[发明专利]一种适用于两垂直热源的平板式环路热管

说明书

一种适用于两垂直热源的平板式环路热管，包括蒸发器、喷射泵、射流换热腔和冷却器；蒸发器底面为水平换热面，射流换热的侧面为竖直换热面，其中，蒸发器的液体出口与喷射泵相连，蒸发器的气体出口与喷射泵相连，喷射泵与射流换热腔相连，射流换热腔经冷却器与蒸发器的液体入口相连。本发明将射流冲击强化换热技术与环路热管耦合，既实现了对两垂直热源进行散热，又保留了环路热管可靠性高和射流冲击换热系数高和优点。

技术领域

本发明属于电子元器件冷却散热领域，涉及一种热管散热装置，特别涉及一种适用于两垂直热源的平板式环路热管。

背景技术

随着电子元器件集成化和高频化程度不断提高，发热量不断增加，热致失效已经成为微电子器件失效的主要形式。以计算机主机为例，目前其常见的散热方式是风冷，散热装置包括翅片式散热器和风扇。为了将热量及时导出，CPU和显卡上方翅片式散热器体积不断增大，风扇的数量和转速也不断增加，导致散热装置体积大而厚重。且风冷受限于其固有的散热能力的限制，气体强制对流的最大换热系数不超过100W/(m²·K)，难以满足热流密度不断提高的大功率电子器件散热需求。平板式环路热管作为一种利用工质相变实现热量传递的高效传热装置，换热系数可达10⁴W/(m²·K)，成为高热流器件热控领域的研究热点。

但是现有的平板式环路热管，主要适用于单个热源的散热系统。少数能用于双热源散热的环路热管对散热面的布置有严格要求。如中国专利CN201310089745.5、CN201910769614.9和CN201910185636，虽能实现对双热源的散热，但其要求两散热面处于同一水平面上或平行布置。而需要对两个相互垂直的发热面进行散热的场合很多，比如目前主流的ATX2.0架构机箱中，主板和显卡垂直安装导致CPU和GPU的散热面互相垂直。现有的平板式环路热管无法满足其散热需求。

发明内容

本发明的目的在于克服目前平板式环路热管无法对两垂直热源进行散热，提出一种适用于两垂直热源的平板式环路热管。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种适用于两垂直热源的平板式环路热管，包括蒸发器、喷射泵、射流换热腔和冷却器；蒸发器底面为水平换热面，射流换热的侧面为竖直换热面，其中，蒸发器的液体出口与喷射泵相连，蒸发器的气体出口与喷射泵相连，喷射泵与射流换热腔相连，射流换热腔经冷却器与蒸发器的液体入口相连。

本发明进一步的改进在于，喷射泵包括蒸汽喷嘴、液体喷嘴和混合腔；蒸汽喷嘴和液体喷嘴均与混合腔相连通，混合腔出口与射流换热腔相连；蒸汽喷嘴与液体喷嘴之间的壁面上喷涂有特氟龙涂层。

本发明进一步的改进在于，特氟龙涂层的厚度为0.3-0.5mm。

本发明进一步的改进在于，水平换热面一侧用于与水平热源贴合，另一侧加工有若干蒸汽槽道，蒸汽槽道上方为毛细芯，毛细芯上方为补偿腔，若干蒸汽槽道出口经集汽槽、蒸汽管路与喷射泵的蒸汽喷嘴相连通。

本发明进一步的改进在于，液体入口设置在补偿腔的一端壁面上，液体出口设置在另一端壁面上；液体入口与冷却器相连，液体出口与喷射泵相连；

射流换热腔的竖直换热面外壁用于与竖直热源贴合，内壁上设置有若干规则排列的柱状微结构；射流换热腔的顶部内壁设置有半导体制冷片，半导体制冷片上设置有若干排翅片。

本发明进一步的改进在于，翅片为椭圆形，风的来流方向与椭圆的长轴平行，且沿风来流方向相邻的两排翅片交错布置；

竖直换热面上柱状微结构覆盖的区域不小于竖直热源的换热面；柱状微结构为正方形，正方形的边长为30-60μm，柱间距为30-60μm，柱高为80-100μm；喷射泵水平放置，喷射泵出口与竖直换热面的水平距离为4-6mm。