一種立式自然循環(huán)冷卻電子散熱裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型屬于電子散熱技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種立式自然循環(huán)冷卻電子散熱裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子產(chǎn)品的發(fā)展，電子產(chǎn)品電子元件的集成度越來越高，電子產(chǎn)品在計算機、通訊、航天、軍事領(lǐng)域運用范圍越來越廣泛。而電子元件發(fā)展受到限制的關(guān)鍵因素之一就是電子元件工作時候的熱流密度越來越大。在超過電子元件額定溫度的條件下工作會使得電子元件不能正常運行，穩(wěn)定性變差，壽命降低甚至直接燒毀。而半導(dǎo)體等常用的電子元件類型的工作穩(wěn)定性會隨著溫度的升高而迅速下降。因此保證電子元件在工作時候的散熱是電子元件發(fā)展中的一個重要內(nèi)容。
[0003]傳統(tǒng)的冷卻裝置諸如水冷，風(fēng)冷等經(jīng)過長期的實踐已經(jīng)被證實不能夠適應(yīng)電子元件散熱的需要，原因就是如果要保證很高的散熱功率，不得不提高外部水或者是風(fēng)的速度，通過消耗額外過多的功率來實現(xiàn)芯片的散熱。因此傳統(tǒng)的風(fēng)冷水冷等已經(jīng)不能夠滿足電子元件散熱的發(fā)展。
[0004]近年來，相變換熱技術(shù)的發(fā)展為電子元件的發(fā)展提供了契機，由于相變潛熱的釋放單位質(zhì)量工質(zhì)能夠帶走更多的熱量，同時相變換熱對于溫度的控制能力也十分優(yōu)良，其在電子元件散熱領(lǐng)域的應(yīng)用也值得進一步的設(shè)計和研宄。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種立式自然循環(huán)冷卻電子散熱裝置，該裝置采用自然循環(huán)冷卻這一循環(huán)形式，利用冷熱流體之間的密度差作為流動驅(qū)動力，進行冷卻循環(huán)，能夠?qū)﹄娮有酒M行很好的散熱。
[0006]為達到上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案:
[0007]一種立式自然循環(huán)冷卻電子散熱裝置，該散熱裝置包括一個與電子芯片接觸的工質(zhì)循環(huán)箱2、工質(zhì)上升管3、散熱翅片5、工質(zhì)下降管6 ;工質(zhì)上升管3豎直連接在工質(zhì)循環(huán)箱2上，工質(zhì)上升管3的上端與散熱翅片5的一端相連，散熱翅片5的另一端與工質(zhì)下降管6的上端相連，工質(zhì)下降管6的下端與工質(zhì)循環(huán)箱2相連；在工質(zhì)上升管3中設(shè)置有內(nèi)部毛細(xì)芯4 ;工質(zhì)循環(huán)箱2中裝有一定量的冷卻工質(zhì)，工質(zhì)被電子芯片工作時產(chǎn)生的熱量加熱并被汽化，氣體經(jīng)過工質(zhì)上升管3攜帶著熱量到達散熱翅片5，到達散熱翅片5的氣液兩相工質(zhì)通過熱量交換溫度降低，汽化部分冷凝為液體，溫度降低的工質(zhì)密度變大，隨著工質(zhì)下降管6回流至工質(zhì)循環(huán)箱2，完成整個換熱循環(huán)。
[0008]進一步，工質(zhì)循環(huán)箱2中的冷卻工質(zhì)的沸點要低于電子芯片的臨界安全使用溫度，保證在溫度高于電子芯片安全使用溫度的時候，工質(zhì)變?yōu)闅鈶B(tài)。
[0009]進一步，所述散熱翅片5采用風(fēng)冷或水冷的散熱方式。
[0010]本實用新型的有益效果在于:本實用新型提供的散熱裝置采用了自然循環(huán)冷卻這一循環(huán)形式，利用冷熱流體之間的密度差作為流動驅(qū)動力，進行冷卻循環(huán)，從而能夠?qū)﹄娮釉M行很好的散熱；整個裝置結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0011]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本實用新型提供如下附圖進行說明:
[0012]圖1為本散熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面將結(jié)合附圖，對本實用新型的優(yōu)選實施例進行詳細(xì)的描述。
[0014]圖1為本散熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，該散熱裝置包括一個與電子芯片接觸的工質(zhì)循環(huán)箱2、工質(zhì)上升管3、散熱翅片5、工質(zhì)下降管6 ;工質(zhì)上升管3豎直連接在工質(zhì)循環(huán)箱2上，工質(zhì)上升管3的上端與散熱翅片5的一端相連，散熱翅片5的另一端與工質(zhì)下降管6的上端相連，工質(zhì)下降管6的下端與工質(zhì)循環(huán)箱2相連；在工質(zhì)上升管3中設(shè)置有內(nèi)部毛細(xì)芯4 ;工質(zhì)循環(huán)箱2中裝有一定量的冷卻工質(zhì)，工質(zhì)被電子芯片工作時產(chǎn)生的熱量加熱并被汽化，氣體經(jīng)過工質(zhì)上升管3攜帶著熱量到達散熱翅片5，到達散熱翅片5的氣液兩相工質(zhì)通過熱量交換溫度降低，汽化部分冷凝為液體，溫度降低的工質(zhì)密度變大，隨著工質(zhì)下降管6回流至工質(zhì)循環(huán)箱2，完成整個換熱循環(huán)。
[0015]具體來說:
[0016]工質(zhì)循環(huán)箱中內(nèi)存儲了一定量的冷卻工質(zhì)，循環(huán)箱上面布置有與電子元件進行換熱的接觸面。工質(zhì)的種類根據(jù)電子元件的種類進行選擇。選擇的原則是工質(zhì)的沸點要低于電子元件的臨界安全使用溫度，保證在溫度高于電子元件安全使用溫度的時候，工質(zhì)變?yōu)闅鈶B(tài)，增大流動驅(qū)動力，增加換熱功率，并且觸發(fā)報警裝置，對電子元件強行關(guān)停。
[0017]由于選用低沸點的工作介質(zhì)進行冷卻，在上升管中會有部分工質(zhì)是氣態(tài)，為了能夠改善流動狀況，增加流動驅(qū)動力，在上升管中設(shè)置有毛細(xì)芯。散熱翅片負(fù)責(zé)與外部進行熱量交換，其可以采用風(fēng)冷或者是水冷的散熱方式，因為其表面積相比于電子元件來講已經(jīng)十分巨大，因此散熱壓力將會大大降低。
[0018]由于采用了自然循環(huán)冷卻，循環(huán)動力是冷熱工質(zhì)之間的密度差。因此翅片擺放的位置越高相應(yīng)的驅(qū)動力也增大，但是隨著管道的增長，沿程阻力損失也將增大。因此翅片的高度應(yīng)該通過計算獲得，當(dāng)密度差產(chǎn)生的驅(qū)動力和沿程阻力損失相等時就是最佳的翅片放置位置。
[0019]當(dāng)電子元件工作時，產(chǎn)生一定的熱量，熱量通過換熱面加熱工質(zhì)循環(huán)箱內(nèi)的工質(zhì)，工質(zhì)受熱部分汽化，密度變小，隨著管道上升，攜帶著熱量到達翅片。到達翅片的氣液兩相工質(zhì)通過熱量交換溫度降低，汽化部分冷凝為液體，溫度降低的工質(zhì)密度變大，隨著下降管回流至工質(zhì)循環(huán)箱，完成整個換熱循環(huán)。
[0020]最后說明的是，以上優(yōu)選實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實施例已經(jīng)對本實用新型進行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本實用新型權(quán)利要求書所限定的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種立式自然循環(huán)冷卻電子散熱裝置，其特征在于:該散熱裝置包括一個與電子芯片接觸的工質(zhì)循環(huán)箱(2)、工質(zhì)上升管(3)、散熱翅片(5)、工質(zhì)下降管(6);工質(zhì)上升管(3)豎直連接在工質(zhì)循環(huán)箱(2)上，工質(zhì)上升管(3)的上端與散熱翅片(5)的一端相連，散熱翅片(5)的另一端與工質(zhì)下降管(6)的上端相連，工質(zhì)下降管(6)的下端與工質(zhì)循環(huán)箱(2)相連；在工質(zhì)上升管(3)中設(shè)置有內(nèi)部毛細(xì)芯(4);工質(zhì)循環(huán)箱(2)中裝有一定量的冷卻工質(zhì)，工質(zhì)被電子芯片工作時產(chǎn)生的熱量加熱并被汽化，氣體經(jīng)過工質(zhì)上升管(3)攜帶著熱量到達散熱翅片(5)，到達散熱翅片(5)的氣液兩相工質(zhì)通過熱量交換溫度降低，汽化部分冷凝為液體，溫度降低的工質(zhì)密度變大，隨著工質(zhì)下降管￠)回流至工質(zhì)循環(huán)箱(2)，完成整個換熱循環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種立式自然循環(huán)冷卻電子散熱裝置，其特征在于:工質(zhì)循環(huán)箱(2)中的冷卻工質(zhì)的沸點要低于電子芯片的臨界安全使用溫度，保證在溫度高于電子芯片安全使用溫度的時候，工質(zhì)變?yōu)闅鈶B(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種立式自然循環(huán)冷卻電子散熱裝置，其特征在于:所述散熱翅片(5)采用風(fēng)冷或水冷的散熱方式。
【專利摘要】本實用新型涉及一種立式自然循環(huán)冷卻電子散熱裝置，該散熱裝置包括一個與電子芯片接觸的工質(zhì)循環(huán)箱、工質(zhì)上升管、散熱翅片、下降管；工質(zhì)上升管豎直連接在工質(zhì)循環(huán)箱上，工質(zhì)上升管的上端與散熱翅片的一端相連，翅片的另一端與工質(zhì)下降管的上端相連，工質(zhì)下降管的下端與工質(zhì)循環(huán)箱相連；在工質(zhì)上升管中設(shè)置有內(nèi)部毛細(xì)芯；工質(zhì)循環(huán)箱中的工質(zhì)被電子芯片工作時產(chǎn)生的熱量加熱并被汽化，氣體經(jīng)過工質(zhì)上升管攜帶著熱量到達散熱翅片，到達翅片的氣液兩相工質(zhì)通過熱量交換溫度降低，汽化部分冷凝為液體，隨著下降管回流至工質(zhì)循環(huán)箱，完成整個換熱循環(huán)。該裝置能夠?qū)﹄娮釉M行很好的散熱；整個裝置結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【IPC分類】H01L23-427, H01L23-367
【公開號】CN204391093
【申請?zhí)枴緾N201520137888
【發(fā)明人】羅天, 趙丹陽, 張謙
【申請人】重慶大學(xué)
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年3月11日