[发明专利]液态金属散热装置

说明书

本发明涉及热管理技术领域，提供了一种液态金属散热装置。该装置包括上升管、回流管、热源腔以及设置在热源腔上方的散热腔，散热腔上设有可启闭的排气口，热源腔内充注有液态金属和低沸点液体，低沸点液体的密度小于液态金属的密度，上升管的第一端插设在热源腔中、第二端插设在散热腔中，回流管的第一端插设在散热腔中、第二端插设在热源腔中，上升管的第一端和回流管的第二端均位于液态金属的液面以下，上升管的第二端和回流管的第一端分别位于散热腔的上部和下部。本发明不仅能够连续、快速的冷却热源，而且整个散热过程无需消耗额外的能源、节能环保、大大降低了成本。

技术领域

本发明涉及热管理技术领域，具体涉及一种液态金属散热装置。

背景技术

随着科技不断朝着小型化、集成化、清洁、节能减排方向的发展，产品的功率也越来越大，即产品的热流密度越来越大，而传统的散热技术例如翅片风冷、常规水冷、热管相变已不能满足这些产品的散热需求。

在各种崭新的散热技术中，其中基于液态金属的冷却技术近年来逐渐受到人们的高度重视。这是因为液态金属具有良好的导热性，例如，在20℃下，空气的热导率为0.0257W/(m*K)，水的热导率为0.599W/(m*K)，而镓铟合金的热导率为26.58W/(m*K)。可见，在相同温度下，镓铟合金不仅热导率是水的热导率的40多倍，而且环保无毒，易于回收。从而基于液态金属的冷却技术已经被广泛应用到电子设备、大型装备等不同场合。但是，目前该项技术在实施时都必须依靠蠕动泵、机械泵或电磁泵等来驱动液态金属流动，从而需要耗费较多的电能，大大增加了功耗和成本。

发明内容

本发明要解决的是现有技术中散热装置功耗大、成本高的技术问题。

为解决上述问题，本发明提供了一种液态金属散热装置，该装置包括上升管、回流管、热源腔以及设置在所述热源腔上方的散热腔，所述散热腔上设有可启闭的排气口，所述热源腔内充注有液态金属和低沸点液体，所述低沸点液体的密度小于所述液态金属的密度，所述上升管的第一端插设在所述热源腔中、第二端插设在所述散热腔中，所述回流管的第一端插设在所述散热腔中、第二端插设在热源腔中，所述上升管的第一端和所述回流管的第二端均位于所述液态金属的液面以下，所述上升管的第二端和所述回流管的第一端分别位于所述散热腔的上部和下部。

其中，所述热源腔的顶面或侧壁上设有用于插设所述上升管和所述回流管的第一安装孔，所述散热腔的底面或侧壁上设有用于插设所述上升管和所述回流管的第二安装孔。

其中，所述上升管的直径大于所述回流管的直径。

其中，所述热源腔、所述散热腔、所述上升管和/或所述回流管的材质为不锈钢、铝、铜、金、银、钛、镍、石墨、有机玻璃、玻璃、合成纤维、硅胶、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、二氧化硅、环氧树脂、塑料或聚四氟乙烯。

其中，所述液态金属为镓、镓基合金、钠钾合金、铋基合金或水银。

其中，所述低沸点液体为异戊烷、异丙醇、乙醇、四氢呋喃、丙醛、丙酮、五氟丙烷、五氟丁烷、全氟正戊烷或正戊烷。

其中，所述热源腔和/或所述散热腔的截面形状为环形、圆形、椭圆形或多边形。

其中，还包括冷却管、水泵和储水箱，所述冷却管螺旋缠绕于所述散热腔的外壁，所述储水箱的出口通过所述水泵与所述冷却管的进口连通，所述冷却管的出口与所述储水箱的进口连通。

其中，所述散热腔的外壁上设有翅片。

其中，还包括设于所述散热腔外侧的风扇，所述风扇临近所述翅片设置。