冷却装置的管路结构、制造该管路结构的方法和用于连接管的方法制造方法及图纸

在沸腾冷却系统的冷却装置的管路结构中，在管具有柔性的情况下，冷却装置的冷却性能降低。因此，冷却装置的该管路结构具有第一管状部分，该第一管状部分设有供在冷却装置中使用的制冷剂流过的中空部分，第一管状部分由金属材料制成，第一管状部分的内表面的表面粗糙度小于或等于制冷剂的冷凝核的尺寸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】在沸腾冷却系统的冷却装置的管路结构中，在管具有柔性的情况下，冷却装置的冷却性能降低。因此，冷却装置的该管路结构具有第一管状部分，该第一管状部分设有供在冷却装置中使用的制冷剂流过的中空部分，第一管状部分由金属材料制成，第一管状部分的内表面的表面粗糙度小于或等于制冷剂的冷凝核的尺寸。【专利说明】
本专利技术涉及一种用于半导体装置和电子装置等的冷却装置的管路结构，本专利技术尤其涉及一种使用沸腾冷却系统的冷却装置的管路结构，在所述沸腾冷却系统中，热传输和热辐射通过制冷剂的蒸发和冷凝循环来执行，且涉及一种制造该管路结构的方法和一种用于连接管的方法。
技术介绍
近年来，随着半导体装置和电子装置的高性能和高功能性的进展，来自这些装置的发热量增加。另一方面，半导体装置和电子装置的微型化已由于便携式装置的普及而增进。因为此背景，高度地要求具有高效率和小尺寸的冷却装置。使用传热和热辐射通过制冷剂的蒸发和冷凝循环来执行的沸腾冷却系统的冷却装置被期待作为用于半导体装置和电子装置的冷却装置，因为它不要求任何驱动单元，诸如泵。使用沸腾冷却系统的冷却装置(在下文中也称为沸腾冷却装置)的实例在专利文献I中描述。在专利文献I中描述的沸腾冷却装置包括蒸发器，该蒸发器通过工作流体(诸如纯水和乙醇)的蒸发作用来吸收来自发热元件的热。沸腾冷却装置包括流动管道，该流动管道使工作流体在蒸发器和冷凝器之间循环，且沸腾冷却装置构造为使得流动管道可在多个点处弯曲。据说此构造使得流动管道可作为弹簧起作用且吸收施加到蒸发器和冷凝器的力。然而，在专利文献I中描述的沸腾冷却装置中，由刚性金属制成的带有弹簧功能的金属管用作流动管道，且因此存在的问题是布置带有弯曲形状的流动管道的自由度是有限的。还存在的问题是，如果金属管的厚度降低到使其可自由弯曲的厚度，则机械强度不能维持，例如在弯曲过程中发生屈曲。此外，存在的问题是如果使用导电的制冷剂，则由于形成流动管道的金属和形成蒸发器或冷凝器的连接的金属之间的电势差而发生基于电化学作用的腐蚀(电腐蚀)。另一方面，低沸点有机制冷剂经常用作沸腾冷却装置内的制冷剂，以改善半导体装置和电子装置的操作温度范围内的冷却性能。可通过使用有机材料(诸如树脂和橡胶)来获得柔性管。然而，如果使用由有机材料制成的管，则存在的问题是由于使用有机制冷剂的化学反应而使内部压力升高，且因此冷却性能由于制冷剂的沸点升高而降低。专利文献2描述了一种解决此问题的技术。在专利文献2中描述的沸腾冷却装置包括容纳制冷剂流体的蒸发器容器、将蒸发的制冷剂冷凝的冷凝器和将蒸发器容器连接到冷凝器的单管，通过该单管，气体-液体以混合相流动。管具有耐腐蚀和抗渗透材料(诸如铝和不锈钢)的薄膜被蒸发到树脂制成的管的内壁上的结构。据说该结构使得管具有足够的刚性以维持管的形状而抵抗大气压力，且因此蒸发器容器和冷凝器的安装位置可自由地决定。专利文献1:日本专利申请特开2006-125718 (至段)。专利文献2:日本专利申请特开1994-224337 (至段)。
技术实现思路
本专利技术待解决的问题如上所述，在所涉及的沸腾冷却装置内的管具有金属薄膜被蒸发到管的内表面上的结构。然而，制冷剂的蒸汽由于在树脂上蒸发的金属薄膜的表面粗糙度而再次在管的中部被冷凝且被液化。因此，使用这样的管的相关的沸腾冷却装置具有的问题是通过制冷剂输送的热量降低。因此，在所涉及的沸腾冷却装置的管路结构中，存在的问题是如果管具有柔性则使冷却装置的冷却性能降低。本专利技术的目的是提供一种冷却装置的管路结构、一种用于制造该管路结构的方法和一种用于连接管的方法，这解决了以上所述的问题:在使用沸腾冷却系统的冷却装置的管路结构中，如果管具有柔性则冷却装置的冷却性能降低。解决问题的方法根据本专利技术的示例性方面的冷却装置的管路结构包括第一管状部分，该第一管状部分带有中空部分，在冷却装置内使用的制冷剂流过该中空部分；其中，第一管状部分由金属材料制成；且第一管状部分的内表面的表面粗糙度小于或等于制冷剂的冷凝核的尺寸。用于制造根据本专利技术的示例性方面的冷却装置的管路结构的方法包括如下步骤:将滚压过程应用于形成供在冷却装置内使用的制冷剂流过的中空部分的金属材料；通过滚压过程形成板状金属板材料，该金属板材料的表面粗糙度小于或等于制冷剂的冷凝核的尺寸；和将金属板材料弯曲为管并将两端接合。用于连接根据本专利技术的示例性方面的管的方法包括如下步骤:在连接突出部内装配包括第一管状部分的管，该第一管状部分具有供在冷却装置内使用的制冷剂流过的、由金属材料制成的中空部分，且其内表面的表面粗糙度小于或等于制冷剂的冷凝核的尺寸；从管的外周向中央施加压力；和通过压力使形成第一管状部分的金属材料变形，且将金属材料牢固地附接到连接突出部。本专利技术的效果根据本专利技术的冷却装置的管路结构，可获得即使管具有柔性也不导致冷却装置的冷却性能劣化的冷却装置的管路结构。【专利附图】【附图说明】图1A是示出了根据本专利技术的第一示例性实施例的冷却装置的管路结构的构造的平面图。图1B是示出了根据本专利技术的第一示例性实施例的冷却装置的管路结构的构造的横截面图。图2A是示出了根据本专利技术的第二示例性实施例的冷却装置的管路结构的构造的平面图。图2B是示出了根据本专利技术的第二示例性实施例的冷却装置的管路结构的构造的横截面图。图3A是图示了用于形成根据本专利技术的第二示例性实施例的冷却装置的管路结构的方法的横截面图。图3B是图示了用于形成根据本专利技术的第二示例性实施例的冷却装置的管路结构的方法的横截面图。图4是示出了根据本专利技术的第三示例性实施例的沸腾冷却装置的构造的横截面图。图5A是图示了用于连接根据本专利技术的第三示例性实施例的冷却装置内的管的方法的横截面图。图5B是图示了用于连接根据本专利技术的第三示例性实施例的冷却装置内的管的方法的横截面图。【具体实施方式】现在将参考附图描述本专利技术的示例性实施例。图1A和图1B示出了根据本专利技术的第一示例性实施例的冷却装置10的管路结构。图1A是平面图，图1B是在与管路结构的轴向方向垂直的平面(沿图1A的线A-A截取的横截面)内的横截面图。根据本示例性实施例的冷却装置10的管路结构包括带有供在冷却装置内使用的制冷剂流过的中空部分的第一管状部分U。第一管状部分11由金属材料制成，且第一管状部分11的内表面的表面粗糙度小于或等于制冷剂的冷凝核的尺寸。在此，冷凝核意味着当蒸汽液化时作为基点起作用的点。如果蒸汽接触基点，则其处的液化加速。例如，可使用铝材料等作为第一管状部分11。通过将表面的中心线平均粗糙度设定为等于或大于0.1微米且小于或等于10微米，优选地小于或等于I微米，可防止第一管状部分11的内表面作为制冷剂的冷凝核起作用。可使用通过退火过程形成的材料用于第一管状部分。通过退火过程，可调整加工处理时产生的应变，且可在维持第一管状部分的柔性的情况下维持第一管状部分的强度。接下来，将描述根据本示例性实施例的冷却装置10的管路结构的制造方法。在用于根据本示例性实施例的制造方法中，首先准备由金属材料(例如铝)制成的板状金属板材料。金属板材料可通过常规的滚压过程产生。例如，通过使用圆柱形夹具(诸如辊)将金属板材料弯曲为管，且通过焊接过程等将两端接合。通过此过程，完成了由金属材料制成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉川实，坂本仁，千叶正树，稻叶贤一，松永有仁，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：
国别省市：