可延展型板式噴嘴的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種可延展型板式噴嘴，該噴嘴能使液體精細(xì)霧化，該板式噴嘴由噴嘴面板和微型噴嘴組合而成。微型噴嘴由導(dǎo)流片和旋流腔等構(gòu)成，導(dǎo)流片上有傾斜導(dǎo)流槽，旋流腔內(nèi)錐角可調(diào)節(jié)，微型噴嘴整體厚度5mm以?xún)?nèi)。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)緊湊、占用體積較小、可以適用緊湊空間等特點(diǎn)。微型噴嘴數(shù)量可根據(jù)覆蓋需求設(shè)計(jì)，可形成較大面積、覆蓋均勻的噴霧；微型噴嘴可在噴嘴面板上自由排布，液體可覆蓋集中的或分散的多個(gè)元器件，能適應(yīng)不同的覆蓋需求和系統(tǒng)工況。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
可延展型板式噴嘴
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種使液體精細(xì)霧化的噴嘴，尤其是占用體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、霧化效率高、可根據(jù)需求自由延展的板式噴嘴。
【背景技術(shù)】
[0002]電子器件小型化、微型化和集成化技術(shù)發(fā)展迅速，功率密度也越來(lái)越高，其散熱問(wèn)題已成為制約高功率電子器件發(fā)展的一個(gè)瓶頸問(wèn)題。噴霧冷卻是一種高熱流密度散熱方式，具有散熱能力強(qiáng)、工質(zhì)需求量小等優(yōu)點(diǎn)，在電子器件冷卻等高流量密度散熱方面具有廣闊的應(yīng)用前景。在噴霧冷卻系統(tǒng)中，噴嘴是最為關(guān)鍵的部分之一。在對(duì)國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)噴霧冷卻的研究總結(jié)中發(fā)現(xiàn)，噴嘴使液體破碎、霧化的效果直接影響其散熱性能，而且噴嘴使液體霧化更均勻、液滴更細(xì)密，則散熱更理想。在噴霧冷卻技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，常規(guī)噴嘴因?yàn)轶w積較大難以適應(yīng)緊湊的電子元器件，以及單個(gè)噴霧覆蓋范圍較小或者擴(kuò)大覆蓋范圍但分布不均勻等因素，極大地制約其散熱性能與應(yīng)用場(chǎng)合。所以，更加符合實(shí)際應(yīng)用的、能高效霧化的微型噴嘴和覆蓋較大范圍且噴霧分布均勻的板式噴嘴有很大的應(yīng)用前景。但是目前對(duì)霧化噴嘴的研究，大多數(shù)是對(duì)單個(gè)或者幾個(gè)簡(jiǎn)單列裝的常規(guī)噴嘴的研究，極少考慮到噴嘴本身的占用體積，而針對(duì)較大發(fā)熱面積冷卻或不規(guī)則發(fā)熱表面冷卻的板式噴嘴的創(chuàng)新也較缺乏。
[0003]專(zhuān)利CN104507686A發(fā)明了一種多孔的噴嘴板，其具有貫穿層板的噴嘴孔，并提出排出口的開(kāi)口形狀與幾個(gè)角部的曲率配置方程。專(zhuān)利CN104667466A提出了一種直噴霧化噴嘴和旋流霧化噴嘴組合的霧化噴頭，包括一個(gè)噴頭本體和設(shè)置在該噴頭本體上的多個(gè)旋流霧化噴嘴以及一個(gè)直噴霧化噴嘴。該組合霧化噴頭既能有較好的霧化效果，又具有有較強(qiáng)的穿透能力和較小的霧化距離，在較大范圍撲滅大火。專(zhuān)利CN204320532U公開(kāi)了一種小型霧化噴嘴，包括內(nèi)噴嘴和外噴嘴，內(nèi)噴嘴的中空通道為液體通道，內(nèi)噴嘴和外噴嘴之間的環(huán)形縫隙為氣體通道;該噴頭采用兩通道外混式結(jié)構(gòu)，借助氣體沖擊擾動(dòng)，可用于霧化不同粘度的液體，具有加工方便、裝配難度較小、裝配誤差低等優(yōu)點(diǎn)。然而，這幾種噴嘴在占用體積小、較大范圍均勻覆蓋、適應(yīng)性強(qiáng)等方面未得到充分改善，在電子元器件等設(shè)備的冷卻上難以普及。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為了更好的研究在緊湊、狹窄的空間中冷卻較大面積的電子元器件，本實(shí)用新型提供一種新型的微型旋流霧化噴嘴和以此微型噴嘴自由集成的可延展型板式噴嘴。該微型噴嘴能使液體均勻霧化產(chǎn)生細(xì)密的液滴，并具有整體緊湊、占用空間小等特點(diǎn)?？裳诱剐桶迨絿娮靹t具備這些優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，可以根據(jù)不同范圍、不同排布的發(fā)熱器件進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整，達(dá)到均勻、合理覆蓋冷卻的目的。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:可延展型板式噴嘴，該板式噴嘴包括板式噴嘴面板和多個(gè)微型噴嘴;板式噴嘴面板包括板式噴嘴法蘭和板式噴嘴安裝孔;板式噴嘴面板中間區(qū)域集成多個(gè)微型噴嘴;每個(gè)微型噴嘴包括噴嘴外殼、旋流腔、噴嘴出口和導(dǎo)流片，導(dǎo)流片安裝在噴嘴外殼內(nèi)形成旋流腔，噴嘴出口在噴嘴外殼上，液體通過(guò)導(dǎo)流片的導(dǎo)流槽進(jìn)入旋流腔，從噴嘴出口噴出，其中，旋流腔下方為噴嘴出口。
[0006]其中，導(dǎo)流片上有傾斜導(dǎo)流槽，旋流腔內(nèi)錐角可調(diào)節(jié)，微型噴嘴整體厚度5_以?xún)?nèi)。
[0007]其中，板式噴嘴可根據(jù)噴霧覆蓋要求延展，其微型噴嘴數(shù)量與排布可調(diào)節(jié)。
[0008]其中，板式噴嘴由噴嘴面板與微型噴嘴根據(jù)實(shí)際散熱系統(tǒng)的需求進(jìn)行自由延展。
[0009]其中，導(dǎo)流片分布有切向?qū)Я鞑?，旋流腔錐角可調(diào)節(jié)，微型噴嘴為一端有安裝法蘭的柱體，導(dǎo)流片上表面帶有一字槽，側(cè)面上部分帶螺紋結(jié)構(gòu)，用于安裝固定；導(dǎo)流片側(cè)方設(shè)有導(dǎo)流槽;導(dǎo)流槽為傾斜凹槽，槽寬0.1-0.3mm，下邊緣與噴嘴外殼下部分的旋流腔相連;導(dǎo)流片的螺紋上有狹窄通道，該狹窄通道與導(dǎo)流槽對(duì)應(yīng)，該狹窄通道用于液體進(jìn)液，噴嘴外殼內(nèi)部上方有與導(dǎo)流片對(duì)應(yīng)的安裝螺紋，下方有對(duì)應(yīng)的不同的內(nèi)錐角的旋流腔，不同的內(nèi)錐角可直接改變噴霧張角，適用不同工況，微型噴嘴出口在噴嘴外殼底部，孔徑根據(jù)流量需求在 0.2mm-0.5mm 之間。
[0010]其中，微型噴嘴具有法蘭結(jié)構(gòu)，通過(guò)緊固件或焊接與板式噴嘴面板連接。
[0011]其中，微型噴嘴使用時(shí)將導(dǎo)流片嵌入噴嘴外殼，以螺紋方式連接緊固，液體通過(guò)導(dǎo)流片螺紋上預(yù)留的狹窄通道進(jìn)入噴嘴，然后在壓差驅(qū)使下液體通過(guò)傾斜的導(dǎo)流槽切向進(jìn)入旋流腔。
[0012]其中，導(dǎo)流片嵌入噴嘴外殼中，由導(dǎo)流片螺紋與噴嘴的外殼螺紋連接，通過(guò)導(dǎo)流片的一字槽旋入，導(dǎo)流片螺紋上有狹窄進(jìn)液通道，導(dǎo)流片下方有傾斜的呈中心對(duì)稱(chēng)的導(dǎo)流槽，傾斜導(dǎo)流槽與噴嘴外殼下方的旋流腔相通，噴嘴外殼包括外側(cè)的外殼法蘭與內(nèi)側(cè)的外殼螺紋、旋流腔和噴嘴出口，外殼法蘭用于集成板式噴嘴的安裝，旋流腔下方是噴嘴出口。
[0013]其中，微型噴嘴的導(dǎo)流片可根據(jù)霧化需求改變導(dǎo)流槽的數(shù)量，與之相對(duì)應(yīng)的是導(dǎo)流片上進(jìn)液通道的數(shù)量，旋流腔內(nèi)錐角可根據(jù)覆蓋范圍和噴霧張角的需求調(diào)節(jié)。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0015](I)、本微型噴嘴結(jié)構(gòu)緊湊，占用體積小。
[0016](2)、本微型噴嘴的導(dǎo)流片具有多個(gè)導(dǎo)流槽，對(duì)稱(chēng)分布，傾斜切向旋流腔，增加旋流腔內(nèi)液體擾動(dòng)。
[0017](3)、本微型噴嘴的旋流腔內(nèi)錐角具有多種規(guī)格，適應(yīng)不同張角需求。
[0018](4)、本板式噴嘴上微型噴嘴可自由集成，數(shù)量可根據(jù)需求設(shè)定。
[0019](5)、本板式噴嘴上微型噴嘴可自由延展與排布，交錯(cuò)排布可減少覆蓋盲區(qū)，密集排布可增加液滴通量，不規(guī)則排布則可以適應(yīng)特殊分散的散熱區(qū)域覆蓋的需求。
[0020](6)、本板式噴嘴可產(chǎn)生較大范圍的噴霧覆蓋，在增加覆蓋范圍的同時(shí)整體厚度不變。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是微型噴嘴示意圖。
[0022]圖2是導(dǎo)流片示意圖。
[0023]圖3是噴嘴外殼示意圖。
[0024]圖4(a)是板式嗔嘴上表面不意圖。
[0025]圖4(b)是板式噴嘴下表面示意圖。
[0026]圖中編號(hào):丨.噴嘴外殼；11.外殼法蘭；12.外殼螺紋；13.旋流腔；14.噴嘴出口；2.導(dǎo)流片;21.導(dǎo)流片一字槽;22.導(dǎo)流片螺紋;23.導(dǎo)流片進(jìn)液通道;24.導(dǎo)流槽;3.板式噴嘴面板;31.板式噴嘴法蘭;32.板式噴嘴安裝孔。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0028]參見(jiàn)圖1、圖2、圖3，本實(shí)用新型一種可延展型板式噴嘴，設(shè)計(jì)微型導(dǎo)流片和不同錐度的旋流腔，在壓縮噴嘴結(jié)構(gòu)的同時(shí)，具備高效的液體霧化能力;將微型噴嘴根據(jù)需求自由集成在薄板上，擴(kuò)大覆蓋范圍，適應(yīng)不同冷卻系統(tǒng)。
[0029]微型噴嘴外形為厚5_，直徑6.5mm，一端有安裝法蘭的柱體，由微型導(dǎo)流片和噴嘴外殼組合而成。導(dǎo)流片上表面帶有一字槽，側(cè)面上部分帶螺紋結(jié)構(gòu)，用于安裝固定；導(dǎo)流片側(cè)方設(shè)有3個(gè)或4個(gè)傾斜的導(dǎo)流槽;導(dǎo)流槽傾斜角為45°，槽寬0.1-0.3mm，下邊緣與噴嘴外殼下部分的旋流腔相切；導(dǎo)流片的螺紋上有3個(gè)或4個(gè)狹窄通道(與導(dǎo)流槽對(duì)應(yīng))，該狹窄通道用于液體進(jìn)液。噴嘴外殼內(nèi)部上方有與導(dǎo)流片對(duì)應(yīng)的安裝螺紋，下方有內(nèi)錐角分別為100°、110°、120°、130°、140°等的旋流腔，不同的內(nèi)錐角可直接改變噴霧張角，適用不同工況。微型噴嘴出口在噴嘴外殼底部，孔徑根據(jù)流量需求在0.2mm-0.5mm之間。
[0030]微型噴嘴使用時(shí)將導(dǎo)流片嵌入噴嘴外殼，以螺紋方式連接緊固。液體通過(guò)導(dǎo)流片螺紋上預(yù)留的狹窄通道進(jìn)入噴嘴，然后在壓差驅(qū)使下液體通過(guò)傾斜的導(dǎo)流槽切向進(jìn)入旋流腔，多股液體在旋流腔中交纏、沖擊、擾動(dòng)，然后從噴嘴出口沖出，在飛行過(guò)程中破碎、霧化。
[0031]板式噴嘴由噴嘴面板與微型噴嘴根據(jù)實(shí)際散熱系統(tǒng)需求自由延展，以下給出冷卻30mm*40mm矩形均勾發(fā)熱區(qū)域的板式噴嘴設(shè)計(jì)。噴嘴面板由厚Imm的帶有法蘭結(jié)構(gòu)的鋼板和11個(gè)微型噴嘴構(gòu)成。不銹鋼板為6 0mm* 7 Omm矩形，矩形四周靠邊緣15mm屬于法蘭結(jié)構(gòu)，與供液腔法蘭結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)，用于固定、密封和連接。法蘭區(qū)域分布12個(gè)直徑5_的螺紋孔，每邊分布3個(gè)，螺紋孔中心與法蘭外邊緣距離5mm。11個(gè)微型噴嘴交錯(cuò)分布在噴嘴主體30mm*40mm區(qū)域中，減少?lài)婌F液滴分布盲區(qū)，增加液滴擾動(dòng)與散熱表面上液膜的鋪展。
[0032]其中，導(dǎo)流片2嵌入噴嘴外殼I中，由導(dǎo)流片螺紋22與噴嘴的外殼螺紋12連接，通過(guò)導(dǎo)流片一字槽21旋入。導(dǎo)流片螺紋22上有4個(gè)狹窄進(jìn)液通道23，導(dǎo)流片2下方有4個(gè)傾斜的呈中心對(duì)稱(chēng)的導(dǎo)流槽24。導(dǎo)流槽24傾斜角為45°，與噴嘴外殼I下方的旋流腔13相通。噴嘴外殼I包括外側(cè)的外殼法蘭11與內(nèi)側(cè)的外殼螺紋12、旋流腔13和噴嘴出口 14。噴嘴外殼法蘭11用于集成板式噴嘴的安裝。旋流腔13為內(nèi)錐角為120°的內(nèi)錐腔體，下方是噴嘴出口 14。噴嘴出口 14孔徑為0.4mm。
[0033]微型噴嘴的導(dǎo)流片2可根據(jù)霧化需求改變導(dǎo)流槽24的數(shù)量，與之相對(duì)應(yīng)的是導(dǎo)流片2上進(jìn)液通道23的數(shù)量。旋流腔13內(nèi)錐角可根據(jù)覆蓋范圍和噴霧張角的需求調(diào)節(jié)，設(shè)置角度 100°、110°、120°、130°、140° 等。
[0034]參見(jiàn)圖4(a)、(b)，板式噴嘴為板式噴嘴面板3和11個(gè)微型噴嘴組合而成。板式噴嘴面板為帶法蘭結(jié)構(gòu)、厚度為Imm的薄鋼板，與11個(gè)微型噴嘴通過(guò)緊固件方式連接。11個(gè)微型噴嘴交錯(cuò)分布在中心區(qū)域，該區(qū)域?qū)?yīng)散熱元件。微型噴嘴通過(guò)交叉排列，減少?lài)婌F盲區(qū)，提高較大范圍冷卻面積的噴嘴均勻性。板式噴嘴面板3帶有法蘭結(jié)構(gòu)31和安裝孔32，與設(shè)備連接時(shí)方便快捷。板式噴嘴面板3上集成的微型噴嘴，可根據(jù)需求更改數(shù)量、排布等，其具有輕薄、緊湊、易拆卸、個(gè)性化等特點(diǎn)，能適應(yīng)較多復(fù)雜苛刻的冷卻系統(tǒng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.可延展型板式噴嘴，其特征在于:該板式噴嘴包括板式噴嘴面板(3)和多個(gè)微型噴嘴;板式噴嘴面板(3)包括板式噴嘴法蘭(31)和板式噴嘴安裝孔(32);板式噴嘴面板(3)中間區(qū)域集成多個(gè)微型噴嘴，每個(gè)微型噴嘴包括噴嘴外殼(I)、旋流腔(13)、噴嘴出口(14)和導(dǎo)流片(2)，導(dǎo)流片(2)安裝在噴嘴外殼(I)內(nèi)，噴嘴出口( 14)在噴嘴外殼(I)上，液體通過(guò)導(dǎo)流片(2)的導(dǎo)流槽進(jìn)入旋流腔(13)，從噴嘴出口(14)噴出，其中，旋流腔(I3)下方為噴嘴出口(14)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可延展型板式噴嘴，其特征在于:導(dǎo)流片上有傾斜導(dǎo)流槽，旋流腔內(nèi)錐角可調(diào)節(jié)，微型噴嘴整體厚度5_以?xún)?nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可延展型板式噴嘴，其特征在于:板式噴嘴可根據(jù)噴霧覆蓋要求延展，其微型噴嘴數(shù)量與排布可調(diào)節(jié)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可延展型板式噴嘴，其特征在于:板式噴嘴由噴嘴面板與微型噴嘴根據(jù)實(shí)際散熱系統(tǒng)的需求進(jìn)行自由延展。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可延展型板式噴嘴，其特征在于:導(dǎo)流片分布有切向?qū)Я鞑?，旋流腔錐角可調(diào)節(jié)，微型噴嘴為一端有安裝法蘭的柱體，導(dǎo)流片上表面帶有一字槽，側(cè)面上部分帶螺紋結(jié)構(gòu)，用于安裝固定；導(dǎo)流片側(cè)方設(shè)有導(dǎo)流槽；導(dǎo)流槽為傾斜凹槽，槽寬0.?-ο.3mm，下邊緣與噴嘴外殼下部分的旋流腔相連;導(dǎo)流片的螺紋上有狹窄通道，該狹窄通道與導(dǎo)流槽對(duì)應(yīng)，該狹窄通道用于液體進(jìn)液，噴嘴外殼內(nèi)部上方有與導(dǎo)流片對(duì)應(yīng)的安裝螺紋，下方有對(duì)應(yīng)的不同的內(nèi)錐角的旋流腔，不同的內(nèi)錐角可直接改變噴霧張角，適用不同工況，微型噴嘴出口在噴嘴外殼底部，孔徑根據(jù)流量需求在0.2mm-0.5mm之間。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可延展型板式噴嘴，其特征在于:微型噴嘴使用時(shí)將導(dǎo)流片嵌入噴嘴外殼，以螺紋方式連接緊固，液體通過(guò)導(dǎo)流片螺紋上預(yù)留的狹窄通道進(jìn)入噴嘴，然后在壓差驅(qū)使下液體通過(guò)傾斜的導(dǎo)流槽切向進(jìn)入旋流腔。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可延展型板式噴嘴，其特征在于:導(dǎo)流片(2)嵌入噴嘴外殼(I)中，由導(dǎo)流片螺紋(22)與噴嘴的外殼螺紋(12)連接，通過(guò)導(dǎo)流片的一字槽(21)旋入，導(dǎo)流片螺紋(22)上有狹窄進(jìn)液通道(23)，導(dǎo)流片(2)下方有傾斜的呈中心對(duì)稱(chēng)的導(dǎo)流槽(24)，傾斜導(dǎo)流槽(24)與噴嘴外殼(I)下方的旋流腔(13)相通，噴嘴外殼(I)包括外側(cè)的外殼法蘭(11)與內(nèi)側(cè)的外殼螺紋(12)、旋流腔(13)和噴嘴出口(14)，外殼法蘭(11)用于集成板式噴嘴的安裝，旋流腔(13)下方是噴嘴出口(14)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可延展型板式噴嘴，其特征在于:微型噴嘴的導(dǎo)流片(2)可根據(jù)霧化需求改變導(dǎo)流槽(24)的數(shù)量，與之相對(duì)應(yīng)的是導(dǎo)流片(2)上進(jìn)液通道(23)的數(shù)量，旋流腔(13)內(nèi)錐角可根據(jù)覆蓋范圍和噴霧張角的需求調(diào)節(jié)。
【文檔編號(hào)】B05B1/02GK205436057SQ201521131006
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2015年12月30日
【發(fā)明人】程文龍, 章瑋瑋, 江李加
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)