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一种双储液器双回路环路热管的制作方法

  • 国知局
  • 2024-08-01 00:29:29

本发明涉及热管,具体而言,涉及一种双储液器双回路环路热管。

背景技术:

1、环路热管技术是一种相变类的散热方式,已经发展了数十余年,他利用了内部散热工质在热源处吸热气化在冷源处放热液化的基本原理,具有换热效率高、热阻小、抗重力效果强等显著优势。

2、近年来,随着制造业和封装领域技术的发展,虚拟现实、移动通信等微型电子设备领域越来越注重微型电子设备的集成化研究,设备的微型化和小型化导致热通量密度显著增加,此外,有限的空间也极大地限制了热控元件的尺寸,因此,开发适用于高功率、紧凑型电子设备的热管理方案是提高芯片工作可靠性、稳定性的重大挑战,传统的散热技术已无法满足新一代高性能微型电子设备的散热需求,因此需要新技术以可持续的方式来解决散热问题。

3、目前,基于相变原理的微店电子设备散热器正在逐步被业界接受,例如环路热管技术。市场急需适配于复杂狭小空间的高性能微型设备的散热器,以提升芯片稳定性和工作效率,在提升续航的同时解放算力,促进5g时代“元宇宙”以及“万物互联”应用的发展,极其具备研究价值和市场推广价值。

4、现有的双储液器环路热管大都适用于航空航天设备等大功率电子器件,用于大型电子设备的多角度散热,但是难以解决高热流密度微型电子器件的散热问题。且现有的双储液器环路热管采用单侧回路,难以维持不同角度和姿态下散热效果的一致性。

技术实现思路

1、本发明提供一种双储液器双回路环路热管,用以克服现有技术中存在的至少一个技术问题。

2、本发明提供一种双储液器双回路环路热管,包括:

3、蒸发器,所述蒸发器包括蒸发器鞍座和蒸发器腔体;所述蒸发器鞍座包括容置腔,所述容置腔和所述蒸发器腔体分别设置有两个蒸汽溢出口,所述蒸发器腔体位于所述容置腔内时,所述容置腔上的蒸汽溢出口和所述蒸发器腔体上的蒸汽溢出口对齐设置;

4、毛细芯,所述毛细芯位于所述蒸发器腔体内,且所述毛细芯的外表面设置有蒸汽通道,所述毛细芯的左右两端分别设置有凹陷部,所述凹陷部形成液相通道;

5、位于所述蒸发器左右两端的两个储液器,所述储液器上设置有腔体连接口、管线连接口,所述蒸发器的两端分别连接至两个所述储液器的腔体连接口;

6、两条冷凝管线,所述冷凝管线包括依次连接的气相段、换热段和液相段,两条所述冷凝管线的气相段分别连接至所述蒸发器腔体的两个蒸汽溢出口,两条所述冷凝管线的液相段分别通过所述管线连接口延伸至左右两端的所述液相通道中。

7、可选地,所述毛细芯采用真空烧结的工艺,工艺过程包括:

8、采用ni粉作为金属材料、nacl和pmma作为混合复合造孔剂,且ni:nacl:pmma的比例为16:3:1;在真空炉内对所述金属材料和所述混合复合造孔剂组成的混合物进行预压,预压压力0.39t,时间10min;

9、进行抽真空操作,真空度为10-3pa;

10、设置温度目标700℃,升温时间68min,真空炉功率80%,进行升温操作;

11、设置保温温度700℃,保温时间60℃,真空炉功率80%,进行保温操作;

12、自然冷却至炉内温度低于90℃时,通过超声清洗5h去除造孔剂。

13、可选地,所述毛细芯的外表面设置有4条蒸汽通道,分别为第一蒸汽通道、第二蒸汽通道、第三蒸汽通道和第四蒸汽通道;

14、所述蒸汽通道沿着所述毛细芯的延伸方向延伸,所述毛细芯的顶部作为0°方向,所述第一蒸汽通道位于0°方向,所述第二蒸汽通道位于90°方向,所述第三蒸汽通道位于180°方向,所述第四蒸汽通道位于270°方向。

15、可选地,所述毛细芯的外表面设置有围绕所述毛细芯的两个环形蒸汽缓冲腔,所述环形蒸汽缓冲腔分割所述蒸汽通道;

16、所述毛细芯的外表面还设置有4条交换通道,所述交换通道的延伸方向与所述蒸汽通道的延伸方向相同,且两个所述环形蒸汽缓冲腔通过所述交换通道连通。

17、可选地,所述蒸发器鞍座还包括与所述容置腔连接的底座,所述底座为矩形。

18、可选地,所述容置腔上的蒸汽溢出口为所述蒸发器腔体上的蒸汽溢出口的1.5倍。

19、可选地,所述气相段和所述液相段位于第一平面上,所述换热段位于第二平面上;且所述换热段通过s型弯折排布,所述气相段和所述液相段的长度小于所述换热段的长度。

20、可选地,所述储液器包括顶壁、第一侧壁、第二侧壁和前壁;

21、靠近所述蒸发器的一侧为第一侧壁、远离所述蒸发器的一侧为第二侧壁,所述腔体连接口位于所述第一侧壁上,所述管线连接口位于所述第二侧壁上;

22、所述前壁垂直于所述顶壁、所述第一侧壁和所述第二侧壁,所述前壁上设置有液体注入口。

23、可选地,所述毛细芯的长度大于所述蒸发器腔体的长度,所述毛细芯的左右两端均有至少部分位于所述储液器内。

24、可选地,所述容置腔的内半径比所述蒸发器腔体的外半径小0.1mm,所述容置腔和所述蒸发器腔体采用过盈装配;

25、所述蒸发器腔体的内半径比所述毛细芯的外半径小0.1mm,所述蒸发器腔体和所述毛细芯采用过盈装配。

26、本发明实施例的创新点包括:

27、1、本实施例中,通过对传统单回路环路热管的蒸发器结构进行改进,采用双储液器双回路结构,可以有效提高环路热管的换热能力、热流密度,是本发明实施例的创新点之一。

28、2、本实施例中,采用双进双出的形式使两个回路同时运行,有利于提升抗重力特性和运行稳定性,且相比双储液器单进单出的环路热管,本发明环路热管的两个回路在补充工质的路径长度上完全相同,使得工质的补充更加稳定,是本发明实施例的创新点之一。

29、3、本实施例中,采用左右对称的双储液器和双冷凝管线,可以保证环路热管在抗重力的环境下,如蒸发器壳体与水平面夹角90°等情况时,至少能保证两侧回路中的一侧毛细芯处于浸润状态,以此来保证环路热管的稳定散热;且由于环路热管每次启动的时候,内部工质的分布较为随机,通过双回路的设计,可以大大提升启动性能,降低启动功率和启动时间,是本发明实施例的创新点之一。

30、4、本实施例中,采用左右对称的设计,因此,在环路热管角度发生改变的情况下,如蒸发器腔体与水平面夹角90°等情况时,进行加热后,液体可能会经过蒸发器腔体上的蒸汽溢出口流向冷凝管线,而蒸发形成的气体则向上通过蒸发器腔体的液体入口流向储液器,然后经过储液器的管线连接口继续向上流向冷凝管线。可见,在环路热管角度发生改变的情况下,蒸发器腔体和储液器的功能会对调转换,同时,冷凝管线的气相段和液相段的功能也会对调转换,使得环路热管实现逆向运行的效果,这大大地提升了环路热管对抗重力环境下运行的适应性,是本发明实施例的创新点之一。

31、5、本实施例中,通过在毛细芯上设置液相通道,便于储液器中的液相工质充分浸润毛细芯,降低启动时间和启动功率,保证毛细芯在非完全顺重力的条件下也能保持其浸润,提升了环路热管运行的稳定性,是本发明实施例的创新点之一。

32、6、本实施例中,使得两条冷凝管线的液相段分别延伸至左右两端的液相通道中,可以使液相工质由液相段直接补充至毛细芯的内部,有利于毛细芯的浸润,不仅能够缩短补液时间,提高工质的循环速度,且在一些逆重力的角度下,也能保证毛细芯中间部位快速浸润,保证了毛细芯部位的持续给液,从而保证环路热管运行的平稳性,是本发明实施例的创新点之一。

33、7、本实施例中,在毛细芯的外表面设置蒸汽通道,如此,可以使得吸热气化的工质更加容易从毛细芯中逸散出来,降低了工质的运行阻力,提升了工质在热管中循环的能力,进而提升了换热效果,是本发明实施例的创新点之一。

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