微通道散热器、电子显示屏和作业机械的制作方法

本发明涉及电子设备冷却技术领域，尤其涉及一种微通道散热器、电子显示屏和作业机械。

背景技术：

挖掘机的显示屏相当于挖掘机的眼睛，很多故障问题以及挖掘机的运行数据都可以从显示屏上获取，它也是将挖掘机健康状况直观、准确地反映给操作人员的窗口。

目前，随着大屏幕显示的推广以及用户对交互性的需求逐渐增加，挖掘机正在逐步升级使用大显示屏集成控制，而当前显示屏都是以自然对流来散热，在挖掘机长期使用后，屏幕的表面温度可以达到40℃～50℃。而挖掘机一天的工作市场可达到12～24小时，电子元器件长期处于高温环境下，其表面涂层会逐渐老化，特别是在夏季，阳光直接照射驾驶室，导致驾驶室内部的温度上升到35℃～40℃，显示屏再进行工作时，其表面与环境温度温差小，自然对流的换热能力降低，导致显示屏整体在高温状态下持续运行，对元器件潜在的损伤大，如果挖掘机显示屏出现故障，将直接导致挖掘机无法工作，影响生产进度。

技术实现要素：

本发明提供一种微通道散热器、电子显示屏和作业机械，用以解决现有技术中的电子器件散热效果差、效率低的缺陷，以提高电子器件的稳定性和使用寿命。

本发明提供一种微通道散热器，包括倾斜设置的中空的散热壳体，所述散热壳体内填充有传热工质；所述散热壳体的第一侧的内壁间隔地开设有多个沿倾斜方向延伸的微通道，所述散热壳体的第一侧的外壁靠近顶端处设有散热位，所述散热壳体的第一侧的外壁靠近底端处设有第一吸热位；所述散热壳体上与所述第一侧相对设置的第二侧的内壁设有连通腔，所述连通腔与多个所述微通道相连通，所述散热壳体的第二侧的外壁设有第二吸热位。

根据本发明提供的一种微通道散热器，所述散热位在相邻的两个所述微通道之间的壁面上开设有沿倾斜方向延伸的第一凹槽，所述第一吸热位在相邻的两个所述微通道之间的壁面上开设有沿倾斜方向延伸的第二凹槽。

根据本发明提供的一种微通道散热器，还包括底座，所述底座内设有与所述散热位相对应的冷却腔，所述冷却腔内流通有冷却介质。

根据本发明提供的一种微通道散热器，所述冷却腔开设有冷却风进口和冷却风出口，所述冷却介质为冷却气。

根据本发明提供的一种微通道散热器，所述底座内还设有与所述第一吸热位相对应的热源安装腔，所述热源安装腔与所述冷却腔之间设有隔板。

根据本发明提供的一种微通道散热器，所述传热工质的填充体积与多个所述微通道的总体积之比为0.3～0.7。

根据本发明提供的一种微通道散热器，所述第二吸热位的表面覆设有导热层。

根据本发明提供的一种微通道散热器，所述散热壳体上除所述第一侧的壁面和所述第二侧的壁面之外的剩余壁面覆设有绝热层。

本发明还提供一种电子显示屏，包括如上述所述的微通道散热器，还包括安装于第一吸热位的电子元件以及安装于第二吸热位的显示屏，所述电子元件通过穿设于所述微通道散热器的导线连接于所述显示屏。

本发明还提供一种作业机械，包括如上述所述的电子显示屏。

本发明提供的微通道散热器、电子显示屏和作业机械，其中微通道散热器利用填充于散热壳体内的传热工质的相变来传递热量，液态的传热工质集中于倾斜设置的散热壳体的底端，由于在散热壳体的第一侧的外壁的底端以及第二侧的外壁分别设置有用于吸收热源热量的第一吸热位和第二吸热位，因而液态的传热工质会吸收热源的热量进而发生相变，并且在蒸腾上移的过程继续不断吸热，最终气态的传热工质在散热壳体的顶端通过散热位对外散热，并凝结为液态，再回流至散热壳体的底端，如此循环往复；同时，通过在散热壳体的第一侧的内壁设置多个微通道，既能加快液态传热工质的回流，还可以在散热壳体的底端形成薄液膜蒸发，在粘性力、惯性力以及毛细力的共同作用下，强化微尺度传热效果，提高传热系数；通过在散热壳体的第二侧的内壁设置连通腔，利于气态传热工质的移动，减少其对液态传热工质回流产生的阻力。该微通道散热器结构简单，可以在有限的空间内增大换热面积，并强化换热及热量传递，大大提升了散热能力，有助于提高电子器件的稳定性并延长其使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的微通道散热器的结构示意图；

图2是图1中的微通道散热器在另一视角下的结构示意图；

图3是图1中的微通道散热器的内部结构示意图；

图4是本发明提供的微通道散热器的原理示意图之一；

图5是本发明提供的微通道散热器的原理示意图之二；

图6是本发明提供的另一种微通道散热器的结构示意图；

图7是本发明提供的底座的结构示意图；

图8是本发明提供的电子显示屏的结构示意图；

图9是图8中的电子显示屏的装配示意图；

图10是图8中的电子显示屏的内部结构示意图。

附图标记：

1、散热壳体；11、微通道；12、连通腔；

13、注液口；14、穿线孔；2、散热位；

3、第一吸热位；4、第二吸热位；51、液相传热工质；

52、气液两相传热工质；53、气相传热工质；

61、第一凹槽；62、第二凹槽；7、底座；

71、冷却腔；711、冷却风进口；72、热源安装腔；

73、隔板；731、排线槽；74、百叶格栅；

8、显示屏；9、电子元件。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”“第二”是为了清楚说明产品部件进行的编号，不代表任何实质性区别。“上”“下”“左”“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在发明实施例中的具体含义。

如图1至图5所示，本发明实施例提供的一种微通道散热器，包括倾斜设置的中空的散热壳体1，散热壳体1内填充有传热工质。散热壳体1的第一侧的内壁间隔地开设有多个沿倾斜方向延伸的微通道11，散热壳体1的第一侧的外壁靠近顶端处设有散热位2，散热壳体1的第一侧的外壁靠近底端处设有第一吸热位3。散热壳体1上与第一侧相对设置的第二侧的内壁设有连通腔12，连通腔12与多个微通道11相连通，散热壳体1的第二侧的外壁设有第二吸热位4。

具体地，如图1所示，本实施例中的散热壳体1内部中空，其可以为平板形式的中空壳体，散热壳体1可以由玻璃、陶瓷或者金属材料制成。在散热壳体1采用倾斜的安装方式，具体的倾斜角度可以根据散热需求以及热源的安装角度进行选择，在一个具体的实施例中，倾斜角度可以为20°～60°。更具体地，热源可以为用于信号输出的电子设备(如显示屏)，通过将该类电子设备安装在倾斜的散热壳体1的上表面，有利于操作人员进行查看。

如图3所示，在本实施例中，散热壳体1的第一侧可以为下侧，第二侧为上侧。散热壳体1的下侧的内壁开设有多个间隔的微通道11，微通道11由散热壳体1的顶端延伸至底端。微通道11的间壁与散热壳体1的上侧的内壁之间间隔一段距离，形成连通腔12，通过连通腔12将多个微通道11的上部导通。加工时，可以先在散热壳体1的下侧板体的内壁加工出微通道11，然后在下侧板体的两端焊接挡板并与上侧板体焊接为一体，其中一个挡板开设有注液口13。工作前，通过注液口13将散热壳体1内的空气抽空，再通过冷焊管将适量的低温的液相传热工质51(如r134a、液氮、氟利昂、乙醇等)充入具有一定真空度的散热壳体1内腔中，然后焊好密封。

图4示出了本实施例中的微通道散热器的散热原理，图4中的箭头表示的是热量的流向。散热壳体1的下侧的外壁靠近顶端的位置设有散热位2，散热位2主要用于将散热壳体1内的传热工质的热量导出至外部，散热位2可以采用自然对流散热的方式，也可以采用风冷、液冷等强制对流散热的方式，还可以在散热位2直接安装冷凝器或者半导体制冷片等制冷器件进行直接导热散热。散热壳体1的下侧的外壁靠近底端的位置设有第一吸热位3，同时散热壳体1的上侧的外壁设有第二吸热位4，第一吸热位3和第二吸热位4均可用于安装待冷却的热源，利用散热壳体1内的传热工质吸收热源的热量来实现对热源的冷却。第一吸热位3和第二吸热位4上可以根据需要安装一个或者多个热源，其中第二吸热位4可以全部或者部分地占据散热壳体1的上侧的外壁。第一吸热位3和第二吸热位4上各部分的吸热能力由底端向顶端逐渐减弱，且第一吸热位3的吸热能力强于第二吸热位4的吸热能力。

当该微通道散热器工作时，位于散热壳体1的底端的液相传热工质51同时吸收来自第一吸热位3和第二吸热位4的热量，进而逐渐汽化，形成气液两相传热工质52并不断通过连通腔12向顶端蒸腾，在蒸腾的过程中继续吸收来自第二吸热位4的热量，进而变成气相传热工质53，最终气相传热工质53在散热壳体1的顶端通过散热位2对外散热，并凝结为液相传热工质51，再顺着微通道11回流至散热壳体1的底端，如此循环往复，进而不断地对安装在第一吸热位3和第二吸热位4的热源进行散热。由于微通道11的尺寸较小，通常通道当量直径在10μm～1000μm，因而通过毛细力可以加快液相传热工质51的回流，同时也可以增强散热位2和第一吸热位3的换热能力。进一步地，如图5所示，通过设置多个微通道11，在粘性力、惯性力以及毛细力的共同作用下，还可以在散热壳体1的底端形成薄液膜蒸发，进一步强化微尺度传热效果，提高传热系数。而在液相传热工质51发生相变后，气液两相传热工质52和气相传热工质53可以通过设置于微通道11上部的连通腔12向顶端移动，进而减少其对液相传热工质51回流产生的阻力，进一步提高了传热工质整体的相变流通效率。

本实施例提供的微通道散热器利用填充于散热壳体1内的传热工质的相变来传递热量，液态的传热工质集中于倾斜设置的散热壳体1的底端，由于在散热壳体1的第一侧的外壁的底端以及第二侧的外壁分别设置有用于吸收热源热量的第一吸热位3和第二吸热位4，因而液态的传热工质会吸收热源的热量进而发生相变，并且在蒸腾上移的过程继续不断吸热，最终气态的传热工质在散热壳体1的顶端通过散热位2对外散热，并凝结为液态，再回流至散热壳体1的底端，如此循环往复；同时，通过在散热壳体1的第一侧的内壁设置多个微通道11，既能加快液态传热工质的回流，还可以在散热壳体1的底端形成薄液膜蒸发，在粘性力、惯性力以及毛细力的共同作用下，强化微尺度传热效果，提高传热系数；通过在散热壳体1的第二侧的内壁设置连通腔12，利于气态传热工质的移动，减少其对液态传热工质回流产生的阻力。该微通道散热器结构简单，可以在有限的空间内增大换热面积，并强化换热及热量传递，大大提升了散热能力，有助于提高电子器件的稳定性并延长其使用寿命。

进一步地，如图2和图3所示，在本发明实施例中，散热位2在相邻的两个微通道11之间的壁面上开设有沿倾斜方向延伸的第一凹槽61，第一吸热位3在相邻的两个微通道11之间的壁面上开设有沿倾斜方向延伸的第二凹槽62。具体地，如图2所示，第一凹槽61和第二凹槽62可以彼此间隔设置，此外第一凹槽61和第二凹槽62也可以相互连通，此处不做限制。如图3所示，第一凹槽61和第二凹槽62可以开设于所有的微通道11之间的壁面上，进而形成波浪形的结构，或者第一凹槽61和第二凹槽62也可以只在部分的微通道11之间的壁面开设。通过在散热位2和第一吸热位3尚开设凹槽，可以增大换热面积，提高换热效率。

进一步地，如图6和图7所示，本发明实施例中的微通道散热器还可以包括底座7，底座7内设有与散热位2相对应的冷却腔71，冷却腔71内流通有冷却介质。具体地，冷却腔71的上端开口并直接与散热位2对接，以实现最大的接触面。冷却介质可以为空气、冷却水、导热油或者其他可流动的换热介质。在一个具体的实施例中，冷却介质为冷却气，冷却腔71背离散热位2的一侧开设有冷却风进口711，冷却腔71的侧壁开设有冷却风出口。更具体地，冷却风进口711可以通过风管与空调的出风口对接，进而引入空调的冷却风。冷却风出口还可以安装百叶格栅74，将换热后的热风均匀导出。

更进一步地，如图6和图7所示，在本发明实施例中，底座7内还设有与第一吸热位3相对应的热源安装腔72，热源安装腔72与冷却腔71之间设有隔板73。具体地，热源安装腔72的上端开口并直接与第一吸热位3对接，以实现最大的接触面。热源可以固定安装在热源安装腔72内。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中的传热工质的填充体积与多个微通道11的总体积之比为0.3～0.7。在一个具体的实施例中，v传热工质＝1/2v微通道，其中v传热工质为传热工质的填充体积，v微通道为多个所有微通道的总体积。

在上述实施例的基础上，第二吸热位4的表面可以覆设有导热层。具体地，导热层可以采用导热硅胶，通过在热源与微通道换热器之间涂覆导热硅胶来增强导热能力，减少两者之间的间隙，减少了空气热阻，同时避免了引入空气中的灰尘。

在上述实施例的基础上，散热壳体1上除第一侧的壁面和第二侧的壁面之外的剩余壁面可以覆设有绝热层。具体地，绝热层可以采用玻璃纤维、石棉、岩棉、硅酸盐、气凝胶毡、真空板等绝热材料制成。由于该微通道散热器的工作环境温度通常较高，因而通过设置绝热层可以避免外界环境的热量进入到散热壳体1内，影响散热器的换热效果。

如图8至图10所示，本发明实施例还提供一种电子显示屏，包括如上述的微通道散热器，还包括安装于第一吸热位3的电子元件9以及安装于第二吸热位4的显示屏8，电子元件9通过穿设于微通道散热器的导线连接于显示屏8。具体地，显示屏8可以通过螺栓固定安装在散热壳体1的上表面，电子元件9可以固定安装在底座7中的热源安装腔72中。如图6和图7所示，底座7中间的隔板73上开设有排线槽731，同时散热壳体1上也穿设有与排线槽731相对的穿线孔14，电子元件9的引出导线依次通过排线槽731和穿线孔14连接至显示屏8，为显示屏8供电以及信号互联。显示屏8可以为液晶显示屏，并设有操控按键，显示屏8还可以直接采用触控屏。电子元件9包括电源模块和控制器模块，电源模块主要用于为显示屏8提供电能，控制器模块用于与显示屏8进行信号连接，既可以将作业机械的运行数据等信号发送给显示屏8，以展示给操作人员查看，同时还可以接收来自操作人员对显示屏8进行的操作信号，并将该操作信号发送给作业机械相应的执行单元。

本发明实施例还提供一种作业机械，包括如上述实施例所述的电子显示屏。作业机械可以为挖掘机、起重机、钻机、装船机等等。

通过以上实施例可以看出，本发明提供的微通道散热器、电子显示屏和作业机械，其中微通道散热器利用填充于散热壳体1内的传热工质的相变来传递热量，液态的传热工质集中于倾斜设置的散热壳体1的底端，由于在散热壳体1的第一侧的外壁的底端以及第二侧的外壁分别设置有用于吸收热源热量的第一吸热位3和第二吸热位4，因而液态的传热工质会吸收热源的热量进而发生相变，并且在蒸腾上移的过程继续不断吸热，最终气态的传热工质在散热壳体1的顶端通过散热位2对外散热，并凝结为液态，再回流至散热壳体1的底端，如此循环往复；同时，通过在散热壳体1的第一侧的内壁设置多个微通道11，既能加快液态传热工质的回流，还可以在散热壳体1的底端形成薄液膜蒸发，在粘性力、惯性力以及毛细力的共同作用下，强化微尺度传热效果，提高传热系数；通过在散热壳体1的第二侧的内壁设置连通腔12，利于气态传热工质的移动，减少其对液态传热工质回流产生的阻力。该微通道散热器结构简单，可以在有限的空间内增大换热面积，并强化换热及热量传递，大大提升了散热能力，有助于提高电子器件的稳定性并延长其使用寿命。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。