本发明专利技术涉及一种两相流散热器的歧管毛细芯式冷头，所述冷头包括固定支架、一体化底板、歧管式微通道毛细芯、平面型上板；冷头中的毛细芯采用了歧管式结构，优化毛细路径，提升换热时间，大大提升了传热能力；歧管式微通道毛细芯采用了在多孔介质上直接加工微通道的方式，具有高渗透率和高扩散率的效果；工质在微通道毛细芯的抽吸力作用下渗入微通道中，微通道与毛细芯结构的高渗透率和高扩散率使工质能够均匀受热，快速传热；工质与毛细芯上的微通道接触受热后相变并吸热，其中毛细芯增加了工质的受热比表面积，微通道结构则优化了流动路径、减少了流动阻力，其能够使工质在单位时间内带走更多热量，实现高效吸热。实现高效吸热。实现高效吸热。
【技术实现步骤摘要】
一种两相流散热器的歧管毛细芯式冷头
[0001]本专利技术涉及一种热管技术，尤其涉及一种两相流散热器的歧管毛细芯式冷头，属于F28D15/02的热管领域。
技术介绍
[0002]随着电脑CPU的散热器的不断发展，其芯片的功耗也不断地提升，其散热技术也在不断地迭代发展，从最初的翅片型被动散热，风冷散热器、再到单相液冷散热器，但是目前散热器的散热能力还是无法满足高性能芯片的散热需求。
[0003]热管技术它充分利用了两相工质流热传导原理提升了散热功耗，具有热阻小、传热性能优良、散热效率高等优点，目前已经发展了近六十多年，导热能力超过任何已知金属的导热能力，目前热管技术应用广泛，在宇航、军工等方面都发挥了很大的作用。
[0004]环路热管的组成部分一般由：蒸发器、冷凝器、储液器以及蒸气和液体管线构成。其工作原理为：散热工质在蒸发器中吸热相变，产生的蒸气从蒸气槽道流出进入蒸气管线，继而进入冷凝器放热液化，毛细芯提供的毛细驱动力为工质的循环运行提供了动力，无需外加动力。
[0005]随着芯片的发热功率不断增加，现有的多数处理器芯片散热器采用风冷散热或者单相液冷散热器，散热能力差，能源消耗高，且无法模块化更换，散热噪音强、效果不理想。本专利技术对目前的环路热管进行了改进，提出了一种新式的余热回收型泵驱两相环路热管，其以微型泵驱动两相流体回路技术和余热回收技术为基础，具有导热性能强、更远的传输热量能力、更稳定的控温特性等特点，由于具有众多其它传热设备无可比拟的优点，泵驱环路热管在众多领域中具有十分广阔应用前景。
[0006]环路热管主要包括冷头、冷排、微型泵、水箱、接头、风扇、软管、电子冷却液。整个循环过程如下：电子冷却液经过微型齿轮泵驱动，从水箱中抽出，经软管进入冷头结构中，同时在冷头中的歧管式微通道毛细芯完成吸热相变变成两相散热工质，产生的两相散热工质通过软管进入冷排当中，在冷排中热量通过风扇进行排出，同时两相散热工质再次冷凝成为单相液态过冷散热工质，最后经过软管流回水箱。流入水箱的散热工质，经微型泵再次泵入冷头中，从而进行工作循环。水箱中存储的电子冷却液用于缓存整个系统内所需的散热工质容量，保证整个环路热管系统中完全充满散热工质。
[0007]本专利技术提供了一种两相流散热器的歧管毛细芯式冷头，通过对传统CPU冷头结构和参数的改进，利用相变换热原理，提出了一种新结构泵驱环路热管，冷头部分采用歧管式微通道毛细芯，缩短毛细路径通过这样的设计，提升了换热比表面积和换热时间，减小了散热工质压降，有效的提高了冷头部分与CPU的换热能力，提升了环路热管的热流密度、散热效率；冷排采用吹胀式散热结构，紧凑的排布结构能够减少热量损失，能源利用效率高。
技术实现思路
[0008]本专利技术旨在至少解决现有技术或者相关技术存在的技术问题之一。本专利技术提出一
种导热能力强、换热效率高、能源消耗较低的两相流散热器的歧管毛细芯式冷头。
[0009]本专利技术技术方案如下：一种两相流散热器的歧管毛细芯式冷头，所述冷头包括固定支架、一体化底板、歧管式微通道毛细芯、平面型上板；冷头歧管式微通道毛细芯真空扩散焊在一体化底板上从而形成密闭两相散热工质流动槽。散热工质在微通道毛细芯的抽吸力作用下渗入微通道中，微通道与毛细芯结构的高渗透率和高扩散率使散热工质能够均匀受热，快速传热；散热工质与毛细芯上的微通道接触受热后相变并吸热，其中毛细芯增加了散热工质的受热比表面积，微通道结构则优化了流动路径、减少了流动阻力，其能够使散热工质在单位时间内带走更多热量，实现高效吸热。
[0010]作为优选，冷头的一体化底板上表面有矩形凹槽结构。
[0011]作为优选，歧管式微通道毛细芯采取微通道+多孔介质相结合的结构。
[0012]作为优选，歧管式微通道毛细芯采用双层设计，且两层毛细芯的方向相互垂直。
[0013]作为优选，歧管式微通道毛细芯的上层和下层均有微通道结构，且上侧微通道的宽度比下侧微通道的高度小，宽度大。
[0014]作为优选，歧管式微通道毛细芯的上层和下层均有肋片结构，且上侧微通道的宽度比下侧微通道的高度大，宽度小。
[0015]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0016](1)冷头的平面型上板和一体化底板采用了阶梯状边缘，便于焊接安装、定位，提升了焊接完成以后的气密性，避免了产品运行时发生泄漏。
[0017](2)冷头一体化底板的上表面上有矩形凹槽结构，便于歧管式微通道毛细芯的定位，也为后续的焊接提供更多的焊点，提升了结构的强度，提升了运行稳定性。
[0018](3)冷头的一体化底板内侧表面有环形凹槽结构，可以用于安装橡胶密封圈，提升平面型上板和一体化底板的密封能力，提升产品运行的稳定型和安全性。
[0019](4)冷头采用了歧管设计，优化气体流动路径，提升换热比表面积；与传统环路热管相比，散热工质流经会出现扰流现象，增加液体流过微通道的换热时间，提高了换热效果和换热效率，除此之外，减小散热工质流动的压降，提升循环能力。
[0020](5)一体化底板采用紫铜材质一体化加工制成，热阻小，提升冷头换热效率。
[0021](6)毛细芯部分选用铜粉金属烧结的多孔介质，并在毛细芯通过线割缝的方式加工出微通道，毛细芯的各个表面均为透水面，提升了渗透率和扩散率，增加相变换热的效率，同时提升了换热的能力，毛细芯提升的毛细力也提供一部分散热工质循环的动力。
[0022](7)歧管式微通道毛细芯下侧的微通道的宽度较窄，有利于提升毛细力对电子冷却液的毛细抽吸能力，有利于电子冷却液更加快速地扩散进入歧管式微通道毛细芯中，提升换热效率；上侧微通道宽度较宽有利于缓解散热工质相变导致的压降增大，有利于相变气体的迅速逸出。
[0023](8)歧管式微通道毛细芯下侧肋片的宽度较宽，大大提升了了歧管式微通道毛细芯与一体化底板的换热面积，提升了换热能力。
[0024](9)由于下侧微通道的宽度较窄，在加工中应力较大，而上侧微通道和下侧微通道宽度的差异避免了歧管式微通道毛细芯在加工的过程中开裂，降低加工难度。
附图说明
[0025]图1为本专利技术的冷头效果图；
[0026]图2为本专利技术的冷头的零件爆炸示意图；
[0027]图3为本专利技术的歧管式微通道毛细芯示意图；
[0028]图4为本专利技术的各部分零件示意图；
[0029]图5为本专利技术的整体装配示意图；
[0030]图6为本专利技术的接头示意图；
[0031]图7为本专利技术的接头零件爆炸示意图；
[0032]图1，1
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1为冷头；
[0033]图2，1
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1为平面型上板，1
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2为歧管式微通道毛细芯，1
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3为固定支架，1
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4为一体化底板，1
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5为螺纹孔，1
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6为环形凹槽，1
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种两相流散热器的歧管毛细芯式冷头，所述冷头包括固定支架、一体化底板、平面型上板、歧管式微通道毛细芯；冷头歧管式微通道毛细芯真空扩散焊在一体化底板上从而形成密闭两相工质流动槽，冷头出口与冷排入口通过软管相连接。2.如权利要求1所述的冷头，其特征在于，散热工质在微通道毛细芯的抽吸力作用下渗入毛细芯中，微通道与毛细芯结构具有高渗透率和高扩散率的特点，微通道结构提升了毛细芯的抽吸面积、减少了流动阻力，提升了毛细芯的浸润率。毛细芯增加了工质的受热比表面积，使工质能够均匀受热，在单位时间内带走更多热量，实现高效吸热。3.如权利要求1所述的冷头，其特征在于，歧管式微通道毛细芯采取微通道+多孔介质相结合的结构。4.如权利要求1所述的冷头，其特征在于，歧管式微通道毛细芯采用双层设计，且两层毛...
【专利技术属性】
技术研发人员：李华杰，田鑫，王学良，王君豪，刘淼，
申请(专利权)人：李华杰，
类型：发明
国别省市：
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