一种复合型微通道散热装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种复合型微通道散热装置,涉及高热流密度设备的散热装置技术领域。包括平板热管，平板热管包括盖板、毛细芯、矩形凹槽和双面夹层，双面夹层顶端设置有矩形凹槽，盖板和毛细芯从上到下依次安装于矩形凹槽内部；微通道热沉，微通道热沉连接于双面夹层底端，包括底板、微通道、回型通道和工质流通口，微通道设置于底板顶端、回型通道和工质流通口均设置于双面夹层底端，双面夹层顶端设置有与工质流通口相连通的进出口液体管道，工质流通口另一端与回型通道相连通，回型通道和微通道连通。本实用新型专利技术可有效降低工质流动阻力，消除局部热点，并提高散热器的均温性。并提高散热器的均温性。并提高散热器的均温性。

【技术实现步骤摘要】
一种复合型微通道散热装置


[0001]本技术涉及高热流密度设备的散热装置
，特别涉及一种复合型微通道散热装置。

技术介绍

[0002]当前被广泛使用的液冷散热手段可以按照驱动方式分为被动式冷却和主动式冷却两种。高热流密度散热场景下，热管和微通道是两种典型的热管理手段。
[0003]微通道换热器的通道截面特征尺度一般为10
‑
200μm，换热能力高，作为一种高效的主动式液冷方式，被广泛应用于芯片、雷达、激光器等电子设备散热。传统型微通道流道通常由一个扁管构成，扁管内有多条细微流道，且扁管的两端与集液管相联。流道的截面以矩形居多，也有圆形，三角形等多边形截面。常见微通道制造材料有硅、不锈钢、铝、铜等。其中，因导热性高且便于工业工艺加工，铜常被用作微通道散热器的主体材料。微通道的工作过程为：热源与微通道换热器底部紧密接触，热量由热传导传递给热沉，冷却剂由换热器入口进入微通道流道，以对流换热的方式将热量带走，由换热器出口流出，以此循环达到冷却目的。微通道散热器的整体结构尺度较小，符合当前微小，紧凑的换热器发展趋势，且通道和流场的布局机动性高，可根据热源特性和换热需求更改换热器结构。
[0004]平板热管由上下两个平板紧密结合形成一个密闭腔体，腔体内部布置毛细结构。超薄平板热管相比压扁型的传统热管来说，厚度更小，与热源的接触面积更大，可以有效消除“热点”并提高换热器的均温性，更适用于紧凑型外观限制的高热流密度散热。平板热管的工作过程为：平板热管的热端受热，真空腔体内的工质受热蒸发由液态转变为气态，吸收热量并且快速膨胀。膨胀后的气相工质接触到冷端后发生凝结液化，释放热量。凝结后的液体由毛细结构产生的毛细力驱动回流到热端，形成循环。作为一种被动式换热手段，平板热管具有低热阻，高均温性的特点，此外，超薄热管的加工工艺成熟，结构设计轻巧灵活，在不占据过使用空间的同时，可有效解决目前电子设备等高性能产品的散热问题。
[0005]目前公开的微通道换热器，大多选择较长的流道设计，例如： CN110986632A和CN110887388A虽然实现了较为有效的散热，但不可避免的出现了流道较长导致的通道压力损失大。过高的通道损失会增加循环所需要的泵功，提高能力损耗。此外换热器整体均温性不佳，易出现局部过热的现象。平板热管本身的换热能力低于微通道，但具有均温性的特点。
[0006]因此，有必要提供一种减少微通道的流动阻力，降低微通道内流动的压力损失进而降低泵功，同时提升换热器的整体均温性的复合型微通道散热装置。

技术实现思路

[0007]为解决上述技术问题，本技术采取了如下技术方案：
[0008]一种复合型微通道散热装置，包括：
[0009]平板热管，所述平板热管包括盖板、毛细芯、矩形凹槽和双面夹层，所述双面夹层
顶端设置有所述矩形凹槽，所述盖板和所述毛细芯从上到下依次安装于所述矩形凹槽内部；
[0010]微通道热沉，所述微通道热沉连接于所述双面夹层底端，包括底板、微通道、回型通道和工质流通口，所述微通道设置于所述底板顶端、所述回型通道和所述工质流通口均设置于所述双面夹层底端，所述双面夹层顶端设置有与所述工质流通口相连通的进出口液体管道，所述工质流通口另一端与所述回型通道相连通，所述回型通道和所述微通道连通。
[0011]进一步地，所述双面夹层一侧设置有充液管，所述充液管与所述矩形凹槽连通，所述充液管用于向矩形凹槽内部填充冷却液。
[0012]进一步地，所述盖板的材料采用铜、不锈钢、陶瓷、硅或铝中的一种，所述双面夹层的材料采用铜、不锈钢、陶瓷、硅或铝中的一种，所述微通道热沉的材料采用铜、不锈钢、陶瓷、硅或铝中的一种。
[0013]进一步地，所述盖板、所述毛细芯和所述双面夹层固定连接。
[0014]进一步地，所述微通道的表面设置有表面微结构，所述表面微结构用于增加微通道表面的粗糙度。
[0015]进一步地，所述毛细芯的横截面形状为矩形、梯形、三角形或半圆形中的一种。
[0016]进一步地，所述微通道的横截面形状为矩形、梯形、三角形或半圆形中的一种。
[0017]进一步地，所述微通道热沉固定连接于所述双面夹层底端。
[0018]本技术的有益效果在于：
[0019]1.装置均温性较高，消除热点效应。
[0020]平板热管具有良好的均温性和导热性，将平板热管布置在微通道热沉的一侧，不仅有效提高装置整体的均温性，还可将微通道热沉局部过热的热量传导至微通道热沉温度较低侧，更高效的利用未直接接触热源部分的微通道进行二次换热，提高换热效率。
[0021]2.换热性能显著提升，且降低能耗。
[0022]微通道表面具有处理后的表面微结构，该结构能够有效强化换热。单相换热时，表面微结构可明显增强通道内的流体扰动；两相换热时，表面微结构会增大壁面的表面粗糙度，提供更多的利于发生沸腾的成核点，使工质沸腾提前发生，从而提高换热能力。双面夹层底部的回型通道与微通道的组合，可有效缩短工质在流道内的流程，降低流体进出换热器的压力损失，从而降低驱动泵的功耗，达到高效换热节能省电的效果；同时微通道与回型通道形成的往复型散热通路，可有效缩短工质在流道内的纵向流程，降低流体进出换热器的压力损失，进而降低工质驱动泵的功耗，达到高效换热且节能省电的技术效果。
[0023]3.有效解决高热流密度散热需求。
[0024]复合型微通道散热装置结合了平板热管和微通道散热器的换热特性，可作为一种高效的热管理手段来解决高热流密度散热需求。
[0025]4.工艺简单，制造成本低。
[0026]本技术中设计和使用的结构和材料都具有很好的工业工艺加工性，加工方式简单且工艺发展都十分成熟，成本较低。
附图说明
[0027]图1为本技术一种复合型微通道散热装置的立体示意图。
[0028]图2为本技术一种复合型微通道散热装置的平板热管部分分解图。
[0029]图3为本技术一种复合型微通道散热装置的微通道热沉部分示意图。
[0030]图4为本技术一种复合型微通道散热装置的微通道热沉内部示意图。
[0031]其中，图中：
[0032]1‑
平板热管；2
‑
微通道热沉；3
‑
双面夹层；11
‑
盖板；12
‑
毛细芯；13
‑
矩形凹槽；14
‑
充液管；21
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微通道；22
‑
工质流通口；23
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回型通道；24
‑
进出口液体管道。
具体实施方式
[0033]下面将结合本技术实施例中的附图1
‑
4，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合型微通道散热装置，其特征在于，包括：平板热管，所述平板热管包括盖板、毛细芯、矩形凹槽和双面夹层，所述双面夹层顶端设置有所述矩形凹槽，所述盖板和所述毛细芯从上到下依次安装于所述矩形凹槽内部；微通道热沉，所述微通道热沉连接于所述双面夹层底端，包括底板、微通道、回型通道和工质流通口，所述微通道设置于所述底板顶端、所述回型通道和所述工质流通口均设置于所述双面夹层底端，所述双面夹层顶端设置有与所述工质流通口相连通的进出口液体管道，所述工质流通口另一端与所述回型通道相连通，所述回型通道和所述微通道连通。2.根据权利要求1所述的一种复合型微通道散热装置，其特征在于，所述双面夹层一侧设置有充液管，所述充液管与所述矩形凹槽连通，所述充液管用于向矩形凹槽内部填充冷却液。3.根据权利要求1所述的一种复合型微通道散热装置，其特征在于，所述盖板的材料采用铜...

【专利技术属性】
技术研发人员：李骥，孙波，
申请(专利权)人：中国科学院大学，
类型：新型
国别省市：