热翅制造技术

本发明专利技术公开了一种热翅，该热翅包括：两片侧面板和连接侧面板的边框，以构成一个中空的薄板状壳体；紧贴壳体内壁的毛细结构层；和密封在壳体内的相变工作介质；其中，仅以所述边框的局部作为蒸发区与热源表面接触，所述壳体的其余部分作为冷凝区。本发明专利技术的热翅增加了蒸汽传输通道面积、液态工作介质的回流宽度和冷凝区直接散热面积，缩短了蒸发区中心到蒸发区边缘的距离，较大提高了传热极限，以至能够获得更高的热流密度。

【技术实现步骤摘要】
热翅本申请是申请日为2012年1月18日、申请号为201210016284.4、专利技术名称为热翅的中国专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种相变传热装置，特别涉及一种热翅(heat-wing)。
技术介绍
相变传热装置相比高导热系数的固态金属，具有更高的等效导热系数和更佳的散热性能，其依靠自身内部的液体工作介质相变实现导热，具有高导热性、优良等温性等优点，被广泛的应用在工业上。目前，热管和均热板是相变传热装置中较为常用的散热装置。参见图1，典型的热管由管壳11、毛细结构12及密封在管内的相变工作介质13组成。热管的制作通常先将管内抽成真空后充以适当相变工作介质13，使紧贴管壳11内壁的毛细结构12中充满相变介质13后加以密封。热管的一端为蒸发区14，另一端为冷凝区15。当热管蒸发区14受热时，毛细结构12中液体工作介质13蒸发气化成气态工作介质16，气体在压差作用下通过孔道17流向冷凝区15，凝结成液态工作介质13并放出热量，液态工作介质13靠毛细作用沿毛细结构流回蒸发区14。如此循环，热量18不断从蒸发区14传至冷凝区15，实现散热效果。但是，热管由于其直径相对较小，其蒸汽传输是线性传递方式，近似一维，而且蒸汽的传输孔道较小，液工作介质回流宽度较短，使热管过早的达到传热极限。作为热管的改进，均热板包括底板、上盖、毛细结构和工作介质，均热板的底板中间区域部分作为蒸发区，上盖部分作为冷凝区，其与热管的原理是相同的，只是热的传递方式不同。在热管内部，蒸汽传输是平面传递方式，近似二维，与热管相比，均热板的蒸汽传输通道较大，液态工作介质回流宽度较宽，因此均热板的等温性能好于热管。但是，由于均热板蒸发区中心到蒸发区边缘的距离较长，导致均热板的蒸发区中心会较早蒸干，使得均热板的传热极限值较低。因此，需要研发一种蒸汽传输通道大、工作介质回流宽度宽、等温性能好、传热极限较高的新型相变传热装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种蒸汽传输通道大、工作介质回流宽度较宽、蒸发区中心区域到达蒸发区边缘的距离较短、传热极限较高的相变传热装置。为实现上述目的，本专利技术提供了一种热翅，包括：两片侧面板和连接侧面板的边框，以构成一个中空的薄板状壳体；紧贴壳体内壁的毛细结构层；和密封在壳体内的相变工作介质；其中，仅以所述边框的局部作为蒸发区与热源表面接触，所述壳体的其余部分作为冷凝区。在另一优选例中，所述壳体的材质为铜、铝、不锈钢金属或合金或其他高导热材料。在另一优选例中，所述毛细结构层可以是粉末烧结、丝网、沟槽、纤维，可以涂覆或生长纳米碳壁、纳米碳管、纳米碳球，或涂覆、生长其他纳米级、微米级有机或无机分子薄层，或前述结构和物质的混合，可以单层或多层复合，以及其他可以产生毛细作用的结构。在另一优选例中，所述相变工作介质可以包括水或其他液体、低熔点金属、纳米碳球、其他纳米颗粒及前述物质的混合物，或其他在使用温度范围内产生气液相变的物质。在另一优选例中，所述两片侧面板互相平行或大致平行。在另一优选例中，所述侧面板可以为矩形或其他任意形状。在另一优选例中，所述热翅靠近蒸发区的截面宽度大于其上部宽度，也可以小于或等于其上部宽度。在另一优选例中，热翅内部制造合适的真空度，根据壳体的机械强度和所需要抵抗的正、负压力，所述两片侧面板之间可设置支撑或连接结构。在另一优选例中，所述支撑或连接结构的形状可为点状、线状或片状。在另一优选例中，所述热翅还可设有鳍片。在另一优选例中，在所述热翅和/或鳍片上可以涂覆黑体辐射材料。在另一优选例中，所述热翅还可设有抽真空和充液的管子。在另一优选例中，所述热翅阵列设置在热源上。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术的热翅是一个密封的薄板状中空壳体，该热翅的长、宽远大于其厚度，故热翅的蒸汽传输通道较大，可具有良好的等温性能。两片侧面板的间距极小，将薄板状壳体相对面积很小的边缘的局部或边框的局部作为蒸发区，与热源表面接触，故蒸发区中心到蒸发区边缘的距离极短，避免了蒸发区中心区域较早蒸干的现象。将壳体面积较大的两个侧面板作为冷凝区，故冷凝区的面积极大，有利于热量的发散和冷凝，工作介质的回流宽度较宽，加大了液态工作介质的流量。该热翅较大地提高了传热极限，以至能够获得更高的热流密度。附图说明图1是现有技术中热管的剖面示意图；图2是本专利技术第一实施例的热翅的立体图；图3是图2沿A-A剖切的剖面图；图4是本专利技术第二实施例的热翅的剖面示意图；图5是本专利技术第三实施例的热翅的剖面示意图；图6是本专利技术第四实施例的热翅的剖面示意图；图7是本专利技术第五实施例的热翅的剖面示意图；图8是本专利技术第六实施例的热翅的剖面示意图；图9是本专利技术第七实施例的热翅阵列的立体图；图10是本专利技术第八实施例的热翅阵列的剖面示意图；图11是图10的立体分解图。具体实施方式为让本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本专利技术的具体实施方式作详细说明。需要说明的是，本专利技术并不限于下述具体实施方式，本领域的技术人员应该从下述实施方式所体现的精神来理解本专利技术，各技术术语可以基于本专利技术的精神实质来作最宽泛的理解。图中相同或相似的构件采用相同的附图标记表示。图2、图3示出了本专利技术的第一实施例，如图所示，本专利技术的热翅包括构成中空的板状壳体2的两片侧面板21和连接两片侧面板21的边框22、23，紧贴壳体2内壁的毛细结构层12、密封在壳体2内的相变工作介质13；其中，所述边框22、23，例如底部边框23的局部区域与热源3接触形成蒸发区，将壳体2的其余部分作为冷凝区，此外，也可仅将侧面板21作为冷凝区。该热翅的长、宽远大于其厚度，故热翅的蒸汽传输通道较大，可具有良好的等温性能。两片侧面板21的间距极小，将薄板状壳体2相对面积很小的边缘的局部或边框23的局部作为蒸发区，与热源表面接触，故蒸发区中心到蒸发区边缘的距离极短，避免了蒸发区中心区域较早蒸干的现象。将壳体2面积较大的两个侧面板21作为冷凝区，故冷凝区的面积极大，有利于热量的发散和冷凝，工作介质的回流宽度较宽，加大了液态工作介质的流量。该热翅较大地提高了传热极限，以至能够获得更高的热流密度。壳体2的材质可以选择铜、铝、不锈钢金属或合金或其他高导热材料以实现更佳的导热效果。毛细结构层12可以是粉末烧结、丝网、沟槽、纤维，可以涂覆或生长纳米碳壁、纳米碳管、纳米碳球，或涂覆、生长其他纳米级、微米级有机或无机分子薄层，或前述结构和物质的混合，可以单层或多层复合，以及其他可以产生毛细作用的结构。热翅内部有相变工作介质13，工作介质13可以包括水或其他液体、低熔点金属、纳米碳球、其他纳米颗粒及前述物质的混合物，或其他在使用温度范围内产生气液相变的物质。热翅的内部可制造合适的真空度，可根据壳体2的机械强度和所需要承受的正、负压力设置侧面板21之间的支撑或连接结构(未图示)。支撑或连接结构的形状可以为点状、线状、片状或其他任何形状。此外，在本专利技术的某些其他实施例中，也可以不具有该支撑或连接结构，只需满足壳体2的受力要求即可。本实施例中，两片侧面板21的互相平行，紧贴热源3的底部的截面宽度大于热翅上部的宽度。此外，在本专利技术的某些其他实施方式中，两片侧面板21可以完全互相平行，又或者，热翅的底部宽度可以不同于上部的宽度。热翅还可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热翅，包括：两片侧面板和连接侧面板的边框，以构成一个中空的薄板状壳体；紧贴壳体内壁的毛细结构层；和密封在壳体内的相变工作介质；其特征在于，仅以所述边框的局部作为蒸发区与热源表面接触，所述壳体的其余部分作为冷凝区。

【技术特征摘要】
1.一种热翅，包括：两片侧面板和连接侧面板的边框，以构成一个中空的薄板状壳体；紧贴壳体内壁的毛细结构层；和密封在壳体内的相变工作介质；其特征在于，仅以所述边框的局部作为蒸发区与热源表面接触...

【专利技术属性】
技术研发人员：张跃，
申请(专利权)人：张跃，
类型：发明
国别省市：上海,31