[發明專利]具有熱管冷卻裝置的大功率超聲波換能器

有效

• 申請號: 201110226180.1
• 申請日: 2011-08-08
• 公開（公告）號: CN102357455A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: 姚曄;劉世清;陳靜
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B06B1/06
• 分類號: B06B1/06
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

1.一種具有熱管冷卻裝置的大功率超聲波換能器，包括：

呈圓柱形狀的超聲波換能器，所述超聲波換能器包括超聲波輻射頭、兩塊壓電 陶瓷元件和后蓋板，通過緊固螺栓將所述超聲波輻射頭、所述壓電陶瓷元件和所述 后蓋板緊密連接加工而成；其中，相鄰的兩塊所述壓電陶瓷元件的正極面相對，中 間夾有薄銅片，作為所述超聲波換能器的正極引線端；一塊所述壓電陶瓷元件的負 極面與所述超聲波輻射頭的下端面相對，中間夾有薄銅片作為所述超聲波換能器的 第一負極引線端；另一塊所述壓電陶瓷元件的負極面與所述后蓋板的上端面相對， 中間也夾有薄銅片作為所述超聲波換能器的第二負極引線端；正電極引線與所述超 聲波換能器的所述正極引線端相連；負電極引線與所述超聲波換能器的所述第一和 第二負極引線端同時相連；

所述熱管冷卻裝置由蒸發段、中間段、冷凝段、導液芯和導熱肋片組成，所述 蒸發段通過所述中間段與所述冷凝段連通；其中，所述中間段由所述蒸發段至所述 冷凝段具有預定角度的向上的坡度；所述導液芯依附于所述冷凝段的內表面，所述 導熱肋片設置于所述冷凝段的外側，并與所述外側緊密結合；

所述熱管冷卻裝置的所述蒸發段呈圓筒形狀，所述超聲波換能器設置于所述蒸 發段之內。

2.如權利要求1所述的大功率超聲波換能器，其特征在于，所述熱管冷卻裝置的 工作工質充注量大于所述蒸發段的內部空間體積，同時不大于所述蒸發段和所述中 間段的內部空間體積之和。

3.如權利要求1所述的大功率超聲波換能器，其特征在于，所述中間段的內表面 沿所述坡度方向開有多個微小的“U”形槽，其中所述“U”形槽的“U”形開口 方向為所述中間段的內表面的法線方向并指向所述中間段的中心。

4.如權利要求1所述的大功率超聲波換能器，其特征在于，所述蒸發段的內表面 分別與所述超聲波輻射頭及所述后蓋板的外表面緊密接觸，接觸面均涂有導熱硅 脂。

5.如權利要求1所述的大功率超聲波換能器，其特征在于，所述超聲波輻射頭由 鋁合金制成，所述后蓋板由鋼制成。

6.如權利要求1所述的大功率超聲波換能器，其特征在于，所述壓電陶瓷元件呈 圓環狀，采用PZT4壓電陶瓷材料制成。

7.如權利要求1所述的大功率超聲波換能器，其特征在于，所述蒸發段、所述中 間段、所述冷凝段及所述導熱肋片均采用導熱性能強的金屬加工而成，所述熱管冷 卻裝置的工作工質的工作溫度區間為20℃～100℃。

8.如權利要求7所述的大功率超聲波換能器，其特征在于，所述金屬為銅、鋁、 銅合金或鋁合金。