[发明专利]一种无动力相变散热装置

说明书

本发明公开一种无动力相变散热装置，包括散热器、汽化输送管道、冷凝器、冷凝回流管道形成循环通道，供内部的相变介质循环运动；散热器和冷凝器分别包括若干组并排布置的单向导通管路；每组单向导通管路包括至少三个首尾对接的特斯拉阀，特斯拉阀具有单向导通、反相阻挡的效果，相变介质只能单向运动。散热器吸收热源的热量，使其内部的液体汽化形成汽体，汽体经过汽化输送管道进入冷凝器，在冷凝器散发热量，汽体冷凝形成液体，冷凝的液体经过冷凝回流管道进入散热器；本发明利用相变介质的相态改变产生压强变化，使相变介质形成单向循环运动，不断地将散热器的热量向冷凝器输送，不需要借助其他的外部动力源，实现节能降噪。

技术领域

本发明涉及制冷散热技术领域，更进一步涉及一种无动力相变散热装置。

背景技术

电子器件存在一定的工作温度范围，当产品温度超出电子器件的工作温度范围，将导致电子器件性能衰减，甚至失效。通常按照温度适应能力及可靠性将电子器件分四个级别：商业级为0℃～70℃；工业级为-40℃～85℃；车规级为-40℃～120℃；军工级为-55℃～150℃。

随着电子技术的不断发展，人们对计算能力的需求也越来越高。而对于电子产品，更高的运算速度也就意味着更多的散热需求，现有的电子产品散热方式分以下几种：

自然散热：对于自身发热量不大、所处工作环境温度不高的电子产品，通常只需要自然散热方式，通过电子器件本身和周围环境的热交换，就能保障电子器件始终工作在正常的温度范围内，不需要单独的配备散热装置。自然散热的散热能力不足，只能满足普通低功耗的电子产品的散热需求。

风冷散热：通常是将散热片安装在发热器件上，通过气流循环，带走由发热器件传导至散热片上的热量，达到为器件降温的目的。风冷装置还可以加装风扇，以便加快气流循环，能更快地带走热量。风冷散热需要产品内部设计风道，并保障风道的空间充足和风流顺畅；外加的风扇会有噪声，转动部件寿命有限，防尘、防水设计困难等缺点。

液冷散热：液冷散热又分为普通的液冷散热和普通的相变液冷散热。

普通的液冷散热：和风冷散热方式相似，是由散热器、冷却器、管道和液泵组成密闭的循环系统，液泵带动散热液(通常是水或比热较大的油类)流过散热器内部，从而带走由发热器件传导至散热片的热量，达到为器件降温的目的；散热液再继续流过冷却器冷却，流回散热器，从而不断地循环，带走电子器件散热的热量。普通的液冷散热需要液泵，属于转动部件，寿命有限；散热液没有发生相变，只是吸收热量并带走，散热效率不高。

普通的相变液冷散热：在密闭的空间里将电子产品主板整体浸没在绝缘的制冷液中。这种绝缘制冷液的沸点刚好是在电子器件的正常工作温度范围内。当电子器件发热时，制冷液吸收热量达到沸点，汽化的制冷液气体上升到密闭空间顶部受冷(密闭空间顶部为环境温度或有单独的冷凝装置)重新变成液体落回底部，因此电子器件的最高温度将始终不大于制冷液体的沸点温度。普通的相变液冷散热方案存在对机箱密闭设计要求高、体积大、制冷液需求量大、成本非常高、维护不方便等缺点。

目前主流的散热方式需要借助动力设备驱动散热介质循环，对于本领域的技术人员来说，如何在不借助外部动力的情况下实现介质传递，是目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种无动力相变散热装置，不借助其他的外部动力使相变介质循环运动实现冷却散热，具体方案如下：

一种无动力相变散热装置，包括散热器和冷凝器，所述散热器和所述冷凝器之间设置汽化输送管道和冷凝回流管道；

所述散热器和所述冷凝器分别包括若干组并排布置的单向导通管路；每组所述单向导通管路包括至少三个首尾对接的特斯拉阀；

所述散热器用于吸收热源的热量，使其内部的相变介质汽化形成汽体，汽体经过所述汽化输送管道进入所述冷凝器，在所述冷凝器散发热量，汽体冷凝形成液体，冷凝的液体经过所述冷凝回流管道进入所述散热器。