[实用新型]一种树形结构热管

说明书

本实用新型公开了一种树形结构热管，包括热管外壳、毛细吸液芯、冷却液和若干个树形结构；树形结构依次穿过蒸发段和冷凝段，依附在热管外壳的内壁上；蒸发段内设有毛细吸液芯和冷却液，毛细吸液芯与树形结构连通，冷凝段内除树形结构所占的区域外，其它区域为超疏液表面区，树形结构为超亲液表面区。本实用新型通过树形结构配合超疏液与超亲液相间方式，利用超疏液表面来加快冷却速度，超亲液表面则来吸引超疏液表面上冷凝的液珠，使该树形结构热管能够实现冷却液的快速传输，有效阻止液珠对超疏液表面的换热影响。同时树形结构能够降低冷却液在超亲液表面的流动阻力，使冷却液能快速回流至热管蒸发段，提高热管的临界热流密度。

技术领域

本实用新型涉及电子器件高效散热领域，特别是涉及一种树形结构热管。

背景技术

随着微机电系统技术的发展，电子器件集成化和高频化程度不断提高，特征尺寸不断减小，单位容积的发热量不断增大，设备紧凑化的设计又使得散热更加困难，因此迫切需要解决高效散热技术难题。传统的风冷和液体对流换热技术很难将大量热量及时带走，造成电子器件温度升高，大大降低其实用性和可靠性。因此，微小空间高热通量的散热技术已经成为制约信息、电子、航空航天以及国防军事技术的关键因素之一。

热管作为一种相变换热方式，与传统的风冷和液体对流换热相比，换热系数具有显著提升且传热热阻很小，可将大量热量通过很小的截面积远距离传输而无需外加动力，是一种非常有效的散热方式。然而，目前热管的临界热流密度依然不能满足高端电子器件的散热需求，限制热管临界热流密度的主要原因有热管冷凝端的冷却速度、毛细吸液芯的回液能力、蒸汽流动阻力等，其中最主要的限制因素为毛细吸液芯的回液能力，而且传统热管比较长，冷却液全靠紧贴在管壁上的吸液芯进行回液，太长的热管进一步限制了回液速度，当蒸发段的冷却液蒸发速度大于吸液芯的回液速度时，热管将进入干烧状态，温度会迅速增加，导致热管失效，这使得目前热管的临界热流密度依然不能满足高端电子器件的散热需求。

实用新型内容

鉴于上述技术缺陷和应用需求，本实用新型实施例提供一种树形结构热管，用以克服传统热管受吸液芯回液能力所限导致临界热流密度难以升高的缺陷。

为解决上述问题，本实用新型提供一种树形结构热管，包括：热管外壳、毛细吸液芯、冷却液和若干个树形结构；

所述热管外壳为密封壳体，所述热管外壳内设有蒸发段和冷凝段；所述蒸发段与所述冷凝段相互连通；所述树形结构依次穿过所述蒸发段和所述冷凝段，依附在所述热管外壳的内壁上；

其中，所述蒸发段内设有所述毛细吸液芯和所述冷却液，所述毛细吸液芯与所述树形结构连通；所述冷凝段内除所述树形结构所占的区域外，其它区域为超疏液表面区；所述树形结构为超亲液表面区。

进一步地，所述热管外壳内还设有绝热段；所述绝热段设置在所述蒸发段和所述冷凝段之间，所述蒸发段通过所述绝热段与所述冷凝段连通；所述树形结构依次穿过所述蒸发段、所述绝热段和所述冷凝段。

进一步地，所述绝热段内除所述树形结构所占的区域外，其它区域为所述超疏液表面区。

进一步地，所述冷凝段、所述绝热段和所述蒸发段从上至下依次连通。

进一步地，所述树形结构竖直或倾斜依附在所述热管外壳的内壁上。

进一步地，所述树形结构从所述蒸发段开始，逐渐向上并进行分支，各所述分支的通道逐渐减小，直至所述冷凝段。

进一步地，各所述分支的通道均沿水平方向以上设置。

进一步地，所述分支的通道的最小尺寸为微米级或纳米级。

进一步地，所述毛细吸液芯设置在所述蒸发段的内壁上。

进一步地，所述热管外壳为长方体结构或圆柱体结构。