CN106197103A - 一种环路热管及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环路热管及使用方法，包括：含毛细芯的蒸发器，所述蒸发器连接扁平状管道环路式冷凝器，在所述蒸发器上焊接有充液管。本发明的优点是：结构简单，环路热管包括蒸发器、含丝网烧结芯的扁平状管道环路冷凝器、充液管和工作介质。首先，整个环路热管的超薄厚度可以使其适用于紧凑的电子产品；其次，该环路热管拥有平板型蒸发器，使其能够直接安装到电子器件表面上，有效地减小电子器件与环路热管之间的接触热阻；最后，该环路热管在靠近蒸发器入口的部分管路回路里加入毛细丝网烧结芯，能够产生额外的毛细力，使工作介质更容易回流到蒸发器中，提高环路热管的传热性能和工作稳定性。可靠性高、传热性能强。

Description

一种环路热管及使用方法
技术领域
本发明涉及一种环路热管及使用方法。
背景技术
近几年来，由于高热流密度元件、设备等的诞生，传统的风冷散热已经达到散热极限而远不能满足散热要求，液冷散热也因其成本高、系统复杂以及有渗漏等缺点一直难以得到普及应用。环路热管作为一种高效的相变传热装置，主要通过传热工质的两相变化传递热量，在散热系统上显得越来越重要。目前，对电动汽车、电子行业、航空航天业以及设备制造业等中的热源散热普遍采用回路型重力热管、脉动热管或环路热管。
相对于其它一些散热技术，热管技术具有高效性、高可靠性、紧凑性、经济性和远距离传热等优点，可以满足紧凑型、高热流的电子器件散热需求。环路热管最大的优势就是远距离传热和逆重力运行，这些优点使环路热管非常适合于作为紧凑型、高热流密度电子元件的散热。然而，传统的环路热管一般都拥有比较大的整体厚度，使其应用范围上受到了很大的限制。另外，环路热管在低功率下的运行缺乏足够的稳定性，工作介质有时候会很难回流到蒸发器中，这会造成环路热管局部的“烧干”现象，对其散热性能有着很大的影响。
随着电子行业和制造业的高速发展，电子芯片逐步向高性能、高集成度、高热流密度以及紧凑型发展。然而，对于电子器件而言，在狭小的空间内拥有如此大的热流密度，如果没有进行合适并且有效的散热方法，这势必会导致电子器件自身温度的升高，进而影响电子器件的工作可靠性，缩短电子器件的寿命。因此，如何有效地对紧凑型高热流密度的电子器件进行散热成为了电子行业急切需要解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种环路热管，其能够以非常简单的结构解决紧凑型高热流密度的电子器件的散热问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种环路热管，其特征在于，包括：含毛细芯的蒸发器，所述蒸发器连接扁平状管道环路式冷凝器，在所述蒸发器上焊接有充液管。
本发明的另一目的在于提供一种环路热管的使用方法，其特征在于，包括：将毛细芯的蒸发器，扁平状管道环路式冷凝器，充液管进行连接；所述蒸发器和储液器通过蒸汽管线和液体管线与冷凝器形成一个环路；将环路热管直接安装到电子器件表面上；最后，该环路热管在靠近蒸发器入口的部分管路回路里加入毛细丝网烧结芯，使工作介质更容易回流到蒸发器中。
本发明相对于现有技术具有以下突出的实质性特点和显著的进步：
结构简单，环路热管包括蒸发器、含丝网烧结芯的扁平状管道环路冷凝器、充液管和工作介质。首先，整个环路热管的超薄厚度可以使其适用于紧凑的电子产品；其次，该环路热管拥有平板型蒸发器，使其能够直接安装到电子器件表面上，有效地减小电子器件与环路热管之间的接触热阻；最后，该环路热管在靠近蒸发器入口的部分管路回路里加入毛细丝网烧结芯，能够产生额外的毛细力，使工作介质更容易回流到蒸发器中，提高环路热管的传热性能和工作稳定性。本发明能够有效地将热量从热源传递到环境，达到降低热源温度的目的，具有可靠性高、传热性能强、结构简易、制作简单等特点。
附图说明
图1为本发明的环路热管的结构示意图；
图2为蒸发器毛细芯结构示意图；
图3为蒸发器上、下紫铜板与毛细芯组合示意图；
图4为毛细丝网烧结芯在管道环路式冷凝器的示意图；
图5为毛细丝网烧结芯与毛细芯结构的具体连接示意图。
附图标记示意：1.蒸发器；2.扁平状管道环路冷凝器；3.充液管；4.毛细芯；5.毛细丝网烧结芯；6.蒸发器上板；7.蒸发器下板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
请参照图1至图5，本发明的环路热管包括：含毛细芯的蒸发器，所述蒸发器连接扁平状管道环路式冷凝器，在所述蒸发器上焊接有充液管。
优选地，所述蒸发器为平板型结构。
优选地，所述蒸发器包括上板，下板，在所述下板上设置所述毛细芯。毛细芯在上、下板中间，通过石墨板固定，高温烧结在一起。
优选地，所述毛细芯表面设有一个凹槽。
优选地，在所述扁平状管道环路式冷凝器内设有毛细丝网烧结芯的主部。
优选地，所述毛细丝网烧结芯的余部与毛细芯进行连接。
优选地，所述毛细丝网烧结芯的余部与所述凹槽烧结固定在一起。
优选地，所述扁平状管道环路式冷凝器为紫铜扁平管。
优选地，所述毛细丝网烧结芯的余部设置于所述蒸发器的入口部分。
优选地，所述毛细丝网烧结芯的主部56为110-120mm，余部59为3-4mm。
优选地，所述毛细芯包括若干蒸汽槽道13，所述槽道的形状为矩形、正方形、U形、V形或圆弧形，
优选地，相邻所述槽道间隙的宽度相等。
由图1可知，本发明所提出的环路热管包括蒸发器1，扁平状管道环路冷凝器2，充液管3和工作介质。本发明的整体超薄厚度使其能够安装在紧凑的电子器件中。此外，由于蒸发器是平板型的，能够与电子元件直接接触，能够提高传热性能，消除电子元件表面的“热点”问题。蒸发器1，扁平状管道环路冷凝器2和充液管3的连接方式是焊接。
图2和图3分别是本发明蒸发器内部毛细芯4的结构示意图和蒸发器上、下板的示意图。蒸发器上、下板具有相同的材料、尺寸以及厚度。蒸发器上、下板与毛细芯是通过高温真空烧结的方式固定在一起。
图4和图5分别是毛细丝网烧结芯5与扁平状管道环路冷凝器2和毛细芯4的连接示意图。由图4可知，毛细丝网烧结芯5仅存在于部分扁平状管道环路冷凝器2中。图5是毛细丝网烧结芯5与毛细芯4的连接示意图，毛细芯4表面有一个凹槽，将毛细丝网烧结芯5与毛细芯4的凹槽扣合在一起，并通过高温真空烧结固定在一起。
本发明还提供一种环路热管的使用方法，包括：将毛细芯的蒸发器，扁平状管道环路式冷凝器，充液管进行连接；所述蒸发器和储液器通过蒸汽管线和液体管线与冷凝器形成一个环路；将环路热管直接安装到电子器件表面上；最后，该环路热管在靠近蒸发器入口的部分管路回路里加入毛细丝网烧结芯，使工作介质更容易回流到蒸发器中。
本发明可用于多种电子产品的散热、冷却，包括智能手机、笔记本电脑、平板电脑、便携式电脑、电子设备芯片、激光设备、医疗器械、航空航天电子设备等内部发热元件的冷却。
所述平板型蒸发器具有特殊的毛细芯结构和制作工艺。毛细芯是由铜丝网真空高温烧结制作而成，并且利用线切割技术切割成特殊的结构。平板型蒸发器是由上、下两块相同规格的紫铜板与毛细芯利用真空高温烧结技术烧结而成。
所述的扁平状管道环路冷凝器具有特殊的制作工艺，它是利用打扁机将紫铜管压扁制作而成。
所述的扁平状管道环路冷凝器内部具有毛细丝网烧结芯，该毛细丝网烧结芯是由铜丝网真空高温烧结而成。毛细丝网烧结芯仅存在于靠近蒸发器入口的一部分所述的扁平状管道环路冷凝器中。
所述的平板型蒸发器、扁平状管道环路冷凝器和充液管是通过焊接方式连接在一起。
所述的工作介质可以通过不同的工作条件来进行合理地选择。
所述的环路热管具有超薄、紧凑、制作成本低和应用范围广等优点，并且能够高效地、稳定地将热量从热源导出，从而达到冷却热源的目的。
整个环路热管超薄厚度能够使其有效地适用于紧凑型的电子器件的散热。
平板型的蒸发器可以直接与电子器件表面相接触，可以有效地消除电子器件表面热点现象的发生。
毛细芯的特殊结构可以有效地使蒸汽流出以及工质回流，提高整个系统的运行稳定性。
扁平状管道环路冷凝器靠近蒸发器入口的一部分含有毛细丝网烧结芯，增大了驱动工质回流所需的毛细力，可以有效地进行工质的回流，提高环路热管散热性能。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种环路热管，其特征在于，包括：含毛细芯的蒸发器，所述蒸发器连接扁平状管道环路式冷凝器，在所述蒸发器上焊接有充液管。
2.如权利要求1所述的环路热管，其特征在于，所述蒸发器为平板型结构。
3.如权利要求2所述的环路热管，其特征在于，所述蒸发器包括上板，下板，在所述下板上设置所述毛细芯。
4.如权利要求3所述的环路热管，其特征在于，所述毛细芯表面设有一个凹槽。
5.如权利要求1所述的环路热管，其特征在于，在所述扁平状管道环路式冷凝器内设有毛细丝网烧结芯的主部。
6.如权利要求3所述的环路热管，其特征在于，所述毛细丝网烧结芯的余部与毛细芯进行连接。
7.如权利要求6所述的环路热管，其特征在于，所述毛细丝网烧结芯的余部与所述凹槽烧结固定在一起。
8.如权利要求1所述的环路热管，其特征在于，所述扁平状管道环路式冷凝器为紫铜扁平管。
9.如权利要求6所述的环路热管，其特征在于，所述毛细丝网烧结芯的余部设置于所述蒸发器的入口部分。
10.一种环路热管的使用方法，其特征在于，包括：
将毛细芯的蒸发器，扁平状管道环路式冷凝器，充液管进行连接；所述蒸发器和储液器通过蒸汽管线和液体管线与冷凝器形成一个环路；
将环路热管直接安装到电子器件表面上；
最后，该环路热管在靠近蒸发器入口的部分管路回路里加入毛细丝网烧结芯，使工作介质回流到蒸发器中。
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