專利名稱：帶有具有沸騰增強(qiáng)作用的多重毛細(xì)結(jié)構(gòu)的蒸汽室的制作方法
相關(guān)申請的相互引用本申請要求發(fā)明人蕭永銘于2004年12月1日提交的第60/632,704號美國專利申請的優(yōu)先權(quán)并將其引入作為參考。
背景技術(shù)：
冷卻或熱去除已成為電子工業(yè)主要的障礙之一。隨著集成度的增加，高性能的需求，以及多功能的應(yīng)用，熱消散也不斷地增加。高性能傳熱裝置的開發(fā)已經(jīng)成為該工業(yè)的主要發(fā)展方向之一。
散熱器經(jīng)常用于將熱從裝置或者從系統(tǒng)排除至周圍環(huán)境。散熱器的性能是以熱阻來表征，具有較低的熱阻值代表具有較高的性能水平。散熱器的熱阻一般是由散熱器內(nèi)部的擴(kuò)散熱阻以及散熱器表面和周圍環(huán)境之間的對流熱阻所組成。為將擴(kuò)散熱阻最小化，通常使用諸如銅和鋁等高導(dǎo)熱材料來制造散熱器。不過，這種固體擴(kuò)散機(jī)理已經(jīng)不能滿足新一代電子器件的更高的冷卻要求。因此，已開發(fā)并評估了更高效的機(jī)制，其中蒸汽室是經(jīng)常被考慮的機(jī)制之一。
蒸汽室是利用熱管原理，讓熱由蒸發(fā)的工作流體攜帶，并由蒸汽流動來散布。最后蒸汽在低溫的表面上冷凝，因而將熱由蒸發(fā)表面(和熱源間的界面)分布至冷凝表面(冷卻的表面)。如果冷卻表面的面積比蒸發(fā)表面的面積大很多，則由于相變(液體-蒸汽-液體)機(jī)理是在近等溫條件下發(fā)生，可有效地實(shí)現(xiàn)熱的散布。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的是提供了用于熱去除/冷卻應(yīng)用的高性能蒸汽裝置。該蒸汽裝置的總體性能取決于參與蒸汽-液體循環(huán)(熱散布機(jī)理(heatspreading mechanism))的每個組件的性能以及冷卻端所涉及的裝置的性能(對流機(jī)理)。為了具有高性能，必須實(shí)現(xiàn)兩種機(jī)理。
蒸汽-冷凝循環(huán)包括冷凝液流動、沸騰、蒸汽流動以及冷凝的過程。在另一待審的專利申請中，我已經(jīng)公開使用多重毛細(xì)(Multi-Wick，MW)結(jié)構(gòu)，以改進(jìn)蒸汽室內(nèi)的冷凝液流動(美國專利申請?zhí)?0/390773，將其引入作為參考)。具體而言，蒸汽室的尺寸與高熱通量需求的結(jié)合產(chǎn)生一假象，即需要具有高毛細(xì)作用力(wicking-power)但同時又能提供足夠升力(lift)的毛細(xì)結(jié)構(gòu)(wicking structrue)，以符合該裝置的尺寸。通常能維持高流速并提供大的升力的毛細(xì)結(jié)構(gòu)需要昂貴的加工工藝。實(shí)際上，只有加熱(沸騰)區(qū)有高的毛細(xì)作用力需求，且該毛細(xì)作用力的需求隨著離加熱區(qū)的距離增加而降低。這是因?yàn)樵跓嵬匡@著降低時發(fā)生冷凝，而且只有在冷凝液匯聚的蒸發(fā)區(qū)上必須維持高的冷凝液流速。因此，該毛細(xì)結(jié)構(gòu)(稱為多重毛細(xì)結(jié)構(gòu))可根據(jù)空間流速的需求而不同，以便更好地平衡作用于液體的力(毛細(xì)力、粘滯力和重力)。
由于當(dāng)冷凝液接近沸騰區(qū)時將發(fā)生沸騰，因而本發(fā)明的目的是公開適于減少沸騰過熱(沸騰表面和蒸汽間的溫度差)的多重毛細(xì)結(jié)構(gòu)。突出(protruded)的沸騰結(jié)構(gòu)通常用于池型沸騰(pool boiling)中以減少沸騰過熱。但是，由于液體池的長度通常比突出結(jié)構(gòu)的長度大，因此該突出結(jié)構(gòu)一般都全部浸沒在液體池(液體池型沸騰)內(nèi)。此外，當(dāng)接近加熱區(qū)的液體沸騰時，相鄰的液體經(jīng)由重力機(jī)制取代該液體。以蒸汽室來說，這不但阻止其以反重力方向運(yùn)作，而且需要該室的一部分完全充滿液體，這可能干擾蒸汽和/或冷凝液的流動過程。
在本發(fā)明中，通過具有沸騰增強(qiáng)作用(Boiling-Enhanced)的多重毛細(xì)結(jié)構(gòu)(BEMW)，使蒸汽室具有沸騰增強(qiáng)特征。借助該BEMW結(jié)構(gòu)，使用具有空間變化的毛細(xì)作用力的毛細(xì)結(jié)構(gòu)由冷凝區(qū)收集冷凝液，其中加熱區(qū)(沸騰區(qū))內(nèi)的多種沸騰增強(qiáng)結(jié)構(gòu)適于同時提供毛細(xì)作用力和沸騰增強(qiáng)。以此方式，該沸騰增強(qiáng)結(jié)構(gòu)不會被完全浸沒在液體池中，因此可在反重力方向運(yùn)作。另外，該沸騰增強(qiáng)結(jié)構(gòu)也可作為3-D橋連毛細(xì)物(wick)，該結(jié)構(gòu)可能提供或不提供結(jié)構(gòu)支撐功能。在這種概念下，具有沸騰增強(qiáng)作用的多重毛細(xì)結(jié)構(gòu)的某些方面可被認(rèn)為是早期公開的多重毛細(xì)結(jié)構(gòu)的亞類。
沸騰增強(qiáng)(BE)結(jié)構(gòu)是突出的毛細(xì)物，該毛細(xì)物的毛細(xì)作用力比在冷凝位置更大。該突出的毛細(xì)物可以是鰭片(fin)形式，以便將液體在鰭片間由毛細(xì)作用運(yùn)送向該鰭片頂端。除鰭片以外，該突出的毛細(xì)物也可以是針柵陣列(pin array)。鰭片之間或針柵之間的互連結(jié)構(gòu)還可用來增加沸騰表面積。泡沫/多孔結(jié)構(gòu)也能用在突出的毛細(xì)物中，以提供更大的沸騰表面積。在所有這些結(jié)構(gòu)中，目的是提供從熱源到較大沸騰表面的熱傳導(dǎo)途徑，并用由復(fù)雜的毛細(xì)系統(tǒng)連續(xù)提供的冷凝液浸透該沸騰表面(沒有完全浸沒)。
為了能具有更多的靈活性并控制毛細(xì)作用力，可由多層(ML)結(jié)構(gòu)來產(chǎn)生BEMW結(jié)構(gòu)的部分結(jié)構(gòu)，該多層結(jié)構(gòu)是由相互疊置的多層材料組成。每一層不一定必須相同，且該毛細(xì)結(jié)構(gòu)可以是聯(lián)合起作用的多層結(jié)構(gòu)的結(jié)果。例如，穿孔的多層銅片可配置于未開槽的銅表面上以形成帶溝槽的毛細(xì)結(jié)構(gòu)(groove wicking structure)。類似地，銅板可配置于開槽的銅表面上可形成毛細(xì)芯(capillary wick)。因此，該多層毛細(xì)結(jié)構(gòu)可通常由穿孔的板、開槽的板、網(wǎng)狀層(mesh layer)、燒結(jié)層、實(shí)心板或上述材料的任意組合所組成。此外，每一層的圖案可以具有空間變化特性，包含變化的穿孔圖案，變化的狹縫間隔和/或方向，變化的孔隙率，變化的孔徑，變化的網(wǎng)目尺寸以及上述特性的任何組合。
所述蒸汽室可根據(jù)不同應(yīng)用以不同的形式實(shí)施。最簡單的實(shí)施形式是平板狀熱散布器(flat heat-spreader)，在該熱散布器中，將來自熱源的熱量散布到其它端，該其它端可以與鰭片或其它冷卻系統(tǒng)存在接觸。另一形式是散熱器(heat sink)，在該散熱器中，所述蒸汽室的一部分可以與實(shí)心鰭片存在熱接觸，或者該蒸汽室可以由功能性連接的基底室和鰭片室組成。在后一形式中，另外的實(shí)心鰭片可與部分鰭片室存在接觸，以將對流表面最大化。對于有空間約束的應(yīng)用來說，所述蒸汽室可以是夾在印刷電路板(特別對于子板)上的夾子(蒸汽夾(Vaporclip))形式。所述蒸汽室也可以箱(casing)(蒸汽箱(Vaporcase))的形式實(shí)施，電子器件可功能性配置于該箱內(nèi)。另外，所述蒸汽室可以柜(cabinet)的形式實(shí)施，蒸汽箱可功能性配置于該柜內(nèi)。
由于高度改進(jìn)了內(nèi)熱阻，還必須改進(jìn)對流熱阻；否則總體性能仍然會被對流熱阻所限制。鰭片結(jié)構(gòu)可以從平板狀鰭片、針狀鰭片、穿孔的鰭片和多孔鰭片等形式變化。鰭片和蒸汽室間的界面呈功能性接觸。將所述鰭片結(jié)構(gòu)與所述蒸汽室連接的方法可以是使用或不使用粘接材料的任何方法。沒有涉及粘接材料的方法可以是擴(kuò)散結(jié)合(diffusive bonding)、焊接(welding)，或者本領(lǐng)域中公知的任何結(jié)合方法。使用粘接材料的結(jié)合方法可以是粘合劑結(jié)合(adhesive bonding)、軟焊(soldering)、硬焊(brazing)、焊接，或者本領(lǐng)域中公知的任何結(jié)合方法。另外，所述方法也可以是上述方法的組合。為了更好的功能接觸，可在鰭片的結(jié)合位置使用“J”腿，以產(chǎn)生更好的結(jié)合質(zhì)量和接觸面積。
此外，根據(jù)應(yīng)用的不同，冷卻介質(zhì)可以是空氣、水或制冷劑。對于液體冷卻，與蒸汽室進(jìn)行熱交換的部分可以是開口殼型(open shelltype)、串聯(lián)流動型(serial flow type)、并聯(lián)流動型(parallel flow type)或上述形式的任意組合。
根據(jù)不同的應(yīng)用需求與約束，所述蒸汽室可以用金屬、塑料和/或復(fù)合材料制成。所述蒸汽室表面也可以與不同的材料存在功能性接觸，該不同的材料例如塑料、金屬涂層(metal coating)、石墨層、金剛石、碳-納米管(carbon-nanotube)和/或本領(lǐng)域公知的任何高導(dǎo)熱材料。


圖1A為平板狀蒸汽室實(shí)施例的側(cè)面剖視圖。
圖1B為平板狀蒸汽室實(shí)施例的剖視圖。
圖1C為與基本毛細(xì)物集成的沸騰增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖1D為與蒸汽室底板集成的沸騰增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖2A為平板鰭片型沸騰增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的等軸視圖。
圖2B為針狀鰭片型沸騰增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的等軸視圖。
圖2C為具有突出物的平板鰭片型沸騰增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的等軸視圖。
圖2D為多孔型沸騰增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的等軸視圖。
圖3A為具有延伸的沸騰增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的平板狀蒸汽室的側(cè)面剖視圖。
圖3B為具有部分延伸的沸騰增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的平板狀蒸汽室的側(cè)面剖視圖。
圖4A為具有沸騰增強(qiáng)作用的多重毛細(xì)結(jié)構(gòu)的多層結(jié)構(gòu)實(shí)施例的等軸視圖。
圖4B為由多層結(jié)構(gòu)形成的毛細(xì)通道(capillary channel)的剖視圖。
圖5A為由多層結(jié)構(gòu)形成的深溝槽結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖5B為由多層結(jié)構(gòu)形成的不規(guī)則溝槽結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖6A為具有空間變化狹縫和穿孔圖案的多層毛細(xì)結(jié)構(gòu)的等軸視圖。
圖6B為具有適于液體流動的毛細(xì)平面的多層毛細(xì)結(jié)構(gòu)的剖面?zhèn)纫晥D。
圖6C為具有釘狀特征的平板的等軸視圖。
圖7A為應(yīng)用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的多層毛細(xì)結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖7B為應(yīng)用燒結(jié)層的多層毛細(xì)結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖8為以散熱器形式實(shí)施的蒸汽室的剖視圖。
圖9為具有實(shí)心鰭片和鰭片室的蒸汽散熱器的等軸視圖。
圖10為具有水平方向的實(shí)心鰭片的蒸汽散熱器的等軸視圖。
圖11為僅具有實(shí)心鰭片的蒸汽散熱器的側(cè)視圖。
圖12為具有交錯的鰭片結(jié)構(gòu)的蒸汽散熱器的等軸視圖。
圖13為具有可變間隔的鰭片結(jié)構(gòu)的蒸汽散熱器的等軸視圖。
圖14為具有穿孔的鰭片的蒸汽散熱器的側(cè)視圖。
圖15A為具有帶流體-偏轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的鰭片的蒸汽散熱器的側(cè)視圖。
圖15B為具有流動-偏轉(zhuǎn)板的鰭片的等軸視圖。
圖16為顯示具有J腿的鰭片的圖示。
圖17為具有針狀鰭片的蒸汽散熱器的等軸視圖。
圖18為具有多孔塊狀(porous block)結(jié)構(gòu)的蒸汽散熱器的等軸視圖。
圖19A為箱型的蒸汽室實(shí)施例的剖面?zhèn)纫晥D。
圖19B為熱管組合件的圖示。
圖20A為具有鰭片室的蒸汽箱的等軸視圖。
圖20B為具有實(shí)心鰭片的蒸汽箱的等軸視圖。
圖21為柜型的蒸汽室實(shí)施例的剖面?zhèn)纫晥D。
圖22為夾子形式的蒸汽室實(shí)施例的側(cè)視圖。
圖23A為外殼型液體冷卻構(gòu)形的等軸視圖。
圖23B為串聯(lián)流動的液體冷卻構(gòu)形的等軸視圖。
圖23C為并聯(lián)流動的液體冷卻構(gòu)形的等軸視圖。
圖23D為具有液體冷卻管的蒸汽室的等軸視圖，該液體冷卻管穿入該室內(nèi)。
圖23E為顯示在蒸汽室內(nèi)部的液體冷卻管的等軸視圖。
圖24為用聚合物/復(fù)合材料制成的蒸汽室的等軸視圖。
詳細(xì)說明圖1說明平板狀蒸汽室100的實(shí)施例，該蒸汽室由底板111、頂板112、四片側(cè)壁113、基本毛細(xì)結(jié)構(gòu)121，以及沸騰增強(qiáng)結(jié)構(gòu)130組成。當(dāng)熱量由熱源(電子設(shè)備)101注入時，由沸騰增強(qiáng)結(jié)構(gòu)130產(chǎn)生蒸汽。由于沸騰(BE)結(jié)構(gòu)130以垂直于蒸汽室底板111的方向?qū)⒁后w向上拉(由基本毛細(xì)結(jié)構(gòu)121朝向BE結(jié)構(gòu)130的頂部)，沸騰表面的面積增加，從而蒸發(fā)量增加且沸騰熱通量降低。因此，可以減少沸騰過熱。此BE結(jié)構(gòu)130可以是基本毛細(xì)結(jié)構(gòu)121的集成部分(如圖1C所示)，或是底板111的集成部分(如圖1D所示)。另一方面，BE結(jié)構(gòu)130也能作為附加組件來附著安裝。BE結(jié)構(gòu)130的尺寸可以小于，大于，或者與熱源101的尺寸相同。BE結(jié)構(gòu)130可以是平板狀鰭片131(圖2A)，針狀鰭片132(圖2B)，具有突出物133的平板狀鰭片131(如圖2C)，或是導(dǎo)熱的多孔/泡沫結(jié)構(gòu)134(圖2D)。BE結(jié)構(gòu)130可以全部與頂板112存在功能性接觸131(圖3A)，以便提供3-D橋連毛細(xì)功能并使冷凝液從頂板112直接流動?；蛘撸鐖D3B所示，僅BE結(jié)構(gòu)131的一部分130可以與頂板112存在功能性接觸135。
為了具有更多的靈活性并控制毛細(xì)作用力，部分BEMW結(jié)構(gòu)可以通過多層(ML)結(jié)構(gòu)來制造。圖4顯示一多層結(jié)構(gòu)，其中實(shí)心板270配置于溝槽底板280上，以產(chǎn)生毛細(xì)通道281(圖4B)。此實(shí)心板270具有開口，以容納BE結(jié)構(gòu)130(圖4A)。通過堆棧多層的板，可形成不同的毛細(xì)通道或溝槽。圖5A顯示具有大的深度與寬度比例的溝槽201，可通過在板220上方堆棧三片具有狹縫221的板220而形成溝槽201。類似地，可以通過在兩片相同的具有較寬狹縫221的板220上方堆棧一片具有較窄狹縫231的板230而形成具有不規(guī)則截面的不規(guī)則溝槽201。參照圖6，具有空間變化圖案的狹縫241和穿孔242的板240可以用來制造多重毛細(xì)結(jié)構(gòu)的部分結(jié)構(gòu)，通過產(chǎn)生通道241，能使匯聚的液體流動并允許蒸汽由242逸出。釘狀特征211(圖6C)也可以與堆垛的板240一起使用，形成薄的毛細(xì)平面(thin capillary plane)202，以進(jìn)一步提供對毛細(xì)作用力的控制。除了板以外，多層結(jié)構(gòu)也可以使用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)250(圖7A)或者燒結(jié)層260(圖7B)。
蒸汽室可以用不同的形式實(shí)施，以滿足不同應(yīng)用的需求。除了圖1A的平面熱散布器形式以外，也可以采取散熱器400(圖8)的形式，在圖8中，基底室410與鰭片室440存在功能性接觸。與圖1A類似，BE結(jié)構(gòu)430可配置于底板411上，以及基本毛細(xì)結(jié)構(gòu)421可配置于剩下的表面上，一起形成具有沸騰增強(qiáng)作用的多重毛細(xì)結(jié)構(gòu)。因?yàn)樵邛捚?40內(nèi)的蒸汽腔441不能太狹窄(蒸汽阻力)，因此(對于特定的幾何約束來說)限制了可允許的鰭片室數(shù)目。為進(jìn)一步增加總的對流表面積，實(shí)心鰭片450可以和鰭片室440一起使用，如圖9所示。這些實(shí)心鰭片可以用于不同的方向(圖10)，以便將傳熱系數(shù)最大化。實(shí)心鰭片可以是簡單的平板型鰭片450(圖11)、交錯的平板型鰭片455(圖12)、具有可變間距454的交錯的平板型鰭片455(圖13)、穿孔451的鰭片(圖14)、具有流動偏轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)452的鰭片(圖15)以促進(jìn)沖撞/湍流效應(yīng)、具有J腿453的鰭片以增加結(jié)合效率(圖16)、針狀鰭片460(圖17)和/或?yàn)槎嗫讐K狀470(圖18)。
除了散熱器形式400(圖8)以外，蒸汽室可以箱500(圖19和20)、柜600(圖21)或者夾子700(圖22)的形式實(shí)施。對于箱型500(圖19A)，可以有需要被冷卻并可安裝在印刷電路板504上的多個電子組件501、502、503。印刷電路板可功能性地配置在箱500的底部505上。需要被冷卻的組件可以如電子組件501與蒸汽室510的基板511直接接觸，或者通過其它傳導(dǎo)介質(zhì)581與蒸汽室510的基板511存在功能性接觸，或者也可通過其它熱管組合件580與蒸汽室510的基板511存在功能性接觸，熱管組合件580可由熱管584以及和熱管584功能性耦合的傳導(dǎo)介質(zhì)582和583組成(圖19B)。所有的耦合面(內(nèi)部組件耦合或外部耦合)可涉及熱界面物質(zhì)(thermal interfacial material)以確保良好的功能性接觸。另外，用于箱型的鰭片可以是鰭片室540(圖20A)或是實(shí)心元件550(圖20B)。將在所述組件和箱之間的相同應(yīng)用實(shí)施到另一個系統(tǒng)(箱和柜)，可以采用柜型。如圖21所示，蒸汽箱500可功能性地配置于蒸汽柜600的架子621上。通過另一蒸汽室690，可實(shí)現(xiàn)與箱的蒸汽室610的功能性耦合。實(shí)心-塊-熱管組合件680也可以用于這樣的功能性耦合，組合件680可由實(shí)心塊682、683和熱管684組成。最后，蒸汽室可采取夾子700的形式實(shí)施(圖22)，在夾子中，蒸汽室(夾子形式)710與電子組件701和/或印刷電路板704存在功能性接觸。鰭片750可以和蒸汽室710存在功能性接觸，以增加總的對流表面積。
除空氣以外，冷卻介質(zhì)還可以是液體(例如水或制冷劑)，其以具有入口711和出口712的外殼710形式，將來自蒸汽室400的熱量去除，或者以液體冷卻管的形式將來自蒸汽室400的熱量去除，該液體冷卻管以串聯(lián)(圖23B)或并聯(lián)(圖23C)方式與鰭片結(jié)構(gòu)存在功能性接觸。或者如圖23D中，液體冷卻管713可穿入蒸汽室400，直接將來自蒸汽室400內(nèi)的熱量去除。管713(圖23E)的表面可以具有毛細(xì)物，例如溝槽，以便使冷凝的液體更順暢地流回蒸發(fā)區(qū)。
蒸汽室800(圖24)可以用金屬材料，聚合物和/或復(fù)合材料制成。如果來自熱源的熱通量很高，可引入高導(dǎo)熱材料890作為基底室810的分離部件。如果使用聚合物，金屬涂層或者本領(lǐng)域中的任何其它材料可配置于內(nèi)表面，以避免蒸汽和/或空氣滲漏。為更進(jìn)一步改進(jìn)蒸汽室的傳熱性能，外部的高導(dǎo)熱材料涂層可應(yīng)用于基底室和/或鰭片室(未顯示)。該涂層可以是石墨、金屬、金剛石、碳-鈉米管或者本領(lǐng)域中公知的任何材料。
已描述了多個實(shí)施方案。然而，可以理解在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可進(jìn)行多種修改。因此，其它示例性實(shí)施方案在所附的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.傳熱裝置，包括至少一個含有可冷凝流體的蒸汽室，所述至少一個蒸汽室包括蒸發(fā)區(qū)，所述蒸發(fā)區(qū)配置為與熱源耦合以便蒸發(fā)所述可冷凝流體，將已蒸發(fā)的所述可冷凝流體以冷凝液的形式收集在所述至少一個蒸汽室內(nèi)的表面上；以及具有沸騰增強(qiáng)作用的多重毛細(xì)結(jié)構(gòu)，包含配置于所述至少一個蒸汽室內(nèi)的多個互相連接的毛細(xì)結(jié)構(gòu)，其使所述冷凝液容易流向所述蒸發(fā)區(qū)并減少相關(guān)的沸騰過熱。
2.如權(quán)利要求1所述的傳熱裝置，其中具有沸騰增強(qiáng)作用的突出的毛細(xì)物應(yīng)用于所述蒸發(fā)區(qū)，所述突出的毛細(xì)物具有比在所述冷凝位置更大的毛細(xì)作用力因子。
3.如權(quán)利要求2所述的傳熱裝置，其中所述具有沸騰增強(qiáng)作用的突出的毛細(xì)物包括如下的至少一種鰭片、針柵、鰭片或針柵之間的互連結(jié)構(gòu)、泡沫和多孔結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1所述的傳熱裝置，其中所述具有沸騰增強(qiáng)作用的多重毛細(xì)結(jié)構(gòu)的至少部分是通過多層結(jié)構(gòu)形成的，所述多層結(jié)構(gòu)包含任意如下結(jié)構(gòu)的組合板、網(wǎng)、所述至少一個蒸汽室的表面內(nèi)的溝槽、燒結(jié)層以及多孔層。
5.如權(quán)利要求1所述的傳熱裝置，其中所述具有沸騰增強(qiáng)作用的多重毛細(xì)結(jié)構(gòu)具有空間變化的毛細(xì)結(jié)構(gòu)，其根據(jù)所述冷凝液流向所述蒸發(fā)區(qū)過程中所述冷凝液的空間流動需求而變化。
6.如權(quán)利要求5所述的傳熱裝置，其中所述具有沸騰增強(qiáng)作用的多重毛細(xì)結(jié)構(gòu)包括如下的至少一種至少一個鰭片、至少一個針柵、板、網(wǎng)、所述至少一個蒸汽室的表面內(nèi)的溝槽、粉末毛細(xì)物以及泡沫毛細(xì)物。
7.如權(quán)利要求5所述的傳熱裝置，其中所述空間變化的毛細(xì)結(jié)構(gòu)包括數(shù)量隨空間變化的毛細(xì)結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求1所述的傳熱裝置，其中所述具有沸騰增強(qiáng)作用的多重毛細(xì)結(jié)構(gòu)包括至少一個毛細(xì)結(jié)構(gòu)橋，所述毛細(xì)結(jié)構(gòu)橋使所述具有沸騰增強(qiáng)作用的多重毛細(xì)結(jié)構(gòu)的多個部分互相連接，以便使所述冷凝液容易在所述具有沸騰增強(qiáng)作用的多重毛細(xì)結(jié)構(gòu)的所述多個部分之間流動。
9.如權(quán)利要求8所述的傳熱裝置，其中所述毛細(xì)結(jié)構(gòu)橋包含用于所述至少一個蒸汽室的內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求1所述的傳熱裝置，其中所述具有沸騰增強(qiáng)作用的多重毛細(xì)結(jié)構(gòu)包括具有可變孔隙率的毛細(xì)結(jié)構(gòu)。
11.如權(quán)利要求1所述的傳熱裝置，其中所述至少一個蒸汽室的某些部分與至少一個鰭片存在功能性接觸。
12.如權(quán)利要求11所述的傳熱裝置，其中所述至少一個蒸汽室包括基底室與鰭片室。
13.如權(quán)利要求12所述的傳熱裝置，其中所述至少一個鰭片與所述鰭片室存在功能性接觸。
14.如權(quán)利要求11所述的傳熱裝置，其中所述至少一個鰭片包括至少一個開口，且空氣能通過所述開口流動。
15.如權(quán)利要求1所述的傳熱裝置，其中所述至少一個蒸汽室具有基本上呈夾子形的構(gòu)形。
16.如權(quán)利要求1所述的傳熱裝置，其中所述至少一個蒸汽室形成箱型罩的一部分。
17.如權(quán)利要求1所述的傳熱裝置，其中所述至少一個蒸汽室形成柜型罩的一部分。
18.如權(quán)利要求1所述的傳熱裝置，其中所述至少一個蒸汽室與冷卻液存在功能性接觸。
19.如權(quán)利要求1所述的傳熱裝置，其中所述至少一個蒸汽室的部分結(jié)構(gòu)是由如下材料中至少一種制成金屬、塑料、金屬包被的塑料、石墨、金剛石以及碳-納米管。
20.如權(quán)利要求1所述的傳熱裝置，其中所述至少一個蒸汽室包括內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)，以避免所述至少一個蒸汽室坍塌。
21.傳遞來自熱源的熱量的方法，包括在熱裝置內(nèi)接受來自熱源的熱量，所述熱裝置包含至少一個含有可冷凝流體的蒸汽室，所述至少一個蒸汽室包括蒸發(fā)區(qū)，所述蒸發(fā)區(qū)配置為與所述熱源耦合；以及具有沸騰增強(qiáng)作用的多重毛細(xì)結(jié)構(gòu)，包含配置于所述至少一個蒸汽室內(nèi)的多個互相連接的毛細(xì)結(jié)構(gòu)，其用于使所述冷凝液容易流向所述蒸發(fā)區(qū)，并且降低相關(guān)的沸騰過熱；以及蒸發(fā)在所述至少一個蒸汽室中的所述可冷凝流體，將已蒸發(fā)的所述可冷凝流體以冷凝液的形式收集在所述至少一個蒸汽室內(nèi)的表面上。
全文摘要
傳熱裝置包括蒸汽室，該蒸汽室具有可冷凝流體和與熱源相耦合的蒸發(fā)區(qū)。在該蒸汽室內(nèi)有沸騰增強(qiáng)作用的多重毛細(xì)結(jié)構(gòu)。
文檔編號G06F1/20GK101040162SQ200580034762
公開日2007年9月19日 申請日期2005年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月1日
發(fā)明者蕭永銘 申請人:嘉合科技有限公司