(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210922932.6 (22)申请日 2022.08.02 (71)申请人 宁波生久科技有限公司 地址 315423 浙江省宁波市余 姚市大隐镇 工业园区生久环路1号 (72)发明人 姚春良　陈铁烽　 (74)专利代理 机构 宁波奥凯专利事务所(普通 合伙) 33227 专利代理师 姜瑞祥　白洪长 (51)Int.Cl. H05K 7/20(2006.01) (54)发明名称 新型热压转换式均温板 散热器 (57)摘要 本发明涉及一种新型热压转换式均温板散 热器， 是主要针对解决现有同类产品较少实现真 正的压力波动形式传导并促进热压转换， 普适性 较差， 换热效率较低的技术问题而设计。 该均温 板散热器的本体为均温板， 所述均温板设有蒸发 端、 内腔体、 冷端， 蒸发端设有热源接触面和蒸发 端腔内侧， 冷端设有冷端接触面和冷端腔内侧， 均热板的内腔体填充设有工质； 其要点所述内腔 体内设有充注量90%以上的工质， 工质中加入相 容的非凝 结性气体， 内腔体内热量从气泡的内能 转换为压力波动， 即均温板的蒸发端受热温度升 高， 非凝结性气体析出成为汽化核心， 工质吸热 汽化使汽化核心生长为气泡， 然后气泡在压力下 发生溃灭， 将气泡的内能以压力波动的形式传导 出去。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 115297680 A 2022.11.04 CN 115297680 A 1.一种新型热压转换式均温板散热器， 该均温板散热器的本体为均温板， 所述均温板 设有蒸发端 （1） 、 内腔体 （2） 、 冷端 （3） ， 蒸发端设有热源接触面 （1 a） 和蒸发端腔内侧 （1b） ， 冷 端设有冷端接触面 （3a） 和冷端腔内侧 （3b） ， 均热板的内腔体填充设有工质； 其特征在于所 述内腔体 （2） 内设有充注量90%以上的工质， 工质中加入相容的非凝结性气体， 内腔体内热 量从气泡的内能转换为压力波动， 即均温板的蒸发端 （1） 受热温度升高， 非凝结性气 体析出 成为汽化核心， 工质吸热汽化使汽化核心 生长为气泡， 然后 气泡在压力下发生溃灭， 将气泡 的内能以压力波动的形式传导出去。 2.根据权利要求1所述的新型热压转换式均温板散热器， 其特征在于所述均温板为一 维散热结构、 二维散热 结构， 或三维散热 结构。 3.根据权利要求1所述的新型热压转换式均温板散热器， 其特征在于所述均温板采用 铜合金、 铝合金、 钛 合金、 镍合金、 钢的任意 一种或多种材 料。 4.根据权利要求1所述的新型热压转换式均温板散热器， 其特征在于所述工质为去离 子水、 丙酮、 乙醇、 制冷剂、 氟化液、 液态金属的任意 一种或多种材 料。 5.根据权利要求1所述的新型热压转换式均温板散热器， 其特征在于所述蒸发端 （1） 的 蒸发端腔内侧 （1b） 采用柱状阵列、 微槽结构、 烧结层的表面 修饰结构。 6.根据权利要求1所述的新型热压转换式均温板散热器， 其特征在于所述冷端 （3） 的冷 端腔内侧 （3b） 采用宏观或者微观的吸波 结构来保证压力波动在冷端被吸收转化为内能， 宏 观的吸波结构为蜂窝状栅栏结构、 梯形扩张结构或回路式吸波结构； 微观的吸波结构为泡 沫金属结构、 烧结多孔结构或吸波涂层结构。 7.根据权利要求1所述的新型热压转换式均温板散热器， 其特征在于所述均温板的蒸 发端 （1） 一侧底部中间凸起内凹槽处设有蒸发端腔内侧 （1b） ， 所述内腔 体 （2） 的内径顶部 设 有冷端腔内侧 （3b） 。 8.根据权利要求1所述的新型热压转换式均温板散热器， 其特征在于所述均温板的蒸 发端 （1） 设置于一端， 相通的冷端 （3） 对称设置于另一端呈球形， 蒸发端腔内侧 （1b） 设置于 蒸发端的一端及两侧内壁， 冷端腔内侧 （3b） 设置 于冷端的一端圆弧面内壁。 9.根据权利要求1所述的新型热压转换式均温板散热器， 其特征在于所述内腔体 （2） 中 充注90%体积分数以上的去离子水作为工质， 以二氧化碳气 体作为非凝结性气体； 当该均温 板散热器正常工作时， 热量 从蒸发端 （1） 进入 该均温板散热器， 二氧化碳气体在温升作用下 在蒸发端腔内侧 （1b） 处析出成为汽化核心点， 去离子水发生相变使汽化核心生长成气泡； 气泡在蒸发端腔内侧 （1b） 处发生溃灭产生压力波动， 压力波动在工质中扩散； 压力波动在 冷端腔内侧 （3b） 被吸波材料所捕获转换成热量， 热量通过传导由冷端接触面 （3a） 进入 下级 散热器或者 直接排至环境。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115297680 A 2新型热压转换式均温板散热器 技术领域 [0001]本发明涉及板式的散热装置， 是一种新型 热压转换式均温板 散热器。 背景技术 [0002]散热装置是指机械设备、 金属机柜、 电路板等设备部件中用来将热量快速散出， 从 而保证设备部件正常工作的装置， 包括散热风扇、 散热板、 冷却塔、 冷凝液管、 均温板等部件 装置。 十九世纪， 船舶业的快速发展是人们认识到由螺旋桨高速旋转运动产生的大量空化 气泡会汽蚀金属材料的表面； 空化过程中， 空泡急速产生、 扩张和溃灭， 在液体中形成激波 或高速微射流。 二十世纪中后叶， 研究人员发现过冷池沸腾过程中， 气泡在加热表面上产 生、 扩张和溃灭的过程同样会产生压力波 （压力波动） 。 2017年Outi  Supponen在PHYSICAL   REVIEW FLUIDS期刊上发表文 献， 公开了通过激光激发工质相变产生空化气泡以及扩张、 溃 灭的研究成果； 发现在气泡产生过程中发射的压力波能量占到气泡内能的75%左右， 气泡溃 灭过程中发射的压力波能量则低于气泡产生过程， 在20%到75%之间波动。 现在， 工业以及 商 用的散热器一般是基于空冷、 水冷、 相变冷却的， 其中， 又以相变冷却的冷却功 率最大、 冷却 效率最高。 主要的相变换热器有 热管、 均温板、 吹胀板、 浸没式散热器等， 这些相变散热的原 理都是利用工质在相变过程中 吸收大量热量从而达到冷却的目的。 相比于热传导热传输距 离越远热阻越大 的特点， 相变散热就没有这样的限制： 相变散热将热量以潜热 的形式贮存 在蒸汽中， 所以蒸汽在长距离传输的过程仅会产生扩散热阻， 而扩散热阻要远小于热传导 热阻。 [0003]研究表明， 在一定热力学状态下， 液态工质将吸收的热量转换为压力波， 称为热压 转换效应现象。 热压转换效应本质上是利用工质的内能与机械功耦合作用， 达到高强度传 热的目的。 同时， 加热功 率越大， 压缩功占比越 大， 压力波的压缩功对传热的占比增加； 加热 时间越长振 幅的衰减系 数越大， 在沸腾工质中加入非凝结性气体有利于汽化核心的生成， 能够对气泡生长起到促进作用， 从而起到强化沸腾相 变的作用。 但是非凝结性气体的存在 对于冷凝过程是有害的， 会将冷凝换热系 数降低两个数量级。 所以一般地相变换热器不会 在工质中非凝结性气体。 基于对热致压力波的研究， 一些技术提出了利用热压转换 的传热 方法及散热器。 基于两点事实， 压力波散热器的散热效果要好于相变散热器， 具体如下： 1、 气泡产生、 扩张、 和溃 灭过程中发射的压力波能与气泡的内能相当； 2、 压力波在工质中传输 的速度要远大于蒸汽扩散的速度。 同时， 散热器的主体工质中加入非凝结性的气 体， 其作用 有两个方面： 1、 非凝结性气 体极易在加热表 面析出成为汽化核心， 强化气液相变效应， 从而 强化气泡的产生、 扩张和溃 灭过程， 增强由热致压力波的效率； 2、 非凝结性气体的存在能够 增加腔内压力， 使压力波在工质中传播的速度更快。 另外， 由于该散热器不需要通过冷凝向 冷端传热， 非凝结性气体对于冷凝的副作用不会危害到 散热器的性能。 [0004]如中国专利文献中披露的申请号201710055775.2， 申请公布日2017.06.13， 发明 名称“一种基于热压转换效应的传热方法及传热系统 ”； 该热压转换传热系统是一种温差驱 动压力波的装置 （充注量60% ‑99%） ， 所以对于工质压力随温度变化有较高要求 （dp/dT≥说　明　书 1/4 页 3 CN 115297680 A 3