[发明专利]具有多端口管和流动布置的热虹吸装置

说明书

技术领域

本发明总体上涉及热虹吸装置以及采用两相流体来冷却的其他热传递装置。

背景技术

热虹吸装置广泛地用于冷却系统，比如集成电路和其他计算机电路。例如，美国专利公开2013/0104592公开了一种用于使位于机柜或其他机壳中的电子部件冷却的热虹吸冷却器。

发明内容

本发明的一个方面提供了一种热虹吸装置，该热虹吸装置包括蒸发器部段和冷凝器部段，该蒸发器部段布置成接收热量并使液体蒸发，该冷凝器部段布置成将来自蒸发的液体的热量传递至周围环境以使蒸发的液体冷凝。该装置中可以采用至少一个扁平多端口管结构，所述至少一个扁平多端口管结构包括该装置的一个或多个功能部段，比如蒸发器通道和冷凝器通道。例如，扁平多端口管结构可以具有限定一个或多个流动通道的第一部段、限定一个或多个流动通道的第二部段以及在多端口管结构的平面中在第一部段与第二部段之间延伸的腹板。因此，腹板可以将第一部段和第二部段连接在一起，同时在第一部段与第二部段两者之间提供至少一定程度的热隔离。例如，腹板可以包括一个或多个缺口(例如，腹板被移除的区域)，以有助于限制第一部段与第二部段之间的热传递，从而有助于减轻重量或降低成本等。

由腹板提供的第一部段与第二部段的热隔离和/或物理隔离可以允许这些部段在热虹吸装置中执行不同或相同的功能。在一些实施方式中，第一部段可以限定一个或多个蒸发通道，并且第二部段可以限定一个或多个蒸发通道、一个或多个冷凝通道或蒸发器部段的液体返回路径。替代性地或另外地，第一部段可以限定一个或多个冷凝通道，并且第二部段可以限定一个或多个蒸发通道、一个或多个冷凝通道或冷凝器部段的蒸气供给路径。因此，热虹吸装置的不同功能部分可以形成为单个多端口管结构的一部分，从而有助于易于组装、简化装置设计和/或增强装置操作。在使用多个管结构的情况下，这些管结构可以提供多种不同的功能。因此，多端口管结构可以允许设计方面的更大的灵活性，因为可以将各种功能特征结合到装置中所使用的管结构或结构中。

在一些装置中，蒸发器部段可以包括液体返回路径和至少一个蒸发通道，该至少一个蒸发通道布置成接收热量并使该至少一个蒸发通道中的液体蒸发，液体返回路径用于将冷凝的液体输送至至少一个蒸发通道。在一个实施方式中，蒸发通道和液体返回路径可以组合到多端口管结构中，例如，所述至少一个蒸发通道和所述一液体返回路径可以是扁平多端口管结构的一部分，在该扁平多端口管结构中，第一部段限定至少一个蒸发通道，并且第二部段限定液体返回路径。类似地，冷凝器部段可以包括蒸气供给路径和至少一个冷凝通道，该至少一个冷凝通道布置成将来自蒸发的液体的热量传递至周围环境以使蒸发的液体冷凝，蒸气供给路径用于将蒸发的液体输送至所述至少一个冷凝通道。该至少一个冷凝通道和该蒸气供给路径可以是扁平多端口管结构的一部分，在该扁平多端口管结构中，第二部段限定至少一个冷凝通道，第一部段限定蒸气供给路径。至少一个歧管可以将至少一个蒸发通道与蒸气供给路径流体连接并将所述至少一个冷凝通道与液体返回路径流体连接。例如，歧管可以包括限定内腔的外壁和定位在该内腔中的用于将该内腔分隔成蒸气室和液体室分隔壁。分隔壁可以在歧管中定位成使得该至少一个蒸发通道和该蒸气供给路径与蒸气室流体连通，并且该至少一个冷凝通道和该液体返回路径与液体室流体连通。可以将两个或更多个多端口管结构设置成蒸发器部段或冷凝器部段的一部分，例如用以增加系统的热容量。

在另一实施方式中，单个多端口管结构可以限定冷凝器部段和蒸发器部段两者的一部分。例如，单个扁平多端口管结构可以具有限定蒸气供给路径和至少一个蒸发通道的第一部段以及限定液体返回路径和至少一个冷凝通道的第二部段。因此，单个管结构可以形成完整的热虹吸装置，并且如果需要，可以在热虹吸装置中设置多个这种扁平多端口管结构。

在一些实施方式中，扁平多端口管结构可以包括在该扁平多端口管结构的平面中从第一部段或第二部段向外延伸的一个或多个横向腹板。横向腹板可以提供热传递结构(例如，与周围环境的热交换)或为热虹吸装置的各部分提供保护。另外地或替代性地，扁平多端口管结构可以包括限定流动通道的三个或更多个部段，并且这些部段可以连接成使得相邻部段具有在所述相邻部段之间延伸的腹板。这可以允许多端口管结构包括若干个不同的功能元件。例如，多端口管结构的第一部段可以限定多个冷凝器通道，第二部段可以限定蒸气供给路径，并且第三部段可以限定多个冷凝器通道。