DE202010011784U1 - Slope-shaped low pressure thermosyphon cooler driven by pressure gradient - Google Patents

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Abstract

Von Druckgefälle getriebener schleifenförmiger Niederdruck-Thermosiphonkühler, umfassend
ein Gehäuse (1), das einen Innenraum (11) aufweist, der eine Verdampfungszone (12) besitzt, in der eine Vielzahl von ersten Führungselementen (112) vorgesehen sind, die durch eine Vielzahl von ersten Führungskörpern (1211) gebildet sind, die beabstandet gereiht sind, wobei zwischen den ersten Führungskörpern (1211) mindestens ein erster Kanal (1212) gebildet ist, der mindestens ein freies Ende (1212a) besitzt, das mit einer freien Zone (1213) verbunden ist,
eine Platte (2), die auf dem Gehäuse (1) angeordnet und den Innenraum (11) verschließt,
ein Rohr (3), das einen zweiten Kanal (31) aufweist und an den beiden Enden mit dem Gehäuse (1) verbunden ist, wobei der zweite Kanal (31) mit der Verdampfungszone (12) verbunden ist, und
mindestens einen Kühlkörper (4), der von dem Rohr (3) durchdrungen ist und mit dem Rohr (3) eine Kondensationszone (5) bildet.Pressure gradient driven looped low pressure thermosiphon cooler comprising
a housing (1) having an internal space (11) having an evaporation zone (12) in which are provided a plurality of first guide members (112) formed by a plurality of first guide bodies (1211) spaced apart wherein at least one first channel (1212) having at least one free end (1212a) connected to a free zone (1213) is formed between the first guide bodies (1211),
a plate (2) disposed on the housing (1) and closing the interior space (11),
a tube (3) having a second channel (31) and connected at both ends to the housing (1), the second channel (31) being connected to the evaporation zone (12), and
at least one heat sink (4) which is penetrated by the tube (3) and forms a condensation zone (5) with the tube (3).

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft einen von Druckgefälle getriebenen schleifenförmigen Niederdruck-Thermosiphonkühler, der ohne Kapillarstruktur den Arbeitsmedium-Kreislauf des Wärmerohrs verbessern und den Wärmewiderstand reduzieren kann.The The invention relates to a driven by pressure gradient loop-shaped low-pressure thermosiphon, the without capillary structure the working medium cycle of the heat pipe improve and heat resistance can reduce.

Stand der TechnikState of the art

Mit der Entwicklung der elektronischen Halbleiterindustrie sind die elektronischen Produkte immer kompakter und die Funktion der elektronischen Produkte immer stärker. Bei Betrieb von Personalcomputer, Business-Computer, Kommunikationskasten, Haushalts- oder Industriewärmeaustauscher usw. erzeugen viele elektronische Bauelemente, insbesondere die Recheneinheit, eine Wärme. Um diese wärme abzuführen, wird eine Kühlvorrichtung, die durch die Kombination von Kühlrippen und einem Ventilator gebildet ist, verwendet, damit die elektronischen Bauelemente in der Arbeitstemperatur gehalten werden.With the development of the electronic semiconductor industry are the electronic products increasingly compact and the function of electronic products Always stronger. When operating personal computer, business computer, communication box, Household or industrial heat exchangers, etc. generate many electronic components, in particular the computing unit, a heat. To this heat dissipate, becomes a cooling device, by the combination of cooling fins and a fan is used for the electronic Components are kept at the working temperature.

In der letzten Zeit wird die Wasserkühltechnik auf den Personalcomputer eingeführt. Die Anwendung der Wasserkühltechnik auf Kommunikations-, Haushalts- oder Industriewärmeaustauscher ist begrenzt. Die Wasserkühltechnik verwendet ein Arbeitsmedium, das die Wärme der Wärmequelle absorbieren kann, und einen Wärmeaustauscher, der einen Wärmeaustausch mit der Luft durchführen kann. Die Rohrlänge und die Lage des Wärmeaustauschers kann beliebig gewählt werden, so dass die Begrenzung des Wärmeaustauschers (Kühlrippe) durch den Einsatzraum kleiner ist. Das Wasserkühlsystem benötigt eine Pumpe, die das Arbeitsmedium in Kreislauf bringen kann, und einen Wasserbehälter. Daher wird das System durch die Zuverlässigkeit der Pumpe und des Rohrs beeinflußt. Die Wasserkühltechnik ist zwar nicht optimal, ist jedoch die beste Kühllösung für den Personalcomputer, da der Personalcomputer größer ist. Für den Kommunikations-, Haushalts- und Industriewärmeaustauscher ist die Wasserkühltechnik jedoch nicht geeignet, da sie kompakter sind. Dafür wird üblicherweise ein Wärmerohr verwendet, das durch Kühlrippen einen Wärmeaustausch mit der Luft durchführt. Um die höhere Anforderung für die Kühlwirkung zu erfüllen, ist eine höhere Kühltechnik erforderlich.In Recently, the water cooling technology on the personal computer introduced. The application of the water cooling technique on communication, household or industrial heat exchanger is limited. The water cooling technique uses a working medium that can absorb the heat of the heat source, and a heat exchanger, the heat exchange can perform with the air. The pipe length and the location of the heat exchanger can be chosen arbitrarily so that the boundary of the heat exchanger (cooling fin) through the mission space is smaller. The water cooling system needs one Pump that can bring the working fluid into circulation, and a Water tank. Therefore The system is characterized by reliability the pump and the pipe affected. The water cooling technique Although not optimal, but is the best cooling solution for the personal computer because the personal computer is larger. For the Communication, household and industrial heat exchanger is the water cooling technology but not suitable because they are more compact. This is usually done a heat pipe used that by cooling fins a heat exchange with the air. To the higher one Requirement for the cooling effect to fulfill, is a higher one cooling technology required.

Wärmeübertrager, wie Wärmerohr und Vapor-Chamber-Kühler, sind auch bekannt. Das Wärmerohr und der Vapor-Chamber-Kühler bilden an der Innenwand einen Sinterkörper, der eine Kapillarstruktur bildet. Bei der Herstellung wird ein Metallpulver (Kupferpulver) an die Innenwand gebracht und in einem Sinterofen gesintert, wodurch ein Sinterkörper erhalten wird. Der Sinterkörper kann zwar eine Kapillarkraft erzeugen, vergrößert jedoch die Dicke des Wärmerohrs oder des Vapor-Chamber-Kühlers, so dass eine kompakte Form nicht möglich ist. Der Vapor-Chamber-Kühler verwendet einen Sinterkern, ein Netz oder Rillen, wodurch eine Kapillarwirkung erzeugt werden kann, so dass das Arbeitsmedium in dem Vapor-Chamber-Kühler zirkuliert. Die Herstellung des Vapor-Chamber-Kühlers ist jedoch sehr kompliziert, so dass die Herstellungskosten hoch sind.Heat exchanger, like heat pipe and vapor chamber coolers, are also known. The heat pipe and make the vapor chamber cooler on the inner wall a sintered body, which forms a capillary structure. In the production of a metal powder (copper powder) brought to the inner wall and sintered in a sintering furnace, whereby obtained a sintered body becomes. The sintered body Although it can produce a capillary force, it increases the thickness of the heat pipe or the vapor chamber cooler, so that a compact form is not possible. The vapor chamber cooler used a sintered core, a net or grooves, creating a capillary action can be generated so that the working fluid circulates in the vapor chamber cooler. However, the production of the vapor-chamber cooler is very complicated so that the production costs are high.

Der schleifenförmige Thermosiphonkühler ist auch bekannt, der die Wärme transportieren kann. Beim schleifenförmigen Thermosiphonkühler wird der Arbeitsmedium-Kreislauf von der Kapillarwirkung und der Schwerkraft getrieben. Zudem weist der schleifenförmige Thermosiphonkühler einen höheren Wärmewiderstand auf. Ferner ist die Begrenzung für den Anstellwinkel höher.Of the looped Thermosiphonkühler is also known, the heat can transport. The loop-shaped thermosiphon is the Working medium cycle of capillary action and gravity driven. In addition, the loop-shaped thermosiphon cooler has a higher thermal resistance on. Furthermore, the limit for the Incline higher.

All-in-one-PC und RRU-Kommunikationsmodul verwenden beide die Wärmerohr-Kühllösung. Das Wärmerohr ist jedoch durch die Wärmekapazität begrenzt. Dadurch muß die Anzahl des Wärmerohrs vergrößert werden, so dass die Herstellungskosten erhöht werden. Zudem kann der Wärmewiderstand nicht immer die Kühlanforderung der Zentraleinheit erfüllen.All-in-one PC and RRU communication module both use the heat pipe cooling solution. The heat pipe but is limited by the heat capacity. This must be the Number of heat pipe to be increased so that the manufacturing costs are increased. In addition, the thermal resistance can not always the cooling requirement meet the central unit.

Die Auswahl des Dampfkerns ist auch sehr wichtig. Der Dampfkern muß eine geeignete Fließgeschwindigkeit des flüssigen Arbeitsmediums und einen ausreichenden Kapillardruck aufrechterhalten, um den Einfluß der Schwerkraft zu überwinden.The Selection of the steam core is also very important. The steam core must have a suitable flow rate of the liquid Working medium and a sufficient capillary pressure maintained to the influence of Overcome gravity.

Daher weist das Wärmerohr oder der Vapor-Chamber-Kühler folgende Nachteile auf:

  • 1. schwere Bearbeitung,
  • 2. keine kompakte Form,
  • 3. höhere Kosten,
  • 4. zeit- und kraftaufwendige Herstellung.
Therefore, the heat pipe or the vapor chamber cooler has the following disadvantages:
  • 1. heavy processing,
  • 2. no compact shape,
  • 3. higher costs,
  • 4. time and energy consuming production.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen von Druckgefälle getriebenen schleifenförmigen Niederdruck-Thermosiphonkühler zu schaffen, der den Arbeitsmedium-Kreislauf des Wärmerohrs verbessern und den Wärmewiderstand reduzieren kann.Of the Invention is based on the object, a driven by pressure gradient loop-shaped low-pressure thermosiphon cooler too create the working medium cycle of the heat pipe improve and heat resistance can reduce.

Der Erfindung liegt eine weitere Aufgabe zugrunde, einen von Druckgefälle getriebenen schleifenförmigen Niederdruck-Thermosiphonkühler zu schaffen, der kein Sinterverfahren der Kapillarstruktur durchführen muß und somit die Kosten reduziert.Of the Invention is based on a further object, a driven by pressure gradient looped To create low-pressure thermosyphon coolers which does not have to perform a sintering process of the capillary structure and thus the costs are reduced.

Diese Aufgaben werden durch den Druckgefälle getriebenen schleifenförmigen Niederdruck-Thermosiphonkühler gelöst, der umfaßt: ein Gehäuse, das einen Innenraum aufweist, der eine Verdampfungszone besitzt, in der eine Vielzahl von ersten Führungselementen vorgesehen sind, die durch eine Vielzahl von ersten Führungskörpern gebildet sind, die beabstandet gereiht sind, wobei zwischen den ersten Führungskörpern mindestens ein erster Kanal gebildet ist, der mindestens ein freies Ende besitzt, das mit einer freien Zone verbunden ist; eine Platte, die auf dem Gehäuse angeordnet und den Innenraum verschließt; ein Rohr, das einen zweiten Kanal aufweist und an den beiden Enden mit dem Gehäuse verbunden ist, wobei der zweite Kanal mit der Verdampfungszone verbunden ist; und mindestens einen Kühlkörper, der von dem Rohr durchdrungen ist und mit dem Rohr eine Kondensationszone bildet.These objects are achieved by the pressure gradient driven low pressure loop low pressure thermosiphon cooler comprising: a A housing having an interior having an evaporation zone in which a plurality of first guide elements are provided, which are formed by a plurality of first guide bodies, which are arranged in a spaced manner, wherein between the first guide bodies at least a first channel is formed has at least one free end connected to a free zone; a plate disposed on the housing and closing the interior; a tube having a second channel and connected at both ends to the housing, the second channel being connected to the evaporation zone; and at least one heat sink penetrated by the tube and forming a condensation zone with the tube.

Die ersten Führungskörper bilden die ersten Kanäle, in denen der Dampf gebildet ist, wodurch der für den Arbeitsmedium-Kreislauf erforderliche Hochdruck erzeugt wird. Die Kondensationszone bildet eine Niederdruckseite, wodurch das für den Arbeitsmedium-Kreislauf erforderliche Druckgefälle erzeugt wird. Daher ist eine Kapillarstruktur nicht erforderlich.The form the first guide body the first channels, in which the steam is formed, whereby the required for the working medium circuit High pressure is generated. The condensation zone forms a low-pressure side, which makes for the working medium cycle required pressure gradient is generated. Therefore, a capillary structure is not required.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 eine Explosionsdarstellung des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung, 1 an exploded view of the first embodiment of the invention,

2 eine perspektivische Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung, 2 a perspective view of the first embodiment of the invention,

3 eine Schnittdarstellung des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung, 3 a sectional view of the first embodiment of the invention,

4 eine Draufsicht einer weiteren Verdampfungszone des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung, 4 a top view of another evaporation zone of the first embodiment of the invention,

5 eine Draufsicht einer nochmals weiteren Verdampfungszone des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung, 5 a top view of yet another evaporation zone of the first embodiment of the invention,

6 eine Draufsicht der Verdampfungszone des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung, 6 a plan view of the evaporation zone of the second embodiment of the invention,

7 eine Draufsicht einer weiteren Verdampfungszone des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung, 7 a top view of another evaporation zone of the second embodiment of the invention,

8 eine Draufsicht einer nochmals weiteren Verdampfungszone des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung, 8th a top view of yet another evaporation zone of the first embodiment of the invention,

9 eine weitere perspektivische Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung. 9 a further perspective view of the first embodiment of the invention.

Wege zur Ausführung der ErfindungWays to execute the invention

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen.Further Details, features and advantages of the invention will become apparent the following detailed description in conjunction with the adjacent drawings.

Die 1, 2 und 3 zeigen das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung, das ein Gehäuse 1, eine Platte 2, eine Rohr 3 und mindestens einen Kühlkörper 4 umfaßt.The 1 . 2 and 3 show the first embodiment of the invention, which is a housing 1 , a plate 2 , a pipe 3 and at least one heat sink 4 includes.

Das Gehäuse 1 weist einen Innenraum 11 auf, der eine Verdampfungszone 12 besitzt, die sich im Aufnahmeraum 11 befindet, in der eine Vielzahl von ersten Führungselementen 112 vorgesehen sind, die durch eine Vielzahl von ersten Führungskörpern 1211 gebildet sind, die beabstandet gereiht sind. Zwischen den ersten Führungskörpern 1211 ist mindestens ein erster Kanal 1212 gebildet, der mindestens ein freies Ende 1212a besitzt, das mit einer freien Zone 1213 verbunden ist.The housing 1 has an interior 11 on top of a vaporization zone 12 owns himself in the recording room 11 located in the a variety of first guide elements 112 are provided by a plurality of first guide bodies 1211 are formed, which are ranked spaced. Between the first guide bodies 1211 is at least a first channel 1212 formed having at least one free end 1212a owns that with a free zone 1213 connected is.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die ersten Führungskörper 1211 durch längliche Rippen gebildet, die in der Querrichtung beabstandet gereiht sind. Zwischen den Rippen sind die ersten Kanäle 1212 gebildet. Die länglichen Rippen können wellig ausgebildet sein (4).In the present embodiment, the first guide body 1211 formed by elongated ribs, which are arranged in a spaced manner in the transverse direction. Between the ribs are the first channels 1212 educated. The elongated ribs may be wavy ( 4 ).

Die ersten Führungskörper 1211 können auch in der Längsrichtung beabstandet gereiht sein, d. h. in der Längsrichtung nichtkontinuierlich gereiht (5).The first guide body 1211 may also be arranged in a row in the longitudinal direction, ie non-continuous in the longitudinal direction ( 5 ).

Die Platte 2 ist auf dem Gehäuse 1 angeordnet und verschließt den Innenraum 11.The plate 2 is on the case 1 arranged and closes the interior 11 ,

Das Rohr 3 weist einen zweiten Kanal 31 und ist an den beiden Enden mit dem Gehäuse 1 verbunden. Der zweite Kanal 31 ist mit der Verdampfungszone 12 verbunden.The pipe 3 has a second channel 31 and is at the two ends with the housing 1 connected. The second channel 31 is with the evaporation zone 12 connected.

Der Kühlkörper 4 ist von dem Rohr 3 durchdrungen und bildet mit dem Rohr 3 eine Kondensationszone 5, in der ein Ventilator (nicht dargestellt) angeordnet sein kann.The heat sink 4 is from the pipe 3 permeated and forms with the pipe 3 a condensation zone 5 in which a fan (not shown) may be arranged.

Der Kühlkörper 4 kann durch einen Kühlrippensatz oder dergleichen gebildet sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Kühlkörper 4 ein Kühlrippensatz. Darauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt.The heat sink 4 may be formed by a finset set or the like. In the present embodiment, the heat sink 4 a set of cooling fins. However, the invention is not limited thereto.

Die 6 und 7 zeigen das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich von dem ersten Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, dass die ersten Führungskörper 1211 der Verdampfungszone 12 durch Rippen gebildet sind, die jeweils ein erstes Eck 1211a, einen ersten Schenkel 1211b und einen zweiten Schenkel 1211c aufweisen, wobei sich der erste und zweite Schenkel 1211b, 1211c am ersten Eck 1211a überschneiden. Zwischen den ersten Führungskörpern 1211 sind die ersten Kanäle 1212 gebildet. Die ersten Führungselemente 121 haben voneinander einen ersten Abstand 1214.The 6 and 7 show the second embodiment of the invention, which differs from the first embodiment only in that the first guide body 1211 the evaporation zone 12 are formed by ribs, each having a first corner 1211a , a first leg 1211b and a second leg 1211c have, wherein the first and second leg 1211b . 1211c at the first corner 1211a overlap. Between the first guide bodies 1211 are the first channels 1212 educated. The first guide elements 121 have a first distance from each other 1214 ,

Der erste Schenkel 1211b kann nichtkontinuierlich ausgebildet sein. Der zweite Schenkel 1211c kann auch nichtkontinuierlich ausgebildet sein (7).The first leg 1211b can not be continuous. The second leg 1211c can also be non-continuous ( 7 ).

Wie aus 8 ersichtlich ist, können zwischen den ersten und zweiten Führungskörpern 1211, 1311 im ersten Ausführungsbeispiel eine Vierzahl von Senken 1215 gebildet sein, die eine runde, quadratische, dreieckige, schuppenförmige oder andere geometrische Form haben. In diesem Ausführungsbeispiel haben die Senken eine Schuppenform. Darauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt. Die Senken 1215 können gleich beabstandet oder nicht gleich beabstandet gereiht werden. Zwischen den Führungskörpern 1211 im zweiten Ausführungsbeispiel kann auch eine Vielzahl von Senken 1215 gebildet sein.How out 8th it can be seen, between the first and second guide bodies 1211 . 1311 in the first embodiment, a four-number of sinks 1215 be formed, which have a round, square, triangular, scaly or other geometric shape. In this embodiment, the depressions have a scale shape. However, the invention is not limited thereto. The valleys 1215 can be equally spaced or not evenly spaced. Between the leadership bodies 1211 In the second embodiment, a plurality of sinks 1215 be formed.

Wie aus den 4 bis 9 ersichtlich ist, beschreiben das erste und zweite Ausführungsbeispiel eine Zwei-Phasen-Thermosiphon-Technik. Bei dieser Technik erfolgt eine selbstständige Zirkulation eines Arbeitsmediums, wie Reinwasser, Methanol, Aceton, R134A usw. Der Innenraum 11 des Niederdruck-Thermosiphonkühlers wird evakuiert und mit dem Arbeitsmedium gefüllt, das eine Sättigungstemperatur von 20–30°C hat. Die Dampfblasen 7 werden in der Verdampfungszone 12 gesammelt und fließen durch die freien Enden 1212a der Verdampfungszone 12 in die freie Zone 1213, wodurch der Druck gesenkt wird, so dass ein für den Arbeitsmedium-Kreislauf erforderliches Druckgefälle erzeugt wird. zudem kann der lokale Unterdruck, der durch den Anstieg des spezifischen Volumens des gasförmigen Arbeitsmediums in der Kondensationszone erzeugt wird, eine Anziehungskraft erzeugen und somit den Arbeitsmedium-Kreislauf fördern. Selbstverständlich kann zwischen dem Gehäuse 1 und dem Rohr 2 eine Pumpe 6 vorgesehen sein, um eine Austrocknung des Arbeitsmediums im Innenraum zu vermeiden.Like from the 4 to 9 As can be seen, the first and second embodiments describe a two-phase thermosyphon technique. In this technique, there is a self-contained circulation of a working medium, such as pure water, methanol, acetone, R134A, etc. The interior 11 of the low-pressure thermosyphon cooler is evacuated and filled with the working medium, which has a saturation temperature of 20-30 ° C. The steam bubbles 7 be in the evaporation zone 12 collected and flow through the free ends 1212a the evaporation zone 12 in the free zone 1213 , whereby the pressure is lowered, so that a pressure gradient required for the working medium circuit is generated. In addition, the local negative pressure, which is generated by the increase of the specific volume of the gaseous working medium in the condensation zone, generate an attractive force and thus promote the working medium circuit. Of course, between the case 1 and the tube 2 a pump 6 be provided to prevent dehydration of the working medium in the interior.

Durch den ersten und zweiten Kanal 1212, 31 der Verdampfungszone 12 und des Rohrs 3 wird der Druck des Arbeitsmediums auf die Weise von einer Erhitzung bei gleichbleibendem Volumen erhöht, wodurch der für den Arbeitsmedium-Kreislauf erforderliche Hochdruck erzeugt wird. An der Austrittsöffnung des gasförmigen Arbeitsmediums wird der Druck durch die Ausdehnung und die Kondensation reduziert, so dass der für den Arbeitsmedium-Kreislauf erforderliche Niederdruck erzeugt wird. Und/oder die Dampfungszone 12 weist eine für das Verdampfen günstige Struktur (wie Schuppen und/oder Rippen) auf, die den Siedepunkt reduzieren, den Wärmeleitkoeffizient erhöhen und den Dampf führen kann. Und/oder die Kondensationsoberfläche ist durch eine hydrophobische Oberfläche gebildet, damit das Arbeitsmedium die Kühlfläche verläßt, wodurch der Arbeitsmedium-Kreislauf verbessert und der Wärmewiderstand reduziert wird.Through the first and second channel 1212 . 31 the evaporation zone 12 and the pipe 3 For example, the pressure of the working medium is increased by heating at a constant volume, thereby generating the required for the working medium circuit high pressure. At the outlet of the gaseous working medium, the pressure is reduced by the expansion and the condensation, so that the required for the working medium circuit low pressure is generated. And / or the steaming zone 12 has a favorable structure for evaporation (such as flakes and / or ribs), which can reduce the boiling point, increase the heat conduction coefficient and can cause the steam. And / or the condensation surface is formed by a hydrophobic surface, so that the working fluid leaves the cooling surface, whereby the working medium circuit improves and the thermal resistance is reduced.

Beim Einsatz liegt die Verdampfungszone 12 unter der Kondensationszone 5. Die Kondensationszone 5 ist über das Rohr 3 mit der Verdampfungszone 12 verbunden. Das Arbeitsmedium wird in der Verdampfungszone 12 verdampft. Der Dampf fließt durch das Rohr 3 in die Kondensationszone 5 und wird dort kondensiert. Das kondensierte Arbeitsmedium fließt wegen der Schwerkraft in die Verdampfungszone 12 zurück. Je größer die Wärme in der Verdampfungszone 12 ist, desto höher ist der Druck und desto schneller ist der Arbeitsmedium-Kreislauf. Der Hochdruck, der durch hohe Wärme erzeugt wird, ist nicht günstig für die elektronischen Bauelemente. Die Erfindung erhöht den Druck des Arbeitsmediums durch die Erhitzung bei gleichbleibendem Volumen, wodurch der für den Arbeitsmedium-Kreislauf erforderliche Niederdruck erhalten wird. An der Austrittsöffnung des gasförmigen Arbeitsmediums wird der Druck durch die Ausdehnung und die Kondensation reduziert, so dass der für den Arbeitsmedium-Kreislauf erforderliche Niederdruck erzeugt wird. Daher weist die Verdampfungszone 12 im Vergleich mit der herkömmlichen Lösung folgende Vorteile auf:

  • 1. bei niedriger Wärme ist der Wärmewiderstand niedriger, so dass eine bessere Kühlwirkung für die elektronischen Bauelemente erreicht werden kann;
  • 2. der Einfluß auf den Wärmewiderstand durch die Anstellwinkeländerung der Kondensationszone und der Verdampfungszone ist kleiner, d. h. wenn der Anstellwinkel von 90° nach oben auf 30° reduziert wird, erhöht sich der Wärmewiderstand nur ca. 20%, so dass der Arbeitsmedium-Kreislauf starten kann, selbst wenn der Anstellwinkel zwischen der Kondensationszone und der Verdampfungszone klein ist;
  • 3. der Arbeitsmedium-Kreislauf kann erfolgen, selbst wenn im Rohr keine Kapillarstruktur vorhanden ist.
When used, the evaporation zone is located 12 under the condensation zone 5 , The condensation zone 5 is over the pipe 3 with the evaporation zone 12 connected. The working medium is in the evaporation zone 12 evaporated. The steam flows through the pipe 3 in the condensation zone 5 and is condensed there. The condensed working fluid flows due to gravity in the evaporation zone 12 back. The greater the heat in the evaporation zone 12 is, the higher the pressure and the faster the working medium cycle. The high pressure generated by high heat is not favorable for the electronic components. The invention increases the pressure of the working medium by heating at a constant volume, whereby the required for the working medium circuit low pressure is obtained. At the outlet of the gaseous working medium, the pressure is reduced by the expansion and the condensation, so that the required for the working medium circuit low pressure is generated. Therefore, the evaporation zone points 12 Compared with the conventional solution the following advantages:
  • 1. at low heat, the thermal resistance is lower, so that a better cooling effect for the electronic components can be achieved;
  • 2. the influence on the thermal resistance by the change in angle of the condensation zone and the evaporation zone is smaller, that is, when the angle of 90 ° is reduced to 30 ° upward, the thermal resistance increases only about 20%, so that the working medium cycle start can, even if the angle of attack between the condensation zone and the evaporation zone is small;
  • 3. the working medium cycle can be carried out, even if no capillary structure is present in the pipe.

Claims (10)

Von Druckgefälle getriebener schleifenförmiger Niederdruck-Thermosiphonkühler, umfassend ein Gehäuse (1), das einen Innenraum (11) aufweist, der eine Verdampfungszone (12) besitzt, in der eine Vielzahl von ersten Führungselementen (112) vorgesehen sind, die durch eine Vielzahl von ersten Führungskörpern (1211) gebildet sind, die beabstandet gereiht sind, wobei zwischen den ersten Führungskörpern (1211) mindestens ein erster Kanal (1212) gebildet ist, der mindestens ein freies Ende (1212a) besitzt, das mit einer freien Zone (1213) verbunden ist, eine Platte (2), die auf dem Gehäuse (1) angeordnet und den Innenraum (11) verschließt, ein Rohr (3), das einen zweiten Kanal (31) aufweist und an den beiden Enden mit dem Gehäuse (1) verbunden ist, wobei der zweite Kanal (31) mit der Verdampfungszone (12) verbunden ist, und mindestens einen Kühlkörper (4), der von dem Rohr (3) durchdrungen ist und mit dem Rohr (3) eine Kondensationszone (5) bildet.Slope-driven low-pressure thermosiphon cooler driven by pressure gradient, comprising a housing ( 1 ), which has an interior ( 11 ) having an evaporation zone ( 12 ), in which a plurality of first guide elements ( 112 ) provided by a plurality of first guide bodies ( 1211 ) are formed, which are spaced apart, wherein between the first guide bodies ( 1211 ) at least one first channel ( 1212 ) having at least one free end ( 1212a ) with a free zone ( 1213 ), a plate ( 2 ) on the housing ( 1 ) and the interior ( 11 ), a pipe ( 3 ), which has a second channel ( 31 ) and at the two ends with the housing ( 1 ), the second channel ( 31 ) with the evaporation zone ( 12 ), and at least one heat sink ( 4 ) coming from the pipe ( 3 ) and with the pipe ( 3 ) a condensation zone ( 5 ). Von Druckgefälle getriebener schleifenförmiger Niederdruck-Thermosiphonkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (4) ein Kühlrippensatz oder dergleichen ist.Slope-shaped low-pressure thermosiphon cooler driven by pressure gradient according to claim 1, characterized in that the heat sink ( 4 ) is a finset set or the like. Von Druckgefälle getriebener schleifenförmiger Niederdruck-Thermosiphonkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Führungskörper (1211) durch längliche Rippen gebildet sind, die in der Querrichtung beabstandet gereiht sind, wobei zwischen den Rippen die ersten Kanäle (1212) gebildet sind.Slope-shaped low-pressure thermosiphon cooler driven by pressure gradient according to claim 1, characterized in that the first guide bodies ( 1211 ) are formed by elongated ribs, which are arranged in a spaced order in the transverse direction, wherein between the ribs the first channels ( 1212 ) are formed. Von Druckgefälle getriebener schleifenförmiger Niederdruck-Thermosiphonkühler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Führungskörper (1211) in der Längsrichtung beabstandet gereiht sind.Slope-shaped low-pressure thermosiphon cooler driven by pressure gradient according to claim 3, characterized in that the first guide bodies ( 1211 ) are arranged in a row in the longitudinal direction. Von Druckgefälle getriebener schleifenförmiger Niederdruck-Thermosiphonkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Führungskörper (1211) durch Rippen gebildet sind, die jeweils ein erstes Eck (1211a), einen ersten Schenkel (1211b) und einen zweiten Schenkel (1211c) aufweisen, wobei sich der erste und zweite Schenkel (1211b, 1211c) am ersten Eck (1211a) überschneiden, wobei zwischen den ersten Führungskörpern (1211) die ersten Kanäle (1212) gebildet sind, und wobei die ersten Führungselemente (121) voneinander einen ersten Abstand (1214) haben.Slope-shaped low-pressure thermosiphon cooler driven by pressure gradient according to claim 1, characterized in that the first guide bodies ( 1211 ) are formed by ribs, each having a first corner ( 1211a ), a first leg ( 1211b ) and a second leg ( 1211c ), wherein the first and second legs ( 1211b . 1211c ) at the first corner ( 1211a ), whereby between the first guiding bodies ( 1211 ) the first channels ( 1212 ) are formed, and wherein the first guide elements ( 121 ) from each other a first distance ( 1214 ) to have. Von Druckgefälle getriebener schleifenförmiger Niederdruck-Thermosiphonkühler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schenkel (1211b) nichtkontinuierlich und der zweite Schenkel (1211c) auch nichtkontinuierlich ausgebildet ist.Slope-shaped low-pressure thermosiphon cooler driven by pressure gradient according to claim 5, characterized in that the first leg ( 1211b ) non-continuous and the second leg ( 1211c ) is also formed non-continuous. Von Druckgefälle getriebener schleifenförmiger Niederdruck-Thermosiphonkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den ersten Führungskörpern (1211) eine Vierzahl von Senken (1215) gebildet sind.Slope-shaped low-pressure thermosiphon cooler driven by pressure gradient according to claim 1, characterized in that between the first guide bodies ( 1211 ) a four-number of sinks ( 1215 ) are formed. Von Druckgefälle getriebener schleifenförmiger Niederdruck-Thermosiphonkühler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Senken (1215) eine runde, quadratische, dreieckige, schuppenförmige oder andere geometrische Form haben.Slope-shaped low-pressure thermosiphon cooler driven by pressure gradient according to claim 7, characterized in that the depressions ( 1215 ) have a round, square, triangular, scaly or other geometric shape. Von Druckgefälle getriebener schleifenförmiger Niederdruck-Thermosiphonkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gehäuse (1) und dem Rohr (2) eine Pumpe (6) vorgesehen ist.Slope-shaped low-pressure thermosiphon cooler driven by pressure gradient according to claim 1, characterized in that between the housing ( 1 ) and the pipe ( 2 ) a pump ( 6 ) is provided. Von Druckgefälle getriebener schleifenförmiger Niederdruck-Thermosiphonkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kondensationszone (5) ein Ventilator angeordnet sein kann.Slope-shaped low-pressure thermosiphon cooler driven by pressure gradient according to claim 1, characterized in that in the condensation zone ( 5 ) may be arranged a fan.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110779373A (en) * 2019-11-12 2020-02-11 山东大学 Water-cooled tube plate heat exchanger
CN110779372A (en) * 2019-11-12 2020-02-11 山东大学 Water-cooled tube plate heat exchanger with variable cylindrical fin spacing
CN110779371A (en) * 2019-11-12 2020-02-11 山东大学 Water-cooling tube-plate heat exchanger with optimally distributed fluid inlet and outlet

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