CN103629960A - 一种具有粗化结构的脉动热管 - Google Patents

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汤勇
周波
方朝斌
袁伟
张华杰
李耀超
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Abstract

本发明公开了一种具有粗化结构的脉动热管，脉动热管内灌注丙酮作为工质；所述脉动热管包括蒸发段、隔热段、冷凝段和工质灌注段；所述隔热段与冷凝段由毛细管一体成型；所述蒸发段与隔热段之间的连接为焊接；所述工质灌注段的两个接口与三通管连通；所述蒸发段内壁的表面为颗粒状结构。蒸发段内壁的表面为颗粒状结构，降低了脉动热管启动所需的最低温度，即使在低热流密度下，脉动热管也能够顺利启动运行，同时也将有效地缩短启动时间，在电子元器件散热领域具有广阔的应用前景。

Description

一种具有粗化结构的脉动热管
技术领域
本发明涉及电子元器件冷却散热装置，特别涉及一种具有粗化结构的脉动热管。
背景技术
随着电子元器件的集成度不断提高，电子设备体积越来越小,而电子设备的功能和复杂性日益增长，单位体积电子器件的发热量快速增加，散热问题变得越来越突出，目前发热芯片的高热流密度散热问题已成为微电子工业发展的最大瓶颈之一。而脉动热管由于具有结构简单多变，适应性强，不需要毛细芯，制造简单，传热性能好等特点，在电子器件高效冷却方面有很好的开发前景。脉动热管为一段封闭蛇形弯曲且真空的毛细管回路，充入部分工质后，在毛细管和弯曲力的作用下，工质呈现汽液塞随机分布的初始状态。当脉动热管蒸发段受热时，局部工质蒸发形成冷热端的温度差和压力差，从而驱动汽液塞的振荡传热。传统的脉动热管由毛细管弯制而成，壁面比较光滑，需热流密度达到一定程度后才能启动，导致启动温升太高超出设备允许的温度范围，从而影响设备的性能，同时，还需要较长的启动时间，限制了脉动热管在实际中的应用。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种具有粗化结构的脉动热管。
本发明通过下述技术方案实现：
一种具有粗化结构的脉动热管，脉动热管内灌注丙酮作为工质；所述脉动热管包括蒸发段1、隔热段2、冷凝段3和工质灌注段4；所述隔热段2与冷凝段3由毛细管一体成型；所述蒸发段1与隔热段2之间的连接为焊接；所述工质灌注段4的两个接口与三通管5连通；所述蒸发段1内壁的表面为颗粒状结构。
所述颗粒状结构采用电镀、电化学腐蚀、化学腐蚀或者粉末烧结的方法加工而成。
所述隔热段2的外部包覆有保温层。
相对于现有技术，本发明具有如下优点和有益效果：
本发明具有粗化结构的脉动热管，其蒸发段1内壁的表面为颗粒状结构，降低了脉动热管启动所需的最低温度，即使在低热流密度下，脉动热管也能够顺利启动运行，同时也将有效地缩短启动时间，在电子元器件散热领域具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。
实施例
如图1所示。本发明具有粗化结构的脉动热管，脉动热管内灌注丙酮作为工质；所述脉动热管包括蒸发段1、隔热段2、冷凝段3和工质灌注段4；所述隔热段2与冷凝段3由毛细管一体成型；所述蒸发段1与隔热段2之间的连接为焊接；所述工质灌注段4的两个接口与三通管5连通；所述蒸发段1内壁的表面为颗粒状结构（粗化结构），可采用电镀、电化学腐蚀、化学腐蚀或者粉末烧结等方法加工而成。粗化结构有助于增大核化点半径，进而有利于新气泡在蒸发段1的内壁形成，最终使脉动热管在低热流密度下顺利启动运行，粗化结构大小通常为几微米，不同工质对应的粗化尺度不同，例如甲醇工质的最佳核化点半径为2微米，丙酮工质的最佳核化点半径为4微米。
隔热段2的外部包覆保温层（图中未示出）用以保证脉动热管工作效果最佳。
蒸发段1、隔热段2和冷凝段3也可全部选择毛细铜管作为的材料，脉动热管内灌注丙酮作为工质，工质灌注率为50%，采用电化学腐蚀方法，在蒸发段1内壁加工尺度为3-5微米大小的粗化结构，此结构将增大蒸发段1内壁的核化点半径，进而有利于新气泡在蒸发段1内壁形成，最终使脉动热管在低热流密度下顺利启动运行。
隔热段2和冷凝段3可由同一毛细铜管制作。蒸发段1可单独制作，然后再与隔热段2通过钎焊连接；工质灌注段4使用三通管5与冷凝段3通过钎焊连接而成。连接完成后，在工质灌注段4进行抽真空和工质灌注。
如上所述便可较好地实现本发明。
上述实施例为本发明的较佳实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种具有粗化结构的脉动热管，其特征在于：脉动热管内灌注丙酮作为工质；所述脉动热管包括蒸发段、隔热段、冷凝段和工质灌注段；所述隔热段与冷凝段由毛细管一体成型；所述蒸发段与隔热段之间的连接为焊接；所述工质灌注段的两个接口与三通管连通；所述蒸发段内壁的表面为颗粒状结构。
2.根据权利要求1所述具有粗化结构的脉动热管，其特征在于所述颗粒状结构采用电镀、电化学腐蚀、化学腐蚀或者粉末烧结的方法加工而成。
3.根据权利要求1或2所述具有粗化结构的脉动热管，其特征在于隔热段的外部包覆有保温层。
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