[发明专利]一种集成单向阀的脉动热管及其运行方法

说明书

本发明公开了一种集成单向阀的脉动热管及其运行方法，该脉动热管的本体由毛细管弯曲或盘绕而成，其两端互通并形成闭环回路，闭环回路内储藏有可循环流动的传热工质；在闭环回路中串联有单向阀，使传热工质在闭环回路内单向循环流动。脉动热管的闭环回路内串联有单向阀，由于内部压力的不对称，所以在启动过程中只需要较低的过热度便能够促使传热工质运动。其次，在单向阀的作用下，闭环回路内气态工质和液态工质相间隔的传热工质在运行过程具有明确的方向性，有效地限制了传热工质的往复振荡运动，有效地提升了脉动热管的启动性能和传热性能。

技术领域

本发明涉及脉动热管，尤其涉及一种集成单向阀的脉动热管及其运行方法。

背景技术

随着电子制造技术的发展，电子元件的集成度越来越高。由于功率的稳步增加和半导体芯片体积的持续减小，迫切需要小型高效的热传输设备来解决高热流密度芯片的散热问题。脉动热管具有传热效率高、体积小等优点，被认为是应对挑战最有效的方法之一。脉动热管通常是由一束弯曲成蛇形状的毛细管组成。随着高热流密度芯片冷却要求的提高，性能更强大的脉动热管受到越来越多的关注。然而，尽管对脉动热管的工作机理和热传输特性进行了许多理论和实验研究，但是由于脉动热管内部传热工质的随机分布和压力的连续变化，其内部工作条件非常不稳定。因此，在脉动热管的运行过程中不可避免地会出现震荡、停顿和反转现象，使闭环脉动热管的性能下降。因此，促进脉动热管内传热工质的单向循环流动具有重大意义。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种结构简单、传热效率高的集成单向阀的脉动热管及其运行方法。

本发明通过下述技术方案实现：

一种集成单向阀的脉动热管，该脉动热管的本体由毛细管弯曲或盘绕而成，其两端互通并形成闭环回路，闭环回路内储藏有可循环流动的传热工质2；在闭环回路中串联有单向阀1，使传热工质2在闭环回路内单向循环流动。

所述单向阀1包括阀壳1-1，在阀壳1-1内的进口端设有一阀板1-2，在阀板1-2与阀壳1-1的出口端之间设有一用于给阀板1-2提供推力的螺旋弹簧1-3。

所述阀板1-2的中部设有一圆锥形阀芯1-4；圆锥形阀芯1-4的顶点正对进口端的中部。

所述传热工质2包括气态工质和液态工质。

所述单向阀1串联在脉动热管的蒸发段、绝热段或者冷凝段。

当传热工质正向流动时，单向阀内的螺旋弹簧1-3被压缩，阀板1-2不堵塞进口端的流道，单向阀处于开启状态，当传热工质反向流动时，单向阀内的螺旋弹簧1-3被拉伸，阀板1-2堵塞进口端的流道，单向阀处于关闭状态，进而实现传热工质在脉动热管内的单向循环流动。

脉动热管的闭环回路内部压力的不对称，所以在启动过程中只需要较低的过热度便能够促使传热工质运动。在单向阀的作用下，闭环回路内气态工质和液态工质相间隔的传热工质在运行过程具有明确的方向性，有效地限制了传热工质的往复振荡运动。有效地提升了脉动热管的启动性能和传热性能。

本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：

本发明将单向阀串联在脉动热管的闭环回路中，使其运行过程中内部的传热工质能够实现单向循环流动。有效地限制了传热工质在闭环回路中的往复振荡运动，有效地提升脉动热管的启动性能和传热性能。

本发明结构简单，运行可靠，有效地提升了脉动热管的启动性能和传热性能。

附图说明

图1为本发明集成单向阀的脉动热管结构示意图。

图2是传热工质正向流动时单向阀的工作原理图。

图3是传热工质反向流动时单向阀的工作原理图。

具体实施方式