CN206504650U - 一种风冷板翅式复合毛细沟槽相变散热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种风冷板翅式复合毛细沟槽相变散热器，包括换热箱和基板，所述基板内部设有用于容纳工质的基板内腔，所述换热箱包括交替设置的冷却介质通道和相变通道，所述冷却介质通道内设有散热翅片Ⅰ，所述换热箱安装在基板上，使相变通道与基板内腔连通，且所述相变通道与基板内腔共同形成密闭的相变换热腔，所述相变通道的内壁上设有沟槽，所述相变通道内设有散热翅片Ⅱ或金属纤维毡，所述基板内腔的内壁上设有毛细通道。本实用新型采用散热翅片Ⅰ‑相变通道间隔紧凑结构，集成度高，有效的节省空间，相变通道内设置沟槽和错齿翅片复合结构，极大提高换热面积，使换热工质在放热端快速凝结，在矩形错齿翅片面和毛细微沟槽内实现快速回流。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种散热器，具体涉及一种风冷板翅式复合毛细沟槽相变散热器。
背景技术
在国内外强化传热技术中，利用汽体冷凝和液体沸腾蒸发换热系数高且温度均匀的特点，开发出许多高效相变换热技术。在降低锅炉排烟温度、回收余热提高热效率方面，取得较好的效果，但在动车散热应用上少有报道。从目前的相变换热器研究来看，相变工质的回流速率，是影响换热效率的重要因素。
实用新型内容
本实用新型针对以上问题的提出，而研究设计一种风冷板翅式复合毛细沟槽相变散热器。本实用新型采用的技术手段如下：
一种风冷板翅式复合毛细沟槽相变散热器，包括换热箱和基板，所述基板内部设有用于容纳工质的基板内腔，所述换热箱包括交替设置的冷却介质通道和相变通道，所述冷却介质通道内设有散热翅片Ⅰ，所述换热箱安装在基板上，使相变通道与基板内腔连通，且所述相变通道与基板内腔共同形成密闭的相变换热腔，所述相变通道的内壁上设有沟槽，所述相变通道内设有散热翅片Ⅱ或金属纤维毡，所述基板内腔的内壁上设有毛细通道。
进一步地，所述散热翅片Ⅱ为矩形错齿翅片或平顶正弦波形错齿翅片或三角形波纹翅片，所述散热翅片Ⅰ为矩形错齿翅片或平顶正弦波形错齿翅片或三角形波纹翅片，所述毛细通道为金属纤维毡，所述毛细通道为当量直径为0.001～2mm的规则或不规则孔隙，孔隙率为60％～90％。
进一步地，所述基板包括上盖板基板和下盖板基板，所述上盖板基板和下盖板基板的内壁上均设有金属纤维毡，所述上盖板基板上设有用于连通基板内腔和相变通道的条形通孔。
进一步地，所述上盖板基板和下盖板基板之间设有支撑结构，所述支撑结构为支撑柱或支撑筋板，所述支撑结构的外壁上设有金属纤维毡。
进一步地，所述散热翅片Ⅰ为矩形错齿翅片，所述散热翅片Ⅰ的厚度为0.05～0.5mm，所述散热翅片Ⅰ的矩形错齿波的波距为3～15mm，波高度为2～30mm，矩形错齿切口开口宽度为0.5mm至四分之一波距之间。
进一步地，所述沟槽的宽度和深度均为0.1～1.5mm，所述沟槽与所述毛细通道的空隙连通。
进一步地，所述相变通道由两个平行的隔板和设置在隔板两端的侧封条围成，相变通道的顶部通过顶部封条密封，所述隔板和封条朝向相变通道的一侧均设有沟槽。
进一步地，所述散热翅片Ⅰ夹紧于所述冷却介质通道两侧的隔板之间，所述冷却介质通道的上端和下端设有空气封条，所述换热箱两侧设有侧护板。
进一步地，所述相变散热器的基材为铝、铝合金、铜或铜合金。
与现有技术比较，本实用新型所述的风冷板翅式复合毛细沟槽相变散热器具有以下优点：
1、采用工质相变实现热量的快速传导，传热效率高；
2、采用风冷式散热，基于正弦-方波复合结构翅片，实现高效散热，同时节省了水箱设置；
3、采用散热翅片Ⅰ-相变通道间隔紧凑结构，集成度高，有效的节省空间，相变通道尺寸数目可调，换热器适用功率范围广；
4、相变通道内设置沟槽和错齿翅片复合结构，极大提高换热面积，使换热工质在放热端快速凝结，并在重力和毛细能力的双重作用下，在矩形错齿翅片面和毛细微沟槽内实现快速回流。
5、腔内烧结金属纤维毡能协助工质的回流，也能维系工质，防止蒸干，同时，金属纤维毡能实现整个腔面液态工质的均匀分布，实现基板的均温性。
6、基板内腔内设有支撑柱或支撑筋板，有效的防止了基板内腔的变形，另外，在支撑柱或支撑筋板表面设置辅助纤维毡可加快工质的回流速度。
附图说明
图1是本实用新型实施例的结构示意图。
图2a是本实用新型实施例所述的相变通道的内部结构示意图(矩形错齿翅片)。
图2b是本实用新型实施例所述的相变通道的内部结构示意图(平顶正弦波形错齿翅片)。
图2c是本实用新型实施例所述的相变通道的内部结构示意图(三角形波纹翅片)。
图3是本实用新型实施例所述的基板的结构示意图。
图4是本实用新型实施例的俯视示意图。
图5是本实用新型实施例所述的平顶正弦波形错齿翅片结构示意图。
图6是本实用新型实施例所述的矩形错齿翅片的立体结构示意图。
具体实施方式
如图1至图6所示，一种风冷板翅式复合毛细沟槽相变散热器，包括换热箱和基板，所述基板内部设有用于容纳工质的基板内腔3，所述换热箱包括交替设置的冷却介质通道10和相变通道6，所述冷却介质通道10内设有散热翅片Ⅰ11，所述换热箱安装在基板上，使相变通道6与基板内腔3连通，且所述相变通道6与基板内腔3共同形成密闭的相变换热腔，使用时，相变换热腔抽真空，成为真空腔体，并且基板内腔3内灌有工质。所述相变通道6的内壁上设有沟槽5，所述相变通道6内设有散热翅片Ⅱ7或金属纤维毡，相变通道内的金属纤维毡固定在相变通道的内壁上，所述基板内腔3的内壁上设有毛细通道。
本实施例中，所述毛细通道为金属纤维毡，所述毛细通道为当量直径为0.001～2mm的规则或不规则孔隙，孔隙率为60％～90％。所述基板包括相互焊接固定的上盖板基板2和下盖板基板1，所述上盖板基板2和下盖板基板1之间设有支撑结构12，所述支撑结构12为支撑柱或支撑筋板，所述上盖板基板2和下盖板基板1的内壁上均设有金属纤维毡，上盖板基板2的内壁上设有上纤维毡15，下盖板基板1的内壁上设有下纤维毡16，所述支撑结构12的外壁上设有辅助纤维毡13，所述上纤维毡15、下纤维毡16和辅助纤维毡13可以为相同的金属纤维毡，也可以为不同的金属纤维毡，上纤维毡15、下纤维毡16和辅助纤维毡13的孔隙连通，金属纤维毡烧结在基板的内壁上或支撑柱的外壁上，所述上盖板基板2上设有用于连通基板内腔和相变通道的条形通孔14。所述支撑结构12可以为圆柱形、四棱柱形、椭圆形或扁圆形或条状筋板等各种形状，具体可以根据需要任意设置。
所述相变通道6由两个平行的隔板18和设置在隔板18两端的侧封条17围成，隔板18和侧封条17通过钎焊固定为一个矩形截面的相变通道6，相变通道6的顶部通过顶部封条8密封，下部固定在上盖板基板2的条形通孔处，所述隔板18和侧封条17朝向相变通道的内侧均设有沟槽5，本实施例中沟槽5为纵向 槽，沟槽5的截面可以为矩形、梯形、半圆形或正弦波形等各种形状，所述沟槽5的宽度和深度均为0.15～1.5mm，所述沟槽与所述毛细通道的空隙连通。沟槽5的设置，提高了换热面积，使工质在相变通道6的内壁上快速凝结，并在重力和毛细能力的双重作用下，在沟槽5内实现快速回流，采取风冷结合方式省去水箱设置的同时达到换热和蓄热的效果，提高了系统散热高效性。
所述散热翅片Ⅰ11夹紧于所述冷却介质通道10两侧的隔板18之间，本实施例中，冷却介质通道10为空气通道，也就是说冷却介质为空气，所述散热翅片Ⅰ11的波峰钎焊在两侧的隔板18上，所述冷却介质通道的上端和下端设有空气封条9，所述换热箱两侧设有侧护板19。
如图2a、2b和2c所示，所述散热翅片Ⅱ7为矩形错齿翅片或平顶正弦波形错齿翅片或三角形波纹翅片，所述散热翅片Ⅰ11为矩形错齿翅片或平顶正弦波形错齿翅片或三角形波纹翅片。平顶正弦波形是指正弦波形状波峰处被削平后的形状。
所述散热翅片Ⅰ11为矩形错齿翅片，所述散热翅片Ⅰ的厚度为0.05～0.5mm，波高度为2～30mm，所述散热翅片Ⅰ11的矩形错齿波的波长为3～15mm，波高度为2～30mm，矩形错齿切口开口宽度为0～四分之一波距mm。
所述相变散热器的基材为铝、铝合金、铜或铜合金，各个组成部分可以为相同的材质，也可以为不同的材质。
本实施例采用板翅式散热器的结构，相变工质汽化吸热-液化放热实现高效传热，液化放热端与风冷进行强化散热，迅速将基本热量带走；矩形错齿翅片极大提高换热面积，换热工质在放热端快速凝结，并在重力和毛细能力的双重作用下，在矩形错齿翅片面和毛细微沟槽内实现快速回流，采取风冷结合方式省去水箱设置的同时达到换热和蓄热的效果，提高了系统散热高效性；腔内烧结纤维能协助工质的回流，也能维系工质，防止蒸干，同时，纤维层能实现整个腔面液态工质的均匀分布，实现基板的均温性。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (9)
1.一种风冷板翅式复合毛细沟槽相变散热器，其特征在于：包括换热箱和基板，所述基板内部设有用于容纳工质的基板内腔，所述换热箱包括交替设置的冷却介质通道和相变通道，所述冷却介质通道内设有散热翅片Ⅰ，所述换热箱安装在基板上，使相变通道与基板内腔连通，且所述相变通道与基板内腔共同形成密闭的相变换热腔，所述相变通道的内壁上设有沟槽，所述相变通道内设有散热翅片Ⅱ或金属纤维毡，所述基板内腔的内壁上设有毛细通道。
2.根据权利要求1所述的风冷板翅式复合毛细沟槽相变散热器，其特征在于：所述散热翅片Ⅱ为矩形错齿翅片或平顶正弦波形错齿翅片或三角形波纹翅片，所述散热翅片Ⅰ为矩形错齿翅片或平顶正弦波形错齿翅片或三角形波纹翅片，所述毛细通道为金属纤维毡，所述毛细通道为当量直径为0.001～2mm的规则或不规则孔隙，孔隙率为60％～90％。
3.根据权利要求2所述的风冷板翅式复合毛细沟槽相变散热器，其特征在于：所述基板包括上盖板基板和下盖板基板，所述上盖板基板和下盖板基板的内壁上均设有金属纤维毡，所述上盖板基板上设有用于连通基板内腔和相变通道的条形通孔。
4.根据权利要求3所述的风冷板翅式复合毛细沟槽相变散热器，其特征在于：所述上盖板基板和下盖板基板之间设有支撑结构，所述支撑结构为支撑柱或支撑筋板，所述支撑结构的外壁上设有金属纤维毡。
5.根据权利要求3所述的风冷板翅式复合毛细沟槽相变散热器，其特征在于：所述散热翅片Ⅰ为矩形错齿翅片，所述散热翅片Ⅰ的厚度为0.05～0.5mm，所述散热翅片Ⅰ的矩形错齿波的波距为3～15mm，波高度为2～30mm，矩形错齿切口开口宽度为0.5mm至四分之一波距之间。
6.根据权利要求1所述的风冷板翅式复合毛细沟槽相变散热器，其特征在于：所述沟槽的宽度和深度均为0.1～1.5mm，所述沟槽与所述毛细通道的空隙连通。
7.根据权利要求6所述的风冷板翅式复合毛细沟槽相变散热器，其特征在于：所述相变通道由两个平行的隔板和设置在隔板两端的侧封条围成，相变通道的顶部通过顶部封条密封，所述隔板和封条朝向相变通道的一侧均设有沟槽。
8.根据权利要求7所述的风冷板翅式复合毛细沟槽相变散热器，其特征在 于：所述散热翅片Ⅰ夹紧于所述冷却介质通道两侧的隔板之间，所述冷却介质通道的上端和下端设有空气封条，所述换热箱两侧设有侧护板。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的风冷板翅式复合毛细沟槽相变散热器，其特征在于：所述相变散热器的基材为铝、铝合金、铜或铜合金。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201720099858.7U CN206504650U (zh) | 2017-01-23 | 2017-01-23 | 一种风冷板翅式复合毛细沟槽相变散热器 |
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| CN106643244A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-05-10 | 中车大连机车研究所有限公司 | 一种风冷板翅式复合毛细沟槽相变散热器 |
| WO2018133308A1 (zh) * | 2017-01-23 | 2018-07-26 | 中车大连机车研究所有限公司 | 一种风冷板翅式复合毛细沟槽相变散热器 |
| CN108917439A (zh) * | 2018-08-30 | 2018-11-30 | 无锡格林沃科技有限公司 | 新型相变散热器 |
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2017
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