本實用新型屬于強化傳熱和電子元器件冷卻領域,特別是一種分層均熱板。
背景技術:
電子設備的熱控制是決定器件工作穩(wěn)定性和可靠性的關鍵技術,隨著電子設備的高集成、高性能的發(fā)展,對器件散熱的要求也不斷提高。均熱板作為一種新型高效的傳熱元件被廣泛應用于電子設備中。但傳統(tǒng)均熱板為單一板狀結構,一側貼近熱源,另一側貼近冷端,當熱源與冷端處于不同平面時,傳統(tǒng)均熱板的傳熱能力將受到影響,尤其是在特定領域,例如PCB領域,冷端與熱源分屬不同平面,若只在熱源處為均熱板,只能通過冷端與熱源之間的實體進行導熱,導熱能力有限。
中國專利文獻CN 102691999A公開了一種用于大功率LED散熱的板式脈動熱管,脈動熱管包括基板及在基板上銑出的毛細管束,毛細管束下部具有一空腔作為液池。采用該種結構,可保證在熱源下方始終有液區(qū)存在不會發(fā)生燒干的現(xiàn)象,但液池中受熱產(chǎn)生的蒸汽會對熱管中本來存在的氣液塞造成沖擊,導致氣泡破裂,進而影響熱管的傳熱。
中國專利文獻CN 102121802A公開了一種雙面槽道板式脈動熱管,該脈動熱管包括殼體和折板,折板插裝在殼體內,與殼體內壁形成多條脈動槽道,槽道之間通過微縫連通。采用該種結構,槽道之間連接處阻力較大,影響氣液塞流動,同時截面為三角形等角型結構,影響氣液塞的形成,進而影響脈動熱管的傳熱效果。
技術實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的在于提供一種傳熱效率高,適用于冷端與熱源不在相同平面的電子器件,抗壓能力強,制造工藝簡單,適合批量生產(chǎn)的分層均熱板。
為實現(xiàn)上述目的,本實用新型采用如下技術解決方案:
一種分層均熱板,包括蓋板、底板和中間板;中間板設置在蓋板和底板之間,底板和中間板尺寸相同,蓋板數(shù)量為兩塊,且尺寸均小于中間板尺寸,兩塊蓋板分別設置在中間板上面的兩側,蓋板與中間板相鄰的一面、中間板上下兩面以及底板與中間板相鄰的一面均加工有槽道,中間板上下兩面的槽道分別與蓋板和底板的槽道結構相同;中間板上下兩面的槽道通過通孔相通;兩塊蓋板與中間板的連接面焊接,中間板與底板的連接面焊接,構成封閉腔體,在封閉腔體內部抽真空并填充工質,工質在腔體內進行蒸發(fā)冷凝實現(xiàn)熱量傳遞。
本實用新型與現(xiàn)有技術相比,有益的技術效果在于:
(1)本實用新型在蓋板、底板及中間板加工出槽道,無需吸液芯,結構簡單;(2)本實用新型槽道之間的實體部分可提供強度足夠的支撐,抗壓能力強;(3)將內部腔體抽真空后充注工質,工質在槽道內形成氣塞和液柱間隔布置并呈隨機分布的狀態(tài),在蒸發(fā)端,工質吸熱產(chǎn)生氣泡,迅速膨脹和升壓,推動工質流向低溫冷凝端;在冷凝端,氣泡冷卻收縮并破裂,壓力下降;由于蒸發(fā)端和冷凝端存在壓差以及相鄰槽道之間存在的壓力不平衡,使得工質在蒸發(fā)端和冷凝端之間振蕩流動,從而實現(xiàn)熱量的傳遞;蓋板與中間板以及底板與中間板構成的上下腔體互相連通,可使底板蒸發(fā)端產(chǎn)生的熱量通過工質直接傳至蓋板冷凝端,傳熱效果更好;工質在上下腔體內同樣存在振蕩流動,當量傳熱系數(shù)大;整個過程中,工質完全依靠熱驅動進行自我震蕩;同時其運行性能基本不受重力影響,應用更為廣泛。
附圖說明
圖1為本實用新型的分層均熱板整體示意圖。
圖2為本實用新型的分層均熱板在垂直于板面方向的截面示意圖。
圖3為本實用新型具有多條首尾不相連槽道的蓋板結構示意圖。
圖4為本實用新型具有一條蛇形槽道的蓋板結構示意圖。
圖5為本實用新型具有多條首尾不相連槽道的底板結構示意圖。
圖6為本實用新型具有兩條獨立蛇形槽道的底板結構示意圖。
圖7為本實用新型中間板雙側槽道結構示意圖。
圖8為本實用新型的半圓形槽道截面放大示意圖。
圖9為本實用新型的半橢圓形槽道截面放大示意圖。
圖10為本實用新型的矩形槽道截面放大示意圖。
圖11為本實用新型的三角形槽道截面放大示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細描述。
結合圖1,一種分層均熱板,包括蓋板1、底板2和中間板3;中間板3設置在蓋板1和底板2之間,底板2和中間板3尺寸相同,蓋板數(shù)量為兩塊,且尺寸均小于中間板尺寸,兩塊蓋板分別設置在中間板3上面的兩側,蓋板1與中間板3相鄰的一面、中間板上下兩面以及底板與中間板相鄰的一面均加工有槽道,中間板上下兩面的槽道分別與蓋板和底板的槽道結構相同;中間板上下兩面的槽道通過通孔相通;兩塊蓋板與中間板的連接面焊接,中間板與底板的連接面焊接,構成封閉腔體,在封閉腔體內部抽真空并填充工質,工質在腔體內進行蒸發(fā)冷凝實現(xiàn)熱量傳遞。
結合圖2,兩塊蓋板的槽道11與中間板上面的槽道31構成頂部封閉腔體4,中間板下面的槽道32與底板的槽道21構成一個底部封閉腔體5,兩側的頂部封閉腔體4通過通孔33與底部封閉腔體5互通。
或者,兩塊蓋板1的槽道與中間板3上面的槽道構成頂部封閉腔體4,中間板3下面的槽道與底板2的槽道構成兩個獨立的底部封閉腔體,兩側的頂部封閉腔體4分別通過通孔與對應位置的底部封閉腔體互通。
圖3和圖4為本實用新型蓋板的兩種槽道結構,圖5和圖6為本實用新型底板的兩種槽道結構;圖7為中間板兩側槽道形式,與圖3、圖5的蓋板和底板對應。
結合圖8-圖11,蓋板、底板及中間板槽道在垂直于板面方向的截面為半圓形、半橢圓形、矩形或三角形。槽道截面為半圓形時,半圓形半徑為0.5-10mm;槽道的截面為半橢圓形時,半橢圓形的長半軸和短半軸長度為0.5-10mm;槽道截面為矩形時,矩形的邊長為0.5-10mm;槽道截面為三角形時,三角形的邊長為0.5-10mm。
進一步的,本實用新型的槽道通過銑出、壓鑄或線切割方式加工。
進一步的,兩塊蓋板的尺寸相同。
進一步的,蓋板、底板及中間板材料為銅、銅合金、鋁和鋁合金中的任意一種。
進一步的,相鄰板的連接面采用擴散焊的方式焊接,即各板表面緊密貼合,在一定溫度及壓力作用一段時間后,接觸面之間的原子相互擴散形成聯(lián)接;焊接后整體需抽真空,并充注工質,工質為丙酮、乙醇、甲醇和去離子水中的任意一種。
本實用新型由于采用新型的槽道結構,具有結構簡單,抗壓能力強,傳熱效率高,制作工藝簡單等優(yōu)點,更適用于冷端與熱源分屬不同平面的器件,較一般的脈動熱管,傳熱效果更好,應用前景廣闊,尤其在電力電子等熱流密度高的領域,可以有效快速地降低電子器件的溫度,延長電子器件的使用壽命。