專利名稱：用于電子器件冷卻的循環(huán)流動型脈動熱管的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電子冷卻技術領域，涉及便于冷卻半導體或其他固體器件的零部件。
背景技術：
隨著電子組裝技術的不斷發(fā)展，組件的物理尺寸愈來愈小，組裝密度增加；芯片性能的提高，其產(chǎn)熱量也相應增加，導致電子器件的高熱密度形成。因此尋找電子器件的有效的散熱方法顯得越來越重要。
常規(guī)的散熱方式主要是依靠散熱器上的散熱片通過熱傳導來散熱，這種方式已經(jīng)無法滿足高熱流密度的散熱要求。
圖4所示循環(huán)型熱管是一根蛇形管，它的兩端密封連接形成一個回路。該熱管流動的管路中，至少需要一個浮子式單向閥19來限制蒸氣和液體的單向流動，在加熱段蒸發(fā)，在冷卻段凝結，在傳熱量大或傳熱量不穩(wěn)定的情況下，浮子閥19的運動受到限制，會產(chǎn)生脈動，不但影響熱管的穩(wěn)定可靠性，還難于實現(xiàn)熱管微型化。
如圖5所示回路型熱管是將液體的通道和氣體的通道分開而形成循環(huán)回路。流體的返回使管道內形成流阻及導引冷凝液體返回蒸發(fā)部的毛細組織。導致當吸熱段的吸熱量很大時，受毛細力極限的限制，加熱段會得不到充分的供液。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種適合于現(xiàn)代高能耗電子設備冷卻的脈動熱管，它體積小、重量輕、成本低、加工方便、傳熱能力強，運行穩(wěn)定可靠且無噪聲。
本發(fā)明的技術方案是I.脈動熱管由鋁單元板1和平板2構成；在鋁單元板1的一側銑有包括相互平行排列的一組粗直管3，一組細直管4和一組連接彎通道5，從而構成毛細管槽；平板2覆蓋著單元板1，由此毛細管槽成了一個封閉腔；封閉腔內充填30％～70％的工作流體；其一端的彎通道5作為熱管的加熱段6，另一端的彎通道5作為熱管的散熱段7；加熱段6和散熱段7之間的通道作為熱管的絕熱段。
II.脈動熱管由相互平行排列的一組粗直管道14和細直管道15連接組成，每相鄰的兩個管道用彎管16連接起來；傳熱工作液在熱作用產(chǎn)生的壓力下在管道中形成單向塞狀流動，在加熱段17吸熱蒸發(fā)，在散熱段18放熱冷凝。
本發(fā)明的優(yōu)點是脈動熱管具有高的傳熱極限和低的熱阻，并具有重量輕、成本低、加工方便、運行可靠和無噪聲等優(yōu)點，適合于現(xiàn)代高能耗電子設備的冷卻。


圖1是本發(fā)明脈動熱管的結構示意圖。
圖2是圖1的剖視圖。
圖3是本發(fā)明脈動熱管的結構示意圖。
圖4是循環(huán)型熱管的結構示意圖。
圖5是回路型熱管的結構示意圖。
具體實施例方式圖1、圖2描述了本發(fā)明脈動熱管的結構。脈動熱管由鋁單元板1和平板2構成；在鋁單元板1的一側銑有包括相互平行排列的一組粗直管3，一組細直管4和一組連接彎通道5而構成的毛細管槽；平板2覆蓋著單元板1，由此毛細管槽構成了一個封閉腔；封閉腔內充填30％～70％的工作流體；其一端的彎通道5作為熱管的加熱段6，另一端的彎通道5作為熱管的散熱段7；加熱段6和散熱段6之間的通道作為熱管的絕熱段。
本發(fā)明脈動熱管運行時，脈動熱管的加熱端被加熱，散熱端被冷卻，由于管道有粗細之分，而形成不同的流動阻力，工作液在蒸發(fā)端氣化形成的氣液混合物(氣體為主)選擇粗通道向上呈塞狀流動，而經(jīng)過冷凝段部分冷凝后的混合物(液體為主)選擇細通道向下呈塞狀流動，形成連續(xù)的循環(huán)流動；脈動熱管量工作液的蒸發(fā)和冷凝將熱量從加熱端傳遞到冷卻端；整個封閉腔內的工作液在表面張力的作用下形成液塞和氣塞，在加熱段6吸熱蒸發(fā)，長成大氣泡8，液塞9逐漸變短；在加熱段6和散熱段8的壓差作用下，大氣泡8夾帶著短液塞9沿著粗通道3向散熱段7流動當它們到達散熱段7時，蒸汽放熱冷凝，氣泡8變小，液塞9變長。在慣性力和重力的作用下，變長的液塞12和變小的氣泡11沿著細通道4向加熱段6流動；當氣泡8和液塞9到達加熱段6時就完成了一個循環(huán)。在循環(huán)中，所有的氣泡8和液塞9都是沿著一個方向流動。工作液體在加熱段繼續(xù)受熱蒸發(fā)開始下一個循環(huán)。在工作液的循環(huán)流通中完成熱量的傳遞。
圖3展示了本發(fā)明脈動熱管結構方式。脈動熱管由相互平行排列的一組粗直管道14和細直管道15連接組成，每相鄰的兩個管道用彎管16連接起來；傳熱工作液在熱作用產(chǎn)生的壓力下在管道中形成單向塞狀流動，在加熱段17吸熱蒸發(fā)，在散熱段18放熱冷凝。
本發(fā)明脈動熱管，工作液通過交互排列粗管道和細管道來限制的流動方向，靠熱作用下的壓差在管道中作連續(xù)的單向循環(huán)流動，其氣塞8和液塞9的流動方向均相同，流動阻力很小。因此，傳熱量很高，熱管能夠實現(xiàn)遠距離傳熱。
在熱管的運行中，沒有止回閥之類的運動部件，只有工作液穩(wěn)定的單向循環(huán)流動，保證了它的長期可靠性能。
它易于實現(xiàn)小型化，易于生產(chǎn)加工，只需在一塊平板上形成一毛細管槽，或者把一組粗管道和細管道交替的連接在一起，熱管就成形了。
權利要求
1.用于電子器件冷卻的循環(huán)流動型脈動熱管，其特征在于脈動熱管由鋁單元板1和平板2構成；在鋁單元板1的一側銑有包括相互平行排列的一組粗直管3，一組細直管4和一組連接彎通道5，從而構成毛細管槽；平板2覆蓋著單元板1，由此毛細管槽成了一個封閉腔；封閉腔內充填30％～70％的工作流體；其一端的彎通道5作為熱管的加熱段6，另一端的彎通道5作為熱管的散熱段7；加熱段6和散熱段7之間的通道作為熱管的絕熱段。
2.用于電子器件冷卻的循環(huán)流動型脈動熱管，其特征在于脈動熱管由相互平行排列的一組粗直管道14和細直管道15連接組成，每相鄰的兩個管道用彎管16連接起來；傳熱工作液在熱作用產(chǎn)生的壓力下在管道中形成單向塞狀流動，在加熱段17吸熱蒸發(fā)，在散熱段18放熱冷凝。
全文摘要
本發(fā)明屬于電子冷卻技術領域，涉及便于冷卻半導體或其他固體器件的零部件，脈動熱管由相互平行排列的一組粗直管道14和細直管道15連接組成，每相鄰的兩個管道用彎管16連接起來；傳熱工作液在熱作用產(chǎn)生的壓力下在管道中形成單向塞狀流動，在加熱段17吸熱蒸發(fā)，在散熱段18放熱冷凝。本發(fā)明脈動熱管具有高的傳熱極限和低的熱阻，并具有重量輕、成本低、加工方便、運行可靠和無噪聲等優(yōu)點，適合于現(xiàn)代高能耗電子設備的冷卻。
文檔編號F28D15/02GK1684252SQ20041003057
公開日2005年10月19日 申請日期2004年4月12日 優(yōu)先權日2004年4月12日
發(fā)明者曹小林, 鄭平, 晏剛 申請人:中南大學