发热体的冷却系统技术方案

本发明专利技术涉及一种发热体的冷却系统，这种冷却系统通过液体冷却剂的沸腾和蒸发来冷却发热体，其中，一连接管使蒸发器和冷凝器连接，一液体回流管穿过所述的连接管并从位于蒸发器一侧的连接管上分叉，它的一端在所述蒸发器的底部里面开口，从而使得蒸发的和液化的冷却剂平缓地重新返回到蒸发器并保持稳定的冷却效应。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种发热体的冷却系统，特别涉及一种通过液体冷却剂的沸腾和蒸发冷却发热体的冷却系统。一般地，如日本专利实用新案公开号No.53-157459所述的发热体的冷却系统包括一用于将由液体冷却剂在蒸发器中沸腾和蒸发后汽化产生的冷却剂气体引导到冷凝器的管子，和一用于将冷凝器中的液化冷却剂返回到蒸发器底部的液体回流管。为了防止因冷却剂气体与液化冷却剂的混合而降低冷却效应，就必须提供这两种管子。包括有安装在蒸发器内的发热体的上述结构存在这样的问题，即没有考虑到发热体的冷却系统-其中发热体与蒸发器的表面是相接触的，蒸发器带有热导体-会引起液体回流管内的液体冷却剂的沸腾和蒸发器中的液体被耗尽，这样会导致热失控。具体说明如下，图为安装在蒸发器内的热导体带有许多朝上和朝下的热辐射孔，以保证有效的辐射，而且液体回流管的端部通过利用这些孔而固定，当液体回流管的温度随热导体的温度上升而上升超过一度限度时，会引起液体回流管内被液化的回流冷却剂沸腾。结果，由于液体冷却剂不断蒸发而被液化的冷却剂受液体回流管的阻止不能返回蒸发器，蒸发器内的液体冷却剂就会干涸并失去冷却功能，这样就导致热失控。本专利技术的一个目的是提供一种发热体的冷却系统，它能使被液化的冷却剂平缓地返回到蒸发器并保持稳定的冷却效应。为了达到上述目的，在本专利技术中，用于使被液化的冷却剂返回到蒸发器的液体回流管由蒸发器与连接管的连接部位附近的连接管上分叉，并在蒸发器的底部里侧带有一个开口。根据这种结构，即使当蒸发器内的发热体的温度升高时，液体回流管可以将液化冷却剂返回到蒸发器的底部而不会因发热体温度升高而受影响，这样就防止了蒸发器内的液体耗尽。附图说明图1是沿图2中Ⅰ-Ⅰ线剖开的放大剖视图，图2表示了本专利技术的发热体的冷却系统的一个最佳实施例;图2是本专利技术的发热体的冷却系统的一个最佳实施例的顶视图;图3是图2所示最佳实施例的侧视图。下面参见图1-3对本专利技术的一个最佳实施例进行描述。蒸发器1包括位于其两侧面的与板式半导体元件2相接触的接触部分1S，并在蒸发器的上侧带有连接管部分1P。蒸发器1分别配置在一系列半导体元件2之间，而且在它们的端侧被固定件(未画)折曲固定。在这些蒸发器1的横侧方向上安置一冷凝器3，冷凝器3包括一对第一顶盖4A和第二顶盖4B，和多个位于顶盖之间的带有散热片的冷凝管5。位于冷凝器3的第一顶盖4A下部的连接管4P通过连接管6与蒸发器1的连接管部分1P连接。由此，保证了蒸发器1与冷凝器3之间的气密性。连接管6连接成带有轻微倾斜，其中，冷凝器3比蒸发器1高，连接管6包括在蒸发器1一侧的绝热管7和在冷凝器3一侧的波纹管8。在连接管6内装有在其全部长度内形成液体回流通路的液体回流管9。液体回流管9配置定位于连接管6的横断面的下半部，其一端超出连接管6并由蒸发器1的连接管部分1P朝外分叉，并由蒸发器1的底部进入蒸发器且在那里开口。液体回流管9的另一端在第一顶盖4A内开口。而且，这些液体回流管9安装成在连接管6与连接管部分1P之间的连接部位附近连接。由蒸发器1的连接管部分1P出来且其端部在蒸发器1的底部开口的那部分液体回流管是由金属管10制成，例如黄铜等，液体回流管的其余部分由四氟乙烯等制成的柔性绝热管11制造。在蒸发器1的连接管部分1P和底部，被金属管10穿出的部位均经焊接或钎焊而密封。另外，与接触部分1S的内周边接触的热导体12安装在所述的蒸发器1内。这些热导体12带有许多大体上呈纵长贯穿的热辐射孔12H，从而通过增大热释放面积而改善热辐射效率。在上述安装的发热体的冷却系统中注入液体冷却剂使得连接管6中的液体回流管9的上侧低于液体冷却剂的表面。在前述发热体的冷却系统中，如果半导体元件2的发热量小，蒸发器1中的冷却剂的蒸发量也是小的。相应地，冷凝器3中的液化冷却剂通过连接管6和液体回流管9回流到蒸发器1。当半导体元件2的发热量增加时，冷却剂的蒸发量也增加，这样导致连接管6中的冷却剂气体具有更高的占有率。结果，液体冷却剂的表面就低于液体回流管9的上侧，且大部分液化冷却剂通过液体回流管9流回到蒸发器1中。在那种情况下，因为金属管10是通过热导体12外面的蒸发器1的外侧与蒸发器1的底部内侧相连通的，所以它们并不受热导体12的热影响。因此，通过防止因液体回流管9过热而引起的液体回流管9内的冷却剂的沸腾和蒸发及防止因冷却剂停止回流而引起的蒸发器1内的液体耗尽，就能保持冷却效应的稳定性。为了尽量减小来自温度升高的热导体12和蒸发器1对金属管10的影响，在金属管10与蒸发器1之间可设置间隔L。此外，因为构成液体回流管9的金属管10和绝热管11在连接管部分1P与连接管6的连接部位附近连接，可以在组装发热体的冷却系统之前先将金属管10与蒸发器1连接。而且，绝热管11的柔性使得它们可以在蒸发器1和冷凝器3及位于两者之间的波纹管8改变位置时容易地弯曲。这样，可以缓冲施加于金属管10与连接管部分1P的气密性接头部位的聚集的作用力。另外，金属管10的端部朝上由蒸发器1的底部开口，但，开口方向并不是特别限定的。进一步，因为金属管10位于蒸发器1的外侧，而热导体12的热辐射孔12H没有阻塞，故可以改进热导体12的热交换效率和冷却性能。还有，按照上述实施例，冷凝器3配置在蒸发器1的横侧，但是，它也可以配置在蒸发器1的上方。发热体也不限于平板式半导体元件2。按照上述的本专利技术，可以获得一个发热体的冷却系统，它可以防止蒸发器中液体被耗尽并保证稳定的冷却效应。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发热体的冷却系统，其特征包括：一内部带有一热导体并充有液体冷却剂的蒸发器，一冷凝器，一将所述的蒸发器和冷凝器连接的连接管，一穿过连接管且一端在所述的蒸发器中开口另一端在所述的冷凝器中开口的液体回流管；系统通过使发热体与所述的蒸发器的表面相接触，利用所述的液体冷却剂使所述的发热体冷却；其中，所述的液体回流管在所述蒸发器一侧的一端由所述蒸发器与所述连接管相连接的部位附近的连接管上分叉，并在所述蒸发器的底部开口。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 1987-9-30 243818/871.一种发热体的冷却系统，其特征包括一内部带有一热导体并充有液体冷却剂的蒸发器，一冷凝器，一将所述的蒸发器和冷凝器连接的连接管，一穿过连接管且一端在所述的蒸发器中开口另一端在所述的冷凝器中开口的液体回流管；系统通过使发热体与所述的蒸发器的表面相接触，利用所述的液体冷却剂使所述的发热体冷却；其中，所述的液体回流管在所述蒸发器一侧的一端由所述蒸发器与所述连接管相连接的部位附近的连接管上分叉，并在所述蒸发器的底部开口。2.如权利要求1所述的发热体的冷却系统，其特征在于所述蒸发器带有一与所述连接管连接的连接管部分，所述的液体回流管在所述的连接管部分分叉。3.如权利要求2所述的发热体的冷却系统，其特征在于所述的液体回流管是通过连接一导向所述蒸发器的底部的管子和一导向所述冷凝...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐藤秀治，德永吉克，
申请(专利权)人：日立制作所株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]