CN102401588A

CN102401588A - 复合型微阵列平板热管

Info

Publication number: CN102401588A
Application number: CN2011103662024A
Authority: CN
Inventors: 陈英; 辛平
Original assignee: SUZHOU XUELIN ELECTRIC APPLIANCE TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SUZHOU XUELIN ELECTRIC APPLIANCE TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-11-18
Filing date: 2011-11-18
Publication date: 2012-04-04

Abstract

本发明公开了一种复合型微阵列平板热管，包括扁平状中空壳体，所述中空壳体的内腔有多个支撑结构，所述支撑结构将所述中空壳体的内腔分隔成若干相对独立的通道，所述通道前后贯通且呈并排排列，所述通道内放置有金属网管，所述金属网管中放置有多股金属绞线；所述通道内还注有工质，且所述通道两端通过密封结构密封。本发明的复合型微阵列平板热管，具有温度分布均匀﹑热阻小﹑热反应快速﹑传热量大(利用潜热)﹑重量轻体积小(中空容器)﹑结构简单﹑可在无重力场下运作等特点。

Description

复合型微阵列平板热管

技术领域

本发明涉及家电冰箱关键控制组件散热技术领域，尤其涉及一种应用于智能冰箱散热组件的复合型微阵列平板热管。

背景技术

20世纪90年代后期，特别是进入新世纪以来，数字化技术取得了迅猛的发展并日益渗透到各个领域。随着Internet向普通家庭生活的不断扩展，消费电子、计算机、通讯一体化趋势日趋明显，智能化家电产品已经开始步入社会和家庭。智能家电品凭借其安全、方便、高效、快捷、智能化等特点，在21世纪将成为现代社会和家庭的新时尚。

电冰箱作为应用较为普及的家用电器，近年来，随着微电子技术、传感器技术、变频技术以及控制理论的发展，电冰箱具有温度模糊控制、智能化霜、故障自诊功能、网络远程控制和语音留言等功能，同时还具有控制精度高、性能可靠、节能省电、降噪等优点，并能达到高质量食品保鲜的目的，这也是电冰箱发展的主要方向。

为了实现以上功能，就需要高性能的模糊控制系统对冰箱进行智能控制；而一般模糊控制系统硬件主要以高性能的带有A/D转换和低电压保护功能单片机为控制核心，同时需能满足复杂温控及语音模块控制需求的较大的内存，以及其外围辅助电路部分、传感器接口部分、电源部分、输出控制部分、语音子板部分、显示及键盘子板部分和音频功率放大部分，Internet网络交换输入/输出模块等。

而这些控制元器组件在正常使用时，都有一定功耗，并自然转化为元器件的发热，这些热量需要通过一定的途径散发到自然环境中。这个途径一般可以简化为芯片内部发热节点到芯片的晶片表面、芯片的晶片表面到芯片的封装外表面、芯片的封装外表面到散热器、散热器到机箱内空气、机箱内空气到自然环境的热传导过程。这个途径中的每个环节内部和每个环节之间，需要存在一定的温度梯度才能实现热量的传递。由于热阻的存在，使得芯片的热量不能快速的散发出去，造成芯片内核的温度远远高于环境温度，大大劣化了芯片的工作环境。设计实践中发现，元器件的温度上升，会导致元器件的寿命缩短，一般情况下每提高10℃，元器件的寿命减半；在接近极限温度附近，由于热应力破坏作用，高温能够导致元器件的快速损坏。而且伴随智能控制组件功能及性能的不断扩展和提升，智能控制组件发热量越来越大。如何能效降低和控制元件表面节点为温度，使智能控制组件达到并满足其正常使用和可靠性要求，成为智能冰箱设计的重要部分。

另外，可以通过使用半导体制冷技术，使冷藏室的温度控制更加精确。在冷藏室需要制冷的时候可以启动半导体制冷，而不用启动压缩机，这样一方面避免了压缩机的频繁开启，另一方面也节约了能量，同时也保证了冷藏室的温度更加准确。

平板热管一种具有超导热性能的导热元件。平板热管依靠内部特殊工质的相变传热传质，平板热管的表观热传导率是同样金属材质热传导率的一万倍，是具有同样表面积的传统圆形热管的换热能力的10倍，承压能力是后者的10倍以上，而成本则只有后者的1/5以下如图１所示。平板热管厚度一般在2.0mm～6.0mm之间，宽度在16.0mm～60.0mm之间。

由于平板热管具有超导传热性能、承压能力强、相对较大的宽度及较低的成本等特点，所以在新型冰箱智能控制芯片散热组件中，我们将平板热管应用于智能芯片散热。

但是常规的平板热管是以管腔内各蒸汽通道阵列微管支筋的直角作为毛细结构，其毛细力相对较弱，其冷却液的回流主要靠重力作用完成，所以它产品应用中一般采用热源在下方，冷凝段在上部的垂直使用方式。而且，由于蒸汽通道和回流通道不能完全分开，也影响了传统平板热管的热传输性能。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种复合型微阵列平板热管，传热效率高，能够实现在无重力场下运作。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种复合型微阵列平板热管，包括扁平状中空壳体，所述中空壳体的内腔有多个支撑结构，所述支撑结构将所述中空壳体的内腔分隔成若干相对独立的通道，所述通道前后贯通且呈并排排列，所述通道内放置有金属网管，所述金属网管中放置有多股金属绞线；所述通道内还注有工质，且所述通道两端通过密封结构密封。

在本发明一个较佳实施例中，所述中空壳体内包含有五个以上的支撑结构，将中空壳体的内腔分隔成六个以上相对独立的通道。

在本发明一个较佳实施例中，所述中空壳体和支撑结构为铝制成。

在本发明一个较佳实施例中，所述中空壳体和支撑结构为一体结构。

在本发明一个较佳实施例中，所述金属网管是由金属丝编织网布制成。

在本发明一个较佳实施例中，其特征在于，所述金属网管为150～250目的金属丝编织网布制成。

在本发明一个较佳实施例中，所述金属丝为铝或铜。

在本发明一个较佳实施例中，所述金属绞线为由多根铜线制成的铜绞线。

在本发明一个较佳实施例中，所述铜线的直径为0.06～0.10mm，所述铜绞线的直径为1.2～1.5mm。

本发明的有益效果是：本发明的复合型微阵列平板热管，具有温度分布均匀﹑热阻小﹑热反应快速﹑传热量大(利用潜热)﹑重量轻体积小(中空容器)﹑结构简单﹑可在无重力场下运作等特点。

附图说明

图1是本发明复合型微阵列平板热管一较佳实施例的立体结构示意图；

图2是图1所示复合型微阵列平板热管的主视示意图；

附图中各部件的标记如下：1为中空壳体，2为支撑结构，3为通道，4为金属网管，5为金属绞线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1和图2，本发明实施例包括：

一种复合型微阵列平板热管，包括中空壳体1、支撑结构2、通道3、金属网管4和金属绞线5。

中空壳体1呈扁平状且内部有中空的内腔，中空壳体1的内腔有多个支撑结构2，支撑结构2垂直连接于中空壳体1的上下壁面并贯穿中空壳体1的内腔，从而将中空壳体1的内腔分隔成若干相对独立的通道3；其中，中空壳体1内包含有五个以上的支撑结构2，将所述中空壳体1的内腔分隔成六个以上相对独立的通道3为最佳结构。中空壳体1和支撑结构2为一体结构，其中优选采用铝材一体挤压而成。

通道3前后贯通且呈并排排列，通道3内放置有金属网管4，优选为采用用网格为100～250目的金属丝编织网布，卷成一层或多层圆管状而成，其中金属丝优选为铝或铜丝。金属网管4中放置有多根金属绞线5，金属绞线5优选为由多根铜线制成的铜绞线。进一步优选为直径为0.06～0.10mm铜线制成直径为1.2～1.5mm的铜绞线。

往通道3内注入工质，并且将通道3的两端通过密封结构密封从而形成本发明的复合型微阵列平板热管。

本发明的应用于智能冰箱散热组件上的铝平板热管的工作过程如下：在蒸发端，平板热管吸收热量，工质相变为汽体，并通过其内部的各个不同的独立通道3，把含有热量的工质汽体传输到冷却端，在冷却端冷凝为液态后，通过金属网管4的毛细力将传热工质液体回流到蒸发端，从而在通道3内形成传热微循环。

毛细结构可以为工质提供非常好的毛细力，以保证工质的汽液交换循环，同时，毛细结构可以将微通道内的蒸汽通道和回流通道很好的分开，从而提升本发明的复合型微阵列平板热管的传热性能。

由于中空壳体1内有的一定壁厚的支撑结构2，且通过一次挤压成型而成，支撑结构2与上下壁面连接为一体。支撑结构2将一个大的中空壳体1的内腔的大扁管空间分割成相对独立的多个小扁管空间，从而形成多个独立的微循环热管结构，同时支撑结构2可以很好的增强中空壳体1的结构强度，改善一般热管由于打扁成形所造成的上下面凹陷，或由于中空结构所造成的结构强度不强的问题。支撑结构2还可以增加中空壳体1内工质的蒸发表面积，同时可以增强复合型微阵列平板热管热量交换和传导。

本发明的复合型微阵列平板热管是由多个独立的微循环热管组合而成，最主要的优点不仅在于其换热表面远大于普通热管，且由于本发明的复合型微阵列平板热管相对现有技术的平板热管有较大的蒸发汽体流动面积,在回流毛细力能够满足冷凝液回流要求的前提下﹐可以有效提高本发明的复合型微阵列平板热管的最大输热量,而且能满足多点热源的散热问题。

本发明的复合型微阵列平板热管具有温度分布均匀、热阻小﹑热反应快速﹑传热量大﹑重量轻体积小﹑结构简单﹑可在无重力场下运作等特点。

所以，利用本发明的复合型微阵列平板热管长距传输功能，可以应用于冰箱散热组件上，将制冷芯片产生的热量传输到冰箱外的散热片，从而在冰箱外进行热量交换，这样可以有效提升散热片的热交换效率。由于使用新型平板热管使散热模组热交换效率提升，可以使制冷芯片冷端保持在一个稳定的低温状态。从而冰箱半导体制冷芯片制冷效率大幅提升，同时可以有效延长冰箱半导体制冷芯片的使用寿命；同时也可以广泛应用于智能冰箱控制芯片散热模组应用。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种复合型微阵列平板热管，其特征在于，包括扁平状中空壳体，所述中空壳体的内腔有多个支撑结构，所述支撑结构将所述中空壳体的内腔分隔成若干相对独立的通道，所述通道前后贯通且呈并排排列，所述通道内放置有金属网管，所述金属网管中放置有多股金属绞线；所述通道内还注有工质，且所述通道两端通过密封结构密封。

2.根据权利要求1所述的复合型微阵列平板热管，其特征在于，所述中空壳体内包含有五个以上的支撑结构，将中空壳体的内腔分隔成六个以上相对独立的通道。

3.根据权利要求1所述的复合型微阵列平板热管，其特征在于，所述中空壳体和支撑结构为铝制成。

4.根据权利要求1所述的复合型微阵列平板热管，其特征在于，所述中空壳体和支撑结构为一体结构。

5.根据权利要求1所述的复合型微阵列平板热管，其特征在于，所述金属网管是由金属丝编织网布制成。

6.根据权利要求5所述的复合型微阵列平板热管，其特征在于，其特征在于，所述金属网管为150～250目的金属丝编织网布制成。

7.根据权利要求6所述的复合型微阵列平板热管，其特征在于，所述金属丝为铝或铜。

8.根据权利要求1所述的复合型微阵列平板热管，其特征在于，所述金属绞线为由多根铜线制成的铜绞线。

9.根据权利要求8所述的复合型微阵列平板热管，其特征在于，所述铜线的直径为0.06～0.10mm，所述铜绞线的直径为1.2～1.5mm。