TW202421995A

TW202421995A - 熱翼

Info

Publication number: TW202421995A
Application number: TW112135386A
Authority: TW
Inventors: 張躍
Original assignee: 張躍
Priority date: 2022-09-19
Filing date: 2023-09-15
Publication date: 2024-06-01

Abstract

一種板均熱板陣列組件，其具有連接成陣列的多個板均熱板，並且每個板均具有蒸發區域和抽空的密封室。板均熱室可與相鄰的板均熱室直接接觸。圍繞此陣列的均熱板夾具具有接合該陣列的至少兩個板均熱板的外緣的內表面，以將板均熱板陣列的表面直接壓靠在熱源上。

Description

熱翼

本發明總體上是關於相變散熱器，並且具體上是關於板均熱室及其用途。

與高導熱率固體金屬塊相比，相變散熱器具有更高的等效導熱率和更好的散熱性能。它們由於具有高導熱性和良好的溫度均勻性等多種優點而被廣泛使用。這些優點是透過密封在散熱器中的液體工作介質來實現的，散熱器依靠液體工作介質的相變進行熱傳遞。目前常用的相變散熱器有熱管和均熱板兩種。

參見圖1。如圖1所示，典型的熱管由中空的圓柱形腔室11、毛細結構12和密封在腔室內的相變工質13組成。熱管的製作一般包括：對腔體抽真空並在腔體中部分填充工作介質13；以工作介質13浸漬緊密貼附於腔室11內表面的毛細結構12；並密封腔室。熱管的一端作為蒸發區14，與熱源接觸以從熱源吸取熱量，而另一端作為冷凝區15，用於直接或藉助輔助散熱。風扇等設備可提高效率。熱管在蒸發區14和冷凝區15之間的其餘部分稱為絕熱部分。當蒸發區14受熱時，毛細結構12內的工作液體介質13汽化成蒸氣工質16。蒸氣工質隨後在壓差作用下流經管道17進入冷凝區15，在那裡它凝結回液體工作介質13，釋放熱量。此後，恢復的液態工質13在毛細管壓力的作用下沿著毛細結構12流動並返回到蒸發區14。隨著該循環的重複，熱量18不斷地從蒸發區14傳遞到冷凝區15，從而實現散熱。然而，由於熱管具有相對較小的直徑，其中蒸氣傳輸以接近一維、線性的方式發生。此外，受蒸汽輸送管道狹窄和液體工質最小回流通道寬度的限制，熱管在以最佳性能水平運行之前往往會達到其傳熱極限。

作為一種改良型態的熱管，中國專利公開號CN201364059Y公開了一種均熱板，或稱為平板熱管。如圖所示。如圖2所示，均熱板42''和42'均使用其兩個板作為工作板。在均熱板中，蒸氣以近乎二維平面的方式傳輸。與熱管相比，均熱板提供了更大的蒸汽通道面積和更大的液體工質回流通道寬度，從而確保了比熱管更好的溫度均勻性。然而，這種均熱板42''、42'在使用過程中，是透過垂直於熱源平面方向排列的導熱片41和用於固定均熱板的夾具412依次傳遞熱量，最終到達均熱板42"和42 '。這樣的結構，熱源到均熱板的距離過長，平均距離等於導熱片41的厚度加上夾具高度的一半，而整個導熱片41的總導熱寬度夾具412太短，僅為兩個夾具412的寬度之和，從而導致較高的熱阻。

本文獻的各方面涉及一種板均熱板陣列組件，其包括連接成陣列的多個板狀室，每個板狀室與該陣列的至少一個相鄰板狀室直接接觸，每個板狀室由與第二板間隔開的第一板形成，形成具有長度和高度的冷凝區域，第一板和第二板透過框架連接在一起，框架在第一板的第一端上形成蒸發區域第一板的第一端和第二板的第一端之間的室，蒸發區域具有被定義為第一板和第二板之間的距離的厚度，以及被定義為蒸發區域的長度的蒸發長度，腔體內的蒸發區域的蒸發長度大於蒸發區域的厚度，框架將第一板與第二板密封，從而形成密封腔，該密封腔在其內部具有由腔限定的封閉的中空空間。第一板、第二板和框架、多個板狀腔室中的每一個內的毛細結構層、每個腔室以及第一板和第二板的至少一部分的相鄰內表面、毛細結構層對於還附接到框架的至少一部分的內表面的多個板狀室中的每一個，將相變工作介質密封在多個板狀室中的每一個的密封室內，每一個密封室室被抽空，並且均熱板夾包圍該陣列並包括在該均熱板夾內的至少一個均熱板開口並且該均熱板開口的內表面被配置為接合至少兩個板蒸氣的外邊緣陣列的腔室，其中均熱板夾具被配置成將板均熱板陣列的表面直接壓靠在熱源上，其中蒸發區域被配置成以直接、平面、物理方式與蒸發長度及其厚度耦合。與熱源接觸，並且其中冷凝區域被配置為不與熱源直接物理接觸，並且被配置為遠離熱源延伸。

特定實施例可以包括以下特徵中的一個或多個。腔室內的蒸發區域的蒸發長度大於蒸發區域的厚度至少五倍。腔室內的蒸發區域的蒸發長度大於蒸發區域的厚度的至少兩倍。夾具中的至少一個均熱板開口包括多個均熱板開口，每個均熱板開口的尺寸被設計成接收穿過其中的至少一個板均熱板。至少一個均熱板開口的內表面與均熱板的上表面和下表面不垂直地成角度。至少一個均熱板夾具開口中的每一個均熱板開口的內表面成形為與多個板狀室配合。至少一個散熱片在多個板狀腔室中的至少兩個腔室之間延伸。至少一散熱鰭片呈鋸齒形，在多個板狀腔室中的至少兩個腔室之間來回延伸。

本文獻的各方面涉及一種板均熱板陣列組件，其包括連接成陣列的多個板均熱板，每個板均熱板均與該陣列的至少一個相鄰的板均熱板緊密佈置，每個板均熱板由與第二板間隔開的第一板形成，第二板形成具有一定長度和高度的冷凝區域，第一板和第二板通過框架連接在一起，框架在腔室的第一端部和第二板之間形成蒸發區域。第一板的第一端和第二板的第一端，蒸發區域具有定義為第一板和第二板之間的距離的厚度，以及定義為蒸發區域的長度的蒸發長度，腔室內的蒸發區域的長度大於蒸發區域的厚度，框架將第一板與第二板密封，從而形成密封腔，該密封腔具有由第一板內部的腔體限定的封閉且中空的空間、第二板和框架，密封室被抽空，並且均熱板夾包圍陣列並具有均熱板夾開口的內表面，該均熱板開口的內表面被配置為接合第二板均熱板中的至少兩個板均熱板的外緣。陣列並且將板均熱板陣列的表面直接壓靠在熱源上，其中蒸發區域被配置成與蒸發長度及其厚度以與熱源直接、平面、物理接觸的方式耦合，並且其中冷凝區域被配置為不與熱源直接物理接觸，並且被配置為遠離熱源延伸。

特定實施例可以包括以下特徵中的一個或多個。腔室內的蒸發區域的蒸發長度大於蒸發區域的厚度至少五倍。夾具中的至少一個均熱板開口包括多個均熱板開口，每個均熱板開口的尺寸被設計成接收穿過其中的至少一個板均熱板。至少一個均熱板開口的內表面與均熱板的上表面和下表面不垂直地成角度。至少一個均熱板夾具開口中的每一個均熱板開口的內表面成形為與多個板狀室配合。至少一個散熱片在多個板狀腔室中的至少兩個腔室之間延伸。

本文的各方面涉及一種板均熱板陣列組件，其包括連接成陣列的多個板均熱板，每個板均熱板包括具有長度和高度的冷凝區域，第一板和第二板連接透過框架一起，框架在腔室的第一端上形成蒸發區域，並將第一板密封至第二板，從而形成密封腔室，該密封腔室具有由第一板內部的腔室限定的封閉且中空的空間，第二板，和框架，密封室被抽空，以及均熱板夾，其圍繞陣列並具有均熱板夾開口的內表面，該均熱板開口的內表面被配置為接合第二板的板均熱室的至少兩個的外緣。陣列並將板均熱板陣列的表面直接壓在熱源上。

特定實施例可以包括以下特徵中的一個或多個。夾具中的至少一個均熱板開口包括多個均熱板開口，每個均熱板開口的尺寸被設計成接收穿過其中的至少一個板均熱板。至少一個均熱板開口的內表面與均熱板的上表面和下表面不垂直地成角度。至少兩個蒸汽板室與陣列的至少一個相鄰板蒸汽室直接接觸。至少一個散熱片在多個板狀腔室中的至少兩個腔室之間延伸。至少一個散熱鰭片呈鋸齒形，在多個板狀腔室中的至少兩個腔室之間來回延伸。

一種相變散熱器，其蒸汽通道面積大、工質回流通道寬度大、蒸發器中心邊緣距離短、冷凝器散熱面積大、傳熱極限高。

本發明的一個面向提供了一種板式均熱板，其包括：密封中空室，包括兩塊板和連接兩塊板的框架；毛細結構層緊密貼附於腔室的內表面；以及密封在腔室內的相變工質。其中，框架的一部分或兩板之一的周邊的一部分直接與熱源接觸，從而作為板均熱室的蒸發區域，而室的其餘部分不與熱源直接接觸。與熱源接觸的部分作為板均熱板的冷凝區域。其中，腔室的長度和寬度均遠大於腔室的厚度。

在一個或多個具體實施例中，可以製造腔室的材料包括銅、鋁、不銹鋼金屬及其合金、高導熱率陶瓷和其他高導熱率材料。在一個或多個具體實施例中，毛細結構層可以是由燒結粉末、線晶格、蝕刻到室中的凹槽、纖維、塗覆或生長的碳奈米壁、碳奈米管或碳製成的單層或多層結構。奈米膠囊、其他塗覆或生長的奈米或微米級薄有機或無機層、或上述的任何組合、或提供毛細管吸引力的任何其他合適的結構。在一個或多個具體實施例中，可用作相變工作介質的材料包括水和其他液體、低熔點金屬、碳奈米膠囊、其他奈米顆粒、上述材料的混合物以及其他具有氣-液相變的材料。溫度在板均熱板的工作溫度範圍內。

在一個或多個具體實施例中，兩個板彼此平行或基本上平行。在一個或多個特定實施例中，每個板可以呈現矩形形狀或任何其他形狀，並且可以是平坦的或彎曲的。在一個或多個具體實施例中，板均熱室的靠近蒸發區域的部分的橫截面積大於板均熱室的上部的橫截面積。或者，靠近蒸發區的部分的截面積也可以小於或等於頂部部分的截面積。在一個或多個實施例中，板均熱室可被抽空至一定的真空度，並且可相應地進一步包括根據室的機械強度以及待調節的正壓和負壓設置在兩個板之間的支撐或連接結構。應用於其上。在一個或多個實施例中，支撐或連接結構可呈現點、線或片的形狀。

在一個或多個實施例中，板均熱室也可包括翅片。在一個或多個實施例中，板均熱板和/或翅片可以塗上黑體輻射體材料。在一個或多個實施例中，板均熱室還可以包括用於抽真空和液體填充的軟管。在一個或多個實施例中，板均熱室陣列可設置在熱源上。

本揭露的一方面提供了一種裝置，其包括發熱部件和至少一個板均熱室，每個板均熱室包括：密封中空室，包括兩個板和連接兩個板的框架；毛細結構層緊密貼附於腔室的內表面；相變工作介質密封在腔室內，其中每個板均熱板的框架的一部分或者其兩塊板之一的周邊的一部分與發熱部件直接接觸，從而起到蒸發的作用。板片均熱板的均熱板面積，板片均熱板的不與發熱部件接觸的其餘部分作為板片均熱板的冷凝區域，其中每塊板片的均熱板的均熱板的長度和寬度分別為均熱板的厚度遠大於其厚度。

與傳統的板式均熱板相比，根據本發明的板式均熱板可以具有以下一個或多個優點：由於本發明的板式均熱板是密封的板狀中空腔室，其長度為透過使兩塊板之一的周邊的一部分或框架的一部分（相對於整個腔室面積具有有限的面積）與熱源的表面接觸，寬度和寬度均遠大於其厚度使其作為蒸發區，蒸氣在板式均熱室內以近二維、平面的方式輸送，蒸氣輸送通道面積大，溫度均勻性高。由於兩板之間的間隙很小，可以實現很短的蒸發區中心到邊緣的距離，從而解決了蒸發區中心區域過早乾涸的問題。板式均熱板利用兩片較大的板片作為冷凝面積，保證了極大的冷凝面積，有利於散熱，並提供了較大的工質回流通道寬度，約為板片蒸氣寬度的兩倍室並允許工作介質的大通量。本發明的板式均熱板具有大幅改善的傳熱極限，因此能夠實現比傳統板式均熱板更高的熱流密度。

根據說明書、附圖和權利要求書，上述和其他方面、特徵、應用和優點對於本領域普通技術人員來說將是顯而易見的。除非特別指出，否則說明書和權利要求書中的詞語和短語旨在被給予適用領域的普通技術人員簡單的、普通的和慣用的含義。發明者充分意識到，如果需要的話，他可以成為自己的字典編纂者。發明者明確選擇，作為他們自己的詞典編纂者，在說明書和權利要求中僅使用術語的簡單和普通含義，除非他們明確地另有說明，然後進一步明確闡述該術語的“特殊”定義並解釋其有何不同從簡單和普通的意義上來說。在沒有應用「特殊」定義的意圖的明確聲明的情況下，發明人的意圖和願望是將術語的簡單、明白和普通的含義應用於說明書和權利要求的解釋。

發明者也了解英語文法的正常規則。因此，如果打算以某種方式進一步表徵、指定或縮小名詞、術語或短語，則此類名詞、術語或短語將根據正常情況明確包括附加形容詞、描述性術語或其他修飾語。英語語法規則。在不使用此類形容詞、描述性術語或修飾語的情況下，目的在於為上述適用領域的技術人員賦予此類名詞、術語或短語簡單且普通的英語含義。

此外，發明人充分了解 35 U.S.C. 第 112 條（f）。因此，在具體實施方式或附圖說明或權利要求中使用詞語「功能」、「裝置」或「步驟」並不旨在以某種方式表明希望援引 35 U.S.C. § 112(f)，定義發明。相反，如果 35 U.S.C. 的規定如果試圖援引第 112(f) 條來定義發明，則權利要求將具體明確地陳述確切的短語“用於”或“步驟”，並且還將引用“功能”一詞（即，將陳述“用於執行[插入功能]功能的裝置」），而無需在此類短語中敘述支持該功能的任何結構、材料或行為。因此，即使請求項記載了“用於執行…功能的裝置”或“用於執行…功能的步驟”，如果權利要求還記載了支持該裝置或步驟的任何結構、材料或動作，或執行所述功能，那麼發明人明確意圖不援引35 U.S.C. 第 112 條（f）。此外，即使 35 U.S.C. 的規定援引§ 112(f)來定義要求保護的方面，這些方面不僅限於優選實施例中描述的特定結構、材料或行為，而且還包括任何和所有結構、材料或執行如本公開的替代實施例或形式中所描述的所要求保護的功能的動作，或執行所要求保護的功能的公知的現有或以後開發的等效結構、材料或動作。根據說明書、附圖和權利要求書，上述和其他方面、特徵和優點對於本領域普通技術人員來說將是顯而易見的。

本揭露、其面向和實施方式不限於本文所揭露的特定資料類型、組分、方法或其他範例。本領域已知的許多附加材料類型、組件、方法和流程被預期與本公開的特定實施方式一起使用。因此，例如，雖然公開了特定的實現方式，但是這樣的實現方式和實現組件可以包括本領域已知的對於這樣的系統和實現組件而言一致的任何組件、模型、類型、材料、版本、數量和/或類似物。與預期的操作。

本文使用字詞「示例性」、「範例」或其各種形式來表示充當範例、實例或說明。本文中描述為「示例性」或「範例」的任何方面或設計不一定被解釋為比其他方面或設計優選或有利。此外，提供範例只是為了清楚和理解的目的，並不意味著以任何方式限製或限製本公開的所公開的主題或相關部分。應理解，可以提出各種不同範圍的附加或替代範例，但為了簡潔的目的而將其省略。

在下面的描述中，參考了附圖，附圖形成了描述的一部分，並且透過圖示的方式示出了可能的實施方式。應理解，可以利用其他實現方式，並且可以進行結構以及程序上的更改而不脫離本文檔的範圍。為了方便起見，將使用示例性材料、尺寸、形狀、尺寸等來描述各種部件。然而，本文件不限於所陳述的範例，其他配置也是可能的並且在本揭露的教導內。如將變得顯而易見的，在不脫離本揭露的精神和範圍的情況下，可以對所公開的示例性實施方式中描述的任何元件的功能和/或佈置進行更改。

本揭露的第一實施例在圖3和圖4中示出。如圖3和圖4所示，本發明的板式均熱板包括腔室2，腔室2實質上為中空板狀結構，包括第一板件20、第二板件21和框架的第二部分22以及第一部分23。連接兩個板(20和21)的框架23。板均熱板還包括緊密貼附於腔室2內表面的毛細結構層12以及氣密地密封在腔室2內的相變工作介質13。室2的框架23的第一外表面部分與熱源3接觸，因此用作蒸發區域，而室2的其餘部分用作冷凝區域。或者，也可以利用第一板體20和第二板體21之一的周邊的一部分作為蒸發區域。

板均熱室的長度和高度均遠大於板均熱室的厚度。因此，板式均熱板具有較大的蒸氣傳輸通道面積，保證了較高的溫度均勻性。另外，由於兩個板21之間的間隙(即，板均熱室的厚度)非常小，使得一個板21的周邊的一部分或框架23的第一外表面部分具有有限的空間。相對於薄板狀室2的整個面積，其與熱源3直接接觸，使其成為蒸發區域，實現了蒸發器中心到邊緣的距離很短，從而解決了早期乾燥的問題。- 離開蒸發區中心區域。在其他實施例中，可以在熱源和框架23的外表面之間插入其他導熱材料。

而且，板式均熱板利用腔室中兩個較大的板片作為冷凝區域，確保了較大的冷凝面積，有利於散熱和蒸汽冷凝。另外，此特性允許工作介質13回流的通道寬度較大，進而增加介質的流量。由於這些原因和其他原因，板均熱板的傳熱極限大大提高，因此能夠實現更高的熱流密度。

這裡，板均熱室的高度，即中空室2的高度，被定義為遠離熱源平面突出的尺寸，即，該高度是距熱源側面的距離。與熱源3接觸的兩塊板位於距熱源3最遠的兩塊板的相對側。因此，對於平板20和21(例如圖8所示)，此距離為a的長度。對於曲線板20和21(例如圖4至圖7和圖11中所示的那些)，該距離是曲線的長度。板均熱室的長度，即中空室2的長度，定義為平行於熱源平面延伸的尺寸。

本文所揭露的板均熱室的每個範例的長度、高度和厚度可以隨著不同應用的具體需要而變化，但是在特定實施例中對這些尺寸的共同要求是長度和高度都應該大得多比厚度。在一特定實施例中，長度和高度均應大至少一個數量級。然而，本發明不限於此，因為本領域技術人員可以基於他們的知識在不脫離本發明的精神的情況下設計合適的板均熱板的長度、高度和厚度。

在某些情況下，不需要如此大的散熱改進，並且在熱源上需要更少的板均熱室來將散熱增加幾倍。在這些情況下，蒸發區的縱橫比小於一個數量級就足夠了。因此，在其他特定實施例中，長度和高度都比厚度至少五倍。在其他特定實施例中，長度和高度比厚度至少大三倍。並且在其他特定實施例中，長度和高度都比厚度至少兩倍。

腔室2的製作材料包括銅、鋁、不銹鋼及其合金、高導熱陶瓷等高導熱材料，這些材料均能保證板式均熱板良好的傳熱性能。毛細結構層12可以是由燒結粉末、線晶格、蝕刻到腔室中的凹槽、纖維、塗覆或生長的碳奈米壁、碳奈米管或奈米膠囊、其他塗覆或生長的奈米材料製成的單層或多層結構。或微米級薄有機或無機層，或以上的任何組合，或提供毛細管吸引力的任何其他合適的結構。

可用作密封在板均熱室中的工作介質13的材料包括水和其他液體、低熔點金屬、碳奈米膠囊、其他奈米顆粒、上述材料的混合物以及具有氣-液相的其他材料在板均熱板工作溫度範圍內的溫度變化。板均熱室可以被抽空至一定程度的真空，並且可以相應地進一步包括設置在第一板20和第二板21之間的支撐或連接結構(未示出)。支撐或連接結構可以根據腔室2的機械強度以及施加於其上的正壓和負壓。支撐或連接結構可以呈現點、線、片或任何其他形狀的形狀。此外，在室2具有足夠強度以承受所需負載的一些替代實施例中，板均熱室可以不包括支撐件或連接結構。

在第一實施例中，兩個板20和21除了其底部部分之外彼此平行，並且與熱源3緊密接觸的室2的底部部分比上部部分厚板均熱板的。在本揭露的一些替代實施例中，板20和21彼此平行，或腔室2的頂部和底部部分可以具有不同的厚度。

板均熱室亦可包括佈置在板上的輔助特徵，例如翅片(未示出)、用於抽真空和液體填充的管(未示出)等。翅片能夠促進板均熱板內部的熱量消散。此外，為了獲得更好的傳熱性能，板均熱板和/或翅片可以塗有黑體散熱器材料，以進一步促進板均熱板和翅片內部的散熱。管可用於為板均熱室中的工作介質產生所需的真空條件。應注意的是，在一些替代實施例中，板均熱室可以不包括翅片和管。

依本揭露的第二至第六實施例構造的板均熱室分別顯示在圖11至圖19。如圖5至圖9所示。如圖5至圖7所示，本發明的板均熱板可以具有不同的底部截面形狀，例如靠近板20和21的底部的凸弧形狀。圖5所示的蒸發區域、圖6所示的凹弧形、以及圖7所示的大致矩形形狀。另外，室的框架23的第一外表面部分可以比板蒸汽室的框架22的第二外表面部分稍厚。或者，可以理解的是，板蒸汽室的框架23的第一外表面部分的厚度也可以等於或小於板蒸汽室的框架22的第二外表面部分的厚度。

如圖4至圖9所示，板均熱板的框架可以包括框架的第一部分23和框架的第二部分22(如圖4至圖7和圖9所示)，或者僅包括框架23的第一外表面部分，框架的第二外表面部分不存在或部分不存在(如圖8所示)。在後一種情況下，中空室可以透過直接連接兩個板20和21的頂部而在頂部封閉。此外，如圖4至圖7和圖9所示，框架22的第二外表面部分可以被封閉。可以透過不同的技術來封閉並因此具有不同的形狀，例如圖1中所示的弧形形狀。如圖5所示，直線形狀如圖所示。如圖6所示，具有可以形成在不同位置的突起的形狀，如圖7和圖9所示。

如圖5至圖9和圖11所示，板均熱板可以具有多種整體形狀，例如圖8所示的楔形形狀和具有彎曲板的形狀如圖20和21所示，如圖6和7所示。此外，如圖9所示，板均熱室可以具有與熱源3接觸的兩個板(20和21)的周邊的一部分。作為蒸發區。此外，如圖11所示，板均熱板可以響應於高度限製而彎曲以橫向突出。圖10示出了本發明的第七實施例。如圖所示，在本實施例中，多個圖3的板式均熱板陣列排列並設置在熱源上，完全覆蓋熱源的頂部。這種陣列佈置將二維相變傳熱擴展到三維空間，因此可以獲得更高的熱流密度。

圖11和圖12示出了本揭露的第八實施例。如圖所示，本實施例中，多個圖7的J形板均熱板呈陣列排列，設置在熱源上，完全覆蓋熱源的頂面。與第七實施例不同的是，本實施例的陣列中的每個板均熱板均被彎曲以從熱源側向突出，因此特別適合於有高度限制的應用。

圖13顯示了根據本揭露第九實施例的板均熱板陣列的三維視圖。圖14為本發明第十實施例的板均熱板組裝陣列的立體圖。圖15是圖14的分解立體圖。

在圖14和圖15中，2是板均熱板。 3是熱源。 L是框架的第一個外表面部分的長度。 H是腔室的高度。 D是室的厚度。 20是第一板，21是第二板。室的第一端23是框架的第一外表面部分所在的室的端部，腔室的第二端22是框架的第二外表面部分所在的腔室的另一端，其高度和長度是該腔室沒有彎曲之前的高度和長度；此室的厚度是框架的第一外表面部分的寬度。

在圖14和圖15中，顯示了在長度和高度方向上彎曲的四個板均熱室。它們不僅可以用在圓形或環形平面的熱源上，而且可以用在圓形或環形平面的熱源上。在一些其他說明性實施例中，可以同時設定一個或幾個板均熱室。如果技術上需要，彎曲環面板均熱板可以由多個部分拼接在一起。在圖14和圖15中，顯示了兩個環形件由四個腔室拼接在一起。

在一些其他示範性實施例中，可以設定環形形狀的單一部分或多個部分。在一些其他說明性實施例中，其腔室可以是彎曲的或不彎曲的。圖14和圖15所示的板式均熱板具有相同的窄長框架的第一部分、大面積的蒸汽通道和大面積的冷凝區板。符合板式均熱板的設計規則。

圖16顯示了根據本揭露第十一實施例的板式均熱板組裝陣列的三維視圖。在圖16中，其表示環形或環形的一部分的板式均熱室。它們可以用於並且不僅僅用於圓柱形或其他曲面的熱源上。

在圖16中，4是圓筒狀的熱源。 2是板式均熱板。20和21是板式均熱室的板。 23是框架的第一個外表面部分，即室的內弧長。 22是框架的第二外表面部分。 H 是環面的寬度，即腔室的高度。 L是框架的第一個外表面部分的長度。 D是框架的第一個外表面部分的寬度。在圖16中，所示的板式均熱板可以以單一或多個板式均熱板的方式組裝並排列在熱源上，並且其被配置為發熱裝置的主體的一部分，即，板均熱室框架的第一部分是發熱裝置的主體的一部分。

圖17示出了工作原理圖。在圖17中，3是熱源。 20和21是室的板。 22是框架的第二外表面部分。 23是框架的第一外表面部分。 24是蒸發區。 25是蒸發區的中心。 26是液體到蒸發區的方向。 27是蒸氣擴散方向。 28是蒸汽通道截面。 L是框架的第一個外表面部分的長度。 H 是腔室的高度。 D是室的厚度並且也是框架的第一外表面部分的寬度。

由圖可見，與傳統的板式均熱板相比，板式均熱板採用窄而扁平的框架作為蒸發區，採用非常大的板片作為冷凝區，使得物料輸送的寬度大大增加。液體時，蒸汽通道橫斷面與蒸發區面積之比大幅增加，蒸發區邊緣到中心的距離大幅減小，冷凝區面積與蒸發區面積之比顯著增加。蒸發區。因此，這將傳熱效率提高了一個數量級。

圖18顯示了板均熱板的內支撐結構圖。其中，2為板式均熱板。 3是熱源。 31為點狀支撐。 32為線形支撐。 33為片狀支撐件。

圖19示出了類似於圖11-12中所示的板均熱板陣列的夾具的三維視圖並且圖20示出了板均熱板陣列的夾具的剖視圖，並且包括位於與熱源3直接接觸，沒有任何中間結構。板蒸汽夾可以透過螺栓孔42或其他附接結構連接至鄰近熱源3的結構。板均熱板夾具42包括機械接合板均熱板陣列的邊緣44的金屬板。相鄰的板均熱室2均彼此直接接觸。板均熱室2之間以及與熱源3之間的直接接觸增加了散熱效率。

圖21顯示了具有夾具40但還包括散熱片50的板均熱室2的分解三維視圖。夾具40與圖20的夾具類似，包括至少一個板均熱室開口46位於夾具40內，開口46的側壁48接合均熱板2陣列的邊緣44。散熱片50聯接至板均熱室2陣列的內緣，以沿板均熱室2的長度在選定位置處將陣列的相鄰板均熱室2彼此接合。散熱片50形成為導熱材料，例如銅、鋁、鋅、石墨或其他用於傳熱的導熱材料。在圖21-23所示的具體非限制性範例中，散熱片50在相鄰蒸汽板室2之間遵循Z字形圖案，使得散熱片50具有褶皺形狀。散熱片50可以使用業界用於耦合導熱材料的標準方法附接到蒸汽板室2，例如透過導熱黏合劑、焊料、焊接，甚至在一些實施例中透過壓力配合或機械接合。

圖22顯示了圖21的板蒸汽室2陣列組件的組裝三維視圖。組裝時，夾具的側壁48接合板蒸氣室2陣列的邊緣44。圖23示出了圖22的組裝後的板均熱室2陣列組件沿著剖面線B-B截取的剖面圖。

圖24示出了類似於圖20或圖22中的組裝好的板均熱室2陣列組件的剖視圖，強調第一夾具實施例，其中板均熱室2的長度未示出強調第一夾具實施例。如圖24所示的特寫視圖所示，相鄰的板均熱室2各自彼此直接接觸，並且與熱源3直接接觸。在其他實施例中，間隙可以是相鄰的板均熱板2之間包括有中央處理單元(CPU)或圖形處理單元(GPU)，由於熱源面積集中，產生的熱量較大，因此板均熱板如果它們彼此直接接觸並且需要相對較大的尺寸，則效率更高。對於類似的氣缸，熱流密度相對較低，並且板均熱室之間可以有間隙，並且板均熱室尺寸可以更小。對於特定的CPU/GPU實施例，相鄰的板均熱室應以緊密排列的方式間隔開，間距小於或等於4毫米(mm)，在一些實施例中小於或等於3mm，在一些實施例中小於或等於2mm，在某些實施例中小於或等於1mm，並且在某些實施例中直接接觸。對於熱流密度較低的較大發熱部件，相鄰板均熱板之間的間距可大至 10 mm。

夾具40安裝至熱源或熱源附近的表面，以將板均熱室2組件緊緊地壓靠在熱源3上。至少一個板均熱室開口 46的內表面48是內表面48成角度以機械地接合板均熱室2的成角度的外緣44。內表面48成角度地不垂直於夾具40的上表面和下表面。

圖25示出了具有第二夾具40實施例的板均熱室2陣列組件的分解三維視圖，強調了直板均熱室2組件與第二夾具40實施例的組裝。類似於第一夾具40實施例，第二夾具40實施例包括至少一個板蒸汽室開口46。然而，在第二夾具40實施例中，存在與板蒸汽室的數量相對應的多個板蒸汽室開口46。與夾具40配合的板均熱室2陣列中的板均熱室2的數量如圖2所示。在其他實施例中，多個板均熱室2可插入到單一較大尺寸的板均熱室開口46中，使得板均熱室開口46的數量與均熱板數量匹配。

圖26顯示了根據第二實施例的具有板均熱室空隙52的夾具40沿圖25的剖麵線C-C截取的剖面圖。為了清楚起見，圖25的板均熱室2和熱源3被移除。在本實施例中，板均熱室開口46可被成形為匹配板均熱室2的外部形狀，當板均熱室2被插入到至少一個板均熱室開口46中時，板均熱室開口46將與其配合。例如，至少一個板均熱室開口46的形狀可以被成形為僅足以維持抵靠板均熱室2陣列的機械壓力，以將其保持就位抵靠熱源3(圖27 )。圖27示出了圖26的夾具40的剖面圖。圖26示出了板均熱室2陣列的截面圖的一部分，該板均熱室2陣列與夾具40組裝並且將板均熱室2陣列的下表面直接壓靠在熱源3上。相鄰板均熱室2的側面可相鄰板均熱室2也可彼此直接接觸，或如前所述間隔開。工業實用性

本發明在工業上的應用不僅可以大幅減小散熱裝置的尺寸和高度，而且可以大幅提高散熱裝置的熱流密度。

結合有板均熱板的散熱裝置可用於高功率半導體裝置的散熱，例如高功率電晶體、高功率半導體雷射元件、高功率發光二極體(LED)、高功率中央處理器（CPU）、高功率圖形處理器（GPU）等。

在使用包含板式均熱板的散熱裝置的場合，可以將所有水冷方式替換為風冷方式，並且可以將主動冷卻方式替換為被動冷卻方式。

結合有板均熱板的散熱裝置能夠將桌上型電腦的塔式機箱的高度減小到接近膝上型電腦的厚度。

應理解，板均熱室的實施方式不限於本文件中所揭露的特定組件、裝置和部件，實際上任何與板均熱室的預期操作一致的組件、裝置和部件。因此，例如，雖然公開了特定的板均熱室以及其他組件、裝置和部件，但是它們可以包括任何形狀、尺寸、樣式、類型、模型、版本、等級、測量、濃度、材料、重量、數量和/或與板均熱室的預期操作一致的類似物。實施不限於任何特定組件、設備和組件的使用；前提是所選的組件、裝置和部件與板均熱板的預期操作一致。

因此，限定任何板蒸汽室實施方式的部件可以由許多不同類型的材料或其組合中的任何一種形成，只要所選的部件與板蒸汽室的預期操作一致，這些材料可以容易地形成成形物體。室實施。在零件、組件、特徵或元件受標準、規則、規範或其他要求管轄的情況下，該零件可以根據這樣的標準、規則、規範或其他要求來製造，並遵守這樣的標準、規則、規範或其他要求。

可以使用透過本文所述的製程添加和改進的常規製程來製造各種板均熱室。限定板均熱室的一些部件可以同時製造並且彼此一體地連接，而其他部件可以購買預製造或單獨製造，然後與一體部件組裝。可以使用透過此處描述的流程添加和改進的常規流程來製造各種實施方式。

因此，這些零件的單獨或同時的製造可涉及擠出、拉擠、真空成型、注射成型、吹塑、鑄造、鍛造、冷軋、銑削、鑽孔、鉸孔、車削、磨削、沖壓、切割、彎曲、焊接、錫焊、硬化、鉚接、沖壓、電鍍等。如果任何部件是單獨製造的，則它們可以以任何方式彼此聯接，例如使用粘合劑、焊接、緊固件（例如螺栓、螺母、螺絲、釘子、鉚釘、銷釘）例如，除了其他考慮之外，也取決於形成部件的特定材料。

應理解，形成或使用板均熱室的任何方法不限於本文件中所揭露的步驟的具體順序。本文指示的板均熱室的組裝的任何步驟或步驟序列被給出作為可能的步驟或步驟序列的範例，而不是作為限制，因為各種組裝過程和步驟序列可用於組裝板均熱室。

所描述的板均熱室的實施方式是作為示例或解釋，而不是作為限制。相反，與前述相關的任何描述都是為了本揭露的示例性目的，並且對於需要板均熱室的各種其他應用也可以使用具有類似結果的實施方式。

2:板式均熱板腔室 3:熱源 4:圓柱面熱源 11:熱管的圓柱形腔室 12:毛細結構 13:相變工作介質 14:蒸發區 15:冷凝區 16:蒸汽工質 17:毛細管道 18:熱量 20:第一板 21:第二板 22:均熱板邊框的第二端（第一外表面） 23:均熱板邊框的第一端（第二外表面） 24:蒸發區 25:蒸發區中心 26:冷凝液流動方向 27:蒸汽擴散方向 28:蒸汽通道 31:點狀支撐 32:線狀支撐 33:片狀支撐 40:夾具 41:導熱片 42':均熱板 42'':均熱板 42:夾具固定孔 44:均熱板底部外緣 46:夾具上的板式均熱板開口 48:夾具上的板式均熱板開口的內表面 50:散熱片 411:夾具底部 412:夾具 421:均熱板

以下將結合附圖描述實作方式，其中相同的標號表示相同的元件，且：圖1顯示了傳統熱管的示意性剖面圖。圖2顯示了傳統均熱板的示意性剖面圖。圖3顯示了根據本發明第一實施例的板均熱板的三維視圖。圖4顯示了沿圖3的A-A線截取的示意性剖面圖。圖5顯示了根據本發明第二實施例的板均熱板的示意性剖面圖。圖6顯示了根據本發明第三實施例的板均熱板的示意性剖面圖。圖7顯示了根據本發明第四實施例的板均熱板的示意性剖面圖。圖8顯示了根據本發明第五實施例的板均熱板的示意性剖面圖。圖9顯示了根據本發明第六實施例的板均熱板的示意性剖面圖。圖10示出了根據本揭露第七實施例的板均熱板陣列的三維視圖。圖11顯示了根據本發明第八實施例的板均熱板陣列的示意性剖面圖。圖12是圖11的立體分解圖。圖13顯示了根據本揭露第九實施例的板均熱板陣列的三維視圖。圖14顯示了根據本發明第十實施例的板均熱板組裝陣列的三維視圖。圖15是圖14的分解立體圖。圖16顯示了根據本發明第十一實施例的板均熱板組裝陣列的三維視圖。圖17示出了工作原理圖。圖18顯示了板式均熱板的內支撐結構圖。圖19顯示了類似圖17和18所示的板均熱板陣列的三維視圖。參見圖11-12，但也包括板均熱板夾具。圖20顯示了圖19的板均熱室和夾具組件的夾具的剖面圖。圖21顯示了具有夾具但也包括散熱片的板均熱板陣列的分解三維視圖。圖22顯示了圖21的板蒸汽室陣列組件的組裝三維視圖。圖23顯示了圖22的組裝後的板蒸汽室陣列組件沿著剖面線B-B截取的剖面圖。圖24顯示了類似圖20或圖22的組裝後的板均熱室2陣列組件的剖面圖。圖25示出了具有第二夾具實施例的板蒸汽室陣列組件的分解三維視圖。圖26示出了根據第二實施例的夾具的剖面圖，其中板均熱室部分沿著圖25的剖面線C-C截取。圖27顯示了圖26的夾具的剖面圖，以及與夾具組裝在一起的板蒸汽室陣列的剖面圖的一部分。本領域技術人員將瞭解，附圖中的元件是為了簡單和清楚起見而示出的，並且不一定是按比例繪製的。例如，圖中一些元件的尺寸可能相對於其他元件被誇大，以幫助提高對實作方式的理解。

2:板式均熱板腔室

42:夾具固定孔

44:均熱板底部外緣

46:夾具上的板式均熱板開口

48:夾具上的板式均熱板開口的內表面

50:散熱片

Claims

一種板均熱板陣列組件，包括：多個板狀室連接成陣列，每個蒸氣板室與陣列中的至少一個相鄰板蒸氣室緊密佈置，每個板形室由間隔開的第一板與第二板形成，形成具有長度和高度的冷凝區域，第一板和第二板透過框架連接在一起，框架在室的第一端上在第一板的第一端和第二板的第一端之間形成蒸發區域，蒸發區域具有被定義為第一板和第二板之間的距離的厚度，以及被定義為蒸發區域的長度的蒸發長度，腔室內的蒸發區域的蒸發長度大於蒸發區域的厚度，框架將第一板與第二板密封，從而形成密封室，該密封室在第一板、第二板和框架的內部具有由該室限定的封閉且中空的空間。毛細結構層位於多個板狀腔室的每一個內、每個腔室以及第一板和第二板的至少一部分的相鄰內表面，用於多個板狀腔室中的每一個的毛細結構層也附接至框架的至少一部分的內表面；相變工作介質，密封在多個板狀腔室中的每一個的密封腔室內，每個密封腔室被抽真空；和均熱板夾，其圍繞陣列並且包括均熱板夾內的至少一個均熱板開口，並且均熱板夾開口的內表面被配置為接合陣列的板均熱板中的至少兩個板均熱板的外緣，其中，均熱板夾具被配置為將板均熱板陣列的表面直接壓靠在熱源上；其中，蒸發區域被配置成與蒸發長度及其厚度以與熱源直接、平面、物理接觸的方式耦合；和其中，冷凝區域被配置為不與熱源直接物理接觸，並且被配置為遠離熱源延伸。
如請求項1所述的板蒸汽室陣列組件，其中所述室內的蒸發區域的蒸發長度比所述蒸發區域的厚度至少大五倍。
如請求項1所述的板蒸汽室陣列組件，其中所述室內的蒸發區域的蒸發長度比所述蒸發區域的厚度至少兩倍。
如請求項1所述的板均熱板陣列組件，其中所述夾具中的所述至少一個均熱板開口包括多個均熱板開口，每個均熱板開口的尺寸被設計成接收穿過其中的至少一個板均熱板。
如請求項1所述的板均熱板陣列組件，其中所述至少一個均熱板夾具開口的內表面與所述均熱板夾具的上表面和下表面成不垂直的角度。
如請求項4所述的板蒸汽室陣列組件，其中所述至少一個蒸汽室夾具開口中的每一個的內表面成形為與所述多個板狀室配合。
如請求項1所述的板蒸汽室陣列組件，還包括在所述多個板狀室中的至少兩個室之間延伸的至少一個散熱片。
如請求項7所述的板式均熱板陣列組件，其中，所述至少一個散熱片呈Z字形，在所述多個板狀腔室中的至少兩個腔室之間來回延伸。
一種板均熱板陣列組件，包括：多個板均熱室連接成陣列，每個均熱板均與該陣列的至少一個相鄰板均熱室緊密佈置，每個板均熱室由形成冷凝區域的間隔開的第二板與第一板形成具有長度和高度，第一板和第二板透過框架連接在一起，框架在室的第一端上在第一板的第一端和第二板的第一端之間形成蒸發區域，蒸發區域的厚度被定義為第一板與第二板之間的距離，蒸發長度被定義為蒸發區域的長度，蒸發區域在腔室內的蒸發長度大於蒸發的厚度框架將第一板與第二板密封，從而形成密封室，該密封室具有由第一板、第二板和框架的內部上的室限定的封閉且中空的空間，密封室被抽空；和均熱板夾，圍繞該陣列，並具有均熱板夾開口的內表面，該均熱板開口的內表面被配置為接合該陣列的板均熱板中的至少兩個板均熱板的外邊緣，並且將板均熱板陣列的表面直接壓在熱源上；其中，蒸發區域被配置成與蒸發長度及其厚度以與熱源直接、平面、物理接觸的方式耦合；和其中，冷凝區域被配置為不與熱源直接物理接觸，並且被配置為遠離熱源延伸。
如請求項9所述的板蒸汽室陣列組件，其中所述室內的蒸發區域的蒸發長度比所述蒸發區域的厚度大至少五倍。
如請求項9所述的板均熱板陣列組件，其中所述夾具中的所述至少一個均熱板開口包括多個均熱板開口，每個均熱板開口的尺寸被設計成容納穿過其中的至少一個板均熱板。
如請求項9所述的板蒸汽室陣列組件，其中所述至少一個蒸汽室夾具開口的內表面與所述蒸汽室夾具的上表面和下表面不垂直地成角度。
如請求項12所述的板均熱板陣列組件，其中所述至少一個均熱板夾具開口中的每一個的內表面被成形為與所述多個板狀室配合。
如請求項9所述的板蒸汽室陣列組件，還包括在所述多個板狀室中的至少兩個室之間延伸的至少一個散熱片。
一種板均熱板陣列組件，包括：多個連接成陣列的板均熱室，每個板均熱室包括具有長度和高度的冷凝區域，第一板和第二板透過框架連接在一起，該框架在板的第一端上形成蒸發區域將第一板密封至第二板，從而形成密封室，該密封室在第一板、第二板和框架的內部具有由該室限定的封閉且中空的空間，該密封室被抽空；和均熱板夾，圍繞該陣列，並具有均熱板夾開口的內表面，該均熱板開口的內表面被配置為接合該陣列的板均熱板中的至少兩個板均熱板的外邊緣，並且將板均熱板陣列的表面直接壓在熱源上。
如請求項15所述的板均熱板陣列組件，其中所述夾具中的所述至少一個均熱板開口包括多個均熱板開口，每個均熱板開口的尺寸被設計成容納穿過其中的至少一個板均熱板。
如請求項15所述的板蒸汽室陣列組件，其中所述至少一個蒸汽室夾具開口的內表面與所述蒸汽室夾具的上表面和下表面不垂直地成角度。
如請求項15所述的板蒸汽室陣列組件，其中至少兩個所述蒸汽板室與所述陣列的至少一個相鄰板蒸汽室直接接觸。
如請求項15所述的板蒸汽室陣列組件，還包括在所述多個板形室中的至少兩個室之間延伸的至少一個散熱片。
如請求項19所述的板蒸汽室陣列組件，其中所述至少一個散熱片呈之字形，在所述多個板狀室中的至少兩個室之間來回延伸。