[发明专利]一种被动式散热蒸发器及被动式散热系统

说明书

本发明涉及一种被动式散热蒸发器及被动式散热系统，包括由导热材料制成的板体，板体内沿冷却工质流向依次设置有蒸汽防回流流道，蒸发流道和出口流道，蒸发流道包括多层微米级毛细流道，微米级毛细流道的一端与汇流腔连通，汇流腔与蒸汽防回流流道连通，微米级毛细流道的另一端与出口流道连通，采用本发明的蒸发器散热效果好，且适用于狭小空间使用。

技术领域

本发明涉及电子元器件散热技术领域，具体涉及一种被动式散热蒸发器及被动式散热系统。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

随着微电子技术的飞速发展，电子器件工作时产生的高热流密度成为了影响设备的可靠性和使用寿命的关键因素。如何高效地将极高的单位面积产热量排散成为了制约微电子设备发展的关键问题之一。

按照有无外部循环动力装置，当前的散热技术可分为主动式和被动式两大类。泵驱微流道散热技术是当前电子设备主动式散热技术的重要研究方向之一，具有换热单元尺寸小、换热效率高、可直接集成在芯片上等优点。此外，高效的主动式散热技术还有射流冲击冷却、喷雾冷却等。当前的主动式散热技术都存在能耗高、系统结构复杂和运行稳定性差等共性缺点。

目前，环路热管技术是电子设备被动式热管理最为理想的技术之一。但发明人发现，由于渗透率低、毛细芯与蒸发器接触不紧密和沸腾极限低等缺点，导致环路热管的散热能力相较于主动式散热技术仍有明显差距，此外，毛细芯通常较厚，不利于狭小空间内布置。这些问题都限制了环路热管在微电子设备散热上的应用。

而且，发明人还发现，毛细压力和渗透率是依托毛细力驱动的换热设备的关键参数，决定了在高热流密度或反重力情况下的毛细极限和传热极限，被动式散热技术中，通常通过缩小毛细芯的孔径来实现，这极大降低了毛细芯的渗透率，进而降低了散热性能。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供了一种被动式散热蒸发器，散热性能好，且利于在狭小空间内布置。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案

第一方面，本发明的实施例提供了一种被动式散热蒸发器，包括由导热材料制成的板体，板体内沿冷却工质流向依次设置有蒸汽防回流流道，蒸发流道和出口流道，蒸发流道包括多层微米级毛细流道，微米级毛细流道的一端与汇流腔连通，汇流腔与蒸汽防回流流道连通，微米级毛细流道的另一端与出口流道连通。

可选的，所述蒸汽防回流流道包括多层弧形流道，两个相邻层的弧形流道中，其中，沿冷却工质流向，位于前一层的第一弧形流道的两个端部均连通一个第二弧形流道，多个第二弧形流道构成后一层的弧形流道，最末层的弧形流道与汇流腔连通。

可选的，沿冷却工质流向，位于最前方的弧形流道底面与垂直于板体的第一进口流道连通，第一进口流道与第二进口流道连通，第二进口流道延伸至板体外部。

可选的，所述出口流道采用渐缩腔体结构，其面积大的端部与多个微米级毛细流道连通。

可选的，所述渐缩腔体结构面积较小的端部与排出流道的一端连通，排出流道的另一端延伸至板体外部。

可选的，所述微米级毛细流道截面为正方形，边长为50微米-100微米。

可选的，所述板体包括第一板部和第二板部，第一板部的底面开设蒸汽防回流流道，蒸发流道和出口流道，第二板部贴合在第一板部底面并通过固定件与第一板部固定。

第二方面，本发明的实施例提供了一种被动式散热系统，包括第一方面所述的被动式散热蒸发器，被动式散热蒸发器的蒸汽防回流流道的进口通过液相管路与补偿室的出口连接，被动式散热蒸发器的出口流道的出口通过气相管路与冷凝器的进口连接，冷凝器的出口与补偿室的进口通过管路连接。

可选的，冷凝器的出口与补偿室进口之间的管路连接有冷却工质充注机构。