[发明专利]一种液态金属脉冲热管

说明书

本发明涉及热管技术领域，公开了一种液态金属脉冲热管，包括：管本体，在管本体的内部从下至上依次构造有相互独立的加热腔室和散热腔室，在加热腔室内从上至下分层设有低沸点工质和液态金属；上升管道，设置在管本体的内部并贯穿于加热腔室和散热腔室；以及回流管道，设置在管本体的内部并贯穿于加热腔室和散热腔室，其中，回流管道与上升管道呈间隔式设置，通过对加热腔室进行加热，从而使得低沸点工质受热蒸发变成气态工质，在气体压力的作用下促使液态金属和气态工质交替分段沿上升管道从加热腔室输送到散热腔室，再沿回流管道从散热腔室输送回加热腔室。该液态金属脉冲热管具有传热效率高、传热极限大的优点。

技术领域

本发明涉及热管技术领域，特别是涉及一种液态金属脉冲热管。

背景技术

21世纪进入便携式和微型化年代，但电子处理芯片的集成度越来越高，体积却越变越小。电子器件的高频、高速以及集成电路的密集和小型化，使得电子器件的发热功率与功率密度急剧增加。电子器件的冷却技术已经成为微电子技术发展的关键，要求具有紧凑性、可靠性、灵活性以及高散热效率等特点。

热管是依靠自身内部的工作液体相变来实现传热的传热元件，能通过很小的截面积传送大量的热量，热管是目前所知的最有效的传热元件之一。热管的单位传热量要比银、铜、铝等金属高几个数量级，具有优良的等温性、可靠性、易与其他电子器件配合。

热管的常用衡量标准是蒸发段和冷凝段的温差为小于等于5℃，热阻低。但当前随着电子芯片的集成化，发热量增大，热管最大的传热量不能够满足要求，这是当前制约热管消费电子、工业散热的主要问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种液态金属脉冲热管，以解决现有技术中的热管仅是通过吸液芯来将热交换工质从热管的近端传递到远端，但现有技术中的热管存在传热效率低，从而使得热管的传热极限低，对于发热量大、功耗高的电子器件就会存在散热效果不佳的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种液态金属脉冲热管，包括：管本体，在所述管本体的内部从下至上依次构造有相互独立的加热腔室和散热腔室，在所述加热腔室内从上至下分层设有低沸点工质和液态金属；上升管道，设置在所述管本体的内部并贯穿于所述加热腔室和所述散热腔室；以及回流管道，设置在所述管本体的内部并贯穿于所述加热腔室和所述散热腔室，其中，所述回流管道与所述上升管道呈间隔式设置，通过对所述加热腔室进行加热，从而使得所述低沸点工质受热蒸发变成气态工质，在气体压力的作用下促使所述液态金属和所述气态工质交替分段沿所述上升管道从所述加热腔室输送到所述散热腔室，再沿所述回流管道从所述散热腔室输送回所述加热腔室。

其中，在所述上升管道的下端构造有第一入口，在所述上升管道的上端构造有第一出口，在所述回流管道的上端构造有第二入口，在所述回流管道的下端构造有第二出口，其中，所述第一入口和所述第二出口均位于所述加热腔室的内部，所述第一出口和所述第二入口均位于所述散热腔室的内部。

其中，所述第一入口的下端面所在的水平面高于所述第二出口的下端面所在的水平面；所述第一出口的上端面所在的水平面高于所述第二入口的上端面所在的水平面。

其中，所述上升管道的内直径是所述回流管道的内直径的2倍至4倍。

其中，所述液态金属包括镓基合金、铋基合金和碱金属合金中的其中一种。

其中，所述低沸点工质包括水、甲醇、异戊烷、异丙醇、乙醇、四氢呋喃、丙醛、丙酮、五氟丙烷、五氟丁烷、全氟正戊烷和正戊烷中的其中一种。

其中，所述液态金属脉冲热管还包括中间腔室，所述中间腔室设置在所述加热腔室和所述散热腔室之间，所述加热腔室、所述中间腔室和所述散热腔室均为独立的密闭腔室。