本實用新型涉及一種散熱器，具體涉及一種管帶式微循環(huán)散熱器及微循環(huán)換熱系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大功率和高性能電子元器件應(yīng)用系統(tǒng)的微型化和高度集成化，導(dǎo)致單位容積內(nèi)電子設(shè)備的發(fā)熱量急劇增大，局部溫度過高。當電子元器件長期處于高溫狀態(tài)時，經(jīng)常因為過熱發(fā)生失效。另外，當使用環(huán)境對換熱系統(tǒng)體積、重量做出嚴格限制并且散熱要求還很高時，傳統(tǒng)的強迫液體循環(huán)冷卻方式、強迫通風(fēng)冷卻方式或重力熱管相變冷卻方式已很難滿足大功率、高熱流密度使用條件下的散熱要求，散熱問題已成為限制電子元器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要瓶頸。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型針對以上提出的傳統(tǒng)散熱器不能滿足大功率、高熱流密度條件下散熱要求的問題，而研究設(shè)計一種管帶式微循環(huán)散熱器及微循環(huán)換熱系統(tǒng)。本實用新型采用的技術(shù)手段如下：

一種管帶式微循環(huán)散熱器，包括熱源模塊安裝板、散熱器安裝板和多個微循環(huán)散熱模塊，所述熱源模塊安裝板和散熱器安裝板相互固定且內(nèi)部形成用于容納工質(zhì)的主工質(zhì)腔，所述微循環(huán)散熱模塊為一端開口一端封閉的管狀結(jié)構(gòu)，微循環(huán)散模塊的內(nèi)部為分工質(zhì)腔，所述微循環(huán)散模塊的開口端安裝在散熱器安裝板上，使分工質(zhì)腔與主工質(zhì)腔連通，所述微循環(huán)散熱模塊的外壁包括相互平行的散熱平面，所述散熱平面上設(shè)有散熱翅片，所述主工質(zhì)腔的內(nèi)壁上設(shè)有毛細結(jié)構(gòu)的主吸液微通道，所述微循環(huán)散熱模塊的內(nèi)壁上設(shè)有毛細結(jié)構(gòu)的分吸液通道。

進一步地，所述微循環(huán)散熱模塊的截面為扁圓形，多個微循環(huán)散熱模塊的散熱平面相互平行呈陣列式設(shè)置，相鄰兩個微循環(huán)散熱模塊的相對的散熱平面分別與同一個散熱翅片的兩側(cè)相連或相對的散熱平面上各設(shè)有一個散熱翅片且兩個散熱翅片之間設(shè)置間隔板。

進一步地，所述毛細通道為當量直徑為0.001～8㎜的規(guī)則孔隙或不規(guī)則孔隙。

進一步地，所述毛細結(jié)構(gòu)為內(nèi)壁上設(shè)有微小凸起或凹坑的結(jié)構(gòu)、內(nèi)壁上設(shè)有微小凹槽的結(jié)構(gòu)或多孔金屬結(jié)構(gòu)。

進一步地，所述主吸液微通道和分吸液微通道具有相同或不同的毛細結(jié)構(gòu)。

進一步地，所述多孔金屬由燒結(jié)工藝制成，所述微小凸起、凹坑和微小凹槽為由刻蝕工藝或機械加工方式獲得的結(jié)構(gòu)。

進一步地，所述工質(zhì)為水、甲醇、乙醇、乙二醇或丙酮，所述散熱翅片為波紋無切口形、波紋有切口形、平直形或鋸齒形。

一種管帶式微循環(huán)換熱系統(tǒng)，包括本實用新型所述的管帶式微循環(huán)散熱器，還包括用于提供冷卻空氣的風(fēng)機組。

進一步地，所述風(fēng)機組為軸流式或離心式風(fēng)機組。

與現(xiàn)有技術(shù)比較，本實用新型所述的管帶式微循環(huán)散熱器及微循環(huán)換熱系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：

1、吸液微通道的設(shè)置為冷卻液化后的工質(zhì)液體快速順利地回流到主工質(zhì)腔內(nèi)提供了毛細力和通道，這種吸液微通道可使微循環(huán)散熱器的熱傳導(dǎo)性能比傳統(tǒng)熱管的熱傳導(dǎo)性能提高10倍以上，因此換熱系統(tǒng)更加緊湊高效；

2、吸液微通道的毛細結(jié)構(gòu)使得分工質(zhì)腔安裝角度不垂直甚至與水平線夾角為0度時，微循環(huán)散熱器也可以正常運行，這一特點極大地方便了電子元器件的安裝；

3、工質(zhì)依靠不同區(qū)域蒸汽的微壓力差實現(xiàn)蒸汽由熱源端向冷源端流動，依靠吸液微通道極強的毛細力實現(xiàn)液體由冷源端向熱源端的快速回流，工質(zhì)在微循環(huán)散熱模塊內(nèi)部的流動不需要外部提供動力，無泵，相對于傳統(tǒng)的采用強迫液體循環(huán)冷卻方式的換熱系統(tǒng)，噪音更低，更節(jié)省輔助功率；

4、采用共用的主工質(zhì)腔，可以使熱源模塊安裝板獲得均勻的熱流密度，降低散熱器局部出現(xiàn)高溫及熱斑的可能性，提高微循環(huán)換熱系統(tǒng)的可靠性；

5、采用雙翅片式二次散熱翅片，可以增加二次換熱面積，提高放熱量；同時中間帶間隔板也可以有效避免二次換熱翅片的變形；

6、結(jié)構(gòu)緊湊，傳熱效率高、噪音更低，輔助功率消耗低，可靠性高，可以很好地解決電子元器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要瓶頸問題—散熱問題，市場前景廣闊。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例所述的管帶式微循環(huán)散熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實用新型實施例所述的微循環(huán)散熱模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實用新型實施例所述的散熱器安裝板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是波紋無切口形散熱翅片的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是波紋有切口形散熱翅片的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是平直形散熱翅片的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是鋸齒形散熱翅片的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是本實用新型實施例所述的吸液微通道(方形凸起結(jié)構(gòu))的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9是圖8的左視圖。

圖10是本實用新型實施例所述的吸液微通道(圓形凸起結(jié)構(gòu))的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖11是圖10的左視圖。

圖12是本實用新型實施例所述的吸液微通道(凹槽結(jié)構(gòu))的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖13是圖12的仰視圖。

圖14是本實用新型實施例所述的吸液微通道(凹坑結(jié)構(gòu))的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖15是圖14的左視圖。

圖16是本實用新型實施例所述的吸液微通道(多孔金屬結(jié)構(gòu))的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖17是本實用新型實施例所述的微循環(huán)換熱系統(tǒng)的示意圖。

具體實施方式

如圖1至圖3所示，一種管帶式微循環(huán)散熱器，包括用于安裝熱源模塊3的熱源模塊安裝板4、散熱器安裝板5和多個微循環(huán)散熱模塊9，所述熱源模塊安裝板4和散熱器安裝板5相互固定且內(nèi)部形成用于容納工質(zhì)的主工質(zhì)腔6，所述微循環(huán)散熱模塊9為一端開口一端封閉的管狀結(jié)構(gòu)，微循環(huán)散模塊9的內(nèi)部為分工質(zhì)腔10，所述散熱器安裝板5上開設(shè)有安裝口，所述微循環(huán)散模塊9的開口端安裝在散熱器安裝板5上的安裝口處，使分工質(zhì)腔10與主工質(zhì)腔6連通，所述微循環(huán)散熱模塊9的外壁包括相互平行的散熱平面16，所述散熱平面16上設(shè)有散熱翅片13，所述主工質(zhì)腔6的內(nèi)壁上設(shè)有毛細結(jié)構(gòu)的主吸液微通道7，所述微循環(huán)散熱模塊9的內(nèi)壁上，也就是分工質(zhì)腔10的內(nèi)壁上設(shè)有毛細結(jié)構(gòu)的分吸液通道11。所述毛細通道為當量直徑為0.001～8㎜的規(guī)則孔隙或不規(guī)則孔隙。這種特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計，為冷卻液化后的工質(zhì)8快速順利地回流到主工質(zhì)腔6內(nèi)提供了毛細力和通道。因此，這種吸液微通道可使微循環(huán)散熱器的熱傳導(dǎo)性能比傳統(tǒng)熱管的熱傳導(dǎo)性能提高10倍以上，因此換熱系統(tǒng)更加緊湊高效。

所述微循環(huán)散熱模塊9的截面為扁圓形，扁圓形是指由兩段相互平行的線段和線段兩端的半圓弧組成的形狀，類似操場跑道的形狀，也就是說，微循環(huán)散熱模塊9的內(nèi)孔為腰型孔，多個微循環(huán)散熱模塊9的散熱平面16相互平行呈陣列式設(shè)置，所述相對的散熱平面16分別與同一個散熱翅片13的兩側(cè)相連或相對的散熱平面16上各設(shè)有一個散熱翅片13且相對的散熱平面16上的兩個散熱翅片13之間設(shè)置間隔板14，兩側(cè)最外側(cè)的散熱平面16上各設(shè)有一組散熱翅片13和設(shè)置在散熱翅片13外側(cè)的側(cè)板15，散熱翅片13的上方設(shè)有散熱模塊固定板12，散熱模塊固定板12上設(shè)有通孔，微循環(huán)散熱模塊9的上端穿過通孔進行固定。如圖4至圖7所示，所述散熱翅片13整體為立體板狀結(jié)構(gòu)，所述散熱翅片13為波紋無切口形、波紋有切口形、平直形或鋸齒形。

如圖8至圖16所示，所述毛細結(jié)構(gòu)為內(nèi)壁上設(shè)有微小凸起或凹坑的結(jié)構(gòu)、內(nèi)壁上設(shè)有微小凹槽的結(jié)構(gòu)或多孔金屬結(jié)構(gòu)，所述微小凹槽的截面形狀為三角形、半圓形、倒梯形或矩形等，也可以為不規(guī)則的形狀。所述主吸液微通道7和分吸液微通道11具有相同或不同的毛細結(jié)構(gòu)。本實施例中，所述主吸液微通道7和分吸液微通道11具有不同的毛細結(jié)構(gòu)，所述主吸液微通道7為內(nèi)壁上設(shè)有微小凸起或凹坑的結(jié)構(gòu)，特殊情況下為光滑內(nèi)壁面，所述分吸液微通道11為內(nèi)壁上設(shè)有微小凹槽的結(jié)構(gòu)。不同的毛細結(jié)構(gòu)具有不同的孔隙率，小孔隙率的吸液微通道可提供較大的毛細壓力，大孔隙率的吸液微通道可增強工質(zhì)的回流速度；另外，不同孔隙率的吸液微通道具有不同的換熱面積。因此，可以根據(jù)實際需要，在主工質(zhì)腔6和分工質(zhì)腔10內(nèi)設(shè)置不同孔隙率的毛細結(jié)構(gòu)，最終優(yōu)化換熱器的換熱性能。所述多孔金屬由燒結(jié)工藝制成，所述微小凸起、凹槽和微小凹槽為由刻蝕工藝或機械加工方式獲得的結(jié)構(gòu)。圖8至圖16僅是為了更清楚地說明吸液微通道的結(jié)構(gòu)所列舉的示例，實際吸液微通道的結(jié)構(gòu)遠遠不止圖中所示的幾種。

所述工質(zhì)8為水、甲醇、乙醇、乙二醇或丙酮。波紋翅片又稱人字形翅片，其流到為彎曲狀，形成波形，通過不斷改變流體的流動方向，促進流體的湍動、分離和破壞熱阻邊界層；鋸齒形翅片為沿著流體的方向，按一定的規(guī)律，把平直翅片切出許多切口，并且向與流體流動方向垂直的左右方向錯開一定距離形成間斷式翅片，這種翅片對促進流體的湍動、破壞熱阻邊界層十分有效；

如圖17所示，一種管帶式微循環(huán)換熱系統(tǒng)，包括本實施例所述的管帶式微循環(huán)散熱器1，還包括用于提供冷卻空氣的風(fēng)機組2，所述風(fēng)機組2為軸流式或離心式風(fēng)機組，循環(huán)散熱系統(tǒng)還包括其他連接附件等結(jié)構(gòu)。圖中箭頭為冷卻空氣流動方向的示意箭頭。

所述的微循環(huán)散熱器和換熱系統(tǒng)的工作原理是：當電子元器件工作發(fā)熱時，熱量通過熱源模塊安裝板4傳導(dǎo)到主工質(zhì)腔6內(nèi)壁，主工質(zhì)腔6內(nèi)儲存的工質(zhì)8受熱發(fā)生蒸發(fā)和沸騰，工質(zhì)由液體變成蒸汽，在此過程中吸收大量的熱量；蒸汽從主工質(zhì)腔6進入分工質(zhì)腔10，由于風(fēng)機強制通風(fēng)冷卻，在分工質(zhì)腔10內(nèi)的蒸汽熱量被冷卻空氣帶走，蒸汽液化，液化后的工質(zhì)沿分吸液微通道11及主吸液微通道7流回到主工質(zhì)腔6內(nèi)，繼續(xù)進行下一個散熱循環(huán)。

以上所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變形和改進，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。