背景技術(shù):
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隨著電子芯片的功率不斷增大、體積不斷變小,電子產(chǎn)品的散熱問(wèn)題變得越來(lái)越重要。傳統(tǒng)的散熱方法已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足高熱流密度的電子產(chǎn)品的散熱要求,基于相變傳熱的熱管因其極高的導(dǎo)熱系數(shù)和良好的等溫性以及無(wú)源傳熱的優(yōu)點(diǎn),是目前高熱流密度電子產(chǎn)品散熱的理想手段。
目前電子器件用的熱管大致可以分為溝槽式和燒結(jié)式兩大類(lèi)。溝槽式熱管是通過(guò)機(jī)加工和刻蝕等加工手段在熱管內(nèi)壁面加工出一定截面形狀的溝槽,利用溝槽結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的毛細(xì)力讓液體工質(zhì)回流;燒結(jié)式熱管是在熱管內(nèi)壁燒結(jié)一層微納米級(jí)的顆粒,通過(guò)顆粒之間的孔隙提供工質(zhì)回流的毛細(xì)力。不論是溝槽式還是燒結(jié)式熱管,其吸液芯結(jié)構(gòu)的獲得目的都是為了提供較強(qiáng)的毛細(xì)力和增大換熱面積,但是毛細(xì)力的提升終歸是有限的,且根據(jù)熱管的工作原理可以得知不同段的主要工作狀況是不一樣的,所以設(shè)計(jì)熱管應(yīng)該綜合考慮熱管的蒸發(fā)段、絕熱段和冷凝段的工作原理和狀態(tài)。在熱流密度急劇增加、散熱空間日趨小型化等條件下,提高熱管傳熱性能是必要的,而熱管的傳熱性能主要由吸液芯結(jié)構(gòu)決定,開(kāi)發(fā)不局限于提供強(qiáng)毛細(xì)力的新型吸液芯結(jié)構(gòu)是發(fā)展熱管的一個(gè)趨勢(shì)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的在于解決上述存在的問(wèn)題,綜合考慮熱管的工作原理,在提供較強(qiáng)毛細(xì)力的同時(shí),促進(jìn)管內(nèi)工質(zhì)的沸騰冷凝作用和均流,提出一種加強(qiáng)熱管傳熱性能的分段式復(fù)合結(jié)構(gòu)平板傳熱管。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案以如下方式實(shí)現(xiàn):
分段式復(fù)合結(jié)構(gòu)平板傳熱管,由一個(gè)銅上蓋板、一個(gè)銅下蓋板和中間銅框架組成,所述平板熱管一端為蒸發(fā)段、另一端為冷凝段、中間為絕熱段,所述下蓋板內(nèi)壁沿軸向加工有溝槽結(jié)構(gòu),所述溝槽結(jié)構(gòu)由熱管工作原理加工成復(fù)合結(jié)構(gòu)溝槽,所述復(fù)合結(jié)構(gòu)溝槽是熱管蒸發(fā)段為溝槽針翅結(jié)構(gòu),冷凝段為溝槽針翅陣列結(jié)構(gòu),絕熱段為純溝槽結(jié)構(gòu)。
所述復(fù)合結(jié)構(gòu)溝槽通過(guò)去除材料的方式在下蓋板內(nèi)壁面加工得到。
所述溝槽結(jié)構(gòu)的截面形狀包括三角形、梯形和矩形三種規(guī)則形狀。
所述溝槽結(jié)構(gòu)為復(fù)合結(jié)構(gòu)溝槽,熱管蒸發(fā)段為溝槽針翅結(jié)構(gòu),冷凝段為溝槽針翅陣列結(jié)構(gòu),絕熱段為純溝槽結(jié)構(gòu)。
所述針翅結(jié)構(gòu)的高度不大于所述溝槽結(jié)構(gòu)的高度。
所述溝槽結(jié)構(gòu)的尺寸和截面形狀由加工工藝及加工方法確定。
本實(shí)用新型的有益效果在于:
綜合考慮了熱管內(nèi)部不同段的工作原理,在溝槽結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上分別針對(duì)熱管蒸發(fā)段和冷凝段增加了針翅結(jié)構(gòu)和針翅陣列結(jié)構(gòu)。溝槽結(jié)構(gòu)在提供工質(zhì)回流的毛細(xì)力的同時(shí)還能增大換熱表面積,蒸發(fā)段的溝槽針翅結(jié)構(gòu)不僅可以進(jìn)一步增加換熱表面積,還能提供更多的有效汽化核心數(shù)使得熱管能夠快速啟動(dòng)和槽肋上針翅之間較大的缺口使得工質(zhì)均流;冷凝段的溝槽針翅陣列結(jié)構(gòu)也能在進(jìn)一步擴(kuò)大換熱表面積的同時(shí),通過(guò)減薄液膜厚度來(lái)減小熱阻加快蒸汽冷凝速度;通過(guò)絕熱段的溝槽結(jié)構(gòu)將冷凝段凝結(jié)的工質(zhì)回流到沸騰段,從而提高熱管的傳熱性能。以此滿足越來(lái)越高功率化和小型化的電子器件的散熱要求。
附圖說(shuō)明
圖1為本實(shí)用新型熱管絕熱段結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本實(shí)用新型熱管冷凝段結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為本實(shí)用新型熱管蒸發(fā)段結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為本實(shí)用新型熱管組裝示意圖;
圖5為本實(shí)用新型熱管示意圖。
圖中:1、銅上蓋板,2、中間銅框架,3、銅下蓋板,4、蒸發(fā)段,5、冷凝段,6、絕熱段,7、溝槽結(jié)構(gòu),8、針翅結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例:
如圖1至圖5所示,一種分段式復(fù)合結(jié)構(gòu)平板傳熱管,包括一個(gè)銅上蓋板1、中間銅框架2和銅下蓋板3,該平板熱管的一端為蒸發(fā)段4、另一端為冷凝段6、中間為絕熱段5,所述下蓋板內(nèi)壁面沿軸向加工有溝槽結(jié)構(gòu)7,所述溝槽結(jié)構(gòu)由熱管工作原理加工成復(fù)合結(jié)構(gòu)溝槽,所述熱管蒸發(fā)段4為溝槽式針翅結(jié)構(gòu)、所述冷凝段6為溝槽式針翅陣列結(jié)構(gòu)、所述絕熱段5為純溝槽結(jié)構(gòu)。所述溝槽結(jié)構(gòu)7可以提供較強(qiáng)的毛細(xì)力并增大換熱面積,溝槽式針翅結(jié)構(gòu)和溝槽式針翅陣列結(jié)構(gòu)則在進(jìn)一步增加換熱面積的同時(shí),提升蒸發(fā)段的沸騰換熱性能和冷凝段的冷凝換熱性能以及工質(zhì)的均流,從而提高熱管的傳熱性能。
該實(shí)施例的溝槽結(jié)構(gòu)7通過(guò)去除材料的方式在銅下蓋板內(nèi)壁面加工得到,并且針翅結(jié)構(gòu)8的高度不大于溝槽結(jié)構(gòu)7的高度,如圖1、圖2。
該實(shí)施例的溝槽結(jié)構(gòu)7的截面形狀包括矩形、梯形和三角形三種規(guī)則形狀。
如圖1、圖2、圖3所示,該實(shí)施例的溝槽結(jié)構(gòu)7為復(fù)合結(jié)構(gòu)溝槽,熱管蒸發(fā)段4為溝槽式針翅結(jié)構(gòu),熱管冷凝段6為溝槽式針翅陣列結(jié)構(gòu),絕熱段5為純溝槽結(jié)構(gòu),故可以根據(jù)熱 管的工作原理既保證強(qiáng)毛細(xì)力和更大的換熱面積的同時(shí),提升蒸發(fā)段4的沸騰換熱性能和冷凝段6的冷凝換熱性能,來(lái)提升熱管的整體傳熱性能。
該實(shí)施例的溝槽結(jié)構(gòu)7的尺寸和形狀由加工方法和工藝參數(shù)確定。根據(jù)所需溝槽結(jié)構(gòu)寬深尺寸和針翅結(jié)構(gòu)的形狀尺寸選擇合適工藝參數(shù)和外部條件進(jìn)行加工。加工時(shí)先得到所需的針翅結(jié)構(gòu)和針翅陣列結(jié)構(gòu)以及絕熱段的溝槽結(jié)構(gòu),然后在此基礎(chǔ)上在針翅之間,與絕熱段溝槽結(jié)構(gòu)匹配加工得到矩形溝槽結(jié)構(gòu),即可得到分段式復(fù)合結(jié)構(gòu)平板傳熱管。
盡管本實(shí)用新型是參照具體實(shí)施例來(lái)描述,但這種描述并不意味著對(duì)本實(shí)用新型構(gòu)成限制。參照本實(shí)用新型的描述,所公開(kāi)的實(shí)施例的其他變化,對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員都是可以預(yù)料的,這種變化應(yīng)屬于所屬權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。