CN101566331A - 脉冲热翅板式散热器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及脉冲热翅板式散热器，该散热器结构、功能紧凑；体积小，重量轻；寿命长，散热效率高；制造成本低。本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种脉冲热翅板式散热器，由芯体和均温板上下连接组成，所述芯体由若干脉冲热板和板翅式通道相互穿插、横向叠置钎焊而成，所述脉冲热板的蒸发端低于板翅式通道的底面；所述的脉冲热板由脉冲微通道板和隔板组成，脉冲微通道板和隔板相对的表面脉冲热板设有脉冲通道，脉冲微通道板的上端设有与脉冲通道相通的充液口；所述均温板上设有与若干脉冲热板相对应的插槽，脉冲微通道板的蒸发端插入各插槽内。
Description
技术领域
本发明涉及一种散热器，特别涉及一种用于大功率LED灯散热的脉冲热翅板式散热器。
背景技术
作为固体光源的LED(Light Emitting Diode)发光二极管，点燃了“绿色照明”的光辉，被认为是21世纪最有价值的新光源，将取代白炽灯和日光灯成为照明市场的主导。LED在工作过程中，有约75％~85％的电能转换为热能，随着LED功率的增大，发热量增多，LED照明系统的散热问题已经成为制约该项技术发展的一个主要障碍。
传统的冷却技术或者结构简单，但散热效率很低(风冷散热技术)，或者散热效率高，但是结构复杂，制造成本高，且受到空间限制(液体冷却技术)，都无法满足大功率LED的散热要求。而基于脉冲自激振荡界面相变传热基本原理的脉冲热板散热则给大功率LED的散热带来希望。
发明内容
针对大功率LED的散热问题，本发明旨在克服上述传统散热技术的缺点，基于脉冲自激振荡界面相变传热基本原理，提供了一种脉冲热翅板式散热器。其优点是：结构、功能紧凑；体积小，重量轻；寿命长，散热效率高；制造成本低。比同类散热器性能有了很大的提高。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：脉冲热翅板式散热器，由芯体和均温板上下连接组成，所述芯体由若干脉冲热板和板翅式通道相互穿插、横向叠置钎焊而成，所述脉冲热板的蒸发端低于板翅式通道的底面；所述的脉冲热板由脉冲微通道板和隔板组成，脉冲微通道板和隔板相对的表面脉冲热板设有脉冲通道，脉冲微通道板的上端设有与脉冲通道相通的充液口；所述均温板上设有与若干脉冲热板相对应的插槽，脉冲微通道板的蒸发端插入各插槽内。
所述充液口用于将脉冲热板内抽高真空，并灌装的工质，所灌装的工质可以是去离子水。
所述的板翅通道可以由翅片、隔板、盖板组成，翅片设置在由盖板和隔板围成的空间内，翅片的形式为平直或锯齿或多孔型。
作为本发明的进一步改进，所述的芯体和均温板材质采用导热性能佳的铝。
作为本发明的进一步改进，脉冲微通道板上的微槽道为“U”型微槽道，以增加通道内液体脉动幅度，强化传热。
作为本发明的进一步改进，脉冲通道的断面为矩形，其水力半径小于3mm，以增加通道内气泡的生成，强化相变传热。
作为本发明的进一步改进，均温板插槽内涂满导热硅胶，使得均温板插槽壁面与脉冲热板蒸发端接触良好。
本发明将脉冲热板与板翅通道叠置，板翅通道通过冷风，使用时，LED安装在均温板的下端，LED工作时热量通过均温板均匀加热脉冲热板蒸发端工作介质，工作介质在热板内相变产生泡核沸腾，形成汽液柱，在“U”型微通道中自激振荡与板翅通道中的冷风界面相变传热，从而将LED的热量传递出去。此散热器结构、功能紧凑；体积小，重量轻；寿命长，散热效率高；制造成本低。在芯片热流密度达到5×105W/m2的情况下，芯片表面温度在70～75℃之间，完全满足大功率LED灯的散热要求。制作成本大约为同性能散热器成本的50％。
附图说明
图1是本发明实施例1结构示意图
图2是本发明实施例1芯体结构示意图
图3是本发明实施例1均温板结构示意图
图4是发明实施例1脉冲热板的空间剖视图
图5是发明实施例1脉冲热板的结构示意图
图6是发明实施例1板翅通道的空间剖视图
图7是发明实施例1板翅通道的结构示意图
图8是本发明实施例2的正面结构示意图
图9是本发明实施例2的侧面结构示意图
图10是本发明实施例2的工作原理图
具体实施方式
以下结合附图对本发明进一步说明：
实施例1
参照图1和图2，脉冲热翅板式由芯体100和均温板101组成，芯体100和均温板101采用导热性能佳的铝。芯体100由若干脉冲热板102和板翅通道103相互穿插、从左向右叠置钎焊而成，实现冷风与工质间的脉冲自激振荡界面相变传热。芯体100两边设有盖板106。均温板101用于将热量均匀穿的给每片脉冲热板。脉冲微通道板102的上端设有充液口104，用以将脉冲热板内部抽真空并充装工作介质，工作介质为去离子水。充液口104安有接管，充液后封口的方式可为焊接或者封口钳等使其达到完全密封的封装方法。
参照图3，均温板101上设有与若干脉冲热板102相对应的插槽105。脉冲热板的蒸发端107低于板翅式通道的底面108，安装时，芯体内脉冲热板蒸发端107插入均温板插槽105，插槽105内涂满导热硅胶使得脉冲热板102与均温板101热接触良好。
参照图4和图5，脉冲热板102由脉冲微通道板201和隔板202组成，脉冲微通道板201和隔板202相对的表面脉冲热板蚀刻有U型微槽道203，脉冲微通道板201上端的充液口104与U型微槽道相通203。微槽道203的断面为矩形，其水力半径小于3mm。
参照附图6和图7，板翅通道103由左、右隔板301、302，上、下封条303、304以及翅片305组成，翅片305设置在左、右隔板301、302，上、下封条303、304围成的空间内。
实施例2
参照附图8和图9，脉冲热翅板式散热器的均温板101的下端面与LED灯300组装在一起，翅片通道103的后端安有小型风扇200，用于向散热器10提供冷风，进行强制对流散热。
参照附图10，脉冲热翅板式散热器10底部热源大功率LED灯300散发出的热量传到均温板101，均温板101使热量均匀传输到每片脉冲板蒸发端加热工质使其发生泡核沸腾，在脉冲热板U型微槽道203内形成汽塞109、液塞108，产生脉冲震荡及循环。依靠热诱发的自激振荡产生动态过程的界面相变现象，将热量传给板翅通道103内的冷风，后冷凝成液体柱塞回流到下面的液槽203。如此循环，热量被脉冲热板微通道中的工质转移给冷风，从而实现了热量的传递，以达到散热的目的。
Claims (7)
1、一种脉冲热翅板式散热器，由芯体和均温板上下连接组成，其特征是，所述芯体由若干脉冲热板和板翅式通道相互穿插、横向叠置钎焊而成，所述脉冲热板的蒸发端低于板翅式通道的底面；所述的脉冲热板由脉冲微通道板和隔板组成，脉冲微通道板和隔板相对的表面脉冲热板设有脉冲通道，脉冲微通道板的上端设有与脉冲通道相通的充液口；所述均温板上设有与若干脉冲热板相对应的插槽，脉冲微通道板的蒸发端插入各插槽内。
2、根据权利要求1所述的脉冲热翅板式换热器，其特征是，所述的芯体和均温板材质采用导热性能佳的铝。
3、根据权利要求1所述的脉冲热翅板式换热器，其特征是，所述的板翅通道由翅片、隔板和盖板组成，翅片设置在由盖板和隔板围成的空间内。
4、根据权利要求1所述的脉冲热翅板式换热器，其特征是，所述脉冲微通道板上的脉冲通道为蚀刻的“U”型微槽道。
5、根据权利要求1或4所述的脉冲热翅板式换热器，其特征是，所述脉冲通道的断面为矩形，其水力半径小于3mm。
6、根据权利要求1所述的脉冲热翅板式换热器，其特征是，所述均温板插槽内涂有导热硅胶。
7、根据权利要求1所述的脉冲热翅板式换热器，其特征是，所述均温板的下端设有LED灯，所述翅片通道的一端设有小型风扇。
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