新型空气流道内嵌3D均温板结构的制作方法

新型空气流道内嵌3d均温板结构
技术领域
1.本实用新型涉及板式的散热装置，是一种新型空气流道内嵌3d均温板结构。


背景技术：

2.散热装置是指机械设备、金属机柜、电路板等设备部件中用来将热量快速散出，从而保证设备部件正常工作的装置，包括散热风扇、散热板、冷却塔、冷凝液管、均温板等部件装置。其中，均温板从原理上类似于热管，但在传导方式上有所区别；热管为一维热传导，而真空腔的均热板中热量则是在一个二维的面上传导，因此效率更高。3d均温板相比于传统的二维均温板在结构设计上更灵活，具有集成度更高，蒸汽扩散效率更高，热阻更小，散热上限更高的特点。随着芯片等电子器件的集成度提高，散热需求随着增加，3d均温板的应用日益广泛。现有3d均温板基本上有两种方式，一种是在原有的二维均温板上安插铜热管拓展蒸汽空间，另一种是在均温板上增加立式腔体空间，如中国专利文献中披露的申请号202110144725.8，申请公布日2021.05.11，实用新型名称“一种双层3d均温板、散热模组及散热模组制造方法”。但前者依赖于热管的性能，铜热管存在成本高，环保性能低于铝材的问题；后者的内腔结构复杂，制造难度高，存在失效风险。


技术实现要素：

3.为克服上述不足，本实用新型的目的是向本领域提供一种新型空气流道内嵌3d均温板结构，使其解决现有同类产品的生产成本较高，稳定性欠佳，生产装配较为不便的技术问题。其目的是通过如下技术方案实现的。
4.一种新型空气流道内嵌3d均温板结构，该均温板包括板体和盖板，板体的顶部板口与盖板连为一体构成壳体，壳体的内腔设有内嵌的翅片，翅片呈柱形，板体的底部板面为加热面，壳体内的内腔处内壁表面为蒸发面2a；其结构设计要点是所述翅片的外径与壳体内径之间内腔为蒸汽腔，蒸汽腔内的注液为相变换热的液体工质，翅片的外径周面为接触面3a，翅片内设有等距间隔分布的肋片，并分隔成对应的空气流道3b，空气流道3b的两端孔口分别密封露出壳体；蒸发面2a设有等距分布的柱状阵列或壳体烧结层，翅片通过柱状阵列或烧结层内嵌设置于壳体内的中间。上述蒸汽腔的传质过程：液态工质在蒸发面2a上相变蒸发扩散到蒸汽腔，然后蒸汽在3a上发生冷凝，冷凝产生的液态工质在重力作用下回流到2a；蒸汽腔的传热过程：热量通过2a从热源进入该均温板内，液态工质在2a蒸发相变带走热量，随着气态工质在蒸汽腔内扩散，热量同时扩散到整个蒸汽腔，然后蒸汽在3a发生冷凝将热量传到3b中，3b中的空气与翅片表面作强制对流换热带走热量。
5.所述翅片的接触面3a设有沟槽、翅片烧结层或疏水层。上述结构提高了翅片内工质的流通和传热。
6.所述翅片内的肋片横向或纵向间隔排列设置。上述为两种翅片的排列结构实施例。
7.所述翅片对称设置于板体与盖板构成壳体的内腔两侧，空气流道3b的两端孔口分
别通过端盖板密封露出壳体，翅片的空气流道3b处两端孔口分别通过端盖板固定密封露出壳体。上述为翅片通过盖板固定于壳体的结构实施例，其亦可省略盖板，通过焊接方式固定连接。
8.所述翅片呈长方体，翅片的底部为平面，顶部为斜面，翅片的顶部由内腔的中间向外侧底部斜面设置，内腔的中间一侧翅片边角底部向上倾斜设置，板体的底部设有等距分布并凸起的条形柱，盖板的顶部设有与翅片顶部斜面对应凸起的圆形柱。上述翅片的结构实施例，便于提高其内部散热通风效果，根据上述盖板的设置，板体的条形柱和盖板的圆形柱亦可省略。
9.所述板体替换为箱底座，盖板替换为箱盖板，箱底座、箱盖板与箱侧板连接构成箱体，翅片的空气流道3b处两端孔口分别通过箱盖板固定密封露出壳体，翅片呈等距分布。上述为另一种结构实施例。
10.所述翅片呈菱形，翅片的两端尖角分别朝向上下设置，箱底座的底部凹槽内设有等距分布并凸起的方形柱。上述为另一种实施例中翅片的具体结构。
11.本实用新型结构设计合理，集成度高，生产成本低，生产装配方便，散热效果好，热阻小；其适合作为空气流道内嵌3d均温板使用，及同类产品的进一步改进。
附图说明
12.图1是本实用新型的实施例一爆炸结构示意图。
13.图2是图1的盖板底部结构示意图。
14.图3是图1的立体结构示意图。
15.图4是图3的剖视结构示意图。
16.图5是本实用新型的实施例二立体结构示意图，图中a部作了框定。
17.图6是图5的a部放大图。
18.图7是图5的爆炸结构示意图。
19.附图序号及名称：1、板体，101、条形柱，2、盖板，201、圆形柱，3、翅片，4、端盖板，5、箱底座，501、方形柱，6、箱盖板，7、箱侧板。
具体实施方式
20.现结合附图，对本实用新型结构和使用作进一步描述。如图1-图4所示实施例一，该均温板包括板体1、盖板2和翅片3，板体的顶部板口与盖板连为一体构成壳体，壳体的内腔设有内嵌的翅片，翅片呈柱形，板体的底部板面为加热面，壳体内的内腔处内壁表面为蒸发面2a。翅片的外径与内径之间内腔为蒸汽腔，蒸汽腔内的注液为相变换热的液体工质，翅片的外径周面为接触面3a，翅片内设有等距间隔分布的肋片，并分隔成对应的空气流道3b，空气流道3b的两端孔口分别密封露出壳体；蒸发面2a设有等距分布的柱状阵列或壳体烧结层，翅片通过柱状阵列或烧结层内嵌设置于壳体内的中间。翅片的接触面3a设有沟槽、翅片烧结层或疏水层，翅片内的肋片横向或纵向间隔排列设置。其具体结构如下：翅片对称设置于板体与盖板构成壳体的内腔两侧，空气流道3b的两端孔口分别通过端盖板4密封露出壳体，翅片的空气流道3b处两端孔口分别通过端盖板固定密封露出壳体。翅片呈长方体，翅片的底部为平面，顶部为斜面，翅片的顶部由内腔的中间向外侧底部斜面设置，内腔的中间一
侧翅片边角底部向上倾斜设置，板体的底部设有等距分布并凸起的条形柱101，盖板的顶部设有与翅片顶部斜面对应凸起的圆形柱201。上述翅片内嵌于壳体中，2a是该均温板的蒸发面，3a是内嵌翅片与蒸汽腔的接触面，3b是空气流通的空气流道，该均温板的板体、盖板和翅片采用铝材一体成型，其亦可省略盖板，直接翅片的空气流道3b两端孔口直接焊接固定于板体对应的孔口。
21.该均温板中充注一定量的液体工质，即可正常工作；蒸汽腔的液态工质在蒸发面2a上相变蒸发扩散到蒸汽腔，然后蒸汽在3a上发生冷凝，冷凝产生的液态工质在重力作用下回流到2a；同时，热量通过2a从热源进入该均温板内，液态工质在2a蒸发带走热量，随着液态工质在蒸汽腔内扩散，热量同时扩散到整个蒸汽腔，然后蒸汽在3a发生冷凝将热量传到3b中的空气与翅片表面作强制对流换热带走热量。
22.如图5-图7所示实施例二，上述板体替换为箱底座5，盖板替换为箱盖板6，箱底座、箱盖板与箱侧板7连接构成箱体，翅片的空气流道3b处两端孔口分别通过箱盖板固定密封露出壳体，翅片呈等距分布。翅片呈菱形，翅片的两端尖角分别朝向上下设置，箱底座的底部凹槽内设有等距分布并凸起的方形柱501，从而换热面积、内腔尺寸较大。该均温板适应不同热通量、换热面积、空气通量的工作条件，其原理为根据热通量、换热面积、空气流量，调节内嵌翅片的数量、形状、肋片密度，以及蒸发腔的形状、尺寸即可。
23.综上所述，该均温板在蒸发面2a增加柱状阵列、壳体烧结层等表面修饰结构，用以强化蒸发效果；该均温板结构在3a表面增加沟槽、翅片烧结层、疏水层等表面修饰结构，用以增强冷凝、引流效果；该均温板结构对翅片的结构进行异形、扰流等结构设计，用以增强单相对流换热效果。
24.该均温板相比于其他均温板翅片外置的形式，翅片和空气流道内嵌在该均温板的腔体内，蒸汽腔内的蒸汽在内嵌翅片的腔内侧发生冷凝，蒸汽与翅片的接触面更大，整个冷凝过程和气液循环过程更高效；且整个该均温板的结构简单，涉及的型材拉伸、钎焊等工艺相对成熟，制造成本较低。