可延展型板式喷嘴的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种可延展型板式喷嘴，该喷嘴能使液体精细雾化，该板式喷嘴由喷嘴面板和微型喷嘴组合而成。微型喷嘴由导流片和旋流腔等构成，导流片上有倾斜导流槽，旋流腔内锥角可调节，微型喷嘴整体厚度5mm以内。本实用新型具有结构紧凑、占用体积较小、可以适用紧凑空间等特点。微型喷嘴数量可根据覆盖需求设计，可形成较大面积、覆盖均匀的喷雾；微型喷嘴可在喷嘴面板上自由排布，液体可覆盖集中的或分散的多个元器件，能适应不同的覆盖需求和系统工况。
【专利说明】
可延展型板式喷嘴
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种使液体精细雾化的喷嘴，尤其是占用体积小、结构紧凑、雾化效率高、可根据需求自由延展的板式喷嘴。
【背景技术】
[0002]电子器件小型化、微型化和集成化技术发展迅速，功率密度也越来越高，其散热问题已成为制约高功率电子器件发展的一个瓶颈问题。喷雾冷却是一种高热流密度散热方式，具有散热能力强、工质需求量小等优点，在电子器件冷却等高流量密度散热方面具有广阔的应用前景。在喷雾冷却系统中，喷嘴是最为关键的部分之一。在对国内外学者对喷雾冷却的研究总结中发现，喷嘴使液体破碎、雾化的效果直接影响其散热性能，而且喷嘴使液体雾化更均匀、液滴更细密，则散热更理想。在喷雾冷却技术的实际应用中，常规喷嘴因为体积较大难以适应紧凑的电子元器件，以及单个喷雾覆盖范围较小或者扩大覆盖范围但分布不均匀等因素，极大地制约其散热性能与应用场合。所以，更加符合实际应用的、能高效雾化的微型喷嘴和覆盖较大范围且喷雾分布均匀的板式喷嘴有很大的应用前景。但是目前对雾化喷嘴的研究，大多数是对单个或者几个简单列装的常规喷嘴的研究，极少考虑到喷嘴本身的占用体积，而针对较大发热面积冷却或不规则发热表面冷却的板式喷嘴的创新也较缺乏。
[0003]专利CN104507686A发明了一种多孔的喷嘴板，其具有贯穿层板的喷嘴孔，并提出排出口的开口形状与几个角部的曲率配置方程。专利CN104667466A提出了一种直喷雾化喷嘴和旋流雾化喷嘴组合的雾化喷头，包括一个喷头本体和设置在该喷头本体上的多个旋流雾化喷嘴以及一个直喷雾化喷嘴。该组合雾化喷头既能有较好的雾化效果，又具有有较强的穿透能力和较小的雾化距离，在较大范围扑灭大火。专利CN204320532U公开了一种小型雾化喷嘴，包括内喷嘴和外喷嘴，内喷嘴的中空通道为液体通道，内喷嘴和外喷嘴之间的环形缝隙为气体通道;该喷头采用两通道外混式结构，借助气体冲击扰动，可用于雾化不同粘度的液体，具有加工方便、装配难度较小、装配误差低等优点。然而，这几种喷嘴在占用体积小、较大范围均匀覆盖、适应性强等方面未得到充分改善，在电子元器件等设备的冷却上难以普及。
【实用新型内容】
[0004]为了更好的研究在紧凑、狭窄的空间中冷却较大面积的电子元器件，本实用新型提供一种新型的微型旋流雾化喷嘴和以此微型喷嘴自由集成的可延展型板式喷嘴。该微型喷嘴能使液体均匀雾化产生细密的液滴，并具有整体紧凑、占用空间小等特点。可延展型板式喷嘴则具备这些优点的同时，可以根据不同范围、不同排布的发热器件进行适应性调整，达到均匀、合理覆盖冷却的目的。
[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:可延展型板式喷嘴，该板式喷嘴包括板式喷嘴面板和多个微型喷嘴;板式喷嘴面板包括板式喷嘴法兰和板式喷嘴安装孔;板式喷嘴面板中间区域集成多个微型喷嘴;每个微型喷嘴包括喷嘴外壳、旋流腔、喷嘴出口和导流片，导流片安装在喷嘴外壳内形成旋流腔，喷嘴出口在喷嘴外壳上，液体通过导流片的导流槽进入旋流腔，从喷嘴出口喷出，其中，旋流腔下方为喷嘴出口。
[0006]其中，导流片上有倾斜导流槽，旋流腔内锥角可调节，微型喷嘴整体厚度5_以内。
[0007]其中，板式喷嘴可根据喷雾覆盖要求延展，其微型喷嘴数量与排布可调节。
[0008]其中，板式喷嘴由喷嘴面板与微型喷嘴根据实际散热系统的需求进行自由延展。
[0009]其中，导流片分布有切向导流槽，旋流腔锥角可调节，微型喷嘴为一端有安装法兰的柱体，导流片上表面带有一字槽，侧面上部分带螺纹结构，用于安装固定；导流片侧方设有导流槽;导流槽为倾斜凹槽，槽宽0.1-0.3mm，下边缘与喷嘴外壳下部分的旋流腔相连;导流片的螺纹上有狭窄通道，该狭窄通道与导流槽对应，该狭窄通道用于液体进液，喷嘴外壳内部上方有与导流片对应的安装螺纹，下方有对应的不同的内锥角的旋流腔，不同的内锥角可直接改变喷雾张角，适用不同工况，微型喷嘴出口在喷嘴外壳底部，孔径根据流量需求在 0.2mm-0.5mm 之间。
[0010]其中，微型喷嘴具有法兰结构，通过紧固件或焊接与板式喷嘴面板连接。
[0011]其中，微型喷嘴使用时将导流片嵌入喷嘴外壳，以螺纹方式连接紧固，液体通过导流片螺纹上预留的狭窄通道进入喷嘴，然后在压差驱使下液体通过倾斜的导流槽切向进入旋流腔。
[0012]其中，导流片嵌入喷嘴外壳中，由导流片螺纹与喷嘴的外壳螺纹连接，通过导流片的一字槽旋入，导流片螺纹上有狭窄进液通道，导流片下方有倾斜的呈中心对称的导流槽，倾斜导流槽与喷嘴外壳下方的旋流腔相通，喷嘴外壳包括外侧的外壳法兰与内侧的外壳螺纹、旋流腔和喷嘴出口，外壳法兰用于集成板式喷嘴的安装，旋流腔下方是喷嘴出口。
[0013]其中，微型喷嘴的导流片可根据雾化需求改变导流槽的数量，与之相对应的是导流片上进液通道的数量，旋流腔内锥角可根据覆盖范围和喷雾张角的需求调节。
[0014]本实用新型的有益效果是:
[0015](I)、本微型喷嘴结构紧凑，占用体积小。
[0016](2)、本微型喷嘴的导流片具有多个导流槽，对称分布，倾斜切向旋流腔，增加旋流腔内液体扰动。
[0017](3)、本微型喷嘴的旋流腔内锥角具有多种规格，适应不同张角需求。
[0018](4)、本板式喷嘴上微型喷嘴可自由集成，数量可根据需求设定。
[0019](5)、本板式喷嘴上微型喷嘴可自由延展与排布，交错排布可减少覆盖盲区，密集排布可增加液滴通量，不规则排布则可以适应特殊分散的散热区域覆盖的需求。
[0020](6)、本板式喷嘴可产生较大范围的喷雾覆盖，在增加覆盖范围的同时整体厚度不变。
【附图说明】
[0021]图1是微型喷嘴示意图。
[0022]图2是导流片示意图。
[0023]图3是喷嘴外壳示意图。
[0024]图4(a)是板式嗔嘴上表面不意图。
[0025]图4(b)是板式喷嘴下表面示意图。
[0026]图中编号:丨.喷嘴外壳；11.外壳法兰；12.外壳螺纹；13.旋流腔；14.喷嘴出口；2.导流片;21.导流片一字槽;22.导流片螺纹;23.导流片进液通道;24.导流槽;3.板式喷嘴面板;31.板式喷嘴法兰;32.板式喷嘴安装孔。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0028]参见图1、图2、图3，本实用新型一种可延展型板式喷嘴，设计微型导流片和不同锥度的旋流腔，在压缩喷嘴结构的同时，具备高效的液体雾化能力;将微型喷嘴根据需求自由集成在薄板上，扩大覆盖范围，适应不同冷却系统。
[0029]微型喷嘴外形为厚5_，直径6.5mm，一端有安装法兰的柱体，由微型导流片和喷嘴外壳组合而成。导流片上表面带有一字槽，侧面上部分带螺纹结构，用于安装固定；导流片侧方设有3个或4个倾斜的导流槽;导流槽倾斜角为45°，槽宽0.1-0.3mm，下边缘与喷嘴外壳下部分的旋流腔相切；导流片的螺纹上有3个或4个狭窄通道(与导流槽对应)，该狭窄通道用于液体进液。喷嘴外壳内部上方有与导流片对应的安装螺纹，下方有内锥角分别为100°、110°、120°、130°、140°等的旋流腔，不同的内锥角可直接改变喷雾张角，适用不同工况。微型喷嘴出口在喷嘴外壳底部，孔径根据流量需求在0.2mm-0.5mm之间。
[0030]微型喷嘴使用时将导流片嵌入喷嘴外壳，以螺纹方式连接紧固。液体通过导流片螺纹上预留的狭窄通道进入喷嘴，然后在压差驱使下液体通过倾斜的导流槽切向进入旋流腔，多股液体在旋流腔中交缠、冲击、扰动，然后从喷嘴出口冲出，在飞行过程中破碎、雾化。
[0031]板式喷嘴由喷嘴面板与微型喷嘴根据实际散热系统需求自由延展，以下给出冷却30mm*40mm矩形均勾发热区域的板式喷嘴设计。喷嘴面板由厚Imm的带有法兰结构的钢板和11个微型喷嘴构成。不锈钢板为6 0mm* 7 Omm矩形，矩形四周靠边缘15mm属于法兰结构，与供液腔法兰结构对应，用于固定、密封和连接。法兰区域分布12个直径5_的螺纹孔，每边分布3个，螺纹孔中心与法兰外边缘距离5mm。11个微型喷嘴交错分布在喷嘴主体30mm*40mm区域中，减少喷雾液滴分布盲区，增加液滴扰动与散热表面上液膜的铺展。
[0032]其中，导流片2嵌入喷嘴外壳I中，由导流片螺纹22与喷嘴的外壳螺纹12连接，通过导流片一字槽21旋入。导流片螺纹22上有4个狭窄进液通道23，导流片2下方有4个倾斜的呈中心对称的导流槽24。导流槽24倾斜角为45°，与喷嘴外壳I下方的旋流腔13相通。喷嘴外壳I包括外侧的外壳法兰11与内侧的外壳螺纹12、旋流腔13和喷嘴出口 14。喷嘴外壳法兰11用于集成板式喷嘴的安装。旋流腔13为内锥角为120°的内锥腔体，下方是喷嘴出口 14。喷嘴出口 14孔径为0.4mm。
[0033]微型喷嘴的导流片2可根据雾化需求改变导流槽24的数量，与之相对应的是导流片2上进液通道23的数量。旋流腔13内锥角可根据覆盖范围和喷雾张角的需求调节，设置角度 100°、110°、120°、130°、140° 等。
[0034]参见图4(a)、(b)，板式喷嘴为板式喷嘴面板3和11个微型喷嘴组合而成。板式喷嘴面板为带法兰结构、厚度为Imm的薄钢板，与11个微型喷嘴通过紧固件方式连接。11个微型喷嘴交错分布在中心区域，该区域对应散热元件。微型喷嘴通过交叉排列，减少喷雾盲区，提高较大范围冷却面积的喷嘴均匀性。板式喷嘴面板3带有法兰结构31和安装孔32，与设备连接时方便快捷。板式喷嘴面板3上集成的微型喷嘴，可根据需求更改数量、排布等，其具有轻薄、紧凑、易拆卸、个性化等特点，能适应较多复杂苛刻的冷却系统。
【主权项】
1.可延展型板式喷嘴，其特征在于:该板式喷嘴包括板式喷嘴面板(3)和多个微型喷嘴;板式喷嘴面板(3)包括板式喷嘴法兰(31)和板式喷嘴安装孔(32);板式喷嘴面板(3)中间区域集成多个微型喷嘴，每个微型喷嘴包括喷嘴外壳(I)、旋流腔(13)、喷嘴出口(14)和导流片(2)，导流片(2)安装在喷嘴外壳(I)内，喷嘴出口( 14)在喷嘴外壳(I)上，液体通过导流片(2)的导流槽进入旋流腔(13)，从喷嘴出口(14)喷出，其中，旋流腔(I3)下方为喷嘴出口(14)。2.根据权利要求1所述的可延展型板式喷嘴，其特征在于:导流片上有倾斜导流槽，旋流腔内锥角可调节，微型喷嘴整体厚度5_以内。3.根据权利要求1所述的可延展型板式喷嘴，其特征在于:板式喷嘴可根据喷雾覆盖要求延展，其微型喷嘴数量与排布可调节。4.根据权利要求1所述的可延展型板式喷嘴，其特征在于:板式喷嘴由喷嘴面板与微型喷嘴根据实际散热系统的需求进行自由延展。5.根据权利要求1所述的可延展型板式喷嘴，其特征在于:导流片分布有切向导流槽，旋流腔锥角可调节，微型喷嘴为一端有安装法兰的柱体，导流片上表面带有一字槽，侧面上部分带螺纹结构，用于安装固定；导流片侧方设有导流槽；导流槽为倾斜凹槽，槽宽0.?-ο.3mm，下边缘与喷嘴外壳下部分的旋流腔相连;导流片的螺纹上有狭窄通道，该狭窄通道与导流槽对应，该狭窄通道用于液体进液，喷嘴外壳内部上方有与导流片对应的安装螺纹，下方有对应的不同的内锥角的旋流腔，不同的内锥角可直接改变喷雾张角，适用不同工况，微型喷嘴出口在喷嘴外壳底部，孔径根据流量需求在0.2mm-0.5mm之间。6.根据权利要求1所述的可延展型板式喷嘴，其特征在于:微型喷嘴使用时将导流片嵌入喷嘴外壳，以螺纹方式连接紧固，液体通过导流片螺纹上预留的狭窄通道进入喷嘴，然后在压差驱使下液体通过倾斜的导流槽切向进入旋流腔。7.根据权利要求1所述的可延展型板式喷嘴，其特征在于:导流片(2)嵌入喷嘴外壳(I)中，由导流片螺纹(22)与喷嘴的外壳螺纹(12)连接，通过导流片的一字槽(21)旋入，导流片螺纹(22)上有狭窄进液通道(23)，导流片(2)下方有倾斜的呈中心对称的导流槽(24)，倾斜导流槽(24)与喷嘴外壳(I)下方的旋流腔(13)相通，喷嘴外壳(I)包括外侧的外壳法兰(11)与内侧的外壳螺纹(12)、旋流腔(13)和喷嘴出口(14)，外壳法兰(11)用于集成板式喷嘴的安装，旋流腔(13)下方是喷嘴出口(14)。8.根据权利要求1所述的可延展型板式喷嘴，其特征在于:微型喷嘴的导流片(2)可根据雾化需求改变导流槽(24)的数量，与之相对应的是导流片(2)上进液通道(23)的数量，旋流腔(13)内锥角可根据覆盖范围和喷雾张角的需求调节。
【文档编号】B05B1/02GK205436057SQ201521131006
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月30日
【发明人】程文龙, 章玮玮, 江李加
【申请人】中国科学技术大学