CN107860247A - 一种换热槽道螺旋式分布的扩热板 - Google Patents

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    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations

Abstract

本发明提出了一种换热槽道螺旋式分布的扩热板，整个扩热板尺寸与拟进行散热与均温的面尺寸相当，在所述扩热板上加工螺旋型分布式换热槽道，槽道和槽道之间间距视热源分布状态而定，间距一般为几百到几千微米；槽道宽度为几百微米到几毫米，槽道表面加工成形如Koch曲线的凸起。该板微槽道周期性凸起特征为koch曲线单元，通过槽道螺旋式分布和局部加密实现换热和均温的目的。本发明的扩热板可有效地将相控阵天线上的热量扩散、导出，使得天线温度范围及温度均匀性都满足要求。本发明的扩热板也可用于其它高热流密度区域的散热。

Description

一种换热槽道螺旋式分布的扩热板
技术领域
本发明涉及一种散热装置，尤其涉及一种换热槽道螺旋式分布的扩热板。
背景技术
有源相控阵天线阵面上分布着很多排列紧凑的T/R组件，一方面，单个T/R组件热耗很高，因此天线阵面热流密度非常大，若元器件产生的热量不能及时散出，就会造成热量的积聚，导致天线阵面温度持续升高，引起T/R组件性能下降甚至失效；另一方面，由于热源分布不均，若无有效热控措施，天线阵面温度均匀性非常差，热变形也会造成天线性能恶化。因此，有源相控阵天线热设计面临着极大的挑战。
目前，天线主要通过扩热板进行散热，但是扩热板设计仍然存在诸多问题，扩热板的槽道结构、尺寸、排布形式都是影响扩热板散热能力的重要因素。
发明内容
本发明提出了一种换热槽道螺旋式分布的扩热板，可有效地将相控阵天线上的热量扩散、导出，使得天线温度范围及温度均匀性都满足要求。该扩热板也可用于其它高热流密度区域的散热。
本发明采用如下技术方案：
一种换热槽道螺旋式分布的扩热板，整个扩热板尺寸与拟进行散热与均温的面尺寸相当，在所述扩热板上加工螺旋型分布式换热槽道，槽道和槽道之间间距视热源分布状态而定，间距一般为0.1～5毫米；槽道宽度为0.1～10毫米，槽道表面加工成形如Koch曲线的凸起。
进一步地，所述槽道和槽道之间间距是均匀的，或者是非均匀的。
进一步地，天线安装于所述扩热板上，通过所述扩热板与卫星本体连接，即扩热板既是天线的安装结构，同时也是天线的散热、均温机构，实现结构热控一体化。
进一步地，所述Koch曲线的生成方法是把一条曲线分成三段，将中间的一段用夹角为60°的两条等长的折线替代，形成一个生成元，然后再把每条直线段用生成元替代；生成元边长相同，为1～50微米。
进一步地，最外圈槽道与扩热板边界距离很小，一般取2～5毫米。
进一步地，在热源集中区域，所述槽道间距设计得比在热源非集中区小一些。甚至，在高热流密度区，所述槽道局部S型加密分布。
附图说明
图1是外出入口及内出入口螺旋形分布示意图；
图2是高热流密度区域局部加密举例；
图3是Koch曲线单元的示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。
天线安装于本发明的扩热板上，通过扩热板与卫星本体连接，即扩热板既是天线的安装结构，同时也是天线的散热、均温机构，实现结构热控一体化。
整个扩热板尺寸与拟进行散热与均温的面尺寸相当，在扩热板上加工如图1所示的螺旋型分布式换热槽道。其中，图1左边是外出入口螺旋形分布的换热槽道，出口和入口都在最外侧，槽道螺旋前进，直到在中心处连接形成通路。右边是内出入口螺旋形分布的换热槽道，出口和入口都在中心，槽道螺旋散开，直到在最外侧处连接形成通路。
最外圈槽道与扩热板边界距离很小，一般取几毫米，例如2～5毫米。槽道和槽道之间间距视热源分布状态而定，可以是均匀的，也可以是非均匀的，间距一般为几百微米到几毫米，例如0.1～5毫米。一般，在热源集中区域，换热槽道间距可以设计得比在热源非集中区小一些。甚至，在高热流密度区，换热槽道可局部S型加密分布，如图2所示，在中心处多个S型的结构使得局部换热槽的长度增加。
槽道宽度为0.1～10毫米，槽道表面可光滑，也可加工成形如Koch曲线的凸起，如图3所示为Koch曲线的周期单元。Koch曲线的生成方法是把一条曲线分成三段，将中间的一段用夹角为60°的两条等长的折线替代，形成一个生成元，然后再把每条直线段用生成元替代。生成元边长相同，为1～50微米。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种换热槽道螺旋式分布的扩热板，其特征在于：整个扩热板尺寸与拟进行散热与均温的面尺寸相当，在所述扩热板上加工螺旋型分布式换热槽道，槽道和槽道之间间距视热源分布状态而定，间距一般为0.1～5毫米；槽道宽度为0.1～10毫米，槽道表面加工成形如Koch曲线的凸起。
2.根据权利要求1所述的扩热板，其特征在于：槽道和槽道之间间距是均匀的。
3.根据权利要求1所述的扩热板，其特征在于：槽道和槽道之间间距是非均匀的。
4.根据权利要求1所述的扩热板，其特征在于：天线安装于所述扩热板上，通过所述扩热板与卫星本体连接，即扩热板既是天线的安装结构，同时也是天线的散热、均温机构，实现结构热控一体化。
5.根据权利要求1所述的扩热板，其特征在于：所述Koch曲线的生成方法是把一条曲线分成三段，将中间的一段用夹角为60°的两条等长的折线替代，形成一个生成元，然后再把每条直线段用生成元替代；生成元边长相同，为1～50微米。
6.根据权利要求1所述的扩热板，其特征在于：最外圈槽道与扩热板边界距离很小，一般取2～5毫米。
7.根据权利要求1所述的扩热板，其特征在于：在热源集中区域，所述槽道间距设计得比在热源非集中区小一些。
8.根据权利要求1所述的扩热板，其特征在于：在高热流密度区，所述槽道局部S型加密分布。
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