本发明专利技术涉及电力电子设备散热技术领域，尤其是一种开放式蒸发散热装置及其电子设备，该开放式蒸发散热装置包括蒸发模块、微型气泵和防水透气单元，蒸发模块具有用于容纳液态工质的蒸发空间，微型气泵的进口与蒸发空间连通，防水透气单元配置在微型气泵的进口与蒸发空间之间的连通路径上，本发明专利技术的开放式蒸发散热装置在蒸发模块上配置微型气泵，促使蒸发空间内形成微真空，有利于促进蒸发装置内液态工质的蒸发，提高散热效率，从而维持高效散热，并避免因蒸发空间内的气压持续升高而所导致的蒸发模块发生损坏的问题发生。发模块发生损坏的问题发生。发模块发生损坏的问题发生。
【技术实现步骤摘要】
开放式蒸发散热装置及其电子设备
[0001]本专利技术涉及电力电子设备散热
，尤其是一种开放式蒸发散热装置，此外，本专利技术还涉及一种包括上述开放式蒸发散热装置的电子设备。
技术介绍
[0002]近年来，电子技术迅猛发展，电子器件的高频、高速以及集成电路的密集和微小型化，使得单位容积电子器件的发热量快速增大，整机发热功率及局部热流密度急剧攀升，由此带来的耗能和散热问题日益凸显，过高的温度严重影响着电子元器件的稳定性、可靠性和使用寿命，高效散热技术成为推动电子技术进一步发展和应用的关键。
[0003]当下，基于泵驱动的微通道两相流循环冷却技术被认为是应用于集成电路等高功耗电路最为有效的冷却技术之一，其通过高性能的动力设备和循环工质可以有效的解决小通道、高热载、高精度、多热源或复杂分布热源的冷却问题。然而，现有泵驱动微通道两相流循环冷却系统中多采用机械泵来提供循环动力，需在机械泵进口管道前增加储液器，同时，入口液体温度要有一定的过冷度，以避免产生气蚀而影响系统的可靠性，同时，机械泵自身能耗大、体积大、难集成、工作时还会产生很大的噪音，总之，综合性能未能达到预期，在此背景之下，近年来，出现了以微型泵(如：压电泵)代替机械泵的微通道两相循环冷却系统，如专利号CN207519054U《一种基于压电泵的微通道相变换热冷却系统》所描述的相变换热冷却系统，结构上包含压电泵、微通道蒸发器以及散热器。液相工质在微通道蒸发器内吸热相变，形成气液两相流，到达散热器后冷凝为液相，释放潜热，再经压电泵到达下一个循环。这种结构通过引入微型泵替代传统的机械泵、可以实现结构紧凑，低噪音、低功耗的优点，同时，利用液态工质的相变传热，理论上来讲可以提高换热和传热效率，但是相变过程不可控：一方面，由于管路中的相变换热工质为单一工质，流经微通道蒸发器时，微通道蒸发器的热负荷直接与单一工质的蒸发率相关，相对较低的热负荷可能导致工质并不发生相变，达不到高效散热的目的，过高的热负荷可能导致工质全部发生相变而出现蒸干现象，热负荷的波动会对系统工作的稳定性产生极大的影响，很难针对波动的热负荷，尤其是波动较大的热负荷寻找到合适的单一工质，且工质的充液率以及循环流道内的真空度都难以确定；另一方面，压电泵的输入输出性能受流质组成的影响极大，当为纯液相流质流经压电泵时，压电泵入口端能够提供持续稳定的高负压，当为气液两相流质流经压电泵时，压电泵入口端负压随着气相工质混入量的升高而持续降低，压电泵的输出性能随之降低，进而大大削弱微通道相变换热冷却系统的流动极限，从而引发蒸干或液塞问题，严重影响系统的工作稳定性和可靠性。
[0004]对此，现有技术中出现了采用将蒸发气体直接排放到外界的散热装置的记载，以解决传统两相循环散热技术中难以把控的工质类型、充液率和管道内的真空度等技术指标；但是其存在的缺陷在于：当热源的热负荷长时间保持在较高状态下时，蒸发装置的液态工质的持续快速吸热相变，如果形成的气态工质不能及时地从蒸发装置排出，则会造成蒸发装置内的气压持续升高，一方面会导致热量在蒸发装置内的长时间累积，热源与蒸发装
置的温差减小，由热源传递到蒸发装置的热量减小，达不到高效散热的目的，另一方面，持续升高的气压还可能对蒸发装置的结构部分造成损害。
技术实现思路
[0005]本专利技术要解决的技术问题是：为了解决现有技术中的蒸发装置容易因热量积累导致散热效率下降及容易因气压升高而发生损坏的问题，现提供一种开放式蒸发散热装置，以及一种包括上述开放式蒸发散热装置的电子设备。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种开放式蒸发散热装置，包括：
[0007]蒸发模块，具有用于容纳液态工质的蒸发空间，所述蒸发模块用于吸收热源的热量，使蒸发空间内的液态工质吸热相变形成气态工质；
[0008]微型气泵，微型气泵的进口与蒸发空间连通，用于对蒸发空间抽真空，微型气泵的出口和外界连通；
[0009]以及防水透气单元，配置在微型气泵的进口与蒸发空间之间的连通路径上，所述防水透气单元用于阻止液态工质通过并允许气态工质透过。
[0010]本方案中在蒸发模块上配置微型气泵，促使蒸发空间内形成微真空，有利于促进蒸发装置内液态工质的蒸发，提高散热效率，从而维持高效散热，并避免因蒸发空间内的气压持续升高而所导致的蒸发模块发生损坏的问题发生。
[0011]进一步地，所述微型气泵的出口附件设置有微型风扇；以确保气态工质的及时排出，保障散热性能，促进蒸发模块内的液态工质吸热相变。
[0012]进一步地，所述微型气泵的出口处设置有排放通道，所述微型风扇设置在排放通道内，排放通道远离微型气泵的一端与外界连通；从而对气态工质进行集中排放，并对排出方向进行约束。
[0013]进一步地，所述蒸发空间和排放通道连通，排放通道远离蒸发空间的一端与外界连通，所述微型风扇设置在排放通道内，所述排放通道位于微型风扇所在的部位与蒸发空间之间的连通路径上具有防水透气单元，蒸发空间内的液压工质会被防水透气单元阻隔，以防止其从排放通道流出。
[0014]进一步地，所述蒸发空间连通有泄气通道，所述泄气通道上设置有安全阀，且其远离蒸发空间的一端与外界连通；当蒸发模块内的气体压力达到某一设定的临界值时，安全阀打开气态工质通过泄气通道泄气，保障散热装置工作在稳定安全的状态下；其中，通过安全阀可以控制蒸发模块内气体压力临界值的大小。
[0015]进一步地，所述泄气通道上连通有容积能够增大或缩小的柔性囊，所述柔性囊位于安全阀与蒸发空间之间；柔性囊起到一定的缓冲作用，
[0016]进一步地，所述蒸发模块的外表面具有传热/均热组件。
[0017]进一步地，所述蒸发模块为微通道蒸发器。
[0018]进一步地，所述防水透气单元为防水透气膜、毛细管网或海绵。
[0019]进一步地，还包括供液模块和微型泵，所述供液模块具有第二入口、第二出口及用于容纳液态工质的容纳空间，第二入口和第二出口均与容纳空间连通，所述蒸发模块具有与蒸发空间连通的第一入口；
[0020]所述微型泵的进流质口通过第二流道和第二出口连通，微型泵的出流质口通过第
一流道和第一入口连通；
[0021]利用微型泵给蒸发模块供液，能够根据热负荷的变化来精确控制供液量，实现散热过程主动控制，整个装置具有更高的抗热流冲击能力，稳定性更高。
[0022]利用微型泵给蒸发模块供液，能够实现供液量的精确控制，进而控制蒸发面的液膜厚度，降低热阻，促进蒸发，提高散热效率。
[0023]进一步地，所述第二入口处设置有单向阀；液体只能由外部经第二入口进入容纳空间，反向截止。
[0024]进一步地，所述第二入口处设置有过滤器；以去除进入容纳空间内的液态、气态或气液两相工质内存在的微小颗粒，气泡或其他杂质，避免杂质积累堵塞，或混入的杂质或气泡进入微型泵，影响微型泵的输入输出性能。
[0025]进一步地，所述第二入口处连通有柔性储液瓶；从而通过柔性储液瓶进行补液；本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种开放式蒸发散热装置，其特征在于：包括：蒸发模块(1)，具有用于容纳液态工质的蒸发空间(101)，所述蒸发模块(1)用于吸收热源的热量，使蒸发空间(101)内的液态工质吸热相变形成气态工质；微型气泵(8)，微型气泵(8)的进口与蒸发空间(101)连通，用于对蒸发空间(101)抽真空，微型气泵(8)的出口和外界连通；以及防水透气单元(9)，配置在微型气泵(8)的进口与蒸发空间(101)之间的连通路径上，所述防水透气单元(9)用于阻止液态工质通过并允许气态工质透过。2.根据权利要求1所述的开放式蒸发散热装置，其特征在于：所述微型气泵(8)的出口附近设置有微型风扇(10)。3.根据权利要求2所述的开放式蒸发散热装置，其特征在于：所述微型气泵(8)的出口处设置有排放通道(11)，所述微型风扇(10)设置在排放通道(11)内，排放通道(11)远离微型气泵(8)的一端与外界连通。4.根据权利要求1所述的开放式蒸发散热装置，其特征在于：所述蒸发空间(101)和排放通道(11)连通，排放通道(11)远离蒸发空间(101)的一端与外界连通，所述微型风扇(10)设置在排放通道(11)内，所述排放通道(11)位于微型风扇(10)所在的部位与蒸发空间(101)之间的连通路径上具有防水透气单元(9)。5.根据权利要求1所述的开放式蒸发散热装置，其特征在于：所述蒸发空间(101)连通有泄气通道(12)，所述泄气通道(12)上设置有安全阀(13)，且其远离蒸发空间(101)的一端与外界连通。6.根据权利要求5所述的开放式蒸发散热装置，其特征在于：所述泄气通道(12)上连通有容积能够增大或缩小的柔性囊(14)，所述柔性囊(14)位于安全阀(13)与蒸发空间(101)之间。7.根据权利要求1所述的开放式蒸发散热装置，其特征在于：所述蒸发模块(1)的外表面具有传热/均热组件(15)。8.根据权利要求1所述的开放式蒸发散热装置，其特征在于：所述蒸发模块(1)为微通道蒸发器。9.根据权利要求1所述的开放式蒸发散热装置，其特征在于：所述防水透气单元(9)为防水透气膜、毛细管网或海绵。10.根据权利要求1所述的开放式蒸发散热装置，其特征在于：还包括供液模块(2)和微型泵(3)，所述供液模块(2)具有第二入口(201)、第二出口(202)及用于容纳液态工质的容纳空间(203)，第二入口(201)和第二出口(202)均与容纳空间(203)连通，所述蒸发模块(1)具有与蒸发空间(101)连通的第一入口(105)；所述微型泵(3)的进流质口(301)通过第二流道(7)和第二出口(202)连通，微型泵(3)的出流质口(302)通过第一流道(6)和第一入口(105)连通。11.根据权利要求10所述的开放式蒸发散热装置，其特征在于：所述第二入口(201)处设置有单向阀(16...
【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：常州威图流体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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