过纳米结构生长然后蚀刻或化学去除纳米结构而形成的；

多层互连的微通道，所述多层互连的微通道形成在所述三层或更多层内并且形成在所述网筛与所述基板之间，用于毛细管液体芯吸；

微通道，所述微通道包括在所述三层或更多层中的网筛孔，所述网筛孔被布置为基本上垂直于所述基板的表面，用于使蒸汽从所述多层网筛系统逸出；

由此，经由毛细管液膜沸腾和在小表面过热度下开始的泡核沸腾来增加临界热通量和传热系数。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述三层或更多层彼此扩散结合并且与所述热传导基板扩散结合，并且所述编织网筛由铜制成。

10.根据权利要求8所述的系统，其中，存在五层的编织网筛。

11.一种用于毛细管液膜沸腾增强的具有梯度通道的多层网筛系统，所述系统包括：

三层或更多层编织网筛，所述三层或更多层编织网筛具有增加的网筛孔尺寸，所述三层或更多层编织网筛彼此结合并与热传导基板结合，并且具有多个微腔以增加沸腾成核位点；其中，所述微腔是通过纳米结构生长然后蚀刻或化学去除纳米结构而形成的；

多层互连的微通道，所述多层互连的微通道形成在所述三层或更多层内并且形成在所述网筛与所述基板之间，用于毛细管液体芯吸；

自对准的梯度微通道，每个梯度微通道均包括从所述三层或更多层尺寸增加的网筛孔，所述梯度微通道被布置为基本上垂直于所述基板的表面，以促进蒸汽从所述多层网筛系统逸出；

由此，经由随着加速的蒸汽逸出的毛细管液膜沸腾增强，来进一步增加临界热通量和传热系数，以延迟表面变干。

12.根据权利要求11所述的系统，其中，形成所述编织网筛的金属丝具有20-100μm的直径并且所述网筛金属丝以10-500μm间隔开。

13.根据权利要求11所述的系统，其中，存在三层至六层的编织网筛。

14.根据权利要求11所述的系统，其中，所述梯度微通道具有在30°和90°之间的开口角。

15.根据权利要求11所述的系统，还包括在所述三层或更多层的至少一部分处的亲水涂层。