[發明專利]一種具有粗化結構的脈動熱管

無效

• 申請號: 201310626276.6
• 申請日: 2013-11-28
• 公開（公告）號: CN103629960A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 湯勇;周波;方朝斌;袁偉;張華杰;李耀超
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: F28D15/02
• 分類號: F28D15/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

技術領域

本發明涉及電子元器件冷卻散熱裝置，特別涉及一種具有粗化結構的脈動熱管。

背景技術

隨著電子元器件的集成度不斷提高，電子設備體積越來越小,而電子設備的功能和復雜性日益增長，單位體積電子器件的發熱量快速增加，散熱問題變得越來越突出，目前發熱芯片的高熱流密度散熱問題已成為微電子工業發展的最大瓶頸之一。而脈動熱管由于具有結構簡單多變，適應性強，不需要毛細芯，制造簡單，傳熱性能好等特點，在電子器件高效冷卻方面有很好的開發前景。脈動熱管為一段封閉蛇形彎曲且真空的毛細管回路，充入部分工質后，在毛細管和彎曲力的作用下，工質呈現汽液塞隨機分布的初始狀態。當脈動熱管蒸發段受熱時，局部工質蒸發形成冷熱端的溫度差和壓力差，從而驅動汽液塞的振蕩傳熱。傳統的脈動熱管由毛細管彎制而成，壁面比較光滑，需熱流密度達到一定程度后才能啟動，導致啟動溫升太高超出設備允許的溫度范圍，從而影響設備的性能，同時，還需要較長的啟動時間，限制了脈動熱管在實際中的應用。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種具有粗化結構的脈動熱管。

本發明通過下述技術方案實現：

一種具有粗化結構的脈動熱管，脈動熱管內灌注丙酮作為工質；所述脈動熱管包括蒸發段1、隔熱段2、冷凝段3和工質灌注段4；所述隔熱段2與冷凝段3由毛細管一體成型；所述蒸發段1與隔熱段2之間的連接為焊接；所述工質灌注段4的兩個接口與三通管5連通；所述蒸發段1內壁的表面為顆粒狀結構。

所述顆粒狀結構采用電鍍、電化學腐蝕、化學腐蝕或者粉末燒結的方法加工而成。

所述隔熱段2的外部包覆有保溫層。

相對于現有技術，本發明具有如下優點和有益效果：

本發明具有粗化結構的脈動熱管，其蒸發段1內壁的表面為顆粒狀結構，降低了脈動熱管啟動所需的最低溫度，即使在低熱流密度下，脈動熱管也能夠順利啟動運行，同時也將有效地縮短啟動時間，在電子元器件散熱領域具有廣闊的應用前景。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步具體詳細描述。

實施例

如圖1所示。本發明具有粗化結構的脈動熱管，脈動熱管內灌注丙酮作為工質；所述脈動熱管包括蒸發段1、隔熱段2、冷凝段3和工質灌注段4；所述隔熱段2與冷凝段3由毛細管一體成型；所述蒸發段1與隔熱段2之間的連接為焊接；所述工質灌注段4的兩個接口與三通管5連通；所述蒸發段1內壁的表面為顆粒狀結構（粗化結構），可采用電鍍、電化學腐蝕、化學腐蝕或者粉末燒結等方法加工而成。粗化結構有助于增大核化點半徑，進而有利于新氣泡在蒸發段1的內壁形成，最終使脈動熱管在低熱流密度下順利啟動運行，粗化結構大小通常為幾微米，不同工質對應的粗化尺度不同，例如甲醇工質的最佳核化點半徑為2微米，丙酮工質的最佳核化點半徑為4微米。

隔熱段2的外部包覆保溫層（圖中未示出）用以保證脈動熱管工作效果最佳。

蒸發段1、隔熱段2和冷凝段3也可全部選擇毛細銅管作為的材料，脈動熱管內灌注丙酮作為工質，工質灌注率為50%，采用電化學腐蝕方法，在蒸發段1內壁加工尺度為3-5微米大小的粗化結構，此結構將增大蒸發段1內壁的核化點半徑，進而有利于新氣泡在蒸發段1內壁形成，最終使脈動熱管在低熱流密度下順利啟動運行。

隔熱段2和冷凝段3可由同一毛細銅管制作。蒸發段1可單獨制作，然后再與隔熱段2通過釬焊連接；工質灌注段4使用三通管5與冷凝段3通過釬焊連接而成。連接完成后，在工質灌注段4進行抽真空和工質灌注。

如上所述便可較好地實現本發明。

上述實施例為本發明的較佳實施方式，但本發明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍內。