CN219893713U - 一种基于直流冷媒的相变传热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种基于直流冷媒的相变传热装置，包括下壳体和上壳体，所述上壳体设于下壳体的上方，所述上壳体与所述下壳体围合形成容纳腔，所述下壳体的一侧设有若干个冷媒通道，另一侧设有若干个排气通道，所述容纳腔内填充有冷媒材料。使用时将本实用新型放置于发热的电子设备上方，通过冷媒通道往容纳腔内传送液态冷媒材料，此时，热源的热量通过上壳体传到容纳腔内，使得液态冷媒材料吸收热量后发生相变转化为气态，并从排气通道中排出，将热量传至装置外部，实现相变传热；因此，本实用新型可以根据具体使用情况调节液态冷媒材料流量，防止容纳腔内的液态冷媒材料因完全蒸干而无法进行相变。

Description

一种基于直流冷媒的相变传热装置

技术领域

本实用新型涉及电子设备相变散热技术领域，具体涉及一种基于直流冷媒的相变传热装置。

背景技术

由于电子设备的运作需要电源提供电能，而能量的耗散将导致电子设备不断产生热量,在热量无法及时转移至外界的情况下，电子设备的温度将超出额定的工作温度范围内，影响电子设备的正常使用。在低功率的情况下，一般使用风扇进行空气对流冷却,这是因为水比空气更加导热，并且不容易升温，所以在更高功率的工况中，通常使用水冷板建立水流通道，进行水冷散热，可以达到比较好的效果。随着航空航天、轨道交通以及各类移动设备等技术领域对电子产品提出小体积，轻量化的要求越来越高，各类电子设备包括电池、LED，电机及其驱动控制器等在功率密度不断提高的同时，冷却条件也不断受到限制，而传统的风扇空冷和水冷板水冷等对流换热技术的传热能力也逐渐无法满足一般高功率电子设备的散热需求，尤其是热源体积减小导致的换热面积缩小，将进一步削弱对流换热技术的散热效果。

相变传热技术是目前热管理设计方案中传热能力较强的冷却技术，例如热管传热、均热板传热。其中，相变传热是利用工作介质相变时的潜热，能够短时间传输大量的热量，尤其在介质发生气液两相变化时，能够利用气体的流动性进行远距离传热以加快传热速率。然而，相变传热器件由于经过独立封装，其工作介质储量有限，在高功率工况下，当工质冷凝回流不足以弥补液体蒸发损失时，器件内部有限的液量将不断减少，而工质因完全蒸发而无法进行相变，将导致相变器件失效，严重限制了相变传热技术的使用。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提出一种基于直流冷媒的相变传热装置，相对于现有的相变传热器件，可以避免容纳腔内的冷媒材料完全蒸发而导致失效的问题，能够适用发热量大的热源。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种基于直流冷媒的相变传热装置，包括下壳体和上壳体，所述上壳体设于下壳体的上方，所述上壳体与所述下壳体围合形成容纳腔，所述下壳体的一侧设有若干个冷媒通道，另一侧设有若干个排气通道，所述容纳腔内填充有冷媒材料。

优选的，所述排气通道所在下壳体的水平位置高于所述冷媒通道所在下壳体的水平位置。

优选的，所述冷媒材料为氟利昂、丙烷、异丁烷、氨或二氧化碳或水。

优选的，所述冷媒通道为冷媒管，所述冷媒管与下壳体固定连接或活动连接。

优选的，所述排气通道为排气管，所述排气管与下壳体固定连接或活动连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

使用时，将本实用新型放置于发热的电子设备上方，通过冷媒通道往下壳体和上壳体围合形成的容纳腔内传送液态冷媒材料，此时，热源的热量通过上壳体传到容纳腔内，使得液态冷媒材料吸收热量后发生相变转化为气态，并从排气通道中排出，将热量传至装置外部，实现相变传热；其中，冷媒通道可以不断地将液态冷媒材料导入容纳腔内，而排气通道可以不断地将气态冷媒材料从容纳腔内排出，可以根据具体使用情况(冷媒材料相变速率和热量传导速度)调节液态冷媒材料流量，防止容纳腔内的液态冷媒材料因完全蒸干而无法进行相变。因此，本实用新型相比于传统水冷板能够显著增强高功率电子设备的散热情况，实现对轻量化、集成化的电子设备的高效散热；并且，本实用新型相对于现有的相变传热器件，可以避免容纳腔内的冷媒材料完全蒸发而导致失效的问题，可以适用于更高功率的热源。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的立体图；

图2为本实用新型的主视剖视图；

图3为本实用新型的右视图；

图4为本实用新型的左视图。

附图标识：1-下壳体，2-上壳体，3-冷媒通道，4-排气通道，5-热源。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1至图2，本实用新型实施方式公开了一种基于直流冷媒的相变传热装置，包括下壳体1和上壳体2，所述上壳体2设于下壳体1的上方，所述上壳体2与所述下壳体1围合形成容纳腔，所述下壳体1的一侧设有若干个冷媒通道3，另一侧设有若干个排气通道4，所述容纳腔内填充有冷媒材料。

使用时，将本实用新型放置于发热的电子设备(以下简称热源5)上方，通过冷媒通道3往下壳体1和上壳体2围合形成的容纳腔内传送液态冷媒材料，此时，热源5的热量通过上壳体2传到容纳腔内，使得液态冷媒材料吸收热量后发生相变转化为气态，并从排气通道4中排出，将热量传至装置外部，实现相变传热。其中，冷媒通道3可以不断地将液态冷媒材料导入容纳腔内，而排气通道4可以不断地将气态冷媒材料从容纳腔内排出，可以根据具体使用情况(冷媒材料相变速率和热量传导速度)调节液态冷媒材料流量，防止容纳腔内的液态冷媒材料因完全蒸干而无法进行相变。因此，本实用新型相比于传统水冷板能够显著增强高功率电子设备的散热情况，实现对轻量化、集成化的电子设备的高效散热；并且，本实用新型相对于现有的相变传热器件，可以避免容纳腔内的冷媒材料完全蒸发而导致失效的问题，可以适用于更高功率的热源5。

参见图3和图4，进一步地，所述排气通道4所在下壳体1的水平位置高于所述冷媒通道3所在下壳体1的水平位置，冷媒通道3用于排入液态冷媒材料，排气通道4用于排出气态冷媒材料，其中，冷媒通道3的大小需要综合热源5功率、液态冷媒材料的输入流量以及容纳腔的体积，避免出现冷媒通道3的管径过大而导致容纳腔内部液态冷媒材料不断积累，从排气通道4中排出的情况，同时，冷媒通道3应安置于下壳体1的下半区域，方便液态冷媒材料的排入；排气通道4的大小需综合相变时气态冷媒材料的体积膨胀速率与液态冷媒材料的输入压力，避免因排气通道4过小而导致容纳腔内压过大、使液态冷媒材料从冷媒通道3中倒流出的情况，同时排气通道4应安置于下壳体1的上半区域，方便气态冷媒材料的排出。

进一步地，所述冷媒材料为氟利昂、丙烷、异丁烷、氨或二氧化碳或水。

进一步地，所述冷媒通道3为冷媒管，所述冷媒管与下壳体1固定连接或活动连接，具体的，冷媒管的数量为至少一个，并且冷媒管的管径大小综合热源5功率、液态冷媒材料的输入流量以及容纳腔的体积设定即可。

进一步地，所述排气通道4为排气管，所述排气管与下壳体1固定连接或活动连接，具体的，排气管的数量为至少一个，并且排气管的管径大小综合相变时气态冷媒材料的体积膨胀速率与液态冷媒材料的输入压力即可。

进一步地，下壳体1和上壳体2的上下表面优选为方形，还可以是圆形或多边形，以适用不同表面形状的热源5。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于直流冷媒的相变传热装置，其特征在于，包括下壳体(1)和上壳体(2)，所述上壳体(2)设于下壳体(1)的上方，所述上壳体(2)与所述下壳体(1)围合形成容纳腔，所述下壳体(1)的一侧设有若干个冷媒通道(3)，另一侧设有若干个排气通道(4)，所述容纳腔内填充有冷媒材料。

2.根据权利要求1所述的一种基于直流冷媒的相变传热装置，其特征在于，所述排气通道(4)所在下壳体(1)的水平位置高于所述冷媒通道(3)所在下壳体(1)的水平位置。

3.根据权利要求1所述的一种基于直流冷媒的相变传热装置，其特征在于，所述冷媒材料为氟利昂、丙烷、异丁烷、氨或二氧化碳或水。

4.根据权利要求1所述的一种基于直流冷媒的相变传热装置，其特征在于，所述冷媒通道(3)为冷媒管，所述冷媒管与下壳体(1)固定连接或活动连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于直流冷媒的相变传热装置，其特征在于，所述排气通道(4)为排气管，所述排气管与下壳体(1)固定连接或活动连接。