一种导热热柱制造技术

本实用新型专利技术公开了一种导热热柱，包括底座，其上表面设置有沸腾强化结构，还包括冷凝管、封盖及充液细管，所述充液细管一端用于插入封盖，另一端用于密封，所述冷凝管在底座、封盖及充液细管的配合下组装形成密闭的中空腔体，所述中空腔体内部充灌有适量液体工质，且所述底座上表面的沸腾强化结构位于冷凝管内，本实用新型专利技术通过采用上述结构，可增强热柱的换热效果，且性能稳定，另外，还具有制作工艺简单、成本低的优点。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及热传导领域，具体地，涉及一种导热热柱。
技术介绍
目前计算机、电子、光电等设备发展迅速，性能逐步增强，但体积逐渐减小。中央处理器等性能迅速提升，但与此同时大量的废热产生，又因为体积的缩小，产生了极大的热流密度。如果热量不能及时散发出去，高温将会严重影响芯片的寿命与性能，因此必须采取有效的手段将高热流密度的废热散发出去。如果电子部件的损耗热量不及时导出，则部件上的热量会不断积累，导致芯片温度迅速上升，可靠性和其他性能急剧下降。又如发光二极管(LED)的发展及应用，是当今照明的重要项目，而LED的寿命、性能无不与散热技术的优劣紧密相连，散热已经成为制约当今大功率LED灯具发展的首要难题之一。目前已开发出的散热技术包括散热翅片散热、风扇散热、热管散热、均温板散热等散热技术。热柱散热也是一种较佳的散热技术，所述热柱是一内含液体工质的封闭腔体，借助工质的汽液两相变化以达到快速导热的目的。热柱是一种高效导热装置，一个设计优良的热柱温度均匀性好，热阻较小。其导热能力远远超过了铜、铝等金属，能达到铜的几百倍甚至上千倍，目前热柱已经在LED灯具、电子散热等领域得到了广泛的应用。热柱的蒸发端在热柱底部，液体在这里沸腾或者蒸发带走大量热量，蒸汽在冷凝管壁处冷凝释放大量的汽化潜热。需散热部件散出的热量经热柱底部传导到热柱冷凝管下部的沸腾强化结构，在这里液体工质因吸热发生剧烈的沸腾，产生蒸汽，在汽化过程中蒸汽吸收了大量的汽化潜热。液体工质的汽化潜热远远超过了其因比热而吸收的热量，非常可观。因热蒸汽在底部产生，故在冷凝管内底部汽体密度大于顶部汽体密度。由密度差的原因底部热蒸汽克服重力沿冷凝管路上升，到达上部冷凝端，使管内整体汽体密度趋于平衡。上部冷凝端处内壁温度较低，此处的蒸汽态工质在壁面上冷凝液化，由此产生横向的密度差，上部中心部位的热蒸汽在密度差的作用下扩散到管壁处，发生冷凝。在一个稳定的运行过程中管壁处的温度在外界环境的影响下基本保持恒定或是缓慢地周期性变化，所以在此处源源不断上升的热蒸汽得以持续地冷凝液化。在冷凝的过程中，由底部吸收并被热蒸汽带到上部的汽化潜热得以释放，这些热量经由管壁散发到外界环境或相配套的散热设备中。蒸汽态工质在冷凝管内壁上冷凝液化后，液态工质在重力的作用下沿内壁回流到底部蒸发端。如上所述此处的液态工质再受热蒸发，由此而形成一个循环，只要热量不断地由底部吸收，热柱内部就会源源不断地发生这样的循环。整个系统在运行的工程中没有外界的驱动力，主要是上下部汽体的密度差以及重力在起动力作用。只要对热柱底部输入热量，当液体工质吸热达到沸点后系统就会自动运行，当输入热量提高时，系统为达到新的动态平衡，液体流速会提高，底部液体蒸发剧烈程度会加剧，整个系统散发的热量也就越大。另外，热柱系统内部没有任何机械运动部件，液体与汽体不断发生相变以及循环来携带热量，这可以降低系统造价，更可以提升系统的可靠性，使系统更加稳定。在现有的热柱设计制作过程中，热柱底座处的沸腾强化没有能够很好的解决，原因为一般热柱的制作过程都是将冷凝管与底座等各部件组合起来后再进行内部沸腾强化表面的制作，但是，沸腾强化表面在底座上较小的空间条件下很难设计加工；另外，在市场上可以看到大部分厂家的热柱都会对冷凝管内壁做强化处理，例如沟槽结构或者类似于传统热管的烧结结构，但是工艺复杂且成本较高。因此，现有的热柱的缺点为:(1)在应该强化传热得地方，没有强化；(2)制作工艺复杂、成本高。
技术实现思路
针对上述问题，本技术的主要目的是提供一种导热性能优良且制作简单的导热热柱。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案:—种导热热柱，包括底座，其上表面设置有沸腾强化结构，还包括冷凝管、封盖及充液细管，所述充液细管一端用于插入封盖，另一端用于密封，所述冷凝管在底座、封盖及充液细管的配合下组装形成密闭的中空腔体，所述中空腔体内部充灌有适量液体工质，且所述底座上表面的沸腾强化结构位于冷凝管内。进一步地，所述冷凝管的内表面为光滑表面、沟槽表面或者喷涂有纳米结构层。进一步地，所述封盖为弹性封盖，采用弹性壳体结构，其与冷凝管紧配合接触的圆弧表面光滑无毛刺。进一步地，所述中空腔体的各组装部件通过焊接组装在一起。进一步地，所述沸腾强化结构为粉末烧结毛细结构、沟槽毛细结构、网丝毛细结构、微通道或者微针肋结构。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果:1、本技术对热柱的内部结构进行了改造，在底座的上表面设置了沸腾强化结构，在应该强化传热的地方进行了强化，即使不对冷凝管内壁进行处理，也可以达到理想的导热效果，大大提高了热传导效率。由于底座是在组装前即进行沸腾强化结构的加工，避免了组装后再进行沸腾强化结构加工存在的设计加工空间狭小的缺陷。2、冷凝管的内表面可为光滑表面、沟槽表面或者喷涂有纳米结构层，均为现有材料，无需再组装后进行内壁的加工处理，降低了工艺的复杂性，同时降低了成本。3、本技术的导热热柱，其封盖采用弹性封盖的密封方式，其相对于现有热柱制作简易，大大降低了密封的难度与成本。综上所述，本技术具有上述诸多优点与实用价值，其不论在产品结构或功能上皆有较大的改进，在技术上有显著的进步，突出了功效以及更低的成本，具有更广泛的产业利用价值。下面通过附图和实施例，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本技术的导热热柱结构组合图；图2为本技术的导热热柱结构分解图；图3为本技术的导热热柱的底座结构图；图4为导热热柱制作方法中的钎焊结构示意图；图5为导热热柱制作方法中所用的加工组装冲杆示意图；图6为含有导热热柱的工况灯结构分解图；图7为含有导热热柱的工况灯中的热柱与翅片的配合图。具体实施方式以下结合附图对本技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本技术，并不用于限定本技术。如图1、2、3所示，本技术的一种导热热柱，包括底座1，底座I的上表面设置有沸腾强化结构5，还包括冷凝管2、封盖3及充液细管4，充液细管4 一端用于插入封盖3，另一端用于密封，冷凝管2在底座1、封盖3及充液细管4的配合下组装形成密闭的中空腔体，中空腔体内部充灌有适量液体工质，且底座I上表面的沸腾强化结构5位于冷凝管2内。其中，底座I用导热系数高的纯铜制作，下表面需平整光滑，底座I上打四个固定孔，用于固定需散热的部件；在底座I上的沸腾强化结构5处，液态工质沸腾得到强化并产生大量蒸汽以汽化潜热的形式带走底部需散热部件产生的废热。冷凝管2为空心圆柱体，用导热系数高材料，如纯铜制作，工质蒸汽在管壁处冷凝并在重力作用下回流，在此过程中工质释放出大量汽化潜热，冷凝管2外管壁与空气的对流换热将热量导出。封盖3的中心设有孔洞，充液细管4的一端可插入孔洞中，充液细管4可选用外径为6_的纯铜管，其作用是方便充灌液设备对热柱进行抽真空与灌液。在上述实施例中，冷凝管2可采用现有技术中的已有材料，不做复杂的加工处理，如冷凝管2的内壁表面为光滑表面(普通的金属圆筒)、沟槽表面或者喷涂有纳米结构层。在上述实施例中，封盖3可采用弹性壳体结构，其与冷凝管2紧配合接触的圆弧表面光滑无毛刺，其制作材料为具有一定弹性且易于与冷凝管2的材质焊接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导热热柱，其特征在于，包括底座，其上表面设置有沸腾强化结构，还包括冷凝管、封盖及充液细管，所述充液细管一端用于插入封盖，另一端用于密封，所述冷凝管在底座、封盖及充液细管的配合下组装形成密闭的中空腔体，所述中空腔体内部充灌有适量液体工质，且所述底座上表面的沸腾强化结构位于冷凝管内。

【技术特征摘要】
1.一种导热热柱，其特征在于，包括底座，其上表面设置有沸腾强化结构，还包括冷凝管、封盖及充液细管，所述充液细管一端用于插入封盖，另一端用于密封，所述冷凝管在底座、封盖及充液细管的配合下组装形成密闭的中空腔体，所述中空腔体内部充灌有适量液体工质，且所述底座上表面的沸腾强化结构位于冷凝管内。2.根据权利要求1所述的导热热柱，其特征在于，所述冷凝管的内表面为光滑表面、沟槽表面或者...

【专利技术属性】
技术研发人员：李骥，田文凯，
申请(专利权)人：中国科学院大学，
类型：实用新型
国别省市：