[发明专利]一种复合热沉的环路热管蒸发器及环路热管系统

说明书

本发明公开了一种复合热沉的环路热管蒸发器及环路热管系统，包括蒸发器外壳、储液腔、集气室、吸液芯和热沉；所述蒸发器外壳呈平板式空腔结构，其内部填充有工质，且左右侧壁上分别设置有蒸发器进液口和蒸发器出气口，底部外壁面与所述热沉贴合；所述热沉为薄片状结构；所述吸液芯为一个整体，加工有若干数量的蒸汽槽道；蒸发器外壳内部有所述储液腔和所述集气室，且储液腔与蒸发器进液口连通，集气室与蒸发器出气口连通。本发明的优势在于利用平板型环路热管的高效热传输能力，并充分发挥热沉的高导热性能，能够显著降低局部热点温度，解决了现有散热方案难以消除电子元件热点的问题，适合于存在局部热点的高热流密度器件散热的应用场合。

技术领域

本发明属于散热技术领域，具体的涉及一种复合热沉的环路热管蒸发器及环路热管系统。

背景技术

环路热管利用工质相变传热，可以有效地扩大散热面，解决高功率器件的散热问题，不仅传热性能好，而且重量轻，结构紧凑。随着技术的逐步发展与成熟，环路热管在高热流密度电子器件和航天航空等领域的散热方面有着广泛的应用。

环路热管在结构上是将传统热管的蒸发段和冷凝段分置成为蒸发器和冷凝器，由气液管路相连，形成封闭的回路。利用工质蒸发吸收潜热、冷凝释放潜热以及工质流动的过程来进行热量的长距离传递，其传热量大，散热效率高。

随着电子元件的集成化与小型化发展，电子元件上的热问题越来越严重，其表面温度的不均匀分布情况日益显著，导致电子元件表面局部热点现象突出，局部高温将会严重影响其工作性能及可靠性。常规的环路热管已难以改善电子元件局部热点现状，因此需要对现有散热技术做进一步改进，来获得更优异的散热能力与均热性能，从而解决进行电子元件冷却时所面临的局部高热点问题。

发明内容

技术问题：针对现有散热技术存在的不足，本发明的目的是要提供了一种复合热沉的环路热管蒸发器及环路热管系统，它能够解决电子元件表面温度分布不均的问题，降低其表面温度梯度，可有效避免电子元件因局部高温而发生故障或失效。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明提供了一种复合热沉的环路热管蒸发器，所述复合热沉的环路热管蒸发器包括蒸发器外壳、储液腔、集气室、吸液芯和热沉；所述蒸发器外壳呈平板式空腔结构，内部填充有工质，且左右侧壁上分别设置有蒸发器进液口和蒸发器出气口，底部外壁面与所述热沉粘结；所述热沉为薄片状结构；所述吸液芯为一个整体，设置在所述蒸发器外壳的空腔内部，将蒸发器内部空腔分隔为两个腔体，即所述储液腔和所述集气室，且储液腔与蒸发器的进液口连通，集气室与蒸发器出气口连通。

其中：所述蒸发器外壳材料为铜、铝及其合金或不锈钢，壳厚为1.5～3.5mm。

所述热沉的材料为具有高热导系数的材料，平面导热系数在500～2000W/(m·K)，其厚度为0.05mm～0.6mm。

所述热沉的一面与蒸发器底部外壁面粘结，另一面热源粘结，粘结剂均采用导热硅胶。

所述吸液芯的下表面加工有若干数量的蒸汽槽道，蒸汽槽道与集气室连通。

所述吸液芯的材料为铜、镍或其合金中的一种，其厚度为4～6mm，孔隙率在0.4～0.6。

所述吸液芯采用烧结法、加压发泡法制备。

优选地，所述蒸汽槽道的宽度相等，蒸汽槽道之间的间距相等，分别为1.5～2mm。

优选的，所述在构成储液腔的蒸发器外壳的内表面设置绝热材料涂层，其厚度为0.1～0.2mm，该涂层可以减少热量向储液腔内液体工质的传递。

优选的，热沉的材料为高导热石墨，此材料各向异性，平面内导热系数≥1000W/(m·K)，比重在1.0～1.3，可有效地对热源表面分布不均的热量进行横向传热，起到均热效果，且成本较低。

优选的，所述工质为水、甲醇、液氨或丙酮。