[實用新型]一種集成單向閥的脈動熱管

有效

• 申請號: 201820274251.2
• 申請日: 2018-02-26
• 公開（公告）號: CN208012435U
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發明（設計）人: 馮晨;萬珍平;陸龍生;莫海軍;湯勇
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: F28D15/04
• 分類號: F28D15/04
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡克永

本實用新型公開了一種集成單向閥的脈動熱管，該脈動熱管的本體由毛細管彎曲或盤繞而成，其兩端互通并形成閉環回路，閉環回路內儲藏有可循環流動的傳熱工質；在閉環回路中串聯有單向閥，使傳熱工質在閉環回路內單向循環流動。脈動熱管的閉環回路內串聯有單向閥，由于內部壓力的不對稱，所以在啟動過程中只需要較低的過熱度便能夠促使傳熱工質運動。其次，在單向閥的作用下，閉環回路內氣態工質和液態工質相間隔的傳熱工質在運行過程具有明確的方向性，有效地限制了傳熱工質的往復振蕩運動，有效地提升了脈動熱管的啟動性能和傳熱性能。

技術領域

本實用新型涉及脈動熱管，尤其涉及一種集成單向閥的脈動熱管。

背景技術

隨著電子制造技術的發展，電子元件的集成度越來越高。由于功率的穩步增加和半導體芯片體積的持續減小，迫切需要小型高效的熱傳輸設備來解決高熱流密度芯片的散熱問題。脈動熱管具有傳熱效率高、體積小等優點，被認為是應對挑戰最有效的方法之一。脈動熱管通常是由一束彎曲成蛇形狀的毛細管組成。隨著高熱流密度芯片冷卻要求的提高，性能更強大的脈動熱管受到越來越多的關注。然而，盡管對脈動熱管的工作機理和熱傳輸特性進行了許多理論和實驗研究，但是由于脈動熱管內部傳熱工質的隨機分布和壓力的連續變化，其內部工作條件非常不穩定。因此，在脈動熱管的運行過程中不可避免地會出現震蕩、停頓和反轉現象，使閉環脈動熱管的性能下降。因此，促進脈動熱管內傳熱工質的單向循環流動具有重大意義。

發明內容

本實用新型的目的在于克服上述現有技術的缺點和不足，提供一種結構簡單、傳熱效率高的集成單向閥的脈動熱管。

本實用新型通過下述技術方案實現：

一種集成單向閥的脈動熱管，該脈動熱管的本體由毛細管彎曲或盤繞而成，其兩端互通并形成閉環回路，閉環回路內儲藏有可循環流動的傳熱工質2；在閉環回路中串聯有單向閥1，使傳熱工質2在閉環回路內單向循環流動。

所述單向閥1包括閥殼1-1，在閥殼1-1內的進口端設有一閥板1-2，在閥板1-2與閥殼1-1的出口端之間設有一用于給閥板1-2提供推力的螺旋彈簧1-3。

所述閥板1-2的中部設有一圓錐形閥芯1-4；圓錐形閥芯1-4的頂點正對進口端的中部。

所述傳熱工質2包括氣態工質和液態工質。

所述單向閥1串聯在脈動熱管的蒸發段、絕熱段或者冷凝段。

當傳熱工質正向流動時，單向閥內的螺旋彈簧1-3被壓縮，閥板1-2不堵塞進口端的流道，單向閥處于開啟狀態，當傳熱工質反向流動時，單向閥內的螺旋彈簧1-3被拉伸，閥板1-2堵塞進口端的流道，單向閥處于關閉狀態，進而實現傳熱工質在脈動熱管內的單向循環流動。

脈動熱管的閉環回路內部壓力的不對稱，所以在啟動過程中只需要較低的過熱度便能夠促使傳熱工質運動。在單向閥的作用下，閉環回路內氣態工質和液態工質相間隔的傳熱工質在運行過程具有明確的方向性，有效地限制了傳熱工質的往復振蕩運動。有效地提升了脈動熱管的啟動性能和傳熱性能。

本實用新型相對于現有技術，具有如下的優點及效果：

本實用新型將單向閥串聯在脈動熱管的閉環回路中，使其運行過程中內部的傳熱工質能夠實現單向循環流動。有效地限制了傳熱工質在閉環回路中的往復振蕩運動，有效地提升脈動熱管的啟動性能和傳熱性能。

本實用新型結構簡單，運行可靠，有效地提升了脈動熱管的啟動性能和傳熱性能。

附圖說明

圖1為本實用新型集成單向閥的脈動熱管結構示意圖。

圖2是傳熱工質正向流動時單向閥的工作原理圖。

圖3是傳熱工質反向流動時單向閥的工作原理圖。

具體實施方式