专利名称：一种环路热虹吸散热装置的制作方法
技术领域：
一种环路热虹吸散热装置技术领域[0001]本实用新型涉及工业电子散热产品技术领域，特别是涉及一种环路热虹吸散热装置。
背景技术：
[0002]热虹吸管换热技术具有普通换热技术所不具备的优越性能，例如优良的热传导性能、二次间壁换热、热流密度可调节等优点。因而在工业换热和回收节能等方面得到广泛的应用，并在电子、冶金、化工、建材、动力等行业有很多成功实例。[0003]传统热虹吸管为直管式设计，在热虹吸管底部，热源通过管壳将内部工质加热，在工作温度范围内，工质沸腾蒸发，工质蒸汽上升至热虹吸管的上部遇冷凝结放热，凝结液沿管内壁回流至加热段被再次被加热蒸发，热量通过工质的不断循环相变由热源传递至热沉，从而达到高效传热的目的。[0004]由于传统热虹吸管结构的限制，其存在以下的缺陷:[0005]1、热流密度方面:由于传统热虹吸管内部为直管壁，在较小的蒸发面积上，工质的相变很容易由泡状沸腾过渡到膜态沸腾，相变热流密度很容易达到蒸发极限，使得热虹吸管的传热性能急剧降低；[0006]2、极限传热功率方面:在直管状热虹吸管工作过程中，气态工质和液态工质的运动方向相反，传热功率越大两种状态工质的运行速度越快，相互的阻力影响越大，最终限制了传热的极限功率；[0007]3、圆管形结构方面:圆管形结构的外壁限制了热虹吸管与热源的有效贴合。尤其是应用电子产品散热时，电子器件的接触面大多为平板状，因此热虹吸管在使用过程中必须增加马鞍状连接件，这样不可避免的增加了导热热阻和接触热阻。[0008]由此可见，现有技术中的热虹吸管在结构、使用方面存在明显的不足和缺陷，亟待进一步改进，因此如何创设一种极限传热功率高，能够承受较大热流密度，降低导热热阻及接触热阻的环路热虹吸散热装置，实属当前重要的研究领域之一。实用新型内容[0009]本实用新型的目的是提供一种环路热虹吸散热装置，使其能够承受较大热流密度，具有极限传热功率高，导热热阻及接触热阻低的优点，从而克服现有技术的不足。[0010]为解决上述技术问题，本实用新型一种环路热虹吸散热装置，包括蒸发腔体、管道、冷凝器、毛细结构以及工质，其中:所述的蒸发腔体至少一侧为平面结构；所述的毛细结构设置在蒸发腔体内，毛细结构与蒸发腔体的平面一侧内壁紧密连接；蒸发腔体与管道两端连通，冷凝器安装在管道中段外侧面上，工质灌装于蒸发腔体和管道内。[0011]作为本实用新型的进一步改进，所述的毛细结构底部为平面并与蒸发腔体紧密连接，顶部略窄，内部为毛细结构。[0012]所述的管道包括蒸汽管道和液体管道，所述的蒸汽管道连接于蒸发腔体未与毛细结构接触的侧壁；所述的液体管道连接于蒸发腔体与毛细结构紧密连接的侧壁，并延伸到毛细结构内部。[0013]所述的毛细结构为柱孔状毛细结构或沟槽状毛细结构。[0014]所述的毛细结构由导热金属颗粒或金属纤维或陶瓷材质颗粒烧结而成。[0015]所述的蒸发腔体包括冲压壳体和与其固定连接的腔体盖板。[0016]所述的毛细结构与蒸发腔体的冲压壳体烧结连接。[0017]所述的冷凝器采用散热翅片结构。[0018]所述的蒸发腔体和管道均采用金属材质。[0019]所述的管道还连接有抽真空灌装管。[0020]采用以上设计后，本实用新型与现有技术比较有以下有益效果:[0021]1、本实用新型散热装置的内部管道形成环路，内部工质运行时，运动方向一致，相互促进，这样使得此热虹吸管具有较大的传热能力以及很高的极限传热功率；[0022]2、本实用新型散热装置设有蒸发腔体，内部设有毛细结构，有利于工质蒸发，同时增大蒸发面积，不易形成膜态沸腾，使得装置能够承受较大的热流密度；[0023]3、本实用新型散热装置的蒸发腔体，外部呈平板状，有利于与电子器件接触，省掉了传统热虹吸管的连接件，降低了导热热阻及接触热阻；[0024]4、本实用新型散热装置无机械运动部件，具有安全可靠、传热量大、布置灵活的优点。[0025]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
[0026]上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型，
以下结合附图与具体实施方式
对本实用新型作进一步的详细说明。[0027]图1本实用新型环路热虹吸散热装置的整体结构示意图。[0028]图2本实用新型环路热虹吸散热装置的分解结构示意图。[0029]图3本实用新型环路热虹吸散热装置的柱孔状毛细结构示意图。[0030]图4本实用新型环路热虹吸散热装置的沟槽状毛细结构示意图。[0031]图5本实用新型环路热虹吸散热装置的管道与蒸发腔体连接结构示意图。[0032]图6本实用新型环路热虹吸散热装置的散热原理图。
具体实施方式
[0033]请参阅图1、图2所示，本实用新型一种环路热虹吸散热装置，包括蒸发腔体2、管道、冷凝器4以及毛细结构1，还包括工质6以及抽真空灌装管7。[0034]其中，毛细结构I设置在蒸发腔体2内，并与蒸发腔体2侧壁烧结在一起，管道与蒸发腔体2侧壁固定连接形成密闭连接的循环体，管道的外侧面与翅片结构的冷凝器4以固定方式套接在一起。[0035]请参阅图2、图5所示，本实用新型的蒸发腔体2包括冲压壳体21和腔体盖板22，蒸发腔体至少一侧为平面结构，冲压壳体21和腔体盖板22采用纯铜材质，冲压壳体21的上面设置有利于固定腔体盖板22固定的凸起结构，毛细结构I设置在蒸发腔体2内部，与冲压壳体21烧结为一体结构，毛细结构I与蒸发腔体2的平面壁一侧紧密固定连接。[0036]进一步的，请参阅图3、图4所示，毛细结构I由导热金属颗粒或金属纤维或陶瓷材质颗粒烧结而成，底部为平面，顶部略窄，内部为毛细结构，具有增强换热结构布置，包括但不限于柱孔状毛细结构8、沟槽状毛细结构9。该毛细结构可增大蒸发面积，利于工质变为气态从毛细结构I的内部溢出。[0037]请参阅图2、图5所示，管道包括蒸汽管道3和液体管道5。蒸汽管道3设置在冲压壳体21不与毛细结构连接的侧面，并且与蒸发腔体2的空余空间相连通。液体管道5设置在冲压壳体21与毛细结构I紧密连接的侧壁或其他侧壁，并且伸入到毛细结构I的内部，从而能够防止气态工质进入液体管道5，保证气态工质与液态工质的压力差，保证工质在管道内循环运行。蒸汽管道3和液体管道5也可设置在腔体盖一侧。优选的，将蒸汽管道3和液体管道5设置在冲压壳体21相对的两个侧面。[0038]冷凝器4，采用增强换热结构，包括增加管道翅片，将管道做成螺纹管，冷凝器选用纯铜材质，翅片采用铝材表面电镀，翅片与管道以锡膏焊接的方式连接。冷凝器4的进口与蒸汽管道3连接，出口与液体管道5连接。冷凝器4的作用是将气态工质冷却使其凝结成液态工质，其冷却方式包括但不限于自然冷却、强迫风冷及液冷方式等冷却方式。[0039]此外，在管道的任何位置可设有与管道连通的抽真空灌装管7，优选的，将抽真空灌装管7安装在液体管道5的折角处，用于将蒸发腔体2、蒸汽管道3以及液体管道5形成的密闭空间内部抽真空，使其内部空间处于负压或真空状态并通过抽真空灌装管将工质注入到封闭系统内部，完成抽真空和灌装工质，最后将抽真空管封闭。[0040]请参阅图6所示，本实用新型环路热虹吸散热装置的工作原理为:本装置内部形成密闭空间，内部空间处于负压或真空状态下，工质6气液相变点较低，在毛细结构I内吸收了蒸发腔体传导的热量后变为气态，随着气态工质压力的增高，推动工质6通过蒸汽管道3到达冷凝器4，工质6在冷凝器4中冷却后变为液态，热量经冷凝器4传导到环境中。液态工质6在重力及蒸汽压力作用下继续回流，通过液态管道5后回流到毛细结构1，吸热蒸发，形成循环，达到依靠工质的气液相变传递热量的目的。[0041]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种环路热虹吸散热装置，其特征在于包括蒸发腔体、管道、冷凝器、毛细结构以及工质，其中: 所述的蒸发腔体至少一侧为平面结构； 所述的毛细结构设置在蒸发腔体内，毛细结构与蒸发腔体的平面一侧内壁紧密连接；蒸发腔体与管道两端连通，冷凝器安装在管道中段外侧面上，工质灌装于蒸发腔体和管道内。
2.根据权利要求1所述的环路热虹吸散热装置，其特征在于: 所述的毛细结构底部为平面并与蒸发腔体紧密连接，内部为毛细结构。
3.根据权利要求2所述的环路热虹吸散热装置，其特征在于: 所述的管道包括蒸汽管道和液体管道，所述的蒸汽管道连接于蒸发腔体未与毛细结构接触的侧壁； 所述的液体管道连接于蒸发腔体与毛细结构紧密连接的侧壁，并延伸到毛细结构内部。
4.根据权利要求1所述的环路热虹吸散热装置，其特征在于: 所述的毛细结构为柱孔状毛细结构或沟槽状毛细结构。
5.根据权利要求1所述的环路热虹吸散热装置，其特征在于: 所述的毛细结构由导热金属颗粒或金属纤维或陶瓷材质颗粒烧结而成。
6.根据权利要求1所述的环路热虹吸散热装置，其特征在于: 所述的蒸发腔体包括冲压壳体和与其固定连接的腔体盖板。
7.根据权利要求6所述的环路热虹吸散热装置，其特征在于: 所述的毛细结构与蒸发腔体的冲压壳体烧结连接。
8.根据权利要求1所述的环路热虹吸散热装置，其特征在于: 所述的冷凝器采用散热翅片结构。
9.根据权利要求1所述的环路热虹吸散热装置，其特征在于: 所述的蒸发腔体和管道均采用金属材质。
10.根据权利要求1所述的环路热虹吸散热装置，其特征在于: 所述的管道还连接有抽真空灌装管。
专利摘要本实用新型是有关于一种环路热虹吸散热装置，包括蒸发腔体、管道、冷凝器、毛细结构以及工质，其中所述的蒸发腔体至少一侧为平面结构；所述的毛细结构设置在蒸发腔体内，毛细结构与蒸发腔体的平面一侧内壁紧密连接；蒸发腔体与管道两端连通，冷凝器安装在管道中段外侧面上，工质灌装于蒸发腔体和管道内。本实用新型内部管道形成环路，运行时内部工质运动方向一致，相互促进，具有较大的传热能力以及很高的极限传热功率；蒸发腔体内部设有毛细结构，有利于工质蒸发，同时增大蒸发面积，不易形成膜态沸腾，使得装置能够承受较大的热流密度；蒸发腔体外部呈平板状，有利于与电子器件接触，省掉了传统热虹吸管的连接件，降低了导热热阻及接触热阻。
文档编号F28D15/04GK202974004SQ201220688929
公开日2013年6月5日 申请日期2012年12月13日 优先权日2012年12月13日
发明者王大明, 李骥 申请人:中国科学院大学