本發(fā)明涉及散熱，更具體地說，涉及一種兩相散熱器及冷卻系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、兩相散熱器是一種利用物質(zhì)在液態(tài)和氣態(tài)之間相變過程中的潛熱進(jìn)行高效熱交換的設(shè)備。強迫對流兩相散熱器結(jié)合了強迫對流和兩相流（液體和氣體）的特性，以實現(xiàn)更好的散熱效果。強迫對流兩相散熱器的冷卻液被強迫（通常是通過泵）流經(jīng)熱源，吸收熱量后蒸發(fā)成氣體，然后氣體被引導(dǎo)至冷卻區(qū)域（如冷凝器或散熱片），冷凝為液態(tài)并放熱，完成循環(huán)。

2、在數(shù)據(jù)中心的散熱中，隨著數(shù)據(jù)中心功率密度的增加和對能效要求的提高，兩相散熱器正逐漸成為數(shù)據(jù)中心散熱的優(yōu)選方案之一，其避免了傳統(tǒng)風(fēng)冷方法的局限性。

3、在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如下問題：

4、兩相散熱器的氣液兩相共存于同一腔體，換熱表面上的液體界面會影響換熱表面上產(chǎn)生氣泡的脫離，對流換熱系數(shù)較低。且氣液兩相共存于同一腔體時，由于氣液兩相的相互干涉影響，會產(chǎn)生壓力脈動等不穩(wěn)定現(xiàn)象。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種兩相散熱器及冷卻系統(tǒng)，該兩相散熱器及冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計可以有效地解決散熱器內(nèi)氣液兩相的相互干涉影響的問題。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種兩相散熱器，包括：

4、殼體，所述殼體圍成內(nèi)腔，且所述殼體設(shè)有液體進(jìn)口和氣體出口；

5、毛細(xì)多孔層，設(shè)于所述殼體，所述毛細(xì)多孔層將所述內(nèi)腔分隔為氣態(tài)腔體和液態(tài)腔體，所述氣體出口與所述氣態(tài)腔體連通，所述液體進(jìn)口與所述液態(tài)腔體連通，所述殼體至少部分壁面為導(dǎo)熱材質(zhì)，以使液態(tài)腔體內(nèi)的液態(tài)工質(zhì)能夠從所述殼體處受熱蒸發(fā)形成氣態(tài)工質(zhì)，并通過所述毛細(xì)多孔層進(jìn)入所述氣態(tài)腔體。

6、可選地，上述兩相散熱器中，所述液態(tài)腔體包括流道槽和積液腔，所述積液腔與所述液體進(jìn)口連通，所述流道槽與所述積液腔連通，所述毛細(xì)多孔層覆蓋所述流道槽的槽口。

7、可選地，上述兩相散熱器中，設(shè)有多條所述流道槽，且多條所述流道槽縱橫交錯分布呈網(wǎng)格狀，并相互連通。

8、可選地，上述兩相散熱器中，所述流道槽開設(shè)于所述殼體的內(nèi)壁，所述殼體的內(nèi)壁圍成所述積液腔。

9、可選地，上述兩相散熱器中，所述液態(tài)腔體還包括與所述流道槽對應(yīng)的連通流道，所述連通流道的一端與所述積液腔連通，另一端與對應(yīng)的所述流道槽連通。

10、可選地，上述兩相散熱器中，所述殼體包括：

11、主殼體，所述流道槽設(shè)于所述主殼體，所述主殼體的內(nèi)壁還設(shè)有第一凹槽，所述第一凹槽的槽底設(shè)有第二凹槽和連通槽，所述連通槽分別與所述第二凹槽和所述流道槽連通；

12、蓋板，設(shè)于所述第一凹槽，且所述蓋板覆蓋于所述連通槽的槽口以形成所述連通流道，所述蓋板覆蓋于所述第二凹槽的槽口以形成所述積液腔。

13、可選地，上述兩相散熱器中，所述蓋板上設(shè)有進(jìn)液管，所述主殼體上設(shè)有避位通孔，所述進(jìn)液管設(shè)于所述避位通孔并與所述主殼體密封連接，所述進(jìn)液管的頂端開口形成所述液體進(jìn)口。

14、可選地，上述兩相散熱器中，所述主殼體包括：

15、基板，所述流道槽、所述第一凹槽、所述第二凹槽和所述連通槽均開設(shè)于所述基板上；

16、頂蓋，設(shè)于所述基板，并與所述基板圍成所述內(nèi)腔。

17、可選地，上述兩相散熱器中，所述毛細(xì)多孔層包括金屬絲網(wǎng)層和設(shè)于所述金屬絲網(wǎng)層上的毛細(xì)多孔介質(zhì)層，所述金屬絲網(wǎng)層朝向所述液態(tài)腔體，所述毛細(xì)多孔介質(zhì)層朝向所述氣態(tài)腔體。

18、可選地，上述兩相散熱器中，所述毛細(xì)多孔層還包括設(shè)于所述毛細(xì)多孔介質(zhì)層的針肋。

19、可選地，上述兩相散熱器中，所述金屬絲網(wǎng)層燒結(jié)于所述殼體的內(nèi)壁，所述毛細(xì)多孔介質(zhì)層燒結(jié)或電沉積于所述金屬絲網(wǎng)層。

20、本發(fā)明提供的兩相散熱器包括殼體和毛細(xì)多孔層。其中，殼體圍成內(nèi)腔，且殼體設(shè)有液體進(jìn)口和氣體出口；毛細(xì)多孔層設(shè)于殼體內(nèi)，毛細(xì)多孔層將內(nèi)腔分隔為氣態(tài)腔體和液態(tài)腔體，氣體出口與氣態(tài)腔體連通，液體進(jìn)口與液態(tài)腔體連通，殼體的至少部分壁面為導(dǎo)熱材質(zhì)，以使液態(tài)腔體內(nèi)的液態(tài)工質(zhì)能夠受熱蒸發(fā)形成氣態(tài)工質(zhì)，并進(jìn)入氣態(tài)腔體。

21、應(yīng)用本發(fā)明提供的兩相散熱器，液態(tài)工質(zhì)經(jīng)由液體進(jìn)口進(jìn)入液態(tài)腔體，液態(tài)腔體的液態(tài)工質(zhì)在毛細(xì)力的作用下可浸潤位于其頂部的毛細(xì)多孔介質(zhì)層。同時，通過殼體的導(dǎo)熱作用，液態(tài)腔體內(nèi)的液態(tài)工質(zhì)能夠受熱蒸發(fā)形成氣態(tài)工質(zhì)，并進(jìn)入氣態(tài)腔體。蒸汽在氣態(tài)腔體聚集后，從氣體出口排出，流入冷凝器進(jìn)行冷凝，冷凝后的過冷液體經(jīng)過驅(qū)動回流至液體進(jìn)口，完成一個循環(huán)，實現(xiàn)對器件的有效散熱。

22、本申請中通過在殼體內(nèi)設(shè)置毛細(xì)多孔層，利用毛細(xì)多孔層將殼體的內(nèi)腔物理分隔為氣態(tài)腔體和液態(tài)腔體，即氣態(tài)腔體和液態(tài)腔體實現(xiàn)了氣液的物理隔離，避免了蒸汽與液體在腔體內(nèi)的夾帶干涉及產(chǎn)生壓力脈動等不穩(wěn)定現(xiàn)象。

23、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供了一種冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)包括上述任一種兩相散熱器。由于上述的兩相散熱器具有上述技術(shù)效果，具有該兩相散熱器的冷卻系統(tǒng)也應(yīng)具有相應(yīng)的技術(shù)效果。

技術(shù)特征：

1.一種兩相散熱器，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩相散熱器，其特征在于，所述液態(tài)腔體（132）包括流道槽（1321）和積液腔（1322），所述積液腔（1322）與所述液體進(jìn)口（101）連通，所述流道槽（1321）與所述積液腔（1322）連通，所述毛細(xì)多孔層（12）覆蓋所述流道槽（1321）的槽口。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的兩相散熱器，其特征在于，設(shè)有多條所述流道槽（1321），且多條所述流道槽（1321）縱橫交錯分布呈網(wǎng)格狀，并相互連通。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的兩相散熱器，其特征在于，所述流道槽（1321）開設(shè)于所述殼體（11）的內(nèi)壁，所述殼體（11）的內(nèi)壁圍成所述積液腔（1322）。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的兩相散熱器，其特征在于，所述液態(tài)腔體（132）還包括與所述流道槽（1321）對應(yīng)的連通流道（1323），所述連通流道（1323）的一端與所述積液腔（1322）連通，另一端與對應(yīng)的所述流道槽（1321）連通。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的兩相散熱器，其特征在于，所述殼體（11）包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的兩相散熱器，其特征在于，所述蓋板（112）上設(shè)有進(jìn)液管（1121），所述主殼體（111）上設(shè)有避位通孔（107），所述進(jìn)液管（1121）設(shè)于所述避位通孔（107）并與所述主殼體（111）密封連接，所述進(jìn)液管（1121）的頂端開口形成所述液體進(jìn)口（101）。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的兩相散熱器，其特征在于，所述主殼體（111）包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項所述的兩相散熱器，其特征在于，所述毛細(xì)多孔層（12）包括金屬絲網(wǎng)層（121）和設(shè)于所述金屬絲網(wǎng)層（121）上的毛細(xì)多孔介質(zhì)層（122），所述金屬絲網(wǎng)層（121）朝向所述液態(tài)腔體（132），所述毛細(xì)多孔介質(zhì)層（122）朝向所述氣態(tài)腔體（131）。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的兩相散熱器，其特征在于，所述毛細(xì)多孔層（12）還包括設(shè)于所述毛細(xì)多孔介質(zhì)層（122）的針肋（123）。

11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的兩相散熱器，其特征在于，所述金屬絲網(wǎng)層（121）燒結(jié)于所述殼體（11）的內(nèi)壁，所述毛細(xì)多孔介質(zhì)層（122）燒結(jié)或電沉積于所述金屬絲網(wǎng)層（121）。

12.一種冷卻系統(tǒng)，包括冷凝器（2）、泵（3）和散熱器，其特征在于，所述散熱器為如權(quán)利要求1-11任一項所述的兩相散熱器（1），所述兩相散熱器（1）的氣體出口（102）與所述冷凝器（2）的進(jìn)口連接，所述冷凝器（2）的出口通過所述泵（3）與所述兩相散熱器的液體進(jìn)口（101）連接。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及散熱技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種兩相散熱器及冷卻系統(tǒng)，包括殼體，殼體圍成內(nèi)腔，且殼體設(shè)有液體進(jìn)口和氣體出口；毛細(xì)多孔層，設(shè)于殼體，毛細(xì)多孔層將內(nèi)腔分隔為氣態(tài)腔體和液態(tài)腔體，氣體出口與氣態(tài)腔體連通，液體進(jìn)口與液態(tài)腔體連通，殼體至少設(shè)有部分壁面為導(dǎo)熱材質(zhì)，以使液態(tài)腔體內(nèi)的液態(tài)工質(zhì)能夠受熱蒸發(fā)形成氣態(tài)工質(zhì)，并進(jìn)入氣態(tài)腔體。本申請利用毛細(xì)多孔層將殼體的內(nèi)腔物理分隔為氣態(tài)腔體和液態(tài)腔體，即氣態(tài)腔體和液態(tài)腔體實現(xiàn)了氣液的物理隔離，解決蒸汽與液體在腔體內(nèi)的夾帶干涉，提升了兩相散熱器毛細(xì)多孔層的潤濕性、氣泡的脫離速度以及系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員：喬森,佟薇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳市英維克科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/5