一种自适应相变冷板

专利摘要:
本实用新型涉及一种自适应相变冷板，该方案包括冷板主体，所述冷板主体顶部设有出气管和进液管，且所述冷板主体内设有热交换容腔，所述热交换容腔内设有多组倾斜设置的换热筋条、位于热交换容腔边缘处的多个集气槽及设于所述换热筋条端部附近的多组横槽；所述进液管通过进液通道与热交换容腔底部一角连通，且所述换热筋条均朝向进液通道与热交换容腔连接处设置，本方案解决了现有技术只能竖直放置的缺陷，不仅可以竖直放置，也可以倾斜放置，同时可进一步地降低气泡的逃逸难度，便于气泡在位于最上端的集气槽聚集，减少气泡覆盖在换热表面的几率并对散热的影响，显著提升了换热能力。
公开号:CN214333446U
申请号:CN202120299797.5U
申请日:2021-02-02
公开日:2021-10-01
发明作者:夏波涛；曾茂进；王捷；韩豪雷；骆凯
申请人:Xenbo Hangzhou Heat Transfer Science & Technology Co ltd；
IPC主号:F28D1-03

专利说明:
[n0001] 本实用新型涉及相变散热器技术领域，具体涉及一种自适应相变冷板。
[n0002] 现有的相变液冷散热器内部流道结构单一，通常采用平行直流道，流道内制冷剂经吸热气化后，饱和气体沿流道上浮，在顶端气腔中积聚，通过外管路循环后，返回相变散热器底端液腔，从而实现制冷循环。
[n0003] 但是，目前这种结构的相变液冷散热器由于气体流动方向固定，相变冷板设计竖直的冷却流道，并且将排出气态冷却媒介的出口设计在流道上方，当冷板以垂直于散热台面盖板顺时针旋转90°方向工作时，会因为无法排出气体而无法正常工作，且有些用户由于场地限制，无法朝上竖直向上安装，因此就无法使用这种结构的相变液冷散热器。
[n0004] 上述结构的相变液冷散热器还存在平行流道中流体流动较为平稳，液体对流换热系数较差的问题。
[n0005] 综上，亟待需要一种适用范围广、换热效果好的自适应相变冷板。
[n0006] 本实用新型的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种自适应相变冷板。
[n0007] 为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种自适应相变冷板包括冷板主体，所述冷板主体顶部设有出气管和进液管，且所述冷板主体内设有热交换容腔，所述热交换容腔内设有多组倾斜设置的换热筋条、位于热交换容腔边缘处的多个集气槽及设于所述换热筋条端部附近的多组横槽；所述进液管通过进液通道与热交换容腔底部一角连通，且所述换热筋条均朝向进液通道与热交换容腔连接处设置；当所述冷板主体竖直放置或顺时针旋转0～90°放置时，始终有一集气槽位于热交换容腔内顶部的气泡积聚位置；当所述冷板主体竖直放置或顺时针旋转0～90°放置时，所述进液通道始终从热交换容腔的底部位置通入液态冷却工质；所述热交换容腔内设有可拆卸连接的流道结构，通过所述流道结构形成换热筋条、集气槽及横槽；所述出气管和进液管均与冷板主体可拆卸密封连接。
[n0008] 工作原理及有益效果：1、无论是正放还是倾斜放置还是顺时针旋转0～90°的时候，液态冷却工质从进液管进入热交换容腔，始终能够通过换热筋条形成的流道进入到横槽，流通过程中进行换热产生气泡，气泡始终能够随着横槽进入到集气槽，通过位于此时热交换容腔顶部的集气槽从出气管排出，因此很好地解决现有技术存在的缺陷，适用范围更广；
[n0009] 2、倾斜的换热筋条形成的冷媒流道，相比传统竖直的冷媒流道，相当于增加了更多的通道，减少了堵塞的情况发生，可使得更多地气泡可以极易逃逸到远离发生相变的位置，显著减少了气泡覆盖在换热表面的几率从而对散热造成影响；
[n0010] 3、利用冷媒流道中的换热筋条，增大对流换热系数，加强了冷板的换热能力，也增加了换热面积，可很好地满足液态冷却工质有足够的时间，并充分利用热交换容腔内的换热表面，从而显著提高换热效率；
[n0011] 4、在不使用的时候，可将出气管和进液管拆除，便于存放和安装，可根据需求更换不同型号的接口，也可根据位置来旋转出气管的安装方向。可拆卸密封连接为常见的螺纹配合加防水密封措施；
[n0012] 5、可单独加工冷板和流道结构，再将流道结构安装于冷板的热交换容腔内，通过常见的螺丝等固定，可显著地减少冷板的加工难度，也能够方便根据后续改进来单独加工新的流道结构，然后再将其替换旧的流道结构，无需将原有的冷板报废，显著降低成本和加工难度。
[n0013] 6、通过上述结构的设置，可满足在顺时针旋转0～90°内进行多角度安装，使用范围更广。
[n0014] 进一步地，所述集气槽分别设于所述热交换容腔的顶部一边、左侧一边、底部一边以及相邻的两组换热筋条之间。此设置，气泡无论在正放还是顺时针旋转0～90°放置又或者是倒放，均可在相对位于上方的集气槽进行聚集，而进气管可上下分别安装一个，始终开启朝上的一个进气管即可，其中当正反的时候，底部一边的集气槽由于畅通无阻，因此可更好地使液态冷却工质流向靠近追车一边的位置，使得液态冷却工质能够更好地充满热交换容腔的底部位置，加快流动，提高热交换效率。
[n0015] 进一步地，所述横槽分别设于位于左侧一边的集气槽与换热筋条之间，以及相邻的两组换热筋条之间。通过上述结构的设置，使得液态冷却液态工质在热交换时产生的气泡可以沿着倾斜的换热筋条形成的冷媒流道流向横槽，再通过横槽进入到集气槽内，极大地方便气泡地逃逸，并不容易造成气泡的堵塞。
[n0016] 进一步地，所述出气管位于换热筋条倾斜朝向方向处。此设置，保证出气管能够及时地将聚集的气泡排出。
[n0017] 进一步地，所述相邻的两组换热筋条之间的集气槽与横槽连通。此设置，方便气泡的逃逸，产生的气泡可从横槽逃到集气槽内。
[n0018] 进一步地，液态冷却工质从所述进液管进入热交换容腔，通过换热筋条形成的流道进入到横槽，流通过程中进行换热产生气泡，气泡随着横槽进入到集气槽，通过位于此时热交换容腔顶部的集气槽从出气管排出。
[n0019] 图1是本实用新型的正放时内部结构示意图；
[n0020] 图2是本实用新型的顺时针旋转0～90°之间放置时的示意图；
[n0021] 图3是本实用新型的顺时针旋转90°放置时的示意图；
[n0022] 图4是本实用新型的与散热台面盖板组装后的示意图；
[n0023] 图5是本实用新型与常规相变冷板在不同旋转角度下散热量对比数据；
[n0024] 图6是本实用新型与常规相变冷板在不同旋转角度下散热量对比图。
[n0025] 图中，1、进液通道；2、冷板主体；3、散热台面盖板；4、进液管；5、出气管；6、集气槽；7、横槽；8、换热筋条；9、换热流道；10、热交换容腔。
[n0026] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[n0027] 本领域技术人员应理解的是，在本实用新型的披露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。
[n0028] 请参阅图1和图4，本自适应相变冷板包括冷板主体2，其中冷板主体2通过与散热台面盖板3焊接固定或螺丝固定等形成散热器，其中螺丝固定需要经过密封处理，并进行强度增强。
[n0029] 具体地，冷板主体2顶部通过螺纹固定或者焊接有出气管5和进液管4，且冷板主体2内加工出油一热交换容腔10，热交换容腔10内设有多组倾斜设置的换热筋条8、位于热交换容腔10边缘处的多个集气槽6及设于换热筋条8端部附近的多组横槽7，进液管4通过进液通道1与热交换容腔10底部一角连通，且换热筋条8均朝向进液通道1与热交换容腔10连接处设置。
[n0030] 优选地，集气槽6分别设于热交换容腔10的顶部一边、左侧一边、底部一边以及相邻的两组换热筋条8之间。此设置，气泡无论在正放还是顺时针旋转0～90°放置又或者是倒放，均可在相对位于上方的集气槽6进行聚集，而进气管可上下分别安装一个，始终开启朝上的一个进气管即可，其中当正反的时候，底部一边的集气槽6由于畅通无阻，因此可更好地使液态冷却工质流向靠近追车一边的位置，使得液态冷却工质能够更好地充满热交换容腔10的底部位置，加快流动，提高热交换效率。
[n0031] 优选地，横槽7分别设于位于左侧一边的集气槽6与换热筋条8之间，以及相邻的两组换热筋条8之间，相邻的两组换热筋条8之间的集气槽6与横槽7连通。通过上述结构的设置，使得液态冷却液态工质在热交换时产生的气泡可以沿着倾斜的换热筋条8形成的冷媒流道流向横槽7，再通过横槽7进入到集气槽6内，极大地方便气泡地逃逸，并不容易造成气泡的堵塞。
[n0032] 请参阅图1-3，当冷板主体2竖直放置或顺时针旋转0～90°放置时，始终有一集气槽6位于热交换容腔10内顶部的气泡积聚位置，当冷板主体2竖直放置或顺时针旋转0～90°放置时，且出气管5位于换热筋条8倾斜朝向方向处，进液通道1始终从热交换容腔10的底部位置通入液态冷却工质，因此无论是正放还是倾斜放置还是顺时针旋转0～90°的时候，液态冷却工质从进液管4进入热交换容腔10，始终能够通过换热筋条8形成的换热流道9进入到横槽7，流通过程中进行换热产生气泡，气泡始终能够随着横槽7进入到集气槽6，通过位于此时热交换容腔10顶部的集气槽6从出气管5排出，因此很好地解决现有技术存在的缺陷，适用范围更广
[n0033] 在一种优选实施例中，出气管5和进液管4均与冷板主体2可拆卸密封连接。此设置，在不使用的时候，可将出气管5和进液管4拆除，便于存放和安装，可根据需求更换不同型号的接口，也可根据位置来旋转出气管5的安装方向。可拆卸密封连接为常见的螺纹配合加防水密封措施。
[n0034] 优选地，热交换容腔10内设有可拆卸连接的流道结构，通过流道结构形成换热筋条8、集气槽6及横槽7，也就是在附图1中热交换容腔10内结构。此设置，可单独加工冷板和流道结构，再将流道结构安装于冷板的热交换容腔10内，通过常见的螺丝等固定，可显著地减少冷板的加工难度，也能够方便根据后续改进来单独加工新的流道结构，然后再将其替换旧的流道结构，无需将原有的冷板报废，显著降低成本和加工难度。
[n0035] 请参阅图5和6为本实用新型与常规相变冷板在不同旋转角度下散热量对比数据和图，其中纵坐标是与正放时候的散热水平对比，横坐标为顺时针旋转角度，可见本实用新型的相变冷板在顺时针旋转0～90°之间，可始终保持在正放时的散热水平。
[n0036] 值得一提的是，附图中之所以没有显示热交换容腔10和进液通道1与进液管4和出气管5连通，主要是为了更好地展示热交换容腔10的结构，并不存在热交换容腔10不与出气管5连通及进液通道1不与进液管4连通的情况。
[n0037] 本实用新型未详述部分为现有技术，故本实用新型未对其进行详述。
[n0038] 可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
[n0039] 尽管本文较多地使用了进液通道1、冷板主体2、散热台面盖板3、进液管4、出气管5、集气槽6、横槽7、换热筋条8、换热流道9、热交换容腔10等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
[n0040] 本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

权利要求:
Claims (5)
[0001] 1.一种自适应相变冷板，其特征在于，包括冷板主体，所述冷板主体顶部设有出气管和进液管，且所述冷板主体内设有热交换容腔，所述热交换容腔内设有多组倾斜设置的换热筋条、位于热交换容腔边缘处的多个集气槽及设于所述换热筋条端部附近的多组横槽；所述进液管通过进液通道与热交换容腔底部一角连通，且所述换热筋条均朝向进液通道与热交换容腔连接处设置；当所述冷板主体竖直放置或顺时针旋转0～90°放置时，始终有一集气槽位于热交换容腔内顶部的气泡积聚位置；当所述冷板主体竖直放置或顺时针旋转0～90°放置时，所述进液通道始终从热交换容腔的底部位置通入液态冷却工质；所述热交换容腔内设有可拆卸连接的流道结构，通过所述流道结构形成换热筋条、集气槽及横槽；所述出气管和进液管均与冷板主体可拆卸密封连接。
[0002] 2.根据权利要求1所述的一种自适应相变冷板，其特征在于，所述集气槽分别设于所述热交换容腔的顶部一边、左侧一边、底部一边以及相邻的两组换热筋条之间。
[0003] 3.根据权利要求2所述的一种自适应相变冷板，其特征在于，所述横槽分别设于位于左侧一边的集气槽与换热筋条之间，以及相邻的两组换热筋条之间。
[0004] 4.根据权利要求1所述的一种自适应相变冷板，其特征在于，所述出气管位于换热筋条倾斜朝向方向处。
[0005] 5.根据权利要求1所述的一种自适应相变冷板，其特征在于，所述相邻的两组换热筋条之间的集气槽与横槽连通。

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同族专利:

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公开号 | 公开日

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引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

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2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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CN202120299797.5U|CN214333446U|2021-02-02|2021-02-02|一种自适应相变冷板|CN202120299797.5U| CN214333446U|2021-02-02|2021-02-02|一种自适应相变冷板|