[发明专利]一种高效蓄热装置及其制造方法

说明书

本发明提供一种高效蓄热装置及其制造方法，其中高效蓄热装置包括导热壳体，在导热壳体内从上至下依次层叠设置的均温腔、高温蓄热腔和低温蓄热腔，均温腔内填充有气液相变材料，高温蓄热腔内填充有高熔点固液相变材料，在高温蓄热腔的上下内壁之间夹持有第一导热波纹板；低温蓄热腔内填充有低熔点固液相变材料，在低温蓄热腔的上下内壁之间夹持有第二导热波纹板。电子元件工作时，热量首先传递给均温腔及其上下壁，当气液相变材料相变气化时，气体吸收电子元件发热量迅速扩散到整个均温腔，这时固液相变材料可以在整个隔板面上同时吸收均温腔中气体液化放出的热量，显现本发明的导热和蓄热。

技术领域

本发明涉及蓄热装置的技术领域，具体涉及一种高效蓄热装置及其制造方法。

背景技术

现代电子元件正以爆炸式速度向高密度、微体积的系统集成前进，于是高功耗或高热流密度成了系统稳定工作和性能提升的绊脚石。如何管理狭小空间内高热流密度已成为电子元件性能提升的关键问题。

特别是在短时间高功率电子元件的一些使用领域，比如激光、导弹等，往往在短时间内会发生大量的热量，但又没有足够的空间和重量资源设置热沉将热量导走，所以现阶段急需要一种能够快速、高效的存储热量的装置来消除电子元件超温的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种高效蓄热装置及其制造方法。

一种高效蓄热装置，其特征在于：包括导热壳体，在所述导热壳体内从上至下依次层叠设置的均温腔、高温蓄热腔和低温蓄热腔；所述高温蓄热腔内填充有第一固液相变材料，在所述高温蓄热腔的上下内壁之间夹持有第一导热波纹板；所述低温蓄热腔内填充有第二固液相变材料，在所述低温蓄热腔的上下内壁之间夹持有第二导热波纹板；所述均温腔内填充有气液相变材料，所述气液相变材料的气化温度高于所述第一固液相变材料的熔点温度，所述第一固液相变材料的熔点温度高于所述第二固液相变材料的熔点温度。

本发明的工作原理：在均温腔上内壁的外表面上贴合设置电子元件，电子元件工作时，均温腔内进行液态相变为气态，相变气化时气体吸收电子元件发热量迅速扩散到整个均温腔，整个均温腔的温度几乎为等温状态，均温腔及其上下壁整体温度升高；而后高温蓄热腔内的高熔点固液相变材料达到熔点后开始融化，但是由于固液相变材料的导热系数极低（约为0.2-0.5W/m·℃），不能快速将热量传递给低熔点相变材料，导致相变材料不能充分利用；通过采用第一导热波纹板、第二导热波纹板和导热壳体中腔体的内壁，可以在高熔点相变材料融化吸热的同时低熔点相变材料也开始融化吸热，到达同时吸热的效果。

进一步为：所述导热壳体包括上下设置且密封固定连接的盖板、隔板、高温腔壳体和低温腔壳体，在所述盖板和隔板之间形成所述均温腔，在所述隔板与高温腔壳体之间形成所述高温蓄热腔，在所述高温腔壳体和低温腔壳体之间形成所述低温蓄热腔；分体式结构便于装配和固定连接。

进一步为：在所述均温腔的上下内壁之间夹持有吸液芯和均匀分布有支撑柱，所述支撑柱贯穿所述吸液芯，所述支撑柱上均套有压紧环，所述压紧环抵接在所述吸液芯与所述均温腔的下壁之间；使吸液芯与均温腔上壁接触更均匀，减小了均温腔上壁与吸液芯之间的接触热阻。

进一步为：所述支撑柱的上端与所述均温腔上壁一体化设置，在所述支撑柱的下端端面上一体化设置有凸台，所述凸台与所述均温腔下壁采用真空钎焊焊接；在凸台下端面上铺设焊料后与均温腔下壁焊接，可有效防止焊料与吸液芯接触。

进一步为：所述导热壳体、第一导热波纹板和第二导热波纹板均为铝合金材料，所述吸液芯为不同孔径率的丝网复合烧结而成，所述吸液芯的材料为不锈钢、铜合金、铝合金。

进一步为：所述均温腔的上壁面和侧壁面均位于所述盖板的下表面内，所述高温蓄热腔的下壁面和侧壁面均位于所述高温腔壳体的上表面内，所述低温蓄热腔的下壁面和侧壁面均位于所述低温腔壳体的上表面内。

一种高效蓄热装置的制造方法，基于所述高效蓄热装置，其特征在于，包括以下步骤：