[发明专利]回路热管以及包括回路热管的电子设备

说明书

技术领域

文中讨论的实施例涉及一种回路热管以及一种包括该回路热管的电子设备。

背景技术

在相关技术中，存在通过流体（工作流体或操作流体）的潜热来传输热的热管。在这些热管中，回路热管具有蒸发器和凝结器，蒸发器和凝结器通过蒸气管和液体管彼此连接，以形成回路。当被从外部加热时，蒸发器使得工作液体蒸发。凝结器通过将热消散到外部来使得蒸气凝结。在日本专利No.4,459,783中参照其图1讨论了回路热管的这种构造（也称为循环回路热管）。

回路热管是一种通过利用由工作流体的蒸发/凝结所产生的潜热来有效地传输热的装置。回路热管的一个特性特征是在呈液相的工作流体与呈气相的工作流体（蒸气）之间的压力差，并且芯的毛细力用作驱动力，因此不使用外部电力来传输热。回路热管通常包括内置有芯以蒸发工作流体的蒸发器、暂时存储工作流体的补偿室、将工作流体的蒸气转变为液体的凝结器、以及将蒸发器和凝结器彼此连接的传输管。取决于在传输管内流动的工作流体的物态，传输管的将液体从凝结器传送到蒸发器的部分称为液体管，传输管的将蒸气从蒸发器传送到凝结器的部分称为蒸气管。

具有构建在单个蒸发器部分中的多个蒸发器的回路热管可以通过将输入的热量分散到每个蒸发器中来传输热，由此使得能够冷却高发热元件。这种回路热管用于冷却电子设备，如计算机。例如，该回路热管附接至作为高发热元件的电子部件（例如安装在构建到计算机中的电路板上的集成电路），并冷却该电子部件。图1A和1B示出了蒸发器中构建有多个芯的回路热管。

图1A和1B所示的回路热管30具有构建在蒸发器1中的多个芯5（本示例中有3个芯）。例如，芯5由使用陶瓷或镍、或金属（诸如铜）、氧化铜、或不锈钢作为原材料的多孔材料制成，或者由使用高聚合材料（诸如聚乙烯树脂）作为原材料的多孔材料制成。蒸发器1设置有液体侧歧管11和蒸气侧歧管12。液体侧歧管11将从补偿室8返回的工作流体6提供给每个芯5。蒸气侧歧管12使得从每个芯5产生的蒸气7流入蒸气管3。在每个芯5与蒸发器1的壳体之间的界面处，热从壳体传播到芯5的表面，使得渗入芯5的表面的工作流体6蒸发并转变为蒸气7。

如图1C和图1D所示，芯5呈圆柱状并且具有洞5H，洞5H在液体管4侧开口。洞5H限定液体通道，该液体通道有助于将工作流体6提供给芯5的外围。在芯5的外围上，多个槽5G从液体管4侧延伸至蒸气管3侧，使得蒸发出的蒸气迅速移动至蒸气管3。每个槽5G限定蒸气通道。首先将回路热管30的内部完全排空，然后填充作为工作流体6的液体，诸如氨水或者基于水的、基于酒精的、基于碳氢化合物的或基于氟烃化合物的液体。在蒸发器1的被施加热的芯5中，液相的工作流体6转变为蒸气7，然后流经蒸气管3。在凝结器2中，蒸气7转变为液相的工作流体6，然后返回到蒸发器1。芯5的毛细压力用作泵送压力以使工作流体6在蒸发器1与凝结器2之间循环。

图2以分解图示出了图1A和图1B所示的蒸发器1的构造。在液体侧歧管11与蒸气侧歧管12之间的壳体部分中设置有芯容纳部分1W。每个芯5被容纳在芯容纳部分1W中，以形成蒸发器1。蒸发器1的底部1B经由热散布器23附接在集成电路22上，集成电路22是安装在电路板21上的发热电路部件。

尽管可以通过沿竖直方向分割如图2所示的蒸发器1来制造上述构造的蒸发器1，但是也可以通过如图3所示沿工作流体6的流动方向分割蒸发器1来制造蒸发器1。在如图3所示的制造方法中，首先单独地制造连接至液体管4的液体侧歧管11、容纳芯5的芯容纳部分1W以及连接至蒸气管3的蒸气侧歧管12，然后将它们接合到一起。通过如图3所示沿工作流体6的流动分割蒸发器1来制造蒸发器1的方法可以实现向芯5的高效热传递，这是因为在芯5与芯容纳部分1W之间不太可能产生间隙。

图4A示出在从集成电路22输入至图1A、图2和图3所示的蒸发器1的热均匀的情况下蒸发器1和补偿室5的操作。图4B示出沿图4A中的线IVB-IVB的局部截面。现在，令T1为蒸发器1的集成电路22侧的温度，而令T2为与集成电路22相反的一侧的温度（令T2a、T2b和T2c为蒸发器1的位于三个芯5上方的相应区域的温度）。在从集成电路22输入的热均匀并且输入到蒸发器1中的热被分散在各个芯5中的情况下，蒸发器1的位于芯5上方的相应区域的温度T2a、T2b和T2c基本上相等。在这种情况下，在各个芯5中产生的蒸气的量的差异很小，另外，根据蒸气的量来供给已返回的工作流体6。由此，蒸发器1适当地工作。

在例如JP 4459783中公开了回路热管的示例，其中图1示出了该回路热管的整体构造。

发明内容