一种冷媒相变散热器制造技术

本申请提供了冷媒相变散热器包括：基板；与该基板密封式连接的盖板；冷媒入口和冷媒出口；设置在由该基板和该盖板组成的腔体内的冷媒流道，该冷媒流道的两端分别与该冷媒入口和该冷媒出口相连；其中，该冷媒流道由沿着冷媒流动方向串联连接的N个流道分段组成，第i流道分段的截面积大于第i+1流道分段的截面积，N为正整数，i为小于N的正整数。通过该冷媒相变散热器，流道分段的截面积逐渐减小，充分利用了相变换热的特点，在实现高热流密度散热的同时保证了整体散热的均匀性。

A refrigerant phase change radiator

【技术实现步骤摘要】
一种冷媒相变散热器
本专利技术涉及散热装置，具体地，涉及一种冷媒相变散热器。
技术介绍
现有电气设备散热器主要采用水冷方式，一般不发生相变，其散热效果比较差，散热热流密度在10W/cm2左右，难以满足电气设备越来越高的散热热流密度要求。目前已经开发出了一些利用冷媒对设备散热的散热器。例如，申请号为CN201711494464.2的专利公开了一种散热器，其采用了一种封闭腔体结构，在其内部注入冷媒，冷媒产生相变散热；该专利由于采用了一种封闭腔体结构，类似于热管的相变原理，将热量从腔体靠近发热部位的热量带走至腔体的冷端，属于散热器内部循环，提高了散热的均匀性，其热流密度增加的程度不够，同样不能满足高热流密度的要求。另外一个申请号为CN201721256542.0的专利涉及一种由基板和盖板组成的散热器结构，在基板上有凹陷流道，基板和盖板边缘通过搅拌摩擦焊保证密封，该专利所述的结构为散热器的常见结构形式，并且采用搅拌摩擦焊对边缘进行焊接保证密封的方式本身存在很大的安全隐患，在散热器中间因为没有焊接，容易产生鼓包，难以满足实际使用要求，并且该专利未涉及相变散热的专利技术和针对相变散热开展专利技术创造，不能适应相变散热的要求。因此，需要提供一种适用于相变换热特点的散热器，实现散热器的高热流密度和均匀散热，从而满足散热要求。
技术实现思路
针对上述现有技术中的问题，本申请提出了一种冷媒相变散热器，采用渐缩式截面结构的流道布置，满足了高热流密度的散热要求。本专利技术提供的冷媒相变散热器包括：基板；与该基板密封式连接的盖板；冷媒入口和冷媒出口；设置在由该基板和该盖板组成的腔体内的冷媒流道，该冷媒流道的两端分别与该冷媒入口和该冷媒出口相连；其中，该冷媒流道由沿着冷媒流动方向串联连接的N个流道分段组成，第i流道分段的截面积大于第i+1流道分段的截面积，N为正整数，i为小于N的正整数。通过该方面的截面积逐渐减小的流道分段，充分利用了相变换热的特点，在实现高热流密度散热的同时保证了整体散热的均匀性。在一个实施方式中，该N个流道分段中的至少一个流道分段内沿着冷媒流动方向设置有筋条以增大散热面积。通过该实施方式，能够增大冷媒的接触面积，从而提高散热效率。在一个实施方式中，第i流道分段内的筋条数量大于第i+1流道分段内的筋条数量。通过该实施方式，由于冷媒随着流动而干度逐渐减小，相变能力变差，缩小冷媒的接触面积能够保证散热器的散热效果的均匀性。在一个实施方式中，第i流道分段内的筋条平行等间隔地排列。通过该实施方式，能够简化制造工艺，并优化流道的设计。在一个实施方式中，该冷媒流道还包括多个U形流段，该N个流道分段平行地设置，该冷媒流道由该N个流道分段与该多个U形流段首尾相连而成。通过该实施方式，能够使得该散热器的结构紧凑，节省了空间。在一个实施方式中，该基板与该盖板通过真空钎焊工艺焊接。通过该实施方式，保证了基板和盖板之间的有效密封和粘合。在一个实施方式中，该冷媒相变散热器还包括温度检测装置。通过该实施方式，能够使得检测散热器各热源位置的温度，确保流道设计合理。在一个实施方式中，该温度检测装置为热电偶。在一个实施方式中，该冷媒入口和该冷媒出口设置在盖板上。在一个实施方式中，该冷媒入口和该冷媒出口通过氩弧焊工艺焊接在该盖板上。通过该实施方式，能够保证冷媒入口和冷媒出口的有效焊接和密封。上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本专利技术的目的。附图说明在下文中将基于实施例并参考附图来对本专利技术进行更详细的描述。其中：图1显示了根据本专利技术实施例的冷媒相变散热器的示意图；图2显示了根据本专利技术实施例的冷媒相变散热器的侧视图。在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术作进一步说明。图1和图2为本专利技术提供的冷媒相变散热器1的示意图和侧视图。如图1和图2所示，该冷媒相变散热器1包括基板2、与该基板2密封式连接的盖板3、冷媒入口4和冷媒出口5以及设置在该基板2和该盖板3组成的腔体内的冷媒流道6，该冷媒流道6的两端分别与该冷媒入口4和冷媒出口5相连；其中，该冷媒流道6由沿着冷媒流动方向串联连接的N个流道分段组成，第i流道分段的截面积大于第i+1流道分段的截面积，N为正整数，i为小于N的正整数。基板2上凹陷有冷媒流道6，盖板3盖设在基板2上以密封冷媒流道6。优选地，该基板2和盖板3可以通过真空钎焊焊接以实现密封，这是由于真空钎焊保证了焊接面焊合率在98％以上，从而保证基板2和盖板3的有效密封和粘合，保证在使用过程中不会产生鼓包现象。在实际应用过程中，冷媒的进出口可根据实际情况需要而定，可将进出口设置在盖板3上，也可设置在基板2上，或者也可有盖板3和基板2组合而形成。在本实施例中，考虑到加工工艺的难易程度以及成本等因素，优选在盖板3上设置冷媒入口4和冷媒出口5。冷媒入口4和冷媒出口5紧固设置在盖板3的背离基板的一侧的表面上，该冷媒入口4和冷媒出口5分别与腔体内的冷媒流道6的两端相连，冷媒从冷媒入口4进入该散热器的腔体内，经由腔体内的冷媒流道6，最后从冷媒出口5流出，从而完成对电器设备的散热。优选地，该冷媒入口4和冷媒出口5通过氩弧焊工艺焊接在盖板3上，保证了冷媒入口4和冷媒出口5的有效焊接和密封，避免了冷媒的泄漏。为了使得冷媒冷却式散热器的散热效果更好，在对散热器的材料选择上可选择导热性好的材料，如金、银、铝、铜等，在本实施例中，优选采用性价比较高的铝材料制成。在该实施例中，冷媒可以是任何通过相变散热并且不与散热器材料发生反应的的冷却介质，本专利技术在此不做限定，例如空调中使用的制冷剂。在本专利技术提供的冷媒相变散热器1中，冷媒流道6的包括N个串联连接的流道分段，这N个流道分段通过首尾相连而形成本专利技术的冷媒流道6，N为正整数。可选地，N个流道分段之间可以通过多种方式首尾相连，例如直连式。优选地，该冷媒相变散热器1内还包括多个U形流段，相邻的两个流道分段之间通过该U形流段首尾相连，从而使得该N个流道分段在散热器的腔体内呈“S”形排列，从而使该散热器的结构紧凑，在有限的散热器空间可以布置更多的流道分段，提高了散热的效率。在该冷媒相变散热器1中，为了适应相变换热的特点，将该冷媒流道6的N个流道分段构造成第N流道分段的截面积大于第N+1流道分段的截面积。换句话说，沿着冷媒流动的方向，以流道分段为单位，该冷媒流道6的截面积逐渐减小。出于清楚描述和解释本专利技术的目的，如图1所示，本文中以5个流道分段为例进行说明。本领域技术人员应当明白，这里的流道分段数量并不能对本专利技术构成限定，而是可以为任意数量的流道分段。如图2中的箭头所示，冷媒从冷媒入口4流入冷媒流道6时，在第1流道分段61内的冷媒的干度较低，主要为液体，具有良好的相变性能，单位冷媒在单位面积内能带走的热量大，能够满足对热量较高的热源的散本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冷媒相变散热器，其特征在于，包括：/n基板；/n与所述基板密封式连接的盖板；/n冷媒入口和冷媒出口；/n设置在由所述基板和所述盖板组成的腔体内的冷媒流道，所述冷媒流道的两端分别与所述冷媒入口和所述冷媒出口相连；/n其中，所述冷媒流道由沿着冷媒流动方向串联连接的N个流道分段组成，第i流道分段的截面积大于第i+1流道分段的截面积，N为正整数，i为小于N的正整数。/n

【技术特征摘要】
1.一种冷媒相变散热器，其特征在于，包括：
基板；
与所述基板密封式连接的盖板；
冷媒入口和冷媒出口；
设置在由所述基板和所述盖板组成的腔体内的冷媒流道，所述冷媒流道的两端分别与所述冷媒入口和所述冷媒出口相连；
其中，所述冷媒流道由沿着冷媒流动方向串联连接的N个流道分段组成，第i流道分段的截面积大于第i+1流道分段的截面积，N为正整数，i为小于N的正整数。


2.根据权利要求1所述的冷媒相变散热器，其特征在于，所述N个流道分段中的至少一个流道分段内沿着冷媒流动方向设置有筋条以增大散热面积。


3.根据权利要求2所述的冷媒相变散热器，其特征在于，第i流道分段内的筋条数量大于第i+1流道分段内的筋条数量。


4.根据权利要求2或3所述的冷媒相变散热器，其特征在于，所述第i流道分段内的所述筋条平行等间隔地排列。

【专利技术属性】
技术研发人员：朱宇龙，丁杰，唐小堂，李振鹏，臧晓斌，贺建军，
申请(专利权)人：株洲中车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43