CN112503986A - 一种基于阵列型亲水性石墨烯的微型快速冷却装置 - Google Patents

一种基于阵列型亲水性石墨烯的微型快速冷却装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112503986A
CN112503986A CN202011403587.2A CN202011403587A CN112503986A CN 112503986 A CN112503986 A CN 112503986A CN 202011403587 A CN202011403587 A CN 202011403587A CN 112503986 A CN112503986 A CN 112503986A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat exchange
graphene
baffle
box body
heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011403587.2A
Other languages
English (en)
Inventor
徐亮
陈航航
高建民
席雷
李云龙
李政轩
赵旭
田秋霞
阮麒成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Jiaotong University
Original Assignee
Xian Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Jiaotong University filed Critical Xian Jiaotong University
Priority to CN202011403587.2A priority Critical patent/CN112503986A/zh
Publication of CN112503986A publication Critical patent/CN112503986A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D17/00—Regenerative heat-exchange apparatus in which a stationary intermediate heat-transfer medium or body is contacted successively by each heat-exchange medium, e.g. using granular particles
    • F28D17/02—Regenerative heat-exchange apparatus in which a stationary intermediate heat-transfer medium or body is contacted successively by each heat-exchange medium, e.g. using granular particles using rigid bodies, e.g. of porous material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/02—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of carbon, e.g. graphite
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/005—Other auxiliary members within casings, e.g. internal filling means or sealing means

Abstract

一种基于阵列型亲水性石墨烯的微型快速冷却装置，包括换热箱体结构，换热箱体结构内侧连接有换热下挡板和换热上挡板，换热下挡板上连接有呈阵列型排布的换热下石墨烯板，换热上挡板下连接有阵列型排布的换热上石墨烯板，换热下石墨烯板和换热上石墨烯板多排交错排布；换热下挡板和换热箱体结构之间形成下水箱，换热下挡板和换热上挡板之间形成中热流通道，换热上挡板和换热箱体结构之间形成上水箱；换热下石墨烯板和换热上石墨烯板结构相同，外侧表面布有均匀排列的凹面，内部为中空空间；本发明结构简单稳定，体积小，制备过程便捷，可实现快速冷却和高效冷却。

Description

一种基于阵列型亲水性石墨烯的微型快速冷却装置
技术领域
本发明属于换热设备技术领域，特别涉及一种基于阵列型亲水性石墨烯的微型快速冷却装置。
背景技术
换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，在化工、能源、动力、冶金、机械、航空航天等诸多工业设备中有广泛应用。石墨烯是目前导热系数最高的碳材料，并且随着亲水性石墨烯制备方法的不断完善，在芯片，机箱等微型精密仪器的快速冷却场合中有着巨大的应用潜力。
基于阵列型亲水性石墨烯的微型快速冷却装置的优势突出，结构简单稳定，不占空间，制备过程便捷，同时还可以随应用设备的需要调整石墨烯层板的高度或者增减石墨烯层板的数量。
随着对设备要求的不断提高，芯片、机箱等微型精密仪器的热负荷也在不断提升，常见的换热器中普通换热结构也无法满足技术需求；同时，一些新型换热结构，存在着体积过大，制备工艺复杂，换热速度较慢，换热效率不高等缺点。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供了一种基于阵列型亲水性石墨烯的微型快速冷却装置，结构简单稳定，体积小，制备过程便捷；同时还可以随应用设备的需要调整石墨烯层板的高度或者增减石墨烯层板的数量，实现快速冷却和高效冷却。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种基于阵列型亲水性石墨烯的微型快速冷却装置，包括换热箱体结构1，换热箱体结构1内侧下方连接有换热下挡板2，换热箱体结构1内侧上方连接有换热上挡板4，换热下挡板2上连接有呈阵列型排布的换热下石墨烯板3，换热上挡板4下连接有阵列型排布的换热上石墨烯板5，换热下石墨烯板3和换热上石墨烯板5多排交错排布；换热下挡板2和换热箱体结构1之间形成下水箱8，换热下挡板2和换热上挡板4之间形成中热流通道7，换热上挡板4和换热箱体结构1之间形成上水箱6。
所述的换热下石墨烯板3和换热上石墨烯板5结构相同，外侧表面布有均匀排列的凹面501，内部为中空空间502；换热下石墨烯板3下端伸入下水箱8与冷却水相接触，上端位于中热流通道7中；换热上石墨烯板5下端位于中热流通道7中，上端伸入上水箱6与冷却水相接触。
所述的换热下石墨烯板3、换热上石墨烯板5与换热下挡板2、换热上挡板4之间存在配合关系。
所述的换热下挡板2、换热上挡板4与换热箱体结构1之间存在配合关系。
本发明与现有技术相比至少具有如下的有益效果：
多排交错排布的换热下石墨烯板3、换热上石墨烯板5互相接触，保证了整体的稳定性；多排交错布置的换热下石墨烯板3和换热上石墨烯板5在与热流体接触后起到扰流作用，并能滞留部分热流体，使热流体的流态发生改变，从而形成复杂流场，强化换热。
热流体在进入中热流通道7后，不仅与换热下挡板2和换热上挡板4接触，换热下石墨烯板3和换热上石墨烯板5上还设有凹面501，极大增加换热面积，提高冷却效率。
换热下石墨烯板3、换热上石墨烯板5具有亲水性，其内部为中空空间502，换热上石墨烯板5上端伸入上水箱6，受重力作用，中空空间502中装满冷却水；换热下石墨烯板3下端伸入下水箱8，中空空间502因“毛细作用”和材料本身所具有的亲水性，对下水箱8中的冷却水有一定的吸附作用，因此也具有一定高度的冷却水，实现换热效果的二次提升。
石墨烯板对水分子有吸附力，因此换热下石墨烯板3、换热上石墨烯板5伸入水箱的部分会从下水箱8、上水箱6中吸附水分子，并传递到中热流通道7中的石墨烯板外表面，与热流体直接接触后可以带走更多热量，达到“发汗冷却”的目的，提高冷却效率。
石墨烯材料本身具有良好的导热性，能够实现快速换热。
换热下石墨烯板3、换热上石墨烯板5与换热下挡板2、换热上挡板4之间存在配合关系，不仅便于拆卸和更换，还可以根据应用设备的不同，调整中热流通道7中的石墨烯板高度或者增减石墨烯板的数量。
换热下挡板2、换热上挡板4与换热箱体结构1之间存在配合结构，便于拆卸和更换，还可以根据应用设备的不同，调整石墨烯板与换热下挡板2、换热上挡板4的尺寸和结构形状。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的局部剖视图。
图3为本发明热流通道扰流部分的结构示意图。
图4为本发明石墨烯板的结构示意图。
图5为本发明石墨烯板的俯视图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1、图2、图3，一种基于阵列型亲水性石墨烯的微型快速冷却装置，包括换热箱体结构1，换热箱体结构1内侧下方连接有换热下挡板2，换热箱体结构1内侧上方连接有换热上挡板4，换热下挡板2上连接有呈阵列型排布的换热下石墨烯板3，换热上挡板4下连接有阵列型排布的换热上石墨烯板5，换热下石墨烯板3和换热上石墨烯板5多排交错排布；换热箱体结构1、换热下挡板2、换热上挡板4共同构成结构框架，保证结构的稳定性；换热下挡板2和换热箱体结构1之间形成下水箱8，换热下挡板2和换热上挡板4之间形成中热流通道7，换热上挡板4和换热箱体结构1之间形成上水箱6。
一定速度的热流体从中热流通道7的一端进入，并与换热下挡板2和换热上挡板4接触，在遇到换热上石墨烯板5和换热下石墨烯板3之后，受到扰流作用影响，流体流动状态发生改变，并沿着石墨烯板表面从空隙处进入下一层石墨烯板，提高冷却效率。
参照图3、图4和图5，所述的换热下石墨烯板3和换热上石墨烯板5结构相同，外侧表面布有均匀排列的凹面501，内部为中空空间502，凹面501极大增加了换热面积，提高冷却效率；换热下石墨烯板3下端伸入下水箱8与冷却水相接触，上端位于中热流通道7中；换热上石墨烯板5下端位于中热流通道7中，上端伸入上水箱6与冷却水相接触；换热上石墨烯板5的中空空间502因重力装满冷却水，换热下石墨烯板3的中空空间502也有一定高度的冷却水，又因石墨烯板材料本身具有亲水性和毛细作用，因此在中热流通道7中，换热下石墨烯板3、换热上石墨烯板5的外表面会吸附有下水箱8、上水箱6中的水分子，与热流体直接接触后可以带走更多热量，达到“发汗冷却”的目的，提高冷却效率；再加上石墨烯材料本身所具有的高导热性，从而实现换热效果的二次提升。
所述的换热下石墨烯板3、换热上石墨烯板5与换热下挡板2、换热上挡板4之间存在配合关系，不仅便于拆卸和更换，还可以根据应用设备的不同，调整中热流通道7中的石墨烯板高度或者增减石墨烯板的数量。
所述的换热下挡板2、换热上挡板4与换热箱体结构1之间存在配合关系，便于拆卸和更换，还可以根据应用设备的不同，调整石墨烯板与换热下挡板2、换热上挡板4的尺寸和结构形状。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种基于阵列型亲水性石墨烯的微型快速冷却装置，包括换热箱体结构(1)，其特征在于：换热箱体结构(1)内侧下方连接有换热下挡板(2)，换热箱体结构(1)内侧上方连接有换热上挡板(4)，换热下挡板(2)上连接有呈阵列型排布的换热下石墨烯板(3)，换热上挡板(4)下连接有阵列型排布的换热上石墨烯板(5)，换热下石墨烯板(3)和换热上石墨烯板(5)多排交错排布；换热下挡板(2)和换热箱体结构(1)之间形成下水箱(8)，换热下挡板(2)和换热上挡板(4)之间形成中热流通道(7)，换热上挡板(4)和换热箱体结构(1)之间形成上水箱(6)。
2.根据权利要求1所述的一种基于阵列型亲水性石墨烯的微型快速冷却装置，其特征在于：所述的换热下石墨烯板(3)和换热上石墨烯板(5)结构相同，外侧表面布有均匀排列的凹面(501)，内部为中空空间(502)；换热下石墨烯板(3)下端伸入下水箱8与冷却水相接触，上端位于中热流通道(7)中；换热上石墨烯板(5)下端位于中热流通道(7)中，上端伸入上水箱(6)与冷却水相接触。
3.根据权利要求1所述的一种基于阵列型亲水性石墨烯的微型快速冷却装置，其特征在于：所述的换热下石墨烯板(3)、换热上石墨烯板(5)与换热下挡板(2)、换热上挡板(4)之间存在配合关系。
4.根据权利要求1所述的一种基于阵列型亲水性石墨烯的微型快速冷却装置，其特征在于：所述的换热下挡板(2)、换热上挡板(4)与换热箱体结构(1)之间存在配合关系。
CN202011403587.2A 2020-12-04 2020-12-04 一种基于阵列型亲水性石墨烯的微型快速冷却装置 Pending CN112503986A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011403587.2A CN112503986A (zh) 2020-12-04 2020-12-04 一种基于阵列型亲水性石墨烯的微型快速冷却装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011403587.2A CN112503986A (zh) 2020-12-04 2020-12-04 一种基于阵列型亲水性石墨烯的微型快速冷却装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112503986A true CN112503986A (zh) 2021-03-16

Family

ID=74968415

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011403587.2A Pending CN112503986A (zh) 2020-12-04 2020-12-04 一种基于阵列型亲水性石墨烯的微型快速冷却装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112503986A (zh)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000304895A (ja) * 1999-04-22 2000-11-02 Toshiba Corp 熱交換器
CN2800213Y (zh) * 2004-12-01 2006-07-26 大连熵立得传热技术有限公司 可调负荷热管换热器
CN102165268A (zh) * 2008-01-25 2011-08-24 可持续能源联盟有限责任公司 用膜包夹的液体干燥剂进行除湿的间接蒸发冷却器
CN202229633U (zh) * 2011-06-22 2012-05-23 华东理工大学 管泡式换热器
CN104048533A (zh) * 2014-05-30 2014-09-17 尚小女 一种管壳式换热器
CN204830084U (zh) * 2015-04-13 2015-12-02 荣国华 回收厨房油烟热能的换热器
CN206755954U (zh) * 2017-03-20 2017-12-15 北京化工大学 石墨烯曲面传导换热器
US20180120038A1 (en) * 2013-07-26 2018-05-03 Hamilton Sundstrand Corporation Heat exchanger with embedded heat pipes
CN208458550U (zh) * 2018-06-08 2019-02-01 湖南国盛石墨科技有限公司 石墨烯冷却设备
CN209558943U (zh) * 2019-01-08 2019-10-29 广东美的制冷设备有限公司 换热器、空调器和制冷设备
CN111426228A (zh) * 2020-05-18 2020-07-17 安徽东能换热装备有限公司 一种板式换器的格栅式扰流装置

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000304895A (ja) * 1999-04-22 2000-11-02 Toshiba Corp 熱交換器
CN2800213Y (zh) * 2004-12-01 2006-07-26 大连熵立得传热技术有限公司 可调负荷热管换热器
CN102165268A (zh) * 2008-01-25 2011-08-24 可持续能源联盟有限责任公司 用膜包夹的液体干燥剂进行除湿的间接蒸发冷却器
CN202229633U (zh) * 2011-06-22 2012-05-23 华东理工大学 管泡式换热器
US20180120038A1 (en) * 2013-07-26 2018-05-03 Hamilton Sundstrand Corporation Heat exchanger with embedded heat pipes
CN104048533A (zh) * 2014-05-30 2014-09-17 尚小女 一种管壳式换热器
CN204830084U (zh) * 2015-04-13 2015-12-02 荣国华 回收厨房油烟热能的换热器
CN206755954U (zh) * 2017-03-20 2017-12-15 北京化工大学 石墨烯曲面传导换热器
CN208458550U (zh) * 2018-06-08 2019-02-01 湖南国盛石墨科技有限公司 石墨烯冷却设备
CN209558943U (zh) * 2019-01-08 2019-10-29 广东美的制冷设备有限公司 换热器、空调器和制冷设备
CN111426228A (zh) * 2020-05-18 2020-07-17 安徽东能换热装备有限公司 一种板式换器的格栅式扰流装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101493296B (zh) 一种具有层列微槽微热管群的新型平板热管
CN203231680U (zh) 一种管翅式换热器的波纹翅片
CN110657695A (zh) 一种电站锅炉热管冷凝端的设计方法
CN2720631Y (zh) 一种翅片热管散热器
CN112503986A (zh) 一种基于阵列型亲水性石墨烯的微型快速冷却装置
CN203706791U (zh) 变压器用新型节能片式散热器
CN205825777U (zh) 微通道热管换热器
CN204665982U (zh) 一种水冷式管壳油冷却器
CN201096459Y (zh) 改进结构的空冷器
CN210807995U (zh) 一种适用于igbt模块的均温散热结构
CN110736372B (zh) 一种电站锅炉热管系统
CN206160562U (zh) 一种带排水槽的蒸发器管道
CN206192162U (zh) 一种高效米字换热管
CN206176822U (zh) 换热器及包括该换热器的空调设备
CN209763802U (zh) 带内齿的新型微通道扁管换热器
CN216348024U (zh) 一种扩展式翅片换热器装置
CN113701540B (zh) 一种基于多孔水滴形Kagome结构的微型快速冷却装置
CN210664095U (zh) 一种高效翅片线换热器
CN110631266B (zh) 一种冷凝端稳定装置间距变化的太阳能热水器
CN113310342B (zh) 一种填料结构
CN202066404U (zh) 矩形纵翅片换热元件
CN202532750U (zh) 太阳能热水器或太阳能电-热联供系统所用的热管板
CN204362497U (zh) 一种用于水冷散热的双向流道鳍片散热器
CN112503974B (zh) 一种液氧用气化器
CN206739707U (zh) 一种便携式冷却器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210316

RJ01 Rejection of invention patent application after publication