CN103808180B - 热管冷却装置 - Google Patents

Abstract

热管冷却装置，包括：机壳、将机壳内部分隔为相对封闭的外循环风道和内循环风道的隔板和热管换热器，热管换热器包括设置于外循环风道中的冷凝器，设置于内循环风道中的蒸发器，连接在蒸发器的出口与冷凝器的进口之间的蒸汽上升管，连接在冷凝器的出口与蒸发器的进口之间的液体下降管；冷凝器和蒸发器的芯体由一组平行、并列的扁管组成；冷凝器的进口高于蒸发器的出口；相邻扁管之间布置有翅片，翅片和扁管钎焊连接成一体；设置在外循环风道中的外循环风扇，设置在内循环风道中是内循环风扇；冷凝器和蒸发器的扁管为内部设有多个纵向竖肋的多孔扁管。多孔扁管内有若干个细流道，竖肋加强结构强度，兼顾流通面积，本发明结构、工艺简单。

Description

热管冷却装置

技术领域

本发明涉及应用于工业及通信领域中的空气热交换器，用于冷却安装于密闭箱腔室内如电子部件之类的发热件。

背景技术

现有的冷却装置，可以将内部带有半导体等的电子部件装在一个密闭箱即一个密闭壳体中，以防止因灰尘、碎屑、湿气等的沉积引起的故障。在这种情况中，由于上述电子部件是一个发热件，需要冷却壳体的内部，但又不能直接将外部空气吹入壳体中以冷却发热件。因此，现有技术提供一种采用由热管或类似部件组成的热交换器的冷却装置，该热交换器使壳体内的高温空气与低温空气(外侧空气)之间进行热交换，以冷却壳体内部。

发明CN200820041259.0公开了一种分离式热管换热器，包括外循环空气流道、内循环空气流道以及至少一个分离式热管单元；外循环空气流道的进口和出口与外部空间连通，外循环空气流道中设有外循环风扇，以此构成外部空气循环回路；内循环空气流道的进口和出口与内部空间连通，内循环空气流道中设有内循环风扇，以此构成内部空气循环回路；分离式热管单元由冷凝器、蒸发器、蒸汽上升管和液体下降管组成，其中，冷凝器由并联设置的若干根冷凝管和固定在冷凝管上的散热片构成，冷凝器设在外循环空气流道中；蒸发器由并联设置的若干根蒸发管和固定在蒸发管上的传热片构成，蒸发器设在内循环空气流道中；蒸汽上升管连接在蒸发器的出口与冷凝器的进口之间，液体下降管连接在冷凝器的出口与蒸发器的进口之间，以此构成密闭的循环回路，在该密闭的循环回路中装有随温度变化发生相变的工作介质。其中冷凝管的直管为冷凝扁管， 一组平行、并列的冷凝扁管两端分别设有垂直连通管，两个垂直连通管与一组平行、并列的冷凝扁管连接成并联分流冷凝风道；蒸发管的直管为蒸发扁管，一组平行、并列的蒸发扁管两端分别设有垂直连通管， 两个垂直连通管与一组平行、并列的蒸发扁管连接成并联分流蒸发风道；冷凝器的进口和蒸发器的出口间的高度差为蒸发器的出口与进口之间高度差的80%以上。受此高度差80%以上的限制，换热器整体不够紧凑。中国专利CN201010153985.3公开了一种分离式相变换热器，其蒸发器和冷凝器中采用的扁管中设有翅片，但是翅片根部的厚度，占用了流通面积，增加了流动阻力。同时将翅片塞入扁管，工艺复杂。

因此，目前需要对现有技术进行改进，使扁管既有足够的流通面积，又有足够的强度，突破高度差80%以上的限制，换热器整体结构更加紧凑。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构紧凑合理、蒸发器和冷凝器承压能力强、传热效果好的分离式热管换热器。

实现本发明目的的技术方案是：热管冷却装置，包括：

一个具有内部的机壳；

一个将上述机壳内部分隔为相对封闭的外循环风道和内循环风道的隔板；

一个穿过所述隔板的热管换热器，该热管换热器包括一个设置于外循环风道中的冷凝器，一个设置于内循环风道中的蒸发器，一个连接在蒸发器的出口与冷凝器的进口之间的蒸汽上升管，一个连接在冷凝器的出口与蒸发器的进口之间的液体下降管；冷凝器和蒸发器的芯体由一组平行、并列的扁管，和设置在扁管两端、与扁管相垂直的上下集流管组成；冷凝器的进口高于蒸发器的出口；相邻扁管之间布置有翅片，翅片和扁管钎焊连接成一体；

一个设置在外循环风道中的外循环风扇；

一个设置在内循环风道中是内循环风扇；

其特征是，所述冷凝器和蒸发器的扁管为内部设有多个纵向竖肋的多孔扁管.

上述技术方案中，冷凝器和蒸发器采用多孔扁管，竖肋将扁管分成若干个细流道，竖肋起到结构加强的作用，相对于不带内肋的普通扁管具有更高的强度，相对于采用内部设置翅片的扁管，结构和工艺简单，内部具有更大的流通面积。

作为本发明的进一步改进，所述冷凝器和蒸发器的翅片高度与扁管高度的比值为3.5至4.5。

所述蒸发器和冷凝器平行设置，所述冷凝器的进口和蒸发器的出口间的高度差为蒸发器的出口与进口之间高度差的50%-80%。由于将翅片高度和扁管高度的比值优化为3.5至4.5，使扁管内部工作介质的流通面积和扁管外部翅片侧空气的流通面积的比值处于合理的范围，减小了扁管内部工作介质的流动阻力，突破了现有技术中冷凝器的进口和蒸发器的出口间的高度差大于蒸发器的出口与进口之间高度差的80%的限制，在满足换热效率的前提下，使换热器的结构紧凑，体积小。

作为本发明的进一步改进，所述隔板将机壳内部分隔为左右侧空间，左侧为外循环风道，右侧为内循环风道；所述外循环风道内设有固定在外壳上的冷凝器支架，所述冷凝器固定在冷凝器支架的右侧，所述外循环风扇设置在冷凝器支架左侧的外循环风道出口处；所述内循环风道内设有固定在外壳上的蒸发器支架，所述蒸发器固定在冷凝器支架的左侧，所述内循环风扇设置在冷凝器支架右侧的外循环风道出口处。

作为本发明的进一步改进，所述隔板将机壳内部分隔为左上侧和右下侧空间，左上侧为外循环风道，右下侧为内循环风道；与外循环风道对应的左侧外壳的上方设有外循环风道出口，下方设有外循环风道入口；与内循环风道对应的右侧外壳的上方设有内循环风道入口，下方设有内循环风道出口；所述外循环风道内设有固定在外壳内的冷凝器支架，所述冷凝器固定在冷凝器支架的右侧，所述外循环风扇设置在冷凝器支架左侧的外循环风道出口处；所述内循环风道内设有固定在外壳内的蒸发器支架，所述蒸发器固定在冷凝器支架的左侧，所述内循环风扇设置在冷凝器支架右侧的外循环风道出口处。

作为本发明的进一步改进，所述冷凝器支架为7字型，所述外循环风扇设置在冷凝器支架左侧的凹腔内；所述蒸发器支架为L型，所述冷凝器支架右侧的凹腔内，所示冷凝器和蒸发器倾斜设置，两者的芯体相互平行。该结构使得换热器的结构更为紧凑，合理。

本发明由于采用了多孔扁管，提高了抗压能力和换热效率，并为减小冷凝器和蒸发器之间的高度差提供了支持，本发明的结构紧凑，合理，换热效率高。

附图说明

图1是本发明实施例1的热管冷却装置的内部结构示意图；

图2是本发明实施例1的热管冷却装置的左视图；

图3是本发明实施例1的热管冷却装置右视图；

图4是本发明实施例1的扁管结构示意图；

图5是本发明实施例1的蒸发器和冷凝器的连接示意图；

图6是本发明实施例1的热交换器的示意图；

图7是本发明实施例1的蒸发器或冷凝器的主视图；

图8是本发明实施例1的蒸发器或冷凝器的侧视图。

具体实施方式

实施例1

如图3所示，热管冷却装置100，包括：一个具有内部的机壳1，一个隔板2，一个穿过所述隔板的热交换器，热交换器包括一个设置于外循环风道3中的冷凝器5，一个设置于内循环风道4中的蒸发器6，一个连接在蒸发器6的出口与冷凝器5的进口之间的蒸汽上升管7，一个连接在冷凝器6的出口与蒸发器5的进口之间的液体下降管8。一个设置在外循环风道3中的外循环风扇13，一个设置在内循环风道4中是内循环风扇14。隔板2将机壳1内部分隔为左上侧和右下侧空间，左上侧为外循环风道3，右下侧为内循环风道4；

如图2所示，与外循环风道3对应的左侧外壳1的上方设有外循环风道出口19，下方设有外循环风道入口20，外循环风扇13设置在外循环风道出口19处。

如图3所示，与内循环风道4对应的右侧外壳1的上方设有内循环风道入口17，下方设有内循环风道出口18，内循环风扇14设置在内循环风道出口18处。外循环风道3内设有固定在外壳1内的7字型冷凝器支架15，冷凝器5固定在冷凝器支架15的右侧，外循环风扇13设置在冷凝器支架15左侧的凹腔内。内循环风道内设有固定在外壳内的L型蒸发器支架16，蒸发器6固定在蒸发器支架16的左侧，内循环风扇14设置在蒸发器支架16右侧的凹腔内。

如图7和8所示，冷凝器和蒸发器的芯体均由一组平行、并列的扁管24，和设置在扁管两端、与扁管相垂直的上集流管21、下集流管22以及连接在扁管之间的翅片23组成。翅片高度h1与扁管高度h2的比值为3.5至4.5。

如图4所示， 扁管24为挤压成型的多孔扁管，内部设有多个纵向竖肋25，竖肋25将扁管24分成若干个细流道。

如图5所示，冷凝器5和蒸发器6倾斜设置，两者的芯体相互平行，冷凝器5位置高于蒸发器6位置。蒸发器的进口61设置在下集流管22a上，出口62设置在上集流管21a上，冷凝器的进口51设置在上集流管21b上，出口52设置在下集流管22b上，蒸发器的进口61和冷凝器的出口52通过下降管8连接，冷凝器5的进口和蒸发器6的出口通过上升管7连接，形成封闭的介质循环回路，为取得好的换热效果和体积较小的热交换器，冷凝器的进口51和蒸发器62的出口间的高度差设置为蒸发器的出口与进口之间高度差的50%-80%。

如图6所示，冷凝器5和蒸发器6安装在固定板20上，形成热交换器30。

Claims (5)

1.热管冷却装置，包括：

一个具有内部的机壳；

一个将上述机壳内部分隔为相对封闭的外循环风道和内循环风道的隔板；

一个穿过所述隔板的热管换热器，该热管换热器包括一个设置于外循环风道中的冷凝器，一个设置于内循环风道中的蒸发器，一个连接在蒸发器的出口与冷凝器的进口之间的蒸汽上升管，一个连接在冷凝器的出口与蒸发器的进口之间的液体下降管；冷凝器和蒸发器的芯体由一组平行、并列的扁管，和设置在扁管两端、与扁管相垂直的上下集流管组成；冷凝器的进口高于蒸发器的出口；相邻扁管之间布置有翅片，翅片和扁管钎焊连接成一体；

一个设置在外循环风道中的外循环风扇；

一个设置在内循环风道中是内循环风扇；

其特征是，所述冷凝器和蒸发器的扁管为内部设有多个纵向竖肋的多孔扁管；所述冷凝器和蒸发器的翅片高度与扁管高度的比值为3.5至4.5；所述蒸发器和冷凝器平行设置，所述冷凝器的进口和蒸发器的出口间的高度差为蒸发器的出口与进口之间高度差的50%-80%。

2.根据权利要求1所述的热管冷却装置，其特征是，所述多孔扁管为一体挤压成型。

3.根据权利要求1所述的热管冷却装置，其特征是，所述隔板将机壳内部分隔为左右侧空间，左侧为外循环风道，右侧为内循环风道；所述外循环风道内设有固定在外壳上的冷凝器支架，所述冷凝器固定在冷凝器支架的右侧，所述外循环风扇设置在冷凝器支架左侧的外循环风道出口处；所述内循环风道内设有固定在外壳上的蒸发器支架，所述蒸发器固定在蒸发器支架的左侧，所述内循环风扇设置在蒸发器支架右侧的内循环风道出口处。

4.根据权利要求1所述的热管冷却装置，其特征是，所述隔板将机壳内部分隔为左上侧和右下侧空间，左上侧为外循环风道，右下侧为内循环风道；与外循环风道对应的左侧外壳的上方设有外循环风道出口，下方设有外循环风道入口；与内循环风道对应的右侧外壳的上方设有内循环风道入口，下方设有内循环风道出口；所述外循环风道内设有固定在外壳内的冷凝器支架，所述冷凝器固定在冷凝器支架的右侧，所述外循环风扇设置在冷凝器支架左侧的外循环风道出口处；所述内循环风道内设有固定在外壳内的蒸发器支架，所述蒸发器固定在蒸发器支架的左侧，所述内循环风扇设置在蒸发器支架右侧的内循环风道出口处。

5.根据权利要求3或4所述的热管冷却装置，其特征是，所述冷凝器支架为7字型，所述外循环风扇设置在冷凝器支架左侧的凹腔内；所述蒸发器支架为L型，所述内循环风扇设置在蒸发器支架右侧的凹腔内，所述冷凝器和蒸发器倾斜设置，两者的芯体相互平行。