本發(fā)明涉及一種散熱器,具體涉及一種多通道并聯(lián)式熱管散熱器。
背景技術(shù):
在國(guó)內(nèi)外強(qiáng)化傳熱技術(shù)中,利用汽體冷凝和液體沸騰蒸發(fā)換熱系數(shù)高且溫度均勻的特點(diǎn),開發(fā)出許多高效相變換熱技術(shù)。在大型電力電子設(shè)備換熱系統(tǒng)上多采用水冷方式,應(yīng)用相變換熱系統(tǒng)的報(bào)道不多,水冷系統(tǒng)占據(jù)空間大,且重量較重。傳統(tǒng)板式散熱器雖然結(jié)構(gòu)緊湊,但是流道復(fù)雜,介質(zhì)兩側(cè)流動(dòng)阻力大,同時(shí)傳統(tǒng)板式散熱器需要橡膠圈密封,不適用于高溫蒸汽換熱,同時(shí)蒸汽發(fā)生相變會(huì)造成體積大幅降低,而傳統(tǒng)板式在流道截面積上沒有變化,造成相變后流體流速達(dá)不到湍流,換熱效果降低,不適用于制備相變散熱器。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明針對(duì)以上問(wèn)題的提出,而研究設(shè)計(jì)一種多通道并聯(lián)式熱管散熱器。本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下:
一種多通道并聯(lián)式熱管散熱器,包括基板和散熱箱體,所述基板的內(nèi)部設(shè)有蒸發(fā)腔,所述散熱箱體包括多通道并聯(lián)式熱管和設(shè)置于多通道并聯(lián)式熱管外部的散熱翅片,所述多通道并聯(lián)式熱管包括中空的管體,所述管體的內(nèi)部設(shè)有分隔板,將管體的內(nèi)部空間分隔為兩個(gè)以上的相變通道,所述相變通道與蒸發(fā)腔連通,且所述相變通道與蒸發(fā)腔共同形成密閉的相變換熱腔,所述管體的內(nèi)壁上設(shè)有溝槽,所述蒸發(fā)腔的內(nèi)壁上設(shè)有毛細(xì)通道。
進(jìn)一步地,所述溝槽與蒸發(fā)腔底部的毛細(xì)通道之間通過(guò)毛細(xì)結(jié)構(gòu)相連。
進(jìn)一步地,所述蒸發(fā)腔的內(nèi)壁上設(shè)有金屬纖維層,所述金屬纖維層的內(nèi)部孔隙作為毛細(xì)通道,所述蒸發(fā)腔的頂面和底面之間設(shè)有支撐結(jié)構(gòu),所述支撐結(jié)構(gòu)為支撐柱或支撐筋板。
進(jìn)一步地,連接溝槽與金屬纖維層的毛細(xì)結(jié)構(gòu)為設(shè)置于支撐結(jié)構(gòu)上的輔助溝槽或輔助金屬纖維層。
進(jìn)一步地,所述金屬纖維層和輔助金屬纖維層的纖維為茸狀翅纖維,所述茸狀翅纖維為表面上具有不規(guī)則凸起和/或凹坑并且具有茸狀翅片結(jié)構(gòu)的金屬纖維,所述茸狀翅纖維的直徑為0.1~0.5㎜,所述金屬纖維層和輔助金屬纖維層的厚度為0.2~10㎜,所述金屬纖維層和輔助金屬纖維層的孔隙率為60%~90%。
進(jìn)一步地,所述管體與基板連接的一端設(shè)有鋸齒結(jié)構(gòu),所述鋸齒結(jié)構(gòu)伸入蒸發(fā)腔且鋸齒結(jié)構(gòu)的尖部與蒸發(fā)腔底部的金屬纖維層接觸,連接溝槽與金屬纖維層的毛細(xì)結(jié)構(gòu)為鋸齒結(jié)構(gòu)上的溝槽。
進(jìn)一步地,所述基板包括上基板和下基板,所述上基板和下基相互扣合形成蒸發(fā)腔。
進(jìn)一步地,所述溝槽為Ω形微溝槽、U形微溝槽、矩形微溝槽、三角形和梯形微溝槽中的一種或兩種以上的組合。
進(jìn)一步地,所述管體為中空板狀結(jié)構(gòu),所述多通道并聯(lián)式熱管與散熱翅片間隔設(shè)置,所述散熱翅片為平頂正弦波形翅片、矩形波形翅片和三角形翅片中的一種或兩種以上的組合。
與現(xiàn)有技術(shù)比較,本發(fā)明所述的多通道并聯(lián)式熱管散熱器具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積小,傳熱效率高,克服傳統(tǒng)水冷換熱系統(tǒng)笨重等問(wèn)題,適用于空間有限的高功率散熱需求;
2、多通道并聯(lián)式熱管散熱器極大限度地發(fā)揮毛細(xì)結(jié)構(gòu)的作用,具有反應(yīng)迅速,傳熱能力強(qiáng),熱分布均勻,工質(zhì)回流快,換熱效率高等優(yōu)點(diǎn),適用于散熱功率大,質(zhì)量輕等高要求的散熱領(lǐng)域;
3、蒸發(fā)腔內(nèi)部均勻分布的支撐柱或支撐筋板結(jié)構(gòu),連接蒸發(fā)腔的上下表面,以避免抽真空、灌注工質(zhì)過(guò)程中蒸發(fā)腔的凹陷,或者散熱器在工作過(guò)程中受力發(fā)生變形;另外,支撐柱或支撐筋板表面的輔助金屬纖維層或溝槽可以加快液態(tài)工質(zhì)從蒸發(fā)腔的頂部回流至底部,使液態(tài)工質(zhì)快速均勻分布于蒸發(fā)腔內(nèi);
4、管體下端的鋸齒狀設(shè)置,使液化的工質(zhì)能更快從多通道并聯(lián)式熱管內(nèi)回流至蒸發(fā)腔的底部,加快回流效率,增強(qiáng)散熱效果。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的俯視圖。
圖3是本發(fā)明實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4a是本發(fā)明實(shí)施例所述的U形微溝槽的多通道并聯(lián)式熱管的局部剖面示意圖。
圖4b是本發(fā)明實(shí)施例所述的Ω形微溝槽的多通道并聯(lián)式熱管的局部剖面示意圖。
圖4c是本發(fā)明實(shí)施例所述的矩形微溝槽的多通道并聯(lián)式熱管的局部剖面示意圖。
圖5是本發(fā)明所述的纖維燒結(jié)模具的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是本發(fā)明實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是本發(fā)明實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8a是本發(fā)明實(shí)施例二所述的多通道并聯(lián)式熱管的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8b是本發(fā)明實(shí)施例二所述的多通道并聯(lián)式熱管的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8c是本發(fā)明實(shí)施例二所述的多通道并聯(lián)式熱管的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9是本發(fā)明實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1至圖4所示,一種多通道并聯(lián)式熱管散熱器,包括基板4和散熱箱體,所述基板4的內(nèi)部設(shè)有蒸發(fā)腔6,所述散熱箱體包括多通道并聯(lián)式熱管9和設(shè)置于多通道并聯(lián)式熱管9外部的散熱翅片5,所述多通道并聯(lián)式熱管9與散熱翅片5焊接在一起,散熱翅片5處形成空氣通道,空氣通道的上端和下端均設(shè)有密封條,散熱箱體的兩側(cè)設(shè)置側(cè)護(hù)板8進(jìn)行加固。所述多通道并聯(lián)式熱管9包括中空的管體,所述管體的內(nèi)部設(shè)有分隔板,將管體的內(nèi)部空間分隔為兩個(gè)以上的相變通道26,所述相變通道26與蒸發(fā)腔6連通,且所述相變通道26與蒸發(fā)腔6共同形成密閉的相變換熱腔,所述相變通道26的截面形狀可以為規(guī)則形狀,也可以為不規(guī)則形狀,可以設(shè)置圓形、方形、矩形、梯形和三角形中的一種,也可以在一個(gè)管體內(nèi)設(shè)置多種,或者同一個(gè)散熱箱體采用不同形狀相變通道26的多通道并聯(lián)式熱管9,具體根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置。所述管體的內(nèi)壁上設(shè)有溝槽,所述蒸發(fā)腔6的內(nèi)壁上設(shè)有毛細(xì)通道。
所述蒸發(fā)腔6的內(nèi)壁上設(shè)有金屬纖維層,所述金屬纖維層的內(nèi)部孔隙作為毛細(xì)通道,所述蒸發(fā)腔6的頂面和底面之間設(shè)有支撐結(jié)構(gòu)11,所述支撐結(jié)構(gòu)11為支撐柱或支撐筋板,防止基板4在抽真空過(guò)程中或在受到外力時(shí)變形。
所述溝槽與所述蒸發(fā)腔6底部的毛細(xì)通道之間通過(guò)毛細(xì)結(jié)構(gòu)相連,便于工質(zhì)回流,一種相連的方式為在所述支撐結(jié)構(gòu)11的側(cè)壁上設(shè)置輔助溝槽或輔助金屬纖維層。另一種方式為將所述管體與基板4連接的一端設(shè)置為鋸齒結(jié)構(gòu),所述鋸齒結(jié)構(gòu)伸入蒸發(fā)腔6且鋸齒結(jié)構(gòu)的尖部與蒸發(fā)腔6底部的金屬纖維層接觸,則鋸齒結(jié)構(gòu)上的溝槽作為連接蒸發(fā)腔6頂部和底部的毛細(xì)結(jié)構(gòu)。當(dāng)然也可以將這幾種回流方式進(jìn)行組合設(shè)置。
所述金屬纖維層和輔助金屬纖維層的纖維為茸狀翅纖維,所述茸狀翅纖維的直徑為0.1~0.5㎜,所述金屬纖維層和輔助金屬纖維層的厚度為0.2~10㎜,所述金屬纖維層和輔助金屬纖維層的孔隙率為60%~90%。所述茸狀翅纖維是用特制多齒刀具切削法制成的表面粗糙的細(xì)絲狀體,因刀具前刀面與成型面的擠壓、摩擦,在纖維表面形成不規(guī)則的凸起或凹陷,以及大量的微小茸狀翅片結(jié)構(gòu),絲體細(xì)長(zhǎng)連續(xù)且具有較高強(qiáng)度和一定韌性,其翅片結(jié)構(gòu)高度為纖維當(dāng)量直徑的5%~25%。
所述基板包括上基板3和下基板1,所述上基板3和下基板相互扣合并焊接在一起,形成蒸發(fā)腔6,則基板作為熱源模組載體,上基板3的內(nèi)壁上設(shè)有上纖維層22,下基板1的內(nèi)壁上設(shè)有下纖維層2。上基板3上設(shè)有熱管安裝口,所述散熱箱體的下端安裝在熱管安裝口處,使相變通道26與蒸發(fā)腔6連通,所述多通道并聯(lián)式熱管9上部端頭封死。本實(shí)施例的支撐結(jié)構(gòu)11加工在下基板1上,相應(yīng)地,上基板3上設(shè)有支撐柱安裝口12,所述支撐結(jié)構(gòu)11高出支撐柱安裝口12一定高度并完成焊接。所述基板的頂部設(shè)有與蒸發(fā)腔6連通的工質(zhì)抽灌口,通過(guò)工質(zhì)抽灌口,可以對(duì)蒸發(fā)腔6真空灌注工質(zhì),并進(jìn)行密封,一次密封采用液壓封口,二次密封采用熔融焊接。
如圖4a、圖4b和圖4c所示,所述溝槽為Ω形微溝槽16、U形微溝槽15、矩形微溝槽17、三角形和梯形微溝槽中的一種或兩種以上的組合,可以同一個(gè)相變通道26內(nèi)設(shè)置相同的溝槽,也可以設(shè)置不同的溝槽,也可以同一個(gè)散熱箱體包含設(shè)置不同溝槽的多通道并聯(lián)式熱管9。
所述管體為中空板狀結(jié)構(gòu),所述多通道并聯(lián)式熱管9與散熱翅片5間隔設(shè)置,所述散熱翅片5為平頂正弦波形翅片、矩形波形翅片和三角形翅片中的一種或兩種以上的組合。平頂正弦波形是將正弦波的波峰和波谷處削平后得到的形狀。
本實(shí)施例各個(gè)零部件所用材料為鋁基材料或銅基材料,也可以部分用鋁基材料,部分用銅基材料。
本實(shí)施例的制造方法包括如下步驟:
1)按設(shè)計(jì)要求,利用擠壓工藝完成多通道并聯(lián)式熱管9的成型,并對(duì)相變通道26內(nèi)腔進(jìn)行毛化處理;利用沖壓工藝或滾壓工藝完成散熱翅片5的加工成型;
2)將多通道并聯(lián)式熱管9與散熱翅片5交替間隔排布,中間夾層釬料板,散熱翅片5的上端和下端分別以上封條7和下封條10密封,控制間隔而進(jìn)行焊接固定,形成板式散熱箱體;
3)按照散熱器尺寸設(shè)計(jì),采用機(jī)加方法加工上基板3與下基板1,上基板3含有支撐柱安裝口12,散熱箱體安裝腔口13,腔體,工質(zhì)抽灌口14等,下基板1含有腔體及支撐結(jié)構(gòu)11,熱源安裝定位孔等;
4)利用機(jī)加加工一定量的茸狀翅纖維,如圖5所示,均布于凸模18-中腔19-平模20的纖維燒結(jié)模具內(nèi)進(jìn)行真空燒結(jié),脫模,經(jīng)沖孔,卷接等獲得基板用纖維氈及纖維圓環(huán)21;
5)散熱箱體與上基板3焊接成一體,進(jìn)而將燒結(jié)纖維拼接于上下基板1腔面內(nèi),利用釬料焊接完成茸狀翅纖維層與基板的融合,完成對(duì)上下基板纖維吸液芯的燒結(jié),其間利用毛細(xì)接觸回流方式4實(shí)現(xiàn)工質(zhì)的快速回流,最終上下基板根據(jù)腔體相互相對(duì)焊接成一體,形成熱源模組載體,同時(shí),支撐結(jié)構(gòu)11高出上基板3相應(yīng)支撐柱安裝口12一定高度并完成焊接,增強(qiáng)熱源載體的強(qiáng)度;
6)通過(guò)上基板3預(yù)留的工質(zhì)抽灌口14,對(duì)基板內(nèi)型腔進(jìn)行真空灌注工質(zhì),并完成密封,集成為散熱器。
實(shí)施例一
如圖6所示,本實(shí)施例所述支撐結(jié)構(gòu)11的側(cè)壁上設(shè)有輔助金屬纖維層,通過(guò)輔助金屬纖維層連通蒸發(fā)腔6頂部和底部的金屬纖維層的毛細(xì)通道,也就是在支撐結(jié)構(gòu)11的外側(cè)裝配毛細(xì)纖維圓環(huán)21,毛細(xì)纖維圓21環(huán)通過(guò)沖壓或模具成型。本實(shí)施例的具體制造過(guò)程為:
(1)按設(shè)計(jì)要求,利用擠壓工藝完成鋁扁帶式的多通道并聯(lián)式熱管9的成型,相變通道26形狀為矩形,尺寸為2mm*2mm,壁厚0.5mm,二級(jí)結(jié)構(gòu)為U形的溝槽15,寬高尺寸為0.2mm*0.2mm,圓直徑為0.2mm,并對(duì)相變通道26的內(nèi)腔進(jìn)行毛化處理;利用沖壓工藝完成方波狀散熱翅片5的加工成型,寬高尺寸為10mm*13.2mm,壁厚為0.5mm。
(2)將多通道并聯(lián)式熱管9與散熱翅片5交替間隔排布,散熱翅片5上部和下部以矩形的上封條7、矩形的下封條10密封,各部件之間夾層釬料板而進(jìn)行高溫釬焊焊接固定,形成板式散熱箱體;
(3)采用數(shù)控銑床分別加工出上基板3與下基板1,包括蒸發(fā)腔6,支撐結(jié)構(gòu)11,熱管安裝口13,支撐柱安裝口12,工質(zhì)抽灌口14等,所用金屬材料為5系列鋁基,并將散熱箱體與上基板3氬弧焊焊接成一體;
(4)利用數(shù)控車床車削一定量的鋁纖維,均布與凸模18-中腔19-平模20的燒結(jié)模具內(nèi)進(jìn)行真空高溫?zé)Y(jié),脫模,獲得若干塊200mm*200mm*2mm,孔隙率為80%的鋁纖維氈;
(5)將燒結(jié)纖維氈分別拼接于上基板3和下基板1腔面內(nèi),對(duì)于支撐結(jié)構(gòu)11所在位置將纖維氈進(jìn)行沖孔,利用低溫釬焊將纖維氈融合在基板上,形成金屬纖維層,降低傳熱熱阻。上纖維層22,下纖維層2之間采用毛細(xì)纖維圓環(huán)21進(jìn)行回流。將燒結(jié)纖維氈裁剪,卷接成毛細(xì)纖維圓環(huán)21,將毛細(xì)纖維圓環(huán)21裝配在支撐結(jié)構(gòu)11上,保證纖維氈與毛細(xì)纖維圓環(huán)21緊密接觸,上下基板根據(jù)腔體相互相對(duì)進(jìn)行氬弧焊焊接成一體,形成熱源模組載體,同時(shí),支撐結(jié)構(gòu)11高出上基板3相應(yīng)支撐柱安裝口12的距離為3mm,并完成焊接,增強(qiáng)熱源載體的強(qiáng)度;
(6)通過(guò)上基板3預(yù)留的工質(zhì)抽灌口14,對(duì)蒸發(fā)腔6進(jìn)行真空灌注工質(zhì),并完成密封,集成為相變散熱器。
相變散熱器工作時(shí),由于基板上安裝的熱源模組成為發(fā)熱熱源,蒸發(fā)腔6中工質(zhì)在真空環(huán)境內(nèi)受熱而汽化,迅速吸取熱量,蒸汽往壓降方向運(yùn)動(dòng)而將熱量傳導(dǎo)至相變通道26內(nèi),工質(zhì)冷卻放熱,并與強(qiáng)制風(fēng)冷散熱的散熱翅片5完成換熱與散熱,多通道并聯(lián)式熱管9內(nèi)嵌U形微溝槽15增大換熱面積并有利于工質(zhì)的回流,加速工質(zhì)回流至蒸發(fā)腔6的金屬纖維氈。工質(zhì)冷卻時(shí),在相變通道26內(nèi)U形微溝槽15的毛細(xì)作用下回流至上纖維層22并迅速擴(kuò)散,通過(guò)毛細(xì)纖維圓環(huán)21回流至下纖維層2進(jìn)行回流擴(kuò)散,實(shí)現(xiàn)工質(zhì)的回流,從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)相變換熱過(guò)程的循環(huán),有效提高了傳熱散熱的效率。
實(shí)施例二
如圖7、圖8a、圖8b和圖8c所示,本實(shí)施例所述的多通道并聯(lián)式熱管9的管體與基板連接的一端設(shè)有鋸齒結(jié)構(gòu),所述鋸齒結(jié)構(gòu)伸入蒸發(fā)腔6且鋸齒結(jié)構(gòu)的尖部與蒸發(fā)腔6底部的金屬纖維層接觸。毛細(xì)接觸實(shí)現(xiàn)工質(zhì)快速回流方式4為扁帶熱管翻邊分彎溝槽機(jī)械接觸纖維吸液。將扁帶熱管分邊后線割出鋸齒結(jié)構(gòu)23,彎曲使熱管微溝槽直接接觸下纖維層2進(jìn)行回流。其具體制造過(guò)程為:
(1)按設(shè)計(jì)要求,利用擠壓工藝完成的鋁扁帶式的多通道并聯(lián)式熱管9的成型,通道形狀為矩形,尺寸為2mm*2mm,壁厚0.5mm,二級(jí)結(jié)構(gòu)為Ω形溝槽16,直徑為0.18mm,并對(duì)通道內(nèi)腔進(jìn)行毛化處理,使液氣分離,保證回流性能;利用沖壓工藝完成方波狀散熱翅片5的加工成型,寬高尺寸為15mm*16.4mm,壁厚為0.5mm。
(2)將多通道并聯(lián)式熱管9與散熱翅片5交替間隔排布,中間夾層釬料板,翅片上部和下部以矩形的上封條7、矩形的下封條10密封,控制間隔而進(jìn)行高溫釬焊焊接固定,形成板式散熱箱體;
(3)采用數(shù)控銑床分別加工出上基板3與下基板1,包括蒸發(fā)腔6,支撐結(jié)構(gòu)11,支撐柱安裝口12,熱管安裝口13,工質(zhì)抽灌口14等,所用金屬材料為5系列鋁基,并將散熱箱體與上基板3氬弧焊焊接成一體;
(4)利用數(shù)控車床車削一定量的鋁纖維,均布與凸模18-中腔19-平模20的燒結(jié)模具內(nèi)進(jìn)行真空高溫?zé)Y(jié),脫模,獲得若干塊200mm*200mm*3mm,孔隙率為85%的鋁纖維氈;
(5)將燒結(jié)纖維氈拼接于下基板1腔面內(nèi),對(duì)于支撐結(jié)構(gòu)11所在位置將纖維氈進(jìn)行沖孔,利用低溫釬焊將纖維氈融合在基板上,形成金屬纖維層,降低傳熱熱阻。采用扁帶熱管分邊分彎-溝槽機(jī)械接觸纖維吸液芯進(jìn)行回流。在釬焊成散熱箱體時(shí),多通道并聯(lián)式熱管9下部伸長(zhǎng)至分邊折彎后,鋸齒結(jié)構(gòu)23直接接觸下纖維層2,保證腔內(nèi)蒸汽的流通。多通道并聯(lián)式熱管9的溝槽接觸纖維有效保證相變通道26內(nèi)液體與下纖維層2回流的同時(shí)增強(qiáng)了下纖維層2的固定強(qiáng)度,上下基板根據(jù)腔體相互相對(duì)進(jìn)行氬弧焊焊接成一體,形成熱源模組載體,同時(shí),支撐結(jié)構(gòu)11高出上基板3相應(yīng)支撐柱安裝口12一定高度并完成焊接,增強(qiáng)熱源載體的強(qiáng)度;
(6)通過(guò)上基板3預(yù)留的工質(zhì)抽灌口14,對(duì)基板內(nèi)型腔進(jìn)行真空灌注乙醇,并完成密封,集成為相變散熱器。
相變散熱器工作時(shí),由于散熱箱安裝板上安裝的熱源模組成為發(fā)熱熱源,基板內(nèi)腔中工質(zhì)在真空環(huán)境內(nèi)受熱而汽化,迅速吸取熱量,蒸汽往壓降方向運(yùn)動(dòng)而將熱量傳導(dǎo)至相變通道26內(nèi),工質(zhì)冷卻放熱,并與強(qiáng)制風(fēng)冷散熱的散熱翅片5完成換熱與散熱。多通道并聯(lián)式熱管9內(nèi)嵌Ω形微溝槽16增大換熱面積并有利于液氣分離,保證回流性能。工質(zhì)冷卻時(shí),在扁帶通道內(nèi)Ω形微溝槽16的毛細(xì)作用下回流至下纖維層2并迅速擴(kuò)散,實(shí)現(xiàn)工質(zhì)直接回流至熱源模組上,高效實(shí)現(xiàn)汽化液化轉(zhuǎn)變過(guò)程,從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)相變換熱過(guò)程的循環(huán),有效提高了傳熱散熱的效率。
實(shí)施例三
如圖9所示,本實(shí)施例所述支撐結(jié)構(gòu)11的側(cè)壁上設(shè)有輔助溝槽,毛細(xì)接觸實(shí)現(xiàn)工質(zhì)快速回流方式4為支撐結(jié)構(gòu)11外裝配輔助溝槽圓環(huán)。在上基板3上機(jī)加工或激光加工出蒸發(fā)腔6微溝槽,再在上基板3、下基板1腔面內(nèi)同時(shí)燒結(jié)上纖維層22,下纖維層2,支撐結(jié)構(gòu)11外裝配輔助溝槽圓環(huán)24進(jìn)行回流。其具體制造過(guò)程為:
(1)按設(shè)計(jì)要求,利用擠壓工藝完成鋁扁帶式的多通道并聯(lián)式熱管9的成型,通道形狀為矩形,尺寸為3mm*2mm,壁厚0.5mm,二級(jí)結(jié)構(gòu)為矩形微溝槽17,寬高尺寸為0.3mm*0.3mm,并對(duì)通道內(nèi)腔進(jìn)行毛化處理;利用沖壓工藝完成方波狀散熱翅片5的加工成型,寬高尺寸為15mm*19.8mm,壁厚為0.3mm。
(2)將多通道并聯(lián)式熱管9與散熱翅片5交替間隔排布,中間夾層釬料板,翅片上部、下部以矩形的上封條7、矩形的下封條10密封,控制間隔而進(jìn)行高溫釬焊焊接固定,形成板式散熱箱體;
(3)采用數(shù)控銑床分別加工出上基板3與下基板1,包括蒸發(fā)腔6,支撐結(jié)構(gòu)11,支撐柱安裝口12,熱管安裝口13,工質(zhì)抽灌口14等,所用金屬材料為5系列鋁基,并將散熱箱體與上基板3氬弧焊焊接成一體,進(jìn)而在上基板3腔面上機(jī)加工出基板微溝槽25,基板微溝槽25與相變通道26內(nèi)溝槽相連通以保證工質(zhì)的回流;
(4)利用數(shù)控車床車削一定量的鋁纖維,均布與凸模18-中腔19-平模20的燒結(jié)模具內(nèi)進(jìn)行真空高溫?zé)Y(jié),脫模,獲得若干塊200mm*200mm*4mm,孔隙率為90%的鋁纖維氈;
(5)將燒結(jié)纖維氈分別拼接于上下基板腔面內(nèi),對(duì)于支撐結(jié)構(gòu)11所在位置將纖維氈進(jìn)行沖孔,利用低溫釬焊將纖維氈融合在基板上,形成金屬纖維層,降低傳熱熱阻。上下纖維層之間采用上基板微溝槽25連通相變通道26內(nèi)的溝槽,復(fù)合支撐結(jié)構(gòu)11外裝配輔助微溝槽圓環(huán)24進(jìn)行回流。利用3D打印工藝加工出輔助微溝槽圓環(huán)24,將輔助微溝槽圓環(huán)24裝配在支撐結(jié)構(gòu)11上,保證下纖維層2、上纖維層22、上基板微溝槽25與溝槽圓環(huán)緊密接觸,上下基板根據(jù)腔體相互相對(duì)進(jìn)行氬弧焊焊接成一體,形成熱源模組載體,同時(shí),支撐結(jié)構(gòu)11高出上基板3相應(yīng)支撐柱安裝口12一定高度并完成焊接,增強(qiáng)熱源載體的強(qiáng)度;
(6)通過(guò)上基板3預(yù)留的工質(zhì)抽灌口14,對(duì)基板內(nèi)型腔進(jìn)行真空灌注丙酮,并完成密封,集成為相變散熱器。
相變散熱器工作時(shí),由于基板上安裝的熱源模組成為發(fā)熱熱源,蒸發(fā)腔6中工質(zhì)在真空環(huán)境內(nèi)受熱而汽化,迅速吸取熱量,蒸汽往壓降方向運(yùn)動(dòng)而將熱量傳導(dǎo)至相變通道26內(nèi),工質(zhì)冷卻放熱,并與強(qiáng)制風(fēng)冷散熱的散熱翅片5完成換熱與散熱,多通道并聯(lián)式熱管9內(nèi)嵌矩形微溝槽17增大換熱面積并有利于工質(zhì)的回流,上基板3上面激光加工有矩形的基板微溝槽25,并與多通道并聯(lián)式熱管9內(nèi)矩形微溝槽17直接連通,加速工質(zhì)回流至基板內(nèi)腔纖維氈。工質(zhì)冷卻時(shí),在扁帶通道內(nèi)矩形微溝槽17的毛細(xì)作用下回流至上纖維層22并迅速擴(kuò)散,通過(guò)輔助微溝槽圓環(huán)24回流至下纖維層2進(jìn)行回流擴(kuò)散,實(shí)現(xiàn)工質(zhì)的回流,從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)相變換熱過(guò)程的循環(huán),有效提高了傳熱散熱的效率。
以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述,并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定,在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變形和改進(jìn),均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。