CN104654655B - 烧结热管及具有其的半导体制冷冰箱 - Google Patents

烧结热管及具有其的半导体制冷冰箱 Download PDF

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Abstract

本发明涉及烧结热管及具有其的半导体制冷冰箱。本发明提供了一种烧结热管，其包括两端均封闭的主管段。在所述主管段一侧的一个或多个部位处分别延伸出一个分叉管段；每个所述分叉管段的工作腔与所述主管段的工作腔相连通。此外，本发明还提供了一种具有上述烧结热管的半导体制冷冰箱。本发明的烧结热管及具有其的半导体制冷冰箱中因为烧结热管具有分叉管段，其结构与现有沿唯一路径延伸的传统烧结热管相比具有显著的差异，且本发明中的烧结热管显著提高了其散热或传冷效率，可特别适用于半导体制冷片等高热流密度的热源进行散热。

Description

烧结热管及具有其的半导体制冷冰箱
技术领域
本发明涉及烧结热管，特别是涉及一种烧结热管及具有该烧结热管的半导体制冷冰箱。
背景技术
烧结热管是一种高效传热元件，它通过在全封闭真空管内液体的蒸发与凝结的相变过程来传递热量，具有极高导热性能和优良的等温性。烧结热管由管壳、吸液芯和端盖组成，将管内抽成1.3×(10负1－10负4)Pa的负压后充以适量的工作液体，使紧贴管内壁的吸液芯毛细多孔材料中充满液体后加以密封。管的一端为蒸发段(加热段)，另一端为冷凝段(冷却段)，根据应用需要在两段中间可布置绝热段。当烧结热管的一端受热时毛纫芯中的液体蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向另一端放出热量凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段。如此循环不己，热量由烧结热管的一端传至另一端。也就是说，现有的烧结热管从其一端沿唯一路径延伸至其另一端，该延伸路径可为直线、L型或U型。然而，对于半导体制冷片等高热流密度的热源进行散热，现有的烧结热管可能达不到理想的效果。
发明内容
本发明第一方面的一个目的旨在克服现有的烧结热管的至少一个缺陷，提供一种结构新颖的烧结热管。
本发明第一方面的一个进一步的目的是要尽量提高烧结热管的散热或传冷效率。
本发明第一方面的另一个进一步的目的是要使烧结热管的结构紧凑。
本发明第二方面的一个目的是要提供一种具有上述烧结热管的半导体制冷冰箱。
根据本发明的第一方面，本发明提供了一种烧结热管。该烧结热管可包括两端均封闭的主管段；且在所述主管段一侧的一个或多个部位处分别延伸出一个分叉管段；每个所述分叉管段的工作腔与所述主管段的工作腔相连通。
可选地，每个所述分叉管段内的吸液芯与所述主管段内的吸液芯相连接。
可选地，所述主管段的轴线为空间曲线；或所述主管段的轴线为直线、L型线或U型线。
可选地，每个所述分叉管段是从所述主管段的相应部位处沿垂直于所述主管段的方向向外延伸出的。
可选地，所述分叉管段为至少3个，其起始端在所述主管段上沿所述主管段的延伸方向等间距地布置。
可选地，所述主管段的轴线为直线；且每个所述分叉管段的起始端均位于所述主管段的中部管段。
可选地，所述主管段包括第一直管部分和沿垂直于所述第一直管部分的方向从所述第一直管部分一端延伸出的、末端封闭的第二直管部分；且每个所述分叉管段的起始端均位于所述第一直管部分；每个所述分叉管段在一垂直于所述第一直管部分的平面内的投影与所述第二直管部分在该平面内的投影重合。
可选地，所述主管段还包括：第三直管部分，其一端封闭，且与所述第一直管部分平行设置；和连接直管部分，连接在所述第一直管部分和所述第三直管部分之间，与所述第一直管部分和所述第三直管部分均呈100°至170°的角度设置；且所述第一直管部分、所述第三直管部分和所述连接直管部分处同一平面内，该平面垂直于所述第二直管部分。
可选地，每个所述分叉管段的直径等于所述主管段的直径。
根据本发明的第二方面，本发明提供了一种半导体制冷冰箱，其包括内胆、半导体制冷片和换热装置。特别地，所述换热装置包括多根上述任一种烧结热管；且每根所述烧结热管的主管段的部分或全部与所述半导体制冷片的热端或冷端热连接；每根所述烧结热管的分叉管段用于向环境空气中散热或向所述内胆的储物间室传冷。
本发明的烧结热管及具有其的半导体制冷冰箱中因为烧结热管具有分叉管段，其结构与现有沿唯一路径延伸的传统烧结热管相比具有显著的差异，且本发明中的烧结热管显著提高了其散热或传冷效率。
进一步地，本发明的烧结热管及具有其的半导体制冷冰箱中新型结构的烧结热管特别适用于半导体制冷片等高热流密度的热源进行散热。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本发明一个实施例的烧结热管的示意性结构图；
图2是图1中A处的示意性局部剖视图；
图3是根据本发明一个实施例的烧结热管的示意性结构图；
图4是根据本发明一个实施例的烧结热管的示意性主视图；
图5是图4所示烧结热管的示意性左视图；
图6是根据本发明一个实施例的半导体制冷冰箱的示意性右视图；
图7是根据本发明一个实施例的半导体制冷冰箱的示意性后视图。
具体实施方式
图1是根据本发明一个实施例的烧结热管的示意性结构图。如图1所示，并参考图2，本发明实施例提供了一种结构新颖的烧结热管200，其具有较高的散热或传冷效率，可应用于各种换热装置中，特别适用于半导体制冷片150等高热流密度的热源进行散热。具体地，该烧结热管200可包括两端均封闭的主管段210。特别地，在主管段210一侧的一个或多个部位处分别延伸出一个分叉管段220，以提高烧结热管200的散热或传冷效率。每个分叉管段220的工作腔230可与主管段210的工作腔230相连通，以便于烧结热管200内的蒸汽流动。烧结热管200的多个分叉管段220位于主管段210的一侧，也可使该烧结热管200的结构紧凑。
在本发明的一些进一步地实施例中，如图2所示，每个分叉管段220内的吸液芯240与主管段210内的吸液芯240相连接。每个分叉管段220内的吸液芯240与主管段210内的吸液芯240均紧贴相应管内壁，以便于工作液体的流动。进一步地，每个分叉管段220的直径可等于主管段210的直径。在本发明的一些替代性实施例中，每个分叉管段220的直径也可小于主管段210的直径。
主管段210的轴线可为空间曲线，以便于烧结热管200的布置。由本领域技术人员所习知的，主管段210的轴线也可为平面曲线，例如直线、L型线或U型线。每个分叉管段220是从主管段210的相应部位处沿垂直于主管段210的方向向外延伸出的。
图3是根据本发明一个实施例的烧结热管200的示意性结构图。在本发明实施例中，烧结热管200的主管段210的轴线为直线。每个分叉管段220的起始端均位于主管段210的中部管段。在散热或传冷时，可将烧结热管200的主管段210的中部管段的与具有分叉管段220一侧相对的另一侧的中部管段贴靠于热源或冷源，每个分叉管段220和主管段210的两端均可用于散热或传冷。分叉管段220可为至少3个，其起始端在主管段210上沿主管段210的延伸方向等间距地布置。
图4是根据本发明一个实施例的烧结热管200的示意性主视图。如图4所示，并参考图5，本发明实施例中的烧结热管200的主管段210可包括第一直管部分212和沿垂直于第一直管部分212的方向从第一直管部分212一端延伸出的、末端封闭的第二直管部分213。特别地，每个分叉管段220的起始端均位于第一直管部分212。优选地，每个分叉管段220在一垂直于第一直管部分212的平面内的投影与第二直管部分213在该平面内的投影重合。本领域人员也可理解的是，在本发明实施例中，在主管段210的第一直管部分212的一侧具有分叉管段220时，主管段210的第二直管部分213也可理解为其是从主管段210的一个末端延伸出的分叉管段220。
在本发明实施例中，该烧结热管200还包括一端封闭的第三直管部分211和连接在所述第一直管部分212和所述第三直管部分211之间的连接直管部分214。所述第三直管部分211与所述第一直管部分212平行设置。所述连接直管部分214与所述第一直管部分212和所述第三直管部分211均呈100°至170°的角度设置。优选地，所述第一直管部分212、所述第三直管部分211和所述连接直管部分214处同一平面内，该平面垂直于所述第二直管部分213。第三直管部分211可用于与热源或冷源热连接，第一直管部分212、第二直管部分213和分叉管段220可用于散热或传冷。在本发明的一些替代性实施例中，烧结热管200可只包括第一直管部分212、连接直管部分214和第三直管部分211。每个分叉管段220的起始端均位于第一直管部分212。
图6是根据本发明一个实施例的半导体制冷冰箱的示意性右视图。如图6所示，并参考图7，本发明实施例还提供了一种半导体制冷冰箱，其包括内胆100、半导体制冷片150和换热装置。换热装置用于将来自半导体制冷片150的热端的热量散发到环境空气中，或将来自半导体制冷片150的冷端的冷量传递至内胆100的储物间室。特别地，换热装置可具有多根上述任一实施例中的烧结热管200。而且，每根烧结热管200的主管段210的部分或全部与半导体制冷片150的热端或冷端热连接；每根烧结热管200的分叉管段220用于向环境空气中散热或向储物间室传冷。在图6和图7所示出的实施例中，换热装置用于半导体制冷片150热端的散热。
为了进一步提高散热或传冷效率，每根烧结热管200的分叉管段220上可安装有散热翅片300。换热装置还可包括风机。具体地，每个翅片300的中部开设有容纳通孔，以使多个翅片300限定出沿容纳通孔的轴线延伸的容纳空间。风机可为离心式风扇400，离心式风扇400可设置于该容纳空间内，配置成从其进风区吸入气流并向每两个相邻翅片300之间的间隙吹送。在本发明的一些替代性实施例中，风机也可为轴流风机，其可设置在多个分叉管段220的同侧，配置成：从其进风区吸入气流并向每两个相邻翅片300之间的间隙吹送，或从每两个相邻翅片300之间的间隙吸入气流并向其送风区吹送。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种烧结热管，其特征在于，包括两端均封闭的主管段；且
在所述主管段一侧的一个或多个部位处分别延伸出一个分叉管段；
每个所述分叉管段的工作腔与所述主管段的工作腔相连通。
2.根据权利要求1所述的烧结热管，其特征在于，
每个所述分叉管段内的吸液芯与所述主管段内的吸液芯相连接。
3.根据权利要求1所述的烧结热管，其特征在于，
所述主管段的轴线为空间曲线；或
所述主管段的轴线为直线、L型线或U型线。
4.根据权利要求1所述的烧结热管，其特征在于，
每个所述分叉管段是从所述主管段的相应部位处沿垂直于所述主管段的方向向外延伸出的。
5.根据权利要求1所述的烧结热管，其特征在于，
所述分叉管段为至少3个，其起始端在所述主管段上沿所述主管段的延伸方向等间距地布置。
6.根据权利要求1所述的烧结热管，其特征在于，
所述主管段的轴线为直线；且
每个所述分叉管段的起始端均位于所述主管段的中部管段。
7.根据权利要求1所述的烧结热管，其特征在于，
所述主管段包括第一直管部分和沿垂直于所述第一直管部分的方向从所述第一直管部分一端延伸出的、末端封闭的第二直管部分；且
每个所述分叉管段的起始端均位于所述第一直管部分；
每个所述分叉管段在一垂直于所述第一直管部分的平面内的投影与所述第二直管部分在该平面内的投影重合。
8.根据权利要求7所述的烧结热管，其特征在于，所述主管段还包括：
第三直管部分，其一端封闭，且与所述第一直管部分平行设置；和
连接直管部分，连接在所述第一直管部分和所述第三直管部分之间，与所述第一直管部分和所述第三直管部分均呈100°至170°的角度设置；且
所述第一直管部分、所述第三直管部分和所述连接直管部分处同一平面内，该平面垂直于所述第二直管部分。
9.根据权利要求1所述的烧结热管，其特征在于，
每个所述分叉管段的直径等于所述主管段的直径。
10.一种半导体制冷冰箱，包括内胆、半导体制冷片和换热装置，其特征在于，
所述换热装置包括多根权利要求1至9中任一项所述的烧结热管；且
每根所述烧结热管的主管段的部分或全部与所述半导体制冷片的热端或冷端热连接；
每根所述烧结热管的分叉管段用于向环境空气中散热或向所述内胆的储物间室传冷。
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