[实用新型]一种汽液分流的毛细芯均热板换热器

说明书

一种汽液分流的毛细芯均热板换热器及制备方法，属于电子器件散热技术领域，由蒸汽腔、肋片和散热风扇组成；本发明结构简单，蒸汽腔内填充有整体烧结的毛细芯，毛细芯分为上层毛细芯和下层毛细芯，其中上层毛细芯内加工有树状蒸汽通道；蒸汽腔内充注的相变工质吸热后沸腾蒸发，在蒸汽腔内树状蒸汽通道内流向蒸汽腔侧壁面及上壁面并冷凝换热；除蒸汽流道外的其他毛细芯结构用于抽吸冷凝液回流至受热区域，形成工作循环，蒸汽腔内的气相工质和液相工质分别在蒸汽通道和毛细芯内流动，减少两相工质流动过程中的相互影响，有利于蒸汽快速扩散到冷凝表面换热，及冷凝液及时回流至换热器热端。可以有效提高均热板换热器的换热性能。

技术领域

本实用新型属于电子器件散热技术领域，涉及一种毛细芯均热板换热器，具体的说是涉及一种具有汽液分流功能，具有提升换热效果的气液两相流散热器。

背景技术

随着科学技术的不断进步，电子器件的功率密度越来越大，为保证器件的可靠性，对电子器件的散热提出越来越高的要求，针对电子器件的散热问题，目前散热器的形式多种多样，如肋片式及热管式等，由于散热器内部传热方式的差别，肋片式散热器性能弱于热管式散热器。在热管式散热器中，毛细芯蒸汽腔散热器由于其换热性能强、均温性好的优点，广泛应用于电气器件散热。但是电子器件功率密度越来越大的背景下，蒸汽腔散热器也面临着换热性能提升的难题。由蒸汽腔工作原理可知，能否保住蒸汽快速分散至冷凝换面，及冷凝液快速顺畅回流至蒸发端，是决定蒸汽腔散热器换热性能的重要关键因素。对于毛细芯均热板换热器，工作过程中，工质受热蒸发/沸腾，蒸汽沿毛细芯内孔隙流动至冷凝换面，而凝结后的冷凝液在毛细抽吸作用下沿孔隙回流至受热面。这样蒸汽与冷凝液存在相互干扰的现象，影响了二者的有效分配及流动，进而制约毛细芯均热板的工作性能。为了将蒸汽分配与冷凝液回流相互独立，减少相互干扰，提升毛细芯均热板的换热器性能，设计出一种可满足上述性能的毛细芯均热板换热器显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有毛细芯均热板换热器工作过程中，工质受热蒸发沸腾，蒸汽沿毛细芯内孔隙流动至冷凝换面，凝结后的冷凝液在毛细抽吸作用下沿孔隙回流至受热面，蒸汽与冷凝液存在相互干扰的现象，影响二者的有效分配及流动，制约毛细芯均热板的工作性能等不足，提出一种汽液分流的毛细芯均热板换热器，通过改进蒸汽腔内的毛细芯结构，可有效改善蒸汽-液体工作液体的循环，提升换热能力。

本实用新型的技术方案：一种汽液分流的毛细芯均热板换热器，其特征在于：所述毛细芯均热板换热器由散热风扇、盖板肋片和蒸汽腔组成；所述蒸汽腔由蒸汽腔侧壁及侧壁肋、蒸汽腔上盖板、蒸汽腔毛细芯和蒸汽腔下盖板组成，所述蒸汽腔毛细芯由上层毛细芯和下层毛细芯组成，所述上层毛细芯内加工有蒸汽通道，所述上层毛细芯与所述蒸汽腔的侧壁面和上壁面间设有用于蒸汽冷凝的间隙，所述下层毛细芯与蒸汽腔的下壁面紧密贴合，所述蒸汽腔内充注有相变工质，所述毛细芯均热板换热器在工作过程中，所述蒸汽腔内的蒸汽和冷凝液分别在所述蒸汽通道和毛细芯内流动，减小两相工质流动阻力，使蒸汽更顺畅流向冷凝壁面，同时冷凝液更快回流，以提高换热器工作性能。

所述上层毛细芯与蒸汽腔侧壁面和上壁面之间有0.2～0.5mm空隙。

所述蒸汽腔毛细芯由金属粉末松装烧结而成，金属粉末根据换热性能要求选择不同粒径，金属粉末粒径范围在50～200微米。

所述蒸汽通道呈多级分叉的树状结构，蒸汽通道由蒸汽通道主枝和蒸汽通道分枝组成，蒸汽通道主枝由蒸汽腔中心向四周分布，蒸汽通道分枝分布在蒸汽通道主枝两侧，各级蒸汽通道主枝的长度及深度相同，各级蒸汽通道主枝的宽度与上级蒸汽通道主枝宽度满足Murray定律，各级蒸汽通道主枝与蒸汽通道分枝截面尺寸相同，蒸汽通道分枝的长度一直延伸至毛细芯边缘。

所述蒸汽腔侧壁及侧壁肋为整体加工结构，蒸汽腔侧壁及侧壁肋分别与蒸汽腔上盖板及蒸汽腔下盖板焊接连接，形成密闭空间，散热风扇与盖板肋片及侧壁肋通过螺钉紧固连接。

所述蒸汽腔内充注并封装有受热后可发生相变的液体工作介质。