CN102305563B - 一种工作于公转运动状态下的热管散热器 - Google Patents

一种工作于公转运动状态下的热管散热器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种工作于公转运动状态下的热管散热器，包括蒸发段、绝热段、冷凝段，该散热器沿圆周方向均匀分布在转子导电铜盘上，其特征在于，蒸发段、绝热段与冷凝段构成异型环铜管结构，蒸发段和冷凝段两端分别通过绝热段相连接，所述蒸发段为弧形，弧形弯曲直径与所在分布圆直径一致，所述冷凝段也为弧形，弧形弯曲直径与所在分布圆直径一致与蒸发段弧形方向相反。与现有技术相比，本发明的有益效果是：蒸发段中的工作介质液体能在离心力的作用下均匀分布，有利吸收热量；冷凝段工作介质在受到离心力作用时，其形状产生沿管轴线方向的切向分力，在该力作用下工作介质全部流向冷凝管两端，进而满足工作于公转运动状态下热管正常工作条件。

Description

一种工作于公转运动状态下的热管散热器
技术领域
本发明涉及散热器领域，尤其涉及一种工作于公转运动状态下的热管散热器。
背景技术
目前永磁涡流调速装置结构设计中其导体转子与一个轴端相连，永磁转子与另一转轴相连，永磁转子上安装有永磁体，通过以远程控制的方式调节永磁体与导体转子的轴向位置调节气隙，进而调整转矩使其以较低的不变的速度运转。为了驱散永磁转子与导体之间的“滑移”造成的热量，一般永磁调速装置采用空冷，调速装置上设有铝或铜散热器，当电机功率高于500Hp(马力)或者电机转速较低时，需采用铝或铜的水冷散热器。
由于铝或铜散热器在体积达到阈值时，再加大其体积和面积也不能明显减小热阻，因此与目前的热管散热器相比，空冷效率很低。例如，对于双面散热的分立半导体器件，风冷的全铜或全铝散热器的热阻只能达到0.04℃/W，而热管散热器可达到0.01℃/W，在自然对流冷却条件下，热管散热器比实体散热器的性能可提高十倍以上。
采用常规热管散热器用于永磁调速降温时，存在以下问题，一般重力热管、标准热管等工作时处于静止状态，而永磁调速中热管工作于公转运动状态，热管各个组成部分包括工作介质因受到离心力作用，热管的正常工作条件受到破坏，不能进行有效散热。
发明内容
本发明的目的是提供一种工作于公转运动状态下的热管散热器，克服现有技术的不足，将热管散热器用于永磁调速，解决永磁涡流调速装置的降温问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种工作于公转运动状态下的热管散热器，包括蒸发段、绝热段、冷凝段，该散热器沿圆周方向均匀分布在转子导电铜盘上，蒸发段、绝热段与冷凝段构成异型环铜管结构，蒸发段和冷凝段两端分别通过绝热段相连接，所述蒸发段为弧形，弧形弯曲直径与所在分布圆直径一致，所述冷凝段也为弧形，弧形弯曲直径与所在分布圆直径一致与蒸发段弧形方向相反；
所述冷凝段上设有螺旋散热肋片；
所述铜管内壁均匀设有毛细吸液芯，毛细吸液芯中充满液体工作介质，铜管内为1.3×(10-1～10-4)Pa的真空环境。
所述散热器在转子导电铜盘上设有一圈或一圈以上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：蒸发段中的工作介质液体能在离心力的作用下均匀地分布在毛细吸液芯内，有利于吸收转子导电铜盘的热量；绝热段为气相和液相工作介质提供绝热通道；冷凝段工作介质在受到离心力作用时，由其形状决定产生沿管轴线方向的切向分力，在该力作用下工作介质全部流向冷凝管两端，而不是沿管均匀分布，进而满足工作于公转运动状态下热管正常工作条件。
附图说明
图1是本发明实施例结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是本发明在转子导电铜盘上的分布形式示意图；
图4是图3中的A-A剖视图。
图中：1-蒸发段 2-绝热段 3-冷凝段 4-转子导电铜盘 4-1上铜盘 4-2下铜盘5-螺旋散热肋片 6-铜管 7-毛细吸液芯 8-热管散热器
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
见图1、图2，是本发明中一种工作于公转运动状态下的热管散热器实施例结构示意图，包括蒸发段1、绝热段2、冷凝段3，该散热器沿圆周方向均匀分布在转子导电铜盘4上，蒸发段1、绝热段2与冷凝段3构成异型环铜管结构，蒸发段1和冷凝段3两端分别通过绝热段2相连接，蒸发段1为弧形，弧形弯曲直径与所在分布圆直径一致，冷凝段3也为弧形，弧形弯曲直径与所在分布圆直径一致与蒸发段1弧形方向相反。冷凝段3上设有螺旋散热肋片5；铜管6内壁均匀设有毛细吸液芯7，毛细吸液芯中充满水、甲醇、钠、锂、R11或氨中任一种工作介质液体，先将铜管6内抽成1.3×(10-1～10-4)Pa的负压后充以适量的工作介质液体，使紧贴管内壁的毛细吸液芯7中充满液体后加以密封。
本发明的热管散热器为永磁调速器的转子导电铜盘4散热，转子导电铜盘4由上铜盘4-1和下铜盘4-2组成，蒸发段1和绝热段2与上铜盘4-1上的通孔紧密配做，冷凝段3置于转子导电铜盘4外侧，将转子导电铜盘4的热量传至空气中，在实现这一热量转移的过程中，包含了以下六个相互关联的主要过程：
(1)热量从转子导电铜盘4通过铜管6管壁和充满工作介质液体的毛细吸液芯7传递到(液-汽)分界面；
(2)工作介质液体在蒸发段1内的液-汽分界面上蒸发；
(3)蒸汽经绝热段2从蒸发段1流到冷凝段3；
(4)蒸汽在冷凝段3内的汽-液分界面上凝结；
(5)热量从冷凝段3内的汽-液分界面通过毛细吸液芯7、工作介质液体和铜管6管壁散发到空气中；
(6)在毛细吸液芯7的毛细作用下，冷凝后的工作介质液体回流到蒸发段1。
见图3、图4，是本发明热管散热器在转子导电铜盘上的分布形式，为提高散热效果，热管散热器8在转子导电铜盘转子4上可均匀设置多圈。热管散热器8垂直分布在转子导电铜盘4的单侧平面，绕转子导电铜盘4的回转中心同心分布四层，最大限度地吸收转子导电铜盘4的热量，保证降温效果。
本发明比风冷或水冷散热器有更多优点，例如，可以在较低的转子导电铜盘4转速下实现自冷，增强传热，在热流量恒定时，结构紧凑，提高了单位面积的热流量(热流密度)。

Claims (2)

1.一种工作于公转运动状态下的热管散热器，包括蒸发段、绝热段、冷凝段，该散热器沿圆周方向均匀分布在转子导电铜盘上，其特征在于，蒸发段、绝热段与冷凝段构成异型环铜管结构，蒸发段和冷凝段两端分别通过绝热段相连接，所述蒸发段为弧形，弧形弯曲直径与所在分布圆直径一致，所述冷凝段也为弧形，弧形弯曲直径与所在分布圆直径一致，弧形方向与蒸发段弧形方向相反；冷凝段的弧形方向与分布圆圆周方向相反，冷凝段工作介质在离心力作用下流向冷凝管两端，进而满足工作于公转运动状态下的热管散热器的工作条件；
所述冷凝段上设有螺旋散热肋片；
所述铜管内壁均匀设有毛细吸液芯，毛细吸液芯中充满液体工作介质，铜管内为1.3×(10-1～10-4)Pa的真空环境。
2.根据权利要求1所述的一种工作于公转运动状态下的热管散热器，其特征在于，所述散热器在转子导电铜盘上设有一圈或一圈以上。
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