System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种基于热沉结构的散热系统技术方案_技高网

一种基于热沉结构的散热系统技术方案

技术编号:41307479 阅读:4 留言:0更新日期:2024-05-13 14:52
本发明专利技术属于激光散热领域,具体涉及一种基于热沉结构的散热系统,包括阵列通道组件、盖板和冷凝组件;阵列通道组件包括热沉结构、冷却液接头、排气阀、导热件、冷凝管和冷却液流通口;热沉结构于相对侧表面分别开设液冷腔室和换热腔室;冷却液接头和排气阀连接液冷腔室的侧壁,冷凝管伸入液冷腔室内部,导热件贴合设于冷凝管与热沉结构之间;换热腔室的侧壁上设有一对连通内部腔体的冷却液流通口,换热腔室内间隔设有若干通道肋板;盖板盖合于热沉结构的两侧;冷凝组件连接冷凝管。与现有技术相比,本发明专利技术解决激光散热器的换热效率低、散热效果差,导致激光器会出现运行不稳定、寿命短和无法长时间高功率运行等问题,实现了高效率的激光器换热。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于激光散热领域,具体涉及一种基于热沉结构的散热系统


技术介绍

1、随着全球科学技术的不断发展,激光受到越来越多的关注。由于其光质量纯净、光谱稳定,激光已应用包括医疗、军工、制造业、通信、科学研究、激光雷达和激光显示等领域。激光技术在这些领域中发挥着重要作用,具有高精度、高效率、无接触等优点,被广泛应用于各种领域的实际应用中。

2、然而激光器在工作过程中会产生大量的热量,如果不能及时有效地散热,会导致激光器温度升高,进而影响激光器的性能和寿命,激光器的散热技术也直接影响激光器的功率输出稳定性和光束质量。因此,为了保证激光器的正常工作,提高激光器的稳定性和寿命,散热技术在激光器设计中起着重要的作用。

3、现有市面上的激光器会配备有相应的散热装置以快速移除激光器运行过程中的发热热量,但是通常仅会采用非常简易的换热结构,导致换热效率较低。为使得激光发射装置稳定,高效地工作,激光发射装置的散热问题亟待解决。


技术实现思路

1、本专利技术的目的就是为了解决上述问题至少其一而提供一种基于热沉结构的散热系统,以解决现有技术中激光散热器的换热效率低、散热效果差,导致激光器会出现运行不稳定、寿命短和无法长时间高功率运行等问题,实现了高效率的激光器换热。

2、本专利技术的目的通过以下技术方案实现:

3、一种基于热沉结构的散热系统,包括阵列通道组件、盖板和冷凝组件;

4、所述的阵列通道组件包括热沉结构、冷却液接头、排气阀、导热件、冷凝管和冷却液流通口;

5、所述的热沉结构于相对侧的表面分别开设液冷腔室和换热腔室;所述的冷却液接头和排气阀连接于液冷腔室的侧壁上,所述的冷凝管伸入液冷腔室内部,所述的导热件贴合设置于冷凝管与热沉结构之间;所述的换热腔室的侧壁上设有一对冷却液流通口,冷却液流通口分别连通换热腔室的内部腔体,所述的换热腔室内间隔设置有若干通道肋板;

6、所述的盖板盖合于热沉结构的两侧,用以封闭液冷腔室与换热腔室;

7、所述的冷凝组件连接冷凝管。

8、优选地,所述的冷凝组件包括压缩装置、第一连接管和第二连接管;压缩装置、第一连接管、冷凝管和第二连接管依次连接,且第二连接管还与压缩装置连接,构成冷凝循环。

9、优选地,所述的导热件为泡沫金属板,所述的冷却液接头为宝塔头。其中,泡沫金属板的材质可采用泡沫铜、泡沫铝、泡沫镍及相应的合金材料。

10、优选地,所述的盖板与所述的热沉结构之间通过焊接连接,焊接能保证连接面的平整、光洁、形状和尺寸稳定、气密性和有效减小连接时带来的热阻。

11、优选地,所述的通道肋板两端与垂直于通道肋板换热腔室的内侧壁不连接,相邻的通道肋板之间形成通道槽;所述的换热腔室内通过通道肋板与通道槽构成流体通道;冷却液流通口分别连接于流体通道的两端。

12、优选地,所述的通道肋板为长方体结构,宽度为100-300微米,高度为200-1200微米;所述的通道槽的宽度为50-300微米。

13、优选地,所述的阵列通道组件还包括热电偶,所述的热电偶设置于热沉结构侧壁开设的热电偶槽中。

14、优选地,所述的热沉结构与所述的盖板的材质为铜、不锈钢、铝、铝基复合材料、铜基复合材料、陶瓷基复合材料等等。

15、优选地,所述的液冷腔室通入的材料为有机相变蓄冷材料、无机相变蓄冷材料或共晶相变蓄冷材料。优选地,所述的阵列通道组件并列设置有若干个,相邻阵列通道组件之间通过盖板分隔,阵列通道组件的外侧面通过盖板盖合。

16、优选地,所述的冷凝管与盖板之间设置有导热件,该导热件与热沉结构和冷凝管三者之间均为焊接。

17、本专利技术的工作原理为:

18、首先通过冷却液接头向液冷腔室内充入50%-90%容积的液体工质,随后通过冷凝组件和冷凝管使液冷腔室内的液体工质转变为固态;其中一个冷却液流通口接受来自激光发射器的待冷却液体,并在换热腔室内通过热沉结构与液冷腔室进行换热,换热后的冷却液由另一个冷却液流通口流出并返回激光发射器;液冷腔室内的固态工质通过相变进行吸热,排气阀平衡液冷腔室内的压强。

19、与现有技术相比,本专利技术具有以下有益效果:

20、本专利技术设计的散热系统具有较高的换热比表面积、响应速度快、低功耗等优点;阵列通道组件可根据实际激光发射装置的发热量进行增加或减少;热沉结构、冷凝组件与阵列通道组件的散热相结合使得对激光发射装置的散热效果更佳,便于推广应用。

21、1、引入阵列通道(通道肋板与通道槽构成),因其具有较大的表面积可以增加热量的传导和散发效率;

22、2、在液冷腔室的内壁焊接泡沫金属板,进一步增加换热面积,使冷却效率大大增加;

23、3、每个模块数量可以根据需要进行定制;

24、4、本散热系统的零部件、易加工、易组装,便于推广应用。

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【技术保护点】

1.一种基于热沉结构的散热系统,其特征在于,包括阵列通道组件(1)、盖板(2)和冷凝组件(3);

2.根据权利要求1所述的一种基于热沉结构的散热系统,其特征在于,所述的冷凝组件(3)包括压缩装置(31)、第一连接管(32)和第二连接管(33);压缩装置(31)、第一连接管(32)、冷凝管(15)和第二连接管(33)依次连接,且第二连接管(33)还与压缩装置(31)连接,构成冷凝循环。

3.根据权利要求1所述的一种基于热沉结构的散热系统,其特征在于,所述的导热件(14)为泡沫金属板,材料为铝、铜、镍及其合金中的一种;所述的冷却液接头(12)为宝塔头;所述的热沉结构(11)与所述的盖板(2)的材质为铜、不锈钢、铝、铝基复合材料、铜基复合材料或陶瓷基复合材料。

4.根据权利要求1所述的一种基于热沉结构的散热系统,其特征在于,所述的盖板(2)与所述的热沉结构(11)之间通过焊接连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于热沉结构的散热系统,其特征在于,所述的通道肋板(117)两端与垂直于通道肋板(117)的换热腔室(116)的内侧壁不连接,相邻的通道肋板(117)之间形成通道槽(118);所述的换热腔室(116)内通过通道肋板(117)与通道槽(118)构成流体通道;冷却液流通口分别连接于流体通道的两端。

6.根据权利要求5所述的一种基于热沉结构的散热系统,其特征在于,所述的通道肋板(117)为长方体结构,宽度为100-300微米,高度为200-1200微米;所述的通道槽(118)的宽度为50-300微米。

7.根据权利要求1所述的一种基于热沉结构的散热系统,其特征在于,所述的阵列通道组件(1)还包括热电偶(16),所述的热电偶(16)设置于热沉结构(11)侧壁开设的热电偶槽(119)中。

8.根据权利要求1所述的一种基于热沉结构的散热系统,其特征在于,所述的液冷腔室(17)通入的工质材料为有机相变蓄冷材料、无机相变蓄冷材料或共晶相变蓄冷材料。

9.根据权利要求1-8任一所述的一种基于热沉结构的散热系统,其特征在于,所述的阵列通道组件(1)并列设置有若干个,相邻阵列通道组件(1)之间通过盖板(2)分隔,阵列通道组件(1)的外侧面通过盖板(2)盖合。

10.根据权利要求9所述的一种基于热沉结构的散热系统,其特征在于,所述的冷凝管(15)与盖板(2)之间设置有导热件(14),该导热件(14)与热沉结构(11)和冷凝管(15)三者之间均为焊接。

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【技术特征摘要】

1.一种基于热沉结构的散热系统,其特征在于,包括阵列通道组件(1)、盖板(2)和冷凝组件(3);

2.根据权利要求1所述的一种基于热沉结构的散热系统,其特征在于,所述的冷凝组件(3)包括压缩装置(31)、第一连接管(32)和第二连接管(33);压缩装置(31)、第一连接管(32)、冷凝管(15)和第二连接管(33)依次连接,且第二连接管(33)还与压缩装置(31)连接,构成冷凝循环。

3.根据权利要求1所述的一种基于热沉结构的散热系统,其特征在于,所述的导热件(14)为泡沫金属板,材料为铝、铜、镍及其合金中的一种;所述的冷却液接头(12)为宝塔头;所述的热沉结构(11)与所述的盖板(2)的材质为铜、不锈钢、铝、铝基复合材料、铜基复合材料或陶瓷基复合材料。

4.根据权利要求1所述的一种基于热沉结构的散热系统,其特征在于,所述的盖板(2)与所述的热沉结构(11)之间通过焊接连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于热沉结构的散热系统,其特征在于,所述的通道肋板(117)两端与垂直于通道肋板(117)的换热腔室(116)的内侧壁不连接,相邻的通道肋板(117)之间形成通道槽(118);所述的换热腔室(116)内通过通道肋板(117...

【专利技术属性】
技术研发人员:李海东潘振海王有铜
申请(专利权)人:上海应用技术大学
类型:发明
国别省市:

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