CN100349285C - 用于电子器件冷却的循环流动型脉动热管 - Google Patents

用于电子器件冷却的循环流动型脉动热管 Download PDF

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Abstract

本发明属于电子冷却技术领域，涉及便于冷却半导体或其它固体器件的零部件。脉动热管由粗细交替排列的一组粗直管道(14)和一组细直管道(15)连接组成，所有直管相互平行，每相邻的两个管道在其中一端用弯管(16)连接起来，形成封闭的蛇形通道；传热工作液在热作用下产生的压力下在蛇形通道中形成单向塞状流动，在加热段(17)吸热蒸发，在散热段(18)放热冷凝。本发明脉动热管具有很高的传热极限和低的热阻，并具有重量轻、成本低、加工方便、运行可靠和无噪声等优点，适合于现代高能耗电子设备的冷却。

Description

用于电子器件冷却的循环流动型脉动热管
技术领域：
本发明属于电子冷却技术领域，涉及便于冷却半导体或其它固体器件的零部件。
背景技术：
随着电子组装技术的不断发展，组件的物理尺寸愈来愈小，组装密度增加；芯片性能的提高，其产热量也相应增加，导致电子器件的高热密度形成。因此寻找电子器件的有效散热方法显得越来越重要。
常规的散热方式主要是依靠散热器上的散热片通过热传导来散热，这种方式已经无法满足高热流密度的散热要求。
图4所示：循环型热管是一根蛇形管，它的两端密封连接形成一个回路。该热管流动的管路中，至少需要一个浮子式单向阀19来限制蒸气和液体的单向流动，在加热段蒸发，在冷却段凝结，在传热量大或传热量不稳定的情况下，浮子阀19的运动受到限制，会产生脉动，不但影响热管的稳定可靠性，还难于实现热管微型化。
如图5所示：回路型热管是将液体的通道和气体的通道分开而形成循环回路。流体的返回使管道内形成流阻及导引冷凝液体返回蒸发部的毛细组织。导致当吸热段的吸热量很大时，受毛细力极限的限制，加热段会得不到充分的供液。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种适合于现代高能耗电子设备冷却的脉动热管，它体积小、重量轻、成本低、加工方便、传热能力强、运行稳定可靠且无噪声。
本发明的技术方案是：
I.脉动热管由铝单元板1和平板2构成；在铝单元板1的一侧铣有粗细交替排列的一组粗直管3、一组细直管4和一组连接弯通道5，所有直管相互平行，每相邻两个管道在其中一端用弯通道5连接起来，从而构成蛇形毛细管槽；平板2覆盖着单元板1，由此毛细管槽构成了一个封闭腔；封闭腔内充填30％～70％的工作流体；其一端的弯通道5作为热管的加热段6，另一端的弯通道5作为热管的散热段7；加热段6和散热段7之间的通道作为热管的绝热段。
II.脉动热管由粗细交替排列的一组粗直管道14和细直管道15连接组成，所有直管平行，每相邻的两个管道在其中一端用弯管16连接起来，形成一个封闭的蛇形通道；传热工作液在热作用产生的压力下在通道中形成单向塞状流动，在加热段17吸热蒸发，在散热段18放热冷凝。
本发明的优点是：脉动热管具有高的传热极限和低的热阻，并体积小、重量轻、成本低、加工方便、传热能力强、运行稳定可靠且无噪声等优点，适合于现代高能耗电子设备的冷却。
附图说明：
图1是本发明脉动热管的结构示意图。
图2是图1的剖视图。
图3是本发明脉动热管的结构示意图。
图4是循环型热管的结构示意图。
图5是回路型热管的结构示意图。
具体实施方式：
图1、图2描述了本发明脉动热管的结构。脉动热管由铝单元板1和平板2构成；在铝单元板1的一侧铣有粗细交替排列的一组粗直管3、一组细直管4和一组连接弯通道5，所有直管平行，每相邻的两个直管在其中一端用弯通道5连接起来，而构成蛇形毛细管槽；平板2覆盖着单元板1，由此毛细管槽构成了一个封闭腔；封闭腔内充填30％～70％的工作流体；其一端的弯通道5作为热管的加热段6，另一端的弯通道5作为热管的散热段7。加热段6和散热段7之间的通道作为热管的绝热段。
本发明脉动热管运行时，脉动热管的加热端被加热，散热端被冷却，由于管道有粗细之分，而形成不同的流动阻力，工作液在蒸发端气化形成的气液混合物(气体为主)选择粗通道向上呈塞状流动，如箭头10所示，而经过冷凝段部分冷凝后的混合物(液体为主)选择细通道向下呈塞状流动，如箭头13所示，从而形成连续的循环流动；脉动热管工作液的蒸发和冷凝将热量从加热端传递到冷却端；整个封闭腔内的工作液在表面张力的作用下形成液塞和气塞，在加热段6吸热蒸发，长成大气泡8，液塞9逐渐变短；在加热段6和散热段7的压差作用下，大气泡8夹带着短液塞9沿着粗通道3向散热端7流动：当它们达到散热端7后，蒸汽放热冷凝，气泡8变小，液塞9变长。在惯性力和重力的作用下，变长的液塞12和变小的气泡11沿着细通道4向加热端6流动；当气泡8和液塞9到达加热段6时就完成了一个循环。在循环中，所有的气泡8和液塞9都是沿着一个方向流动。工作液体在加热段继续受热蒸发开始下一个循环。在工作液的循环流动中完成热量的传递。
图3展示了本发明脉动热管结构方式。脉动热管由粗细交替排列的一组粗直管道14和细直管道15连接组成；所有直管平行排列，每相邻两个直管用弯管16连接起来，从而形成蛇形通道；传热工作液在热作用产生的压力下在蛇形通道中形成单向塞状流动，在加热段17吸热蒸发，在散热段18放热冷凝。
本发明脉动热管，工作液通过交互排列粗管道和细管道来限制气泡和液塞的流动方向，靠热作用下的压差在管道中作连续的单向循环流动，其气塞8和液塞9的流动方向均相同，流动阻力很小。因此，传热量很高，热管能够实现远距离传热。
在热管的运行中，没有止回阀之类的运动部件，只有工作液稳定的单向循环流动，保证了它的长期可靠性能。
它易于实现小型化，易于生产加工，只需在一块平板上形成一毛细管槽，或者把一组粗管道和细管道交替的连接在一起，热管就成形了。

Claims (2)

1.用于电子器件冷却的循环流动型脉动热管，其特征在于：脉动热管由铝单元板(1)和平板(2)构成；在铝单元板(1)的一侧铣有一组粗直管(3)、一组细直管(4)和一组连接弯通道(5)，粗直管(3)和细直管(4)粗细交替排列，且所有直管相互平行，每两个相邻直管之间在其中的一端用连接弯通道(5)连接，从而构成蛇形毛细管槽；平板(2)覆盖着单元板(1)，由此毛细管槽成了一个封闭腔；封闭腔内充填30％～70％的工作流体；其一端的弯通道(5)作为热管的加热段(6)，另一端的弯通道(5)作为热管的散热段(7)；加热段(6)和散热段(7)之间的通道作为热管的绝热段。
2.用于电子器件冷却的循环流动型脉动热管，其特征在于：脉动热管由粗细交替排列的一组粗直管道(14)和一组细直管道(15)连接组成，所有直管相互平行，每相邻的两个管道在其中的一端用弯管(16)连接起来，形成封闭的蛇形通道；传热工作液在热作用产生的压力下在通道中形成单向塞状流动，在加热段(17)吸热蒸发，在散热段(18)放热冷凝。
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Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7345877B2 (en) 2005-01-06 2008-03-18 The Boeing Company Cooling apparatus, system, and associated method
CN100513970C (zh) * 2006-08-23 2009-07-15 富准精密工业(深圳)有限公司 脉动式热管
CN100572908C (zh) * 2006-11-17 2009-12-23 富准精密工业(深圳)有限公司 发光二极管灯具
CN100445685C (zh) * 2007-07-17 2008-12-24 山东省科学院能源研究所 复合型换热器
CN101600324B (zh) * 2009-07-06 2013-05-15 武汉大学 电子设备的表面散热装置
CN101907414B (zh) * 2010-07-26 2011-12-28 华北电力大学 带蒸发换热联接段的组合式振荡流热管
FR2979982B1 (fr) * 2011-09-14 2016-09-09 Euro Heat Pipes Dispositif de transport de chaleur a pompage capillaire
CN102425966B (zh) * 2011-09-23 2013-03-13 江苏大学 一种纳米乳液脉动热管的制造方法
CN102628655B (zh) * 2012-03-22 2013-04-24 中国科学院工程热物理研究所 一种脉动热管扩热板及其制作方法
CN102691999B (zh) * 2012-05-11 2013-07-31 南昌大学 一种用于大功率led散热的板式脉动热管
TWI579519B (zh) * 2013-09-02 2017-04-21 財團法人工業技術研究院 脈衝型多管式熱管
CN104812206A (zh) * 2014-01-27 2015-07-29 王敬敦 自力循环式均温散热装置
TWI580921B (zh) * 2014-05-09 2017-05-01 財團法人工業技術研究院 脈衝型多管式熱管
CN104296412B (zh) * 2014-10-30 2017-02-15 郑州大学 使用液体工质的脉动冷管
CN105890412A (zh) * 2015-01-26 2016-08-24 富葵精密组件(深圳)有限公司 板式脉动热管及其制造方法
CN104792200A (zh) * 2015-04-17 2015-07-22 浙江大学 一种带有亲液涂层的脉动热管换热器
CN105578716B (zh) * 2015-12-30 2019-06-25 联想(北京)有限公司 Pcb板、pcb板的制备方法和电子设备
CN105633037A (zh) * 2016-01-08 2016-06-01 西安交通大学 一种用于芯片冷却的脉动热管散热装置
CN106793673A (zh) * 2016-11-11 2017-05-31 宁波安信数控技术有限公司 一种组合式液冷冷却板结构
TWI757553B (zh) * 2017-10-13 2022-03-11 訊凱國際股份有限公司 脈衝式均溫板
CN108225073A (zh) * 2018-02-26 2018-06-29 华南理工大学 一种集成单向阀的脉动热管及其运行方法
CN108426380A (zh) * 2018-03-13 2018-08-21 桑夏太阳能股份有限公司 一种新型太阳能光伏光热复合集热器
CN109287100B (zh) * 2018-10-08 2024-05-03 云南靖创液态金属热控技术研发有限公司 一种液态金属散热装置以及电子设备
CN110160812B (zh) * 2019-05-14 2021-01-19 重庆大学 一种振荡热管、回转式测试平台及换热性能评价方法
CN110133038B (zh) * 2019-05-14 2020-04-17 重庆大学 一种振荡热管、静止式测试平台及换热性能评价方法
CN117192324B (zh) * 2023-11-07 2024-02-06 深圳市森美协尔科技有限公司 探针检测台

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6237689A (ja) * 1985-08-12 1987-02-18 Hitachi Cable Ltd 環状ヒ−トパイプ
JPH07332881A (ja) * 1994-06-09 1995-12-22 Akutoronikusu Kk ループ型蛇行細管ヒートパイプ
US6672373B2 (en) * 2001-08-27 2004-01-06 Idalex Technologies, Inc. Method of action of the pulsating heat pipe, its construction and the devices on its base

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6237689A (ja) * 1985-08-12 1987-02-18 Hitachi Cable Ltd 環状ヒ−トパイプ
JPH07332881A (ja) * 1994-06-09 1995-12-22 Akutoronikusu Kk ループ型蛇行細管ヒートパイプ
US6672373B2 (en) * 2001-08-27 2004-01-06 Idalex Technologies, Inc. Method of action of the pulsating heat pipe, its construction and the devices on its base

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