一種內平衡式液氣相變冷卻裝置的製作方法

2023-10-10 08:18:24

專利名稱：一種內平衡式液氣相變冷卻裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及散熱技術領域，特別是一種利用熱管原理來冷卻電子發熱元件的內平衡式液氣相變裝置。
背景技術：
發熱是電子元件發展面臨的一個重大難題。因為零部件運行時的溫度越高，它就越容易出現故障，同時高溫會影響電子產品使用壽命。隨著電子產品發熱量越來越大，對產品整體重量要求也越來越嚴格。目前發熱電子元件的冷卻裝置存在多種形式，但通常只是通過簡單的液氣相變來實現冷卻的過程或者通過其它方式實現冷卻，然而對於某些比較精密昂貴的電子元件，通常需要一個恆溫的工作環境，而通常的冷卻裝置能夠達到冷卻的效果，卻無法實現在內部環境恆溫的條件下進行冷卻的過程。·

發明內容
本發明解決的技術問題是提供了一種熱交換率高，結構簡單、成本低廉、獨立便攜且內壓恆定的內平衡式液氣相變冷卻裝置。本發明的技術方案為一種內平衡式液氣相變冷卻裝置，其特徵在於所述的內平衡式液氣相變冷卻裝置包括可利用液態冷卻劑來吸收從電子元件產生的熱量並使冷卻劑蒸發成氣態的蒸發器；可將從蒸發器流出的冷卻劑通過散熱作用進行冷卻的同時使其變成液態的熱交換器；和放置在熱交換器內部的內平衡器，該內平衡器與熱交換器內部氣液通道相通。本發明所述的蒸發器是具有內部通道且呈立方體結構的殼體，內部通道採用2 99個平行通道整體釺焊而成，通道的一側為盲端，另一端與熱交換器相通，所述的蒸發器的上表面或下表面與電子發熱元件緊貼。本發明所述的熱交換器是具有內部通道且呈立方體結構的殼體，內部通道採用2^99個平行通道整體釺焊而成，氣態冷卻劑的輸入和液態冷卻劑的輸出在內部通道中進行，通道採用平行流扁平管結構，扁平通道的截面上均布有矩形孔，通道的進出口分別與蒸發器和內平衡器相通。本發明所述的熱交換器通道的外側通過螺釘將風機與熱交換器芯體固定在一起。氣態冷卻劑輸入時從扁平通道矩形孔向上流動，經風機冷卻後液態冷卻劑沿矩形孔四個尖角毛細作用向下流動，構成一個循環系統。本發明所述的內平衡器包括外框、前壓板、膜片和彈簧，所述的前壓板是採用螺釘連接的可拆卸結構，所述的彈簧的一端固定於前壓板上，另一端與膜片固定，所述膜片開口的一端固定在前壓板與外框之間，與外框是密封的，該膜片連有彈簧一側的腔室與外部環境相通，另一側腔室與熱交換器相通。本發明所述的冷卻劑可以為氟利昂、水或乙醇。本發明與現有技術相比具有以下優點熱交換效率高，結構簡單，成本低。具體表現在一、重量輕、結構緊湊、成本低、加工簡單；二、熱傳導和熱擴散能力高，有效的解決電子元件功率大、散熱量大，局部溫度過高的問題；三、獨立可攜式、不需要和其他系統連接，很少需要維護；四、採用內平衡式調節裝置，維持系統壓力在一定值，能保持冷板表面溫度恆定。


圖I是本發明的立體結構示意 圖2是本發明內平衡器的結構示意圖。
具體實施例方式結合附圖詳細描述實施例。一種內平衡式液氣相變冷卻裝置，包括可利用液態冷卻劑來吸收從電子元件產生的熱量並使冷卻劑蒸發成氣態的蒸發器2 ;可將從蒸發器流出的冷卻劑通過散熱作用進行冷卻的同時使其變成液態的熱交換器3 ;和放置在熱交換器內部的內平衡器4，該內平衡器4與熱交換器3內部氣液通道6相通。所述的冷卻劑可以為氟利昂、水或乙醇。所述的蒸發器2是具有內部通道且呈立方體結構的殼體，內部通道採用 2^99個平行通道整體釺焊而成，通道的一側為盲端，另一端與熱交換器3相通，所述的蒸發器2的上表面或下表面與電子發熱元件I緊貼。所述的熱交換器3是具有內部通道6且呈立方體結構的殼體，內部通道6採用2 99個平行通道整體釺焊而成，氣態冷卻劑的輸入和液態冷卻劑的輸出在內部通道6中進行，通道6採用平行流扁平管結構，扁平通道6的截面上均布有矩形孔，通道6的進出口分別與蒸發器2和內平衡器4相通。本發明所述的熱交換器通道6的外側通過螺釘將風機5與熱交換器3芯體固定在一起。氣態冷卻劑輸入時從扁平通道矩形孔向上流動，經風機冷卻後液態冷卻劑沿矩形孔四個尖角毛細作用向下流動，構成一個循環系統。本發明所述的內平衡器4包括外框4d、前壓板4a、膜片4b和彈簧4c，所述的前壓板4a是採用螺釘連接的可拆卸結構，所述的彈簧4c的一端固定於前壓板4a上，另一端與膜片4b固定,所述膜片4b開口的一端固定在前壓板4a與外框4d之間，與外框4d是密封的，該膜片4b連有彈簧一側的腔室與外部環境相通,另一側腔室與熱交換器3相通。本發明的工作原理是當與蒸發裝置緊貼的電子元件產生熱量時，通過熱傳導傳給蒸發器內的液態冷卻劑，液態冷卻劑吸收熱量汽化後，經內部通道進入熱交換器，在熱交換器內部通道內，經安裝在熱交換器外部的風機對其進行冷卻，經冷卻氣態冷卻劑變為液態冷卻劑，通過熱交換器內部通道內四角毛細作用流回蒸發器，再次進行換熱，進行下一次循環。而當系統內冷卻劑由液態變為氣態式，系統壓力就會變大，為防止系統壓力變大，影響蒸發端蒸發溫度，特在冷凝熱交換器上部增加了內平衡器，當系統壓力增大時，壓縮膜片及彈簧向外運動。在本發明的一個實施例中，內平衡器由外框、前壓板、膜片和彈簧組成，安裝在150mmX240mmX80mm的冷凝熱交換器外殼內，與冷凝熱交換器內部氣液通道相通。與傳統液冷組件方案相比，在同樣的散熱效率和功率的情況下，重量減輕30%，價格減少50%以上。
權利要求
1.一種內平衡式液氣相變冷卻裝置，其特徵在於所述的內平衡式液氣相變冷卻裝置包括可利用液態冷卻劑來吸收從電子元件產生的熱量並使冷卻劑蒸發成氣態的蒸發器；可將從蒸發器流出的冷卻劑通過散熱作用進行冷卻的同時使其變成液態的熱交換器；和放置在熱交換器內部的內平衡器，該內平衡器與熱交換器內部氣液通道相通。
2.根據權利要求I所述的內平衡式液氣相變冷卻裝置，其特徵在於所述的蒸發器是具有內部通道且呈立方體結構的殼體，內部通道採用2 99個平行通道整體釺焊而成，通道的一側為盲端，另一端與熱交換器相通，所述的蒸發器的上表面或下表面與電子發熱元件緊貼。
3.根據權利要求I所述的內平衡式液氣相變冷卻裝置，其特徵在於所述的熱交換器是具有內部通道且呈立方體結構的殼體，內部通道採用2 99個平行通道整體釺焊而成，氣態冷卻劑的輸入和液態冷卻劑的輸出在內部通道中進行，通道採用平行流扁平管結構，扁平通道的截面上均布有矩形孔，通道的進出口分別與蒸發器和內平衡器相通。
4.根據權利要求3所述的內平衡式液氣相變冷卻裝置，其特徵在於所述的熱交換器通道的外側通過螺釘將風機與熱交換器芯體固定在一起。
5.根據權利要求I所述的內平衡式液氣相變冷卻裝置，其特徵在於所述的內平衡器包括外框、前壓板、膜片和彈簧，所述的前壓板是採用螺釘連接的可拆卸結構，所述的彈簧的一端固定於前壓板上，另一端與膜片固定，所述膜片開口的一端固定在前壓板與外框之間，與外框是密封的，該膜片連有彈簧一側的腔室與外部環境相通，另一側腔室與熱交換器相通。
6.根據權利要求I所述的內平衡式液氣相變冷卻裝置，其特徵在於所述的冷卻劑可 以為氟利昂、水或乙醇。
全文摘要
本發明公開了一種內平衡式液氣相變冷卻裝置。本發明的技術方案要點為一種內平衡式液氣相變冷卻裝置，包括可利用液態冷卻劑來吸收從電子元件產生的熱量並使冷卻劑蒸發成氣態的蒸發器；可將從蒸發器流出的冷卻劑通過散熱作用進行冷卻的同時使其變成液態的熱交換器；和放置在熱交換器內部的內平衡器，該內平衡器與熱交換器內部氣液通道相通。本發明與現有技術相比具有以下優點熱交換效率高,結構簡單,成本低，與傳統液冷組件方案相比，在同樣的散熱效率和功率的情況下，重量減輕30%，價格減少50%以上。
文檔編號H05K7/20GK102833987SQ201210317539
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月31日 優先權日2012年8月31日
發明者焦密, 段偉, 水黎明, 申言森, 侯艇 申請人:新鄉市新航機械科技有限公司