本實用新型涉及制冷換熱技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種雙超聲波熱管散熱裝置。

背景技術(shù)：

目前設(shè)備裝置都向小型化集成化方向發(fā)展，對于設(shè)備的散熱，特別是一些微處理器，要求散熱裝置也必須小型化，而且更有效率。熱管具有良好的傳熱效率，內(nèi)熱電阻極小，因此具有很好的散熱效果，熱管的占用的面積和體積小，壽命長，已經(jīng)大量運用于計算機(jī)CPU的冷卻中。

熱管的原理是：熱管的一端接觸發(fā)熱體，另一端接觸翅片進(jìn)行冷凝；當(dāng)兩端產(chǎn)生溫度差時，熱端液體會蒸發(fā)為氣體，向冷凝端移動；在冷凝端氣體進(jìn)行冷卻成為液體再流回?zé)岫?。溫差越大，移動速度越快。但是溫度還不算高時，移動速度是有限的，所以散熱效率也會減緩。而且大多數(shù)的熱管是工作于0℃～250℃之間，但是一般部件的工作溫度低于100℃，熱管這種被動式的散熱方式很難將本身的傳熱效率發(fā)揮極致。

熱管作為一種通過蒸汽散發(fā)熱量的傳熱裝置，它有攜帶極限和干涸極限，從而限制了熱管的傳熱效率。而且由于熱管本身的結(jié)構(gòu)特性，使得蒸發(fā)氣體與回流液體之間有相互阻礙的剪切力存在，限制了熱管的傳熱效率。因此，有必要提供一種較高傳熱效率的散熱裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型提供一種雙超聲波熱管散熱裝置，其能夠促進(jìn)熱管中液體和氣體的流動，提高了散熱效率。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供技術(shù)方案如下：

一種雙超聲波熱管散熱裝置，包括熱管，所述熱管包括熱端和冷凝端，其特征在于，所述熱管內(nèi)部在所述熱端和冷凝端分別都設(shè)置有壓電式超聲換能器，所述壓電式超聲換能器在所述熱端和冷凝端產(chǎn)生不同頻率的超聲波，所述熱端的超聲波的頻率范圍為25kHz～35kHz，所述冷凝端的超聲波的頻率范圍為500kHz～600kHz；所述壓電式超聲換能器包括壓電陶瓷和與所述壓電陶瓷連接的振子，所述壓電陶瓷和振子均為空心半球形。

進(jìn)一步的，所述熱管的內(nèi)壁和壓電陶瓷之間設(shè)置有逆阻抗匹配層，所述逆阻抗匹配層的材質(zhì)為氯丁橡膠。

進(jìn)一步的，所述壓電陶瓷和振子之間設(shè)置有絕緣層。

進(jìn)一步的，所述熱管的兩端具有端蓋，所述壓電陶瓷的后部通過預(yù)緊螺栓固定在所述端蓋上，所述預(yù)緊螺栓的一端固定在所述端蓋上，另一端穿過所述壓電陶瓷和絕緣層后連接在所述振子的后部。

進(jìn)一步的，所述壓電陶瓷與所述逆阻抗匹配層通過導(dǎo)熱硅膠連接在一塊，所述逆阻抗匹配層與所述熱管內(nèi)壁緊配合。

進(jìn)一步的，所述熱管的兩端下部設(shè)置有傳熱銅架，所述傳熱銅架上的熱管的數(shù)量為1～3根。

本實用新型具有以下有益效果：

本實用新型的雙超聲波熱管散熱裝置，包括熱管，熱管包括熱端和冷凝端，熱管內(nèi)部在熱端和冷凝端分別都設(shè)置有壓電式超聲換能器，壓電式超聲換能器在熱端和冷凝端產(chǎn)生不同頻率的超聲波，熱端的超聲波的頻率范圍為25kHz～35kHz，冷凝端的超聲波的頻率范圍為500kHz～600kHz；壓電式超聲換能器包括壓電陶瓷和與壓電陶瓷連接的振子，壓電陶瓷和振子均為空心半球形，熱管的內(nèi)壁和壓電陶瓷之間設(shè)置有逆阻抗匹配層。熱端需要空化作用加強，在熱管的熱端使用較低頻率的超聲波使液體氣化率提高，帶走更多的熱量；冷凝端不需要空化作用，但需要氣泡破裂、氣體分子撞擊內(nèi)壁迅速散熱形成液體，此時冷凝端液體需要毛細(xì)力回流，較大頻率的超聲波有促進(jìn)作用，因此，在熱管的冷凝端使用較高頻率的超聲波加速冷凝，并且加速冷凝端的液體回流，提高了熱管的散熱效率，讓設(shè)備充 分散熱，而且超聲波對于氣液的擾動也增大了熱管的攜帶極限和干涸極限，減小了它們之間的剪切力，加速了熱交換率。

附圖說明

圖1為本實用新型的雙超聲波熱管散熱裝置的二維圖；

圖2為本實用新型的雙超聲波熱管散熱裝置的三維圖；

圖3為本實用新型的雙超聲波熱管散熱裝置中壓電式超聲換能器與逆阻抗匹配層配合的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實用新型的雙超聲波熱管散熱裝置中壓電式超聲換能器與逆阻抗匹配層配合的三維圖。

具體實施方式

為使本實用新型要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

本實用新型提供一種雙超聲波熱管散熱裝置，如圖1-4所示，包括熱管1，熱管1含有吸液芯，熱管1包括熱端和冷凝端，熱管1內(nèi)部在熱端和冷凝端分別都設(shè)置有壓電式超聲換能器2，壓電式超聲換能器2在熱端和冷凝端產(chǎn)生不同頻率的超聲波，熱端的超聲波的頻率范圍為25kHz～35kHz，冷凝端的超聲波的頻率范圍為500kHz～600kHz；壓電式超聲換能器2包括壓電陶瓷3和與壓電陶瓷3連接的振子4，壓電陶瓷3和振子4均為空心半球形。

本實用新型的雙超聲波熱管散熱裝置，熱端需要空化作用加強，在熱管的熱端使用較低頻率的超聲波使液體氣化率提高，帶走更多的熱量；冷凝端不需要空化作用，但需要氣泡破裂、氣體分子撞擊內(nèi)壁迅速散熱形成液體，此時冷凝端液體需要毛細(xì)力回流，較大頻率的超聲波有促進(jìn)作用，因此，在熱管的冷凝端使用較高頻率的超聲波加速冷凝，并且加速冷凝端的液體回流，提高了熱管的散熱效率，讓設(shè)備充分散熱，而且超聲波對于氣液的擾動也增大了熱管的攜帶極限和干涸極限，減小了它們之間的剪切 力，加速了熱交換率。

優(yōu)選的，熱管1的內(nèi)壁和壓電陶瓷3之間設(shè)置有逆阻抗匹配層5，熱端的逆阻抗匹配層5的厚度為4.25mm～2.125mm，冷凝端的逆阻抗匹配層5的厚度為0.21mm～0.12mm。這樣可以減少壓電陶瓷的高頻振動對熱管壁產(chǎn)生的影響。為了將更多的超聲波傳遞到熱管內(nèi)，逆阻抗匹配層5的材質(zhì)優(yōu)選為氯丁橡膠。另外，壓電陶瓷3和振子4之間設(shè)置有絕緣層6。這樣可以防止出現(xiàn)漏電進(jìn)入到液體中，并且減緩了壓電陶瓷與振子之間的剛度沖擊。

進(jìn)一步的，熱管1的兩端具有端蓋7，壓電陶瓷3的后部通過預(yù)緊螺栓8固定在端蓋7上。另外，預(yù)緊螺栓8的一端固定在端蓋7上，另一端穿過壓電陶瓷3和絕緣層6后連接在振子4的后部。這樣可以提高壓電式超聲換能器的抗拉強度，從而為壓電陶瓷增加一個預(yù)緊力，進(jìn)而保證壓電式超聲換能器振動時，壓電陶瓷一直處于壓縮狀態(tài)，這樣由振動產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力即可始終小于材料的抗拉強度，不至于使壓電陶瓷在大功率下?lián)p壞。

作為本實用新型的一種改進(jìn)，壓電陶瓷3與逆阻抗匹配層5通過導(dǎo)熱硅膠連接在一塊，逆阻抗匹配層5與熱管1的內(nèi)壁緊配合。這種方式使超聲波對于熱管內(nèi)的氣液體的擾動作用更好，減少了不必要的能量散失。

本實用新型中，熱管1的兩端下部設(shè)置有傳熱銅架9，傳熱銅架9上的熱管的數(shù)量為1～3根。這樣更有利于散熱，提高散熱效率。

對于同樣的實驗條件，壓電式超聲換能器套在熱管的外面時，對于散熱最高強化作用可達(dá)25％，壓電式超聲換能器只在熱管內(nèi)部的一端時，散熱最高強化作用可達(dá)40％，而本實用新型中最高強化作用可達(dá)50％。

以上所述是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。