螺旋板式熱管散熱器的製造方法
2023-06-19 23:48:31 4
螺旋板式熱管散熱器的製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種螺旋板式熱管散熱器，而提供一種能夠降低換熱效率高，結構緊湊的散熱器。包括吸熱底板和頂蓋，吸熱底板與頂蓋之間有由壁板圍成的螺旋狀通道，沿螺旋狀通道一側的壁板上通過隔板分隔出螺旋狀的冷卻介質通道，冷卻介質通道的外側為冷凝腔，冷凝腔的下部與吸熱底板之間為蒸發腔，蒸發腔內充注有工質；冷凝腔和蒸發腔均為首尾封閉的螺旋狀，冷卻介質通道與冷凝腔和蒸發腔之間封閉；頂蓋上與冷卻介質通道螺旋狀中心部相對應的位置有冷卻介質進口，冷卻介質通道螺旋狀尾部有冷卻介質出口。該熱管散熱器中，冷流體和熱流體均在兩側螺旋式通道內進行換熱，換熱效率高，在同樣換熱量的情況下，有利於減少換熱器的體積。
【專利說明】 螺旋板式熱管散熱器
【技術領域】
[0001]本發明涉及熱管應用熱【技術領域】，特別是涉及一種螺旋板式熱管散熱器。
【背景技術】
[0002]熱管是一種高效傳熱元件。由於它具有良好的導熱性和均溫性，從熱管問世以來得到了快速發展。在通信、化工、電子、冶金、航空航天、交通等領域應用廣泛。特別是晶片冷卻、航天散熱器、LED散熱等方向發揮著關鍵作用。
[0003]目前，典型的熱管是由密封的外殼、緊貼於外殼內壁的吸液芯以及工質組成。熱管的一端為蒸發段，中間為絕熱段，另一端為冷凝端。通過蒸發段工質蒸發吸熱，冷凝段的凝結放熱，可以將熱量高效的傳遞出去，同時冷凝段中凝結產生的工質通過吸液芯中的毛細抽力、重力回流至蒸發端。熱管依靠鑲嵌於冷凝端的翅片將熱管內的熱量導出，再通過對流換熱的方式進行散熱，由於翅片與熱管鑲嵌不嚴密導致接觸熱阻較大，致使熱管從熱源到冷卻介質總的熱阻較大，這就不得不以增加冷凝面積來彌補其缺點，造成熱管散熱器的體積較大，在一定程度上制約了熱管的進一步發展和應用。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是針對現有技術中存在的技術缺陷，而提供一種能夠降低換熱效率高，結構緊湊的螺旋板式熱管散熱器。
[0005]為實現本發明的目的所採用的技術方案是:
[0006]一種螺旋板式熱管散熱器，包括吸熱底板和頂蓋，所述吸熱底板與頂蓋之間設置有由壁板圍成的螺旋狀通道，沿所述螺旋狀通道一側的壁板上通過隔板分隔出螺旋狀的冷卻介質通道，所述冷卻介質通道的外側為冷凝腔，所述冷凝腔的下部與所述吸熱底板之間為蒸發腔，所述蒸發腔內充注有工質；所述冷凝腔和蒸發腔均為首尾封閉的螺旋狀，所述冷卻介質通道與所述冷凝腔和蒸發腔之間封閉；所述頂蓋上與所述冷卻介質通道螺旋狀中心部相對應的位置設置有冷卻介質進口，所述冷卻介質通道螺旋狀尾部設置有冷卻介質出□。
[0007]所述冷凝腔和蒸發腔內的壁板上貼敷有吸液芯。
[0008]所述螺旋狀通道為圓形螺旋狀或矩形螺旋狀。
[0009]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
[0010]1、本發明的熱管散熱器中，壁板、冷卻介質通道、冷凝腔和蒸發腔均為螺旋狀，冷卻介質、冷流體和熱流體均在兩側螺旋式通道內進行換熱，換熱效率高，能夠將冷凝端熱量及時帶走，在同樣換熱量的情況下，有利於減少換熱器的體積。同時，由於螺旋式冷凝段直接與冷卻介質進行對流換熱，傳熱效率能夠極大提聞。
[0011]2、本發明的熱管散熱器內部的壁板為螺旋狀，結構緊湊，體積小。
[0012]3、本發明的熱管散熱器中，由於冷卻介質通道為封閉式，可以根據實際應用情況來決定所用的冷卻介質類型，應用範圍更廣泛。[0013]4、本發明的熱管散熱器中，可以將吸熱底板以及整體結構加工成與弧形發熱元件可以結合的形狀，進一步擴大了其應用範圍。
[0014]5、本發明的熱管散熱器可以根據具體應用場合的需要，將熱管加工成有吸液芯或是無吸液芯的結構，同時，也可靈活的選取與應用場合相匹配的工質，如水、氨、甲醇等，使其可應用於有重力或微重力環境下的散熱，擴大了其應用範圍。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1所示為本發明螺旋板式熱管散熱器的內部結構示意圖；
[0016]圖2所示為本發明螺旋板式熱管散熱器的俯視圖；
[0017]圖3所示為圖1的A-A剖面圖。
[0018]圖中:1.頂蓋，2.冷卻介質進口，3.吸液芯，4.冷卻介質通道，5.冷凝腔，6.蒸發腔，7.壁板，8.吸熱底板，9.冷卻介質出口。
【具體實施方式】
[0019]以下結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細說明。
[0020]本發明螺旋板式熱管散熱器的示意圖如圖1-圖3所示，包括吸熱底板8和頂蓋1，所述吸熱底板8與頂蓋I之間設置有由壁板7圍成的螺旋狀通道，所述螺旋狀通道可以根據使用需要為圓形螺旋狀或矩形螺旋狀。沿所述螺旋狀通道一側的壁板7上通過隔板分隔出螺旋狀的冷卻介質通道4，所述冷卻介質通道4的外側為冷凝腔5，所述冷凝腔5的下部與所述吸熱底板之間為蒸發腔6，所述蒸發腔6內充注有工質。所述冷凝腔5和蒸發腔6均為首尾封閉的螺旋狀，所述冷卻介質通道4與所述冷凝腔5和蒸發腔6之間封閉。所述頂蓋I上與所述冷卻介質通道4螺旋狀中心部相對應的位置設置有冷卻介質進口 2，所述冷卻介質通道4螺旋狀尾部設置有冷卻介質出口 9。
[0021]為了實現微重力環境下的散熱，所述冷凝器5和蒸發腔6內的壁板上貼敷有吸液芯3。
[0022]使用時，冷卻介質由所述冷卻介質進口 2進入所述冷卻介質通道4內，與相鄰的冷凝腔5換熱，受熱後的冷卻介質由冷卻介質出口 9流出，從而冷卻介質完成其冷卻過程。對於有重力的環境，吸熱底板8吸收外部熱量加熱蒸發腔6底部的工質，工質受熱蒸發，產生的蒸汽在冷凝腔5中與冷卻通道4中的冷卻介質進行換熱，相變產生的熱量被冷卻介質通道4中的冷卻介質帶走，達到高效散熱的目的。所述冷凝腔5中由於相變產生的凝結液在重力作用下回流至所述蒸發腔6底板，從而形成工質的循環過程。在微重力環境下，蒸發腔6和冷凝腔5的壁板上貼敷有吸液芯3，吸熱底板8吸收外部熱量加熱蒸發腔6底部吸液芯3內的工質，工質受熱蒸發，產生的蒸汽在冷凝腔5中與冷卻通道4中的冷卻介質進行換熱，相變產生的熱量被冷卻介質通道4中的冷卻介質帶走，達到高效散熱的目的。所述冷凝腔5中由於相變產生的凝結液在毛細抽力的作用下而回流至所述蒸發腔6中的吸液芯3，形成工質的循環過程。
[0023]本發明的熱管散熱器通過將改變熱管結構，對蒸發段以及冷凝段進行優化，將傳統熱管通過翅片進行換熱的冷卻方式轉變為冷熱流體通過螺旋板式壁板進行高換熱。一方面，本發明的熱管散熱器中，由於冷凝側為封閉式的冷卻介質通道4，這使得冷凝側可根據實際情況來決定採用何種冷卻介質，如空氣、水、油等，這使得本發明的熱管散熱器的應用範圍更加廣泛。另一方面，也可以根據實際使用情況確定吸熱底板9的形狀。通常情況下，高熱流密度發熱元件多為平面式結構，而螺旋板式熱管散熱器的吸熱底板可以很好地與發熱元件結合。另外，本發明的螺旋板式熱管散熱器也可將吸熱底板以及整體結構加工成與弧形發熱元件可以結合的形狀，這使得其應用範圍相比較於傳統熱管得到進一步擴展。此夕卜，本發明的熱管散熱器可根據具體應用場合，將熱管加工成有吸液芯或是無吸液芯的結構，同時，也可靈活的選取與應用場合相匹配的工質，如水、氨、甲醇等，這使得其可應用於有重力或微重力環境下的散熱，進一步擴大了應用範圍。
[0024]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出的是，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種螺旋板式熱管散熱器，其特徵在於，包括吸熱底板和頂蓋，所述吸熱底板與頂蓋之間設置有由壁板圍成的螺旋狀通道，沿所述螺旋狀通道一側的壁板上通過隔板分隔出螺旋狀的冷卻介質通道，所述冷卻介質通道的外側為冷凝腔，所述冷凝腔的下部與所述吸熱底板之間為蒸發腔，所述蒸發腔內充注有工質；所述冷凝腔和蒸發腔均為首尾封閉的螺旋狀，所述冷卻介質通道與所述冷凝腔和蒸發腔之間封閉；所述頂蓋上與所述冷卻介質通道螺旋狀中心部相對應的位置設置有冷卻介質進口，所述冷卻介質通道螺旋狀尾部設置有冷卻介質出口。
2.根據權利要求1所述的螺旋板式熱管散熱器，其特徵在於，所述冷凝腔和蒸發腔內的壁板上貼敷有吸液芯。
3.根據權利要求1或2所述的螺旋板式熱管散熱器，其特徵在於，所述螺旋狀通道為圓形螺旋狀或矩形螺旋狀。
【文檔編號】F28D15/04GK103712499SQ201310745674
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月27日 優先權日:2013年12月27日
【發明者】律寶瑩, 楊洋, 陳薩如拉 申請人:天津商業大學