熱翅制造技術

本發明專利技術公開了一種熱翅，該熱翅包括：兩片側面板和連接側面板的邊框，以構成一個中空的薄板狀殼體；緊貼殼體內壁的毛細結構層；和密封在殼體內的相變工作介質；其中，所述側面板的邊緣的局部或邊框的局部作為蒸發區，所述側面板或殼體的其余部分作為冷凝區。本發明專利技術的熱翅增加了蒸汽傳輸通道面積、液態工作介質的回流寬度和冷凝區直接散熱面積，縮短了蒸發區中心到蒸發區邊緣的距離，較大提高了傳熱極限，以至能夠獲得更高的熱流密度。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種相變傳熱裝置,特別涉及一種熱翅(heat-wing)。
技術介紹
相變傳熱裝置相比高導熱系數的固態金屬，具有更高的等效導熱系數和更佳的散熱性能，其依靠自身內部的液體工作介質相變實現導熱，具有高導熱性、優良等溫性等優點，被廣泛的應用在工業上。目前，熱管和均熱板是相變傳熱裝置中較為常用的散熱裝置。參見圖1，典型的熱管由管殼11、毛細結構12及密封在管內的相變工作介質13組成。熱管的制作通常先將管內抽成真空后充以適當相變工作介質13，使緊貼管殼11內壁的毛細結構12中充滿相變介質13后加以密封。熱管的一端為蒸發區14，另一端為冷凝區15。當熱管蒸發區14受熱時，毛細結構12中液體工作介質13蒸發氣化成氣態工作介質16，氣體在壓差作用下通過孔道17流向冷凝區15，凝結成液態工作介質13并放出熱量，液態工作介質13靠毛細作用沿毛細結構流回蒸發區14。如此循環，熱量18不斷從蒸發區14傳至冷凝區15，實現散熱效果。但是，熱管由于其直徑相對較小，其蒸汽傳輸是線性傳遞方式，近似一維，而且蒸汽的傳輸孔道較小，液工作介質回流寬度較短，使熱管過早的達到傳熱極限。作為熱管的改進，均熱板包括底板、上蓋、毛細結構和工作介質，均熱板的底板中間區域部分作為蒸發區，上蓋部分作為冷凝區，其與熱管的原理是相同的，只是熱的傳遞方式不同。在熱管內部，蒸汽傳輸是平面傳遞方式，近似二維，與熱管相比，均熱板的蒸汽傳輸通道較大，液態工作介質回流寬度較寬，因此均熱板的等溫性能好于熱管。但是，由于均熱板蒸發區中心到蒸發區邊緣的距離較長，導致均熱板的蒸發區中心會較早蒸干，使得均熱板的傳熱極限值較低。因此，需要研發一種蒸汽傳輸通道大、工作介質回流寬度寬、等溫性能好、傳熱極限較高的新型相變傳熱裝置。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種蒸汽傳輸通道大、工作介質回流寬度較寬、蒸發區中心區域到達蒸發區邊緣的距離較短、傳熱極限較高的相變傳熱裝置。為實現上述目的，本專利技術提供了一種熱翅，包括:兩片側面板和連接側面板的邊框，以構成一個中空的薄板狀殼體；緊貼殼體內壁的毛細結構層；和密封在殼體內的相變工作介質；其中，所述側面板的邊緣的局部或邊框的局部作為蒸發區，所述側面板或殼體其余部分作為冷凝區。在另一優選例中，所述殼體的材質為銅、鋁、不銹鋼金屬或合金或其他高導熱材料。在另一優選例中，所述毛細結構層可以是粉末燒結、絲網、溝槽、纖維，可以涂覆或生長納米碳壁、納米碳管、納米碳球，或涂覆、生長其他納米級、微米級有機或無機分子薄層，或前述結構和物質的混合，可以單層或多層復合，以及其他可以產生毛細作用的結構。在另一優選例中，所述相變工作介質可以包括水或其他液體、低熔點金屬、納米碳球、其他納米顆粒及前述物質的混合物，或其他在使用溫度范圍內產生氣液相變的物質。在另一優選例中，所述兩片側面板互相平行或大致平行。在另一優選例中，所述側面板可以為矩形或其他任意形狀。在另一優選例中，所述熱翅靠近蒸發區的截面寬度大于其上部寬度，也可以小于或等于其上部寬度。在另一優選例中，熱翅內部制造合適的真空度，根據殼體的機械強度和所需要抵抗的正、負壓力，所述兩片側面板之間可設置支撐或連接結構。在另一優選例中，所述支撐或連接結構的形狀可為點狀、線狀或片狀。在另一優選例中，所述熱翅還可設有鰭片。在另一優選例中，在所述熱翅和/或鰭片上可以涂覆黑體輻射材料。在另一優選例中，所述熱翅還可設有抽真空和充液的管子。在另一優選例中，所述熱翅陣列設置在熱源上。與現有技術相比，本專利技術的有益效果在于:本專利技術的熱翅是一個密封的薄板狀中空殼體，該熱翅的長、寬遠大于其厚度，故熱翅的蒸汽傳輸通道較大，可具有良好的等溫性能。兩片側面板的間距極小，將薄板狀殼體相對面積很小的邊緣的局部或邊框的局部作為蒸發區，與熱源表面接觸，故蒸發區中心到蒸發區邊緣的距離極短，避免了蒸發區中心區域較早蒸干的現象。將殼體面積較大的兩個側面板作為冷凝區，故冷凝區的面積極大，有利于熱量的發散和冷凝，工作介質的回流寬度較寬，加大了液態工作介質的流量。該熱翅較大地提高了傳熱極限，以至能夠獲得更高的熱流密度。附圖說明圖1是現有技術中熱管的剖面示意圖；圖2是本專利技術第一實施例的熱翅的立體圖；圖3是圖2沿A-A剖切的剖面圖；圖4是本專利技術第二實施例的熱翅的剖面示意圖；圖5是本專利技術第三實施例的熱翅的剖面示意圖；圖6是本專利技術第四實施例的熱翅的剖面示意圖；圖7是本專利技術第五實施例的熱翅的剖面示意圖；圖8是本專利技術第六實施例的熱翅的剖面示意圖；圖9是本專利技術第七實施例的熱翅陣列的立體圖；圖10是本專利技術第八實施例的熱翅陣列的剖面示意圖；圖11是圖10的立體分解圖。具體實施例方式為讓本專利技術的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，以下結合附圖對本專利技術的具體實施方式作詳細說明。需要說明的是，本專利技術并不限于下述具體實施方式，本領域的技術人員應該從下述實施方式所體現的精神來理解本專利技術，各技術術語可以基于本專利技術的精神實質來作最寬泛的理解。圖中相同或相似的構件采用相同的附圖標記表示。圖2、圖3示出了本專利技術的第一實施例，如圖所示，本專利技術的熱翅包括構成中空的板狀殼體2的兩片側面板21和連接兩片側面板21的邊框22、23，緊貼殼體2內壁的毛細結構層12、密封在殼體2內的相變工作介質13 ;其中，所述邊框22、23，例如底部邊框23的局部區域與熱源3接觸形成蒸發區，將殼體2的其余部分作為冷凝區，此外，也可僅將側面板21作為冷凝區。該熱翅的長、寬遠大于其厚度，故熱翅的蒸汽傳輸通道較大，可具有良好的等溫性能。兩片側面板21的間距極小，將薄板狀殼體2相對面積很小的邊緣的局部或邊框23的局部作為蒸發區，與熱源表面接觸，故蒸發區中心到蒸發區邊緣的距離極短，避免了蒸發區中心區域較早蒸干的現象。將殼體2面積較大的兩個側面板21作為冷凝區，故冷凝區的面積極大，有利于熱量的發散和冷凝，工作介質的回流寬度較寬，加大了液態工作介質的流量。該熱翅較大地提高了傳熱極限，以至能夠獲得更高的熱流密度。殼體2的材質可以選擇銅、鋁、不銹鋼金屬或合金或其他高導熱材料以實現更佳的導熱效果。毛細結構層12可以是粉末燒結、絲網、溝槽、纖維，可以涂覆或生長納米碳壁、納米碳管、納米碳球，或涂覆、生長其他納米級、微米級有機或無機分子薄層，或前述結構和物質的混合，可以單層或多層復合，以及其他可以產生毛細作用的結構。熱翅內部有相變工作介質13,工作介質13可以包括水或其他液體、低熔點金屬、納米碳球、其他納米顆粒及前述物質的混合物，或其他在使用溫度范圍內產生氣液相變的物質。熱翅的內部可制造合適的真空度，可根據殼體2的機械強度和所需要承受的正、負壓力設置側面板21之間的支撐或連接結構(未圖示)。支撐或連接結構的形狀可以為點狀、線狀、片狀或其他任何形狀。此外，在本專利技術的某些其他實施例中，也可以不具有該支撐或連接結構，只需滿足殼體2的受力要求即可。本實施例中，兩片側面板21的互相平行，緊貼熱源3的底部的截面寬度大于熱翅上部的寬度。此外，在本專利技術的某些其他實施方式中，兩片側面板21可以完全互相平行，又或者，熱翅的底部寬度可以不同于上部的寬度。熱翅還可例如在側面板21上設置鰭片(未圖示)、抽真空和充液的管子(未圖示)等輔助裝置。鰭片主要用于輔助散發熱翅內部的熱量本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種熱翅，包括：兩片側面板和連接側面板的邊框，以構成一個中空的薄板狀殼體；緊貼殼體內壁的毛細結構層；和密封在殼體內的相變工作介質；其特征在于，所述側面板的邊緣的局部或邊框的局部作為蒸發區，所述側面板或殼體的其余部分作為冷凝區。

【技術特征摘要】
1.一種熱翅，包括: 兩片側面板和連接側面板的邊框，以構成一個中空的薄板狀殼體； 緊貼殼體內壁的毛細結構層；和 密封在殼體內的相變工作介質； 其特征在于，所述側面板的邊緣的局部或邊框的局部作為蒸...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張躍，
申請(專利權)人：張躍，
類型：發明
國別省市：