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      一種風(fēng)冷板翅式復(fù)合毛細溝槽相變散熱器的制作方法

      文檔序號:11098312閱讀:622來源:國知局
      一種風(fēng)冷板翅式復(fù)合毛細溝槽相變散熱器的制造方法與工藝

      本發(fā)明涉及一種散熱器,具體涉及一種風(fēng)冷板翅式復(fù)合毛細溝槽相變散熱器。



      背景技術(shù):

      在國內(nèi)外強化傳熱技術(shù)中,利用汽體冷凝和液體沸騰蒸發(fā)換熱系數(shù)高且溫度均勻的特點,開發(fā)出許多高效相變換熱技術(shù)。在降低鍋爐排煙溫度、回收余熱提高熱效率方面,取得較好的效果,但在動車散熱應(yīng)用上少有報道。從目前的相變換熱器研究來看,相變工質(zhì)的回流速率,是影響換熱效率的重要因素。



      技術(shù)實現(xiàn)要素:

      本發(fā)明針對以上問題的提出,而研究設(shè)計一種風(fēng)冷板翅式復(fù)合毛細溝槽相變散熱器。本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下:

      一種風(fēng)冷板翅式復(fù)合毛細溝槽相變散熱器,包括換熱箱和基板,所述基板內(nèi)部設(shè)有用于容納工質(zhì)的基板內(nèi)腔,所述換熱箱包括交替設(shè)置的冷卻介質(zhì)通道和相變通道,所述冷卻介質(zhì)通道內(nèi)設(shè)有散熱翅片Ⅰ,所述換熱箱安裝在基板上,使相變通道與基板內(nèi)腔連通,且所述相變通道與基板內(nèi)腔共同形成密閉的相變換熱腔,所述相變通道的內(nèi)壁上設(shè)有溝槽,所述相變通道內(nèi)設(shè)有散熱翅片Ⅱ或金屬纖維氈,所述基板內(nèi)腔的內(nèi)壁上設(shè)有毛細通道。

      進一步地,所述散熱翅片Ⅱ為矩形錯齒翅片或平頂正弦波形錯齒翅片或三角形波紋翅片,所述散熱翅片Ⅰ為矩形錯齒翅片或平頂正弦波形錯齒翅片或三角形波紋翅片,所述毛細通道為金屬纖維氈,所述毛細通道為當(dāng)量直徑為0.001~2㎜的規(guī)則或不規(guī)則孔隙,孔隙率為60%~90%。

      進一步地,所述基板包括上蓋板基板和下蓋板基板,所述上蓋板基板和下蓋板基板的內(nèi)壁上均設(shè)有金屬纖維氈,所述上蓋板基板上設(shè)有用于連通基板內(nèi)腔和相變通道的條形通孔。

      進一步地,所述上蓋板基板和下蓋板基板之間設(shè)有支撐結(jié)構(gòu),所述支撐結(jié)構(gòu)為支撐柱或支撐筋板,所述支撐結(jié)構(gòu)的外壁上設(shè)有金屬纖維氈。

      進一步地,所述散熱翅片Ⅰ為矩形錯齒翅片,所述散熱翅片Ⅰ的厚度為0.05~0.5㎜,所述散熱翅片Ⅰ的矩形錯齒波的波距為3~15㎜,波高度為2~30㎜,矩形錯齒切口開口寬度為0.5㎜至四分之一波距之間。

      進一步地,所述溝槽的寬度和深度均為0.1~1.5㎜,所述溝槽與所述毛細通道的空隙連通。

      進一步地,所述相變通道由兩個平行的隔板和設(shè)置在隔板兩端的側(cè)封條圍成,相變通道的頂部通過頂部封條密封,所述隔板和封條朝向相變通道的一側(cè)均設(shè)有溝槽。

      進一步地,所述散熱翅片Ⅰ夾緊于所述冷卻介質(zhì)通道兩側(cè)的隔板之間,所述冷卻介質(zhì)通道的上端和下端設(shè)有空氣封條,所述換熱箱兩側(cè)設(shè)有側(cè)護板。

      進一步地,所述相變散熱器的基材為鋁、鋁合金、銅或銅合金。

      與現(xiàn)有技術(shù)比較,本發(fā)明所述的風(fēng)冷板翅式復(fù)合毛細溝槽相變散熱器具有以下優(yōu)點:

      1、采用工質(zhì)相變實現(xiàn)熱量的快速傳導(dǎo),傳熱效率高;

      2、采用風(fēng)冷式散熱,基于正弦-方波復(fù)合結(jié)構(gòu)翅片,實現(xiàn)高效散熱,同時節(jié)省了水箱設(shè)置;

      3、采用散熱翅片Ⅰ-相變通道間隔緊湊結(jié)構(gòu),集成度高,有效的節(jié)省空間,相變通道尺寸數(shù)目可調(diào),換熱器適用功率范圍廣;

      4、相變通道內(nèi)設(shè)置溝槽和錯齒翅片復(fù)合結(jié)構(gòu),極大提高換熱面積,使換熱工質(zhì)在放熱端快速凝結(jié),并在重力和毛細能力的雙重作用下,在矩形錯齒翅片面和毛細微溝槽內(nèi)實現(xiàn)快速回流。

      5、腔內(nèi)燒結(jié)金屬纖維氈能協(xié)助工質(zhì)的回流,也能維系工質(zhì),防止蒸干,同時,金屬纖維氈能實現(xiàn)整個腔面液態(tài)工質(zhì)的均勻分布,實現(xiàn)基板的均溫性。

      6、基板內(nèi)腔內(nèi)設(shè)有支撐柱或支撐筋板,有效的防止了基板內(nèi)腔的變形,另外,在支撐柱或支撐筋板表面設(shè)置輔助纖維氈可加快工質(zhì)的回流速度。

      附圖說明

      圖1是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

      圖2a是本發(fā)明實施例所述的相變通道的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖(矩形錯齒翅片)。

      圖2b是本發(fā)明實施例所述的相變通道的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖(平頂正弦波形錯齒翅片)。

      圖2c是本發(fā)明實施例所述的相變通道的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖(三角形波紋翅片)。

      圖3是本發(fā)明實施例所述的基板的結(jié)構(gòu)示意圖。

      圖4是本發(fā)明實施例的俯視示意圖。

      圖5是本發(fā)明實施例所述的平頂正弦波形錯齒翅片結(jié)構(gòu)示意圖。

      圖6是本發(fā)明實施例所述的矩形錯齒翅片的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

      具體實施方式

      如圖1至圖6所示,一種風(fēng)冷板翅式復(fù)合毛細溝槽相變散熱器,包括換熱箱和基板,所述基板內(nèi)部設(shè)有用于容納工質(zhì)的基板內(nèi)腔3,所述換熱箱包括交替設(shè)置的冷卻介質(zhì)通道10和相變通道6,所述冷卻介質(zhì)通道10內(nèi)設(shè)有散熱翅片Ⅰ11,所述換熱箱安裝在基板上,使相變通道6與基板內(nèi)腔3連通,且所述相變通道6與基板內(nèi)腔3共同形成密閉的相變換熱腔,使用時,相變換熱腔抽真空,成為真空腔體,并且基板內(nèi)腔3內(nèi)灌有工質(zhì)。所述相變通道6的內(nèi)壁上設(shè)有溝槽5,所述相變通道6內(nèi)設(shè)有散熱翅片Ⅱ7或金屬纖維氈,相變通道內(nèi)的金屬纖維氈固定在相變通道的內(nèi)壁上,所述基板內(nèi)腔3的內(nèi)壁上設(shè)有毛細通道。

      本實施例中,所述毛細通道為金屬纖維氈,所述毛細通道為當(dāng)量直徑為0.001~2㎜的規(guī)則或不規(guī)則孔隙,孔隙率為60%~90%。所述基板包括相互焊接固定的上蓋板基板2和下蓋板基板1,所述上蓋板基板2和下蓋板基板1之間設(shè)有支撐結(jié)構(gòu)12,所述支撐結(jié)構(gòu)12為支撐柱或支撐筋板,所述上蓋板基板2和下蓋板基板1的內(nèi)壁上均設(shè)有金屬纖維氈,上蓋板基板2的內(nèi)壁上設(shè)有上纖維氈15,下蓋板基板1的內(nèi)壁上設(shè)有下纖維氈16,所述支撐結(jié)構(gòu)12的外壁上設(shè)有輔助纖維氈13,所述上纖維氈15、下纖維氈16和輔助纖維氈13可以為相同的金屬纖維氈,也可以為不同的金屬纖維氈,上纖維氈15、下纖維氈16和輔助纖維氈13的孔隙連通,金屬纖維氈燒結(jié)在基板的內(nèi)壁上或支撐柱的外壁上,所述上蓋板基板2上設(shè)有用于連通基板內(nèi)腔和相變通道的條形通孔14。所述支撐結(jié)構(gòu)12可以為圓柱形、四棱柱形、橢圓形或扁圓形或條狀筋板等各種形狀,具體可以根據(jù)需要任意設(shè)置。

      所述相變通道6由兩個平行的隔板18和設(shè)置在隔板18兩端的側(cè)封條17圍成,隔板18和側(cè)封條17通過釬焊固定為一個矩形截面的相變通道6,相變通道6的頂部通過頂部封條8密封,下部固定在上蓋板基板2的條形通孔處,所述隔板18和側(cè)封條17朝向相變通道的內(nèi)側(cè)均設(shè)有溝槽5,本實施例中溝槽5為縱向槽,溝槽5的截面可以為矩形、梯形、半圓形或正弦波形等各種形狀,所述溝槽5的寬度和深度均為0.15~1.5㎜,所述溝槽與所述毛細通道的空隙連通。溝槽5的設(shè)置,提高了換熱面積,使工質(zhì)在相變通道6的內(nèi)壁上快速凝結(jié),并在重力和毛細能力的雙重作用下,在溝槽5內(nèi)實現(xiàn)快速回流,采取風(fēng)冷結(jié)合方式省去水箱設(shè)置的同時達到換熱和蓄熱的效果,提高了系統(tǒng)散熱高效性。

      所述散熱翅片Ⅰ11夾緊于所述冷卻介質(zhì)通道10兩側(cè)的隔板18之間,本實施例中,冷卻介質(zhì)通道10為空氣通道,也就是說冷卻介質(zhì)為空氣,所述散熱翅片Ⅰ11的波峰釬焊在兩側(cè)的隔板18上,所述冷卻介質(zhì)通道的上端和下端設(shè)有空氣封條9,所述換熱箱兩側(cè)設(shè)有側(cè)護板19。

      如圖2a、2b和2c所示,所述散熱翅片Ⅱ7為矩形錯齒翅片或平頂正弦波形錯齒翅片或三角形波紋翅片,所述散熱翅片Ⅰ11為矩形錯齒翅片或平頂正弦波形錯齒翅片或三角形波紋翅片。平頂正弦波形是指正弦波形狀波峰處被削平后的形狀。

      所述散熱翅片Ⅰ11為矩形錯齒翅片,所述散熱翅片Ⅰ的厚度為0.05~0.5㎜,波高度為2~30㎜,所述散熱翅片Ⅰ11的矩形錯齒波的波長為3~15㎜,波高度為2~30㎜,矩形錯齒切口開口寬度為0~四分之一波距㎜。

      所述相變散熱器的基材為鋁、鋁合金、銅或銅合金,各個組成部分可以為相同的材質(zhì),也可以為不同的材質(zhì)。

      本實施例采用板翅式散熱器的結(jié)構(gòu),相變工質(zhì)汽化吸熱-液化放熱實現(xiàn)高效傳熱,液化放熱端與風(fēng)冷進行強化散熱,迅速將基本熱量帶走;矩形錯齒翅片極大提高換熱面積,換熱工質(zhì)在放熱端快速凝結(jié),并在重力和毛細能力的雙重作用下,在矩形錯齒翅片面和毛細微溝槽內(nèi)實現(xiàn)快速回流,采取風(fēng)冷結(jié)合方式省去水箱設(shè)置的同時達到換熱和蓄熱的效果,提高了系統(tǒng)散熱高效性;腔內(nèi)燒結(jié)纖維能協(xié)助工質(zhì)的回流,也能維系工質(zhì),防止蒸干,同時,纖維層能實現(xiàn)整個腔面液態(tài)工質(zhì)的均勻分布,實現(xiàn)基板的均溫性。

      以上所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述,并非對本發(fā)明的范圍進行限定,在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變形和改進,均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。

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