專(zhuān)利名稱(chēng)：熱管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱傳導(dǎo)裝置，特別是指一種熱管。
背景技術(shù)：
熱管因體積小、快速輸送大量熱能、溫度分布均勻、構(gòu)造簡(jiǎn)單、重量輕、無(wú)需外加作用力、壽命長(zhǎng)、低熱阻、遠(yuǎn)距傳輸?shù)忍匦?，符合目前?jì)算機(jī)散熱需求，因此被廣泛用來(lái)解決散熱問(wèn)題。
熱管是利用密閉金屬管體內(nèi)的工作流體在汽、液兩相變換時(shí)吸收或放出大量熱能的原理來(lái)進(jìn)行熱輸送工作，金屬管體內(nèi)壁上通常設(shè)置有利于冷凝液體回流的毛細(xì)結(jié)構(gòu)，該毛細(xì)結(jié)構(gòu)的功能主要是一方面提供冷凝后液體快速回流所需的驅(qū)動(dòng)力，另一方面提供金屬管體內(nèi)壁與汽-液接口間的熱傳導(dǎo)路徑。目前常用的毛細(xì)結(jié)構(gòu)主要有燒結(jié)粉末式、絲網(wǎng)式、纖維式及溝槽式等多種。
但是，現(xiàn)有熱管技術(shù)仍有許多待克服的缺點(diǎn)，包括燒結(jié)粉末式、絲網(wǎng)式或纖維式等不易在量產(chǎn)制程中獲得一致性高的毛細(xì)結(jié)構(gòu)且無(wú)法有效控制主導(dǎo)傳熱性能的孔隙率及孔徑大小，造成熱管在傳熱性能的變異性增加及效能的降低，也造成冷凝液體回流阻力大，使冷凝液體速度遲緩而導(dǎo)致熱管最大熱傳量降低；溝槽式毛細(xì)結(jié)構(gòu)其孔徑一致且流阻大小可實(shí)現(xiàn)有效控制，但其單層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的孔隙率無(wú)法有效提升，因此其工作流體含量將受到限制進(jìn)而影響熱管的傳熱性能，另，溝槽式熱管內(nèi)壁的溝槽斷面尺寸礙于成形刀具的設(shè)計(jì)，一般較難滿足熱管的工作流體抗重力特性的需求；上述多種毛細(xì)結(jié)構(gòu)的復(fù)合式毛細(xì)結(jié)構(gòu)也存在上述所述的問(wèn)題。
為解決上述現(xiàn)有熱管的問(wèn)題，現(xiàn)有蜂巢式毛細(xì)結(jié)構(gòu)熱管的出現(xiàn)。該蜂巢式熱管的主要目的是通過(guò)預(yù)先成型的若干金屬薄片緊堆疊而成，其由蜂巢式毛細(xì)結(jié)構(gòu)的孔隙一致性，使原本在傳統(tǒng)熱管的量產(chǎn)制程中不易控制的孔隙率及孔隙分布轉(zhuǎn)變?yōu)榭删_控制的重要參數(shù)，達(dá)到量產(chǎn)制程中降低熱管性能變異的功效，且高孔隙率狀態(tài)下保持低流體阻力并解決了溝槽式熱管的較難滿足抗重力的問(wèn)題。然而，蜂巢式熱管目前雖能改善傳統(tǒng)現(xiàn)有熱管的較多缺點(diǎn)，但對(duì)于加強(qiáng)工作流體的保存及流暢仍有改善空間，以使蜂巢式熱管性能更優(yōu)越，是業(yè)界汲汲于努力的目標(biāo)。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種傳熱性能優(yōu)越的熱管。
一種熱管，包括一具有一密封腔室的管體，該管體沿管體長(zhǎng)度方向分為蒸發(fā)段、冷凝段及位于兩者之間的絕熱段，該管體密封腔室內(nèi)封入有適量工作流體并其內(nèi)壁上設(shè)有毛細(xì)結(jié)構(gòu)，該毛細(xì)結(jié)構(gòu)包括若干堆疊的金屬薄片并金屬薄片表面設(shè)有若干凸起部，該金屬薄片對(duì)應(yīng)管體蒸發(fā)段和冷凝段部位上設(shè)有使各金屬薄片之間液體流道相通的通道。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述熱管毛細(xì)結(jié)構(gòu)由若干金屬薄片堆疊形成并該金屬薄片上設(shè)有若干凸起部，從而不僅增加孔隙率并在熱管斷面形成更多微妙的液體流道，提升毛細(xì)結(jié)構(gòu)的抗重力特性且提高冷凝液體的回流速率及連續(xù)性，進(jìn)而提升熱管性能。
下面參照附圖，結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例熱管的縱向截面圖。
圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例熱管的橫向截面圖。
圖3是本發(fā)明第一實(shí)施例熱管的毛細(xì)結(jié)構(gòu)的金屬薄片結(jié)構(gòu)立體示意圖。
圖4是本發(fā)明第二實(shí)施例熱管的毛細(xì)結(jié)構(gòu)的金屬薄片結(jié)構(gòu)立體示意圖。
圖5是本發(fā)明第三實(shí)施例熱管的毛細(xì)結(jié)構(gòu)的金屬薄片結(jié)構(gòu)立體示意圖。
圖6是本發(fā)明第四實(shí)施例熱管的毛細(xì)結(jié)構(gòu)的金屬薄片結(jié)構(gòu)立體示意圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱圖1，是為本發(fā)明第一實(shí)施例熱管的縱向截面圖。該熱管包括一內(nèi)有密封腔室的管體100，沿其內(nèi)壁面設(shè)有毛細(xì)結(jié)構(gòu)200，而在毛細(xì)結(jié)構(gòu)200內(nèi)側(cè)中央的空間則為蒸汽通道300，并管體100內(nèi)部封入有適量工作流體(圖未示)且可適度抽至一定的真空度。該管體100沿管體長(zhǎng)度方向依據(jù)其各段的使用功能可分為蒸發(fā)段400、冷凝段600及位于二者之間的絕熱段500。該管體100一般由導(dǎo)熱率較高的鋁、銅或其合金制成，并該管體100內(nèi)壁面可為光滑或設(shè)有若干微溝槽。
請(qǐng)同時(shí)參閱圖2，是為第一實(shí)施例熱管的橫向截面圖。該毛細(xì)結(jié)構(gòu)200由多數(shù)波浪狀金屬薄片210與平板狀金屬薄片220弧形彎曲后在管體100徑向上交替堆疊形成。其中，該金屬薄片210是沿?zé)峁艿闹芟蛏线B續(xù)彎折形成波浪狀，從而相鄰二金屬薄片210、220之間形成若干管體長(zhǎng)度方向的液體流道。該二種金屬薄片210、220對(duì)應(yīng)蒸發(fā)段400及冷凝段600部位均設(shè)有供各金屬薄片之間液體流道相通的通道，如若干透孔或開(kāi)槽(圖未示)。
請(qǐng)參閱圖3，是為第一實(shí)施例蜂巢狀毛細(xì)結(jié)構(gòu)的平板狀金屬薄片220(由于以下各實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)在波浪狀及平板狀金屬薄片上均適用，故以下各實(shí)施例中僅以平板狀金屬薄片代表說(shuō)明)結(jié)構(gòu)示意圖，其主要特征是在金屬薄片220表面凸伸設(shè)有數(shù)條排列的條狀凸起部222，每一凸起部222沿?zé)峁荛L(zhǎng)度方向延伸設(shè)置并該方向上其橫斷面連續(xù)周期性的增減而其側(cè)面形成波浪狀，并且相鄰二凸起部222相對(duì)側(cè)面的波峰對(duì)應(yīng)波峰、波谷對(duì)應(yīng)波谷，從而形成若干橫斷面周期性變化的液體流道，供冷凝液體回流，以確保工作流體的含量及加速工作流體的傳輸速率及連續(xù)性回流。
當(dāng)蒸發(fā)段400的工作流體受熱產(chǎn)生蒸汽并在蒸汽壓的推動(dòng)下汽態(tài)工作流體推至冷卻段600，滲透至毛細(xì)結(jié)構(gòu)200的液體流道中，再通過(guò)蒸發(fā)段400強(qiáng)大的毛細(xì)作用力將液體吸至蒸發(fā)段400。在此過(guò)程中每當(dāng)冷凝液體通過(guò)不同斷面積時(shí)，依柏努力方程式可知其流速將產(chǎn)生加速作用(文氏管作用)，因毛細(xì)結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置若干個(gè)凹凸結(jié)構(gòu)，所以其運(yùn)動(dòng)距離短、流速快、加速熱反應(yīng)效應(yīng)。
可以理解地，本發(fā)明熱管毛細(xì)結(jié)構(gòu)可通過(guò)對(duì)金屬薄片微結(jié)構(gòu)(波浪形狀、透孔或凸起部等)的控制來(lái)滿足對(duì)應(yīng)蒸發(fā)段、絕熱段及冷凝段的不同孔隙尺寸及孔隙率需求。
請(qǐng)參閱圖4，是為本發(fā)明第二實(shí)施例熱管毛細(xì)結(jié)構(gòu)的平板狀金屬薄片結(jié)構(gòu)示意圖，其與第一實(shí)施例主要差異在于，金屬薄片240的雙面上均設(shè)有數(shù)條凸起部242并兩面的凸起部242互相錯(cuò)開(kāi)設(shè)置，從而金屬薄片240雙面均具有凹凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)，不僅增加孔隙率并在熱管斷面形成更多的液體流道，以增加其抗重力特性。
請(qǐng)參閱圖5，是為本發(fā)明第三實(shí)施例熱管毛細(xì)結(jié)構(gòu)的平板狀金屬薄片結(jié)構(gòu)示意圖，其與第一實(shí)施例主要差異在于，金屬薄片260表面形成若干非連續(xù)性矩陣方式排列的凸起部262，該凸起部262的截面形狀呈橢圓形并其長(zhǎng)軸方向與熱管的長(zhǎng)度方向呈一定角度的排列，相鄰二排列相對(duì)其中間線對(duì)稱(chēng)設(shè)置，從而相鄰?fù)蛊鸩?62之間形成具有縮口的液體流道并相鄰二金屬薄片之間的所有液體流道互相連通，以確保工作流體的含量及加速工作流體的傳輸速率。由于各凸起部262列與列之間形成具有縮口的液體流道，此流道具有文氏管作用。
請(qǐng)參閱圖6，是為本發(fā)明第四實(shí)施例熱管毛細(xì)結(jié)構(gòu)的平板狀金屬薄片結(jié)構(gòu)示意圖，其與第三實(shí)施例主要差異在于，金屬薄片280上形成的凸起部282截面呈梯形并其底邊方向與熱管的長(zhǎng)度方向呈一定角度的排列，相鄰二排列相對(duì)其中間線對(duì)稱(chēng)設(shè)置。
可以理解地，金屬薄片上的凸起部截面形狀可以圓形、三角形、弦月形等其它形狀并其凸伸方向的橫斷面積逐漸變小或變大；另，這些凸起部也可形成于金屬薄片雙面上。
還可以理解地，上述凸起部等凹凸結(jié)構(gòu)的排列/矩陣方式可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行適當(dāng)改變。
權(quán)利要求
1.一種熱管，包括一具有一密封腔室的管體，該管體沿管體長(zhǎng)度方向分為蒸發(fā)段、冷凝段及位于兩者之間的絕熱段，該管體密封腔室內(nèi)封入有適量工作流體并其內(nèi)壁上設(shè)有毛細(xì)結(jié)構(gòu)，其特征在于該毛細(xì)結(jié)構(gòu)包括若干堆疊的金屬薄片并金屬薄片表面設(shè)有若干凸起部，該金屬薄片對(duì)應(yīng)管體蒸發(fā)段和冷凝段部位上設(shè)有使各金屬薄片之間液體流道相通的通道。
2.如權(quán)利要求1所述的熱管，其特征在于上述毛細(xì)結(jié)構(gòu)包括管體徑向交替堆疊的若干波浪狀金屬薄片和平板狀金屬薄片。
3.如權(quán)利要求1或2所述的熱管，其特征在于上述凸起部設(shè)于金屬薄片單面或雙面并呈長(zhǎng)條狀，且相鄰二凸起部之間形成具有若干縮口的流道。
4.如權(quán)利要求3所述的熱管，其特征在于上述每一凸起部沿?zé)峁荛L(zhǎng)度方向延伸設(shè)置并該方向上其橫斷面連續(xù)周期性的增減而其側(cè)面形成波浪狀，并且相鄰二凸起部相對(duì)側(cè)面的波峰對(duì)應(yīng)波峰、波谷對(duì)應(yīng)波谷。
5.如權(quán)利要求2所述的熱管，其特征在于上述凸起部設(shè)于金屬薄片單面或雙面并其截面呈橢圓形，相鄰?fù)蛊鸩恐g形成具有縮口的液體流道并相鄰二金屬薄片之間的所有液體流道互相連通。
6.如權(quán)利要求5所述的熱管，其特征在于上述凸起部的長(zhǎng)軸方向與熱管的長(zhǎng)度方向呈一定角度的排列，并相鄰二排列相對(duì)其中間線對(duì)稱(chēng)設(shè)置。
7.如權(quán)利要求2所述的熱管，其特征在于上述凸起部設(shè)于金屬薄片單面或雙面并其截面呈梯型，相鄰?fù)蛊鸩恐g形成具有縮口的液體流道并相鄰二金屬薄片之間的所有液體流道互相連通。
8.如權(quán)利要求7所述的熱管，其特征在于上述凸起部的底邊方向與熱管的長(zhǎng)度方向呈一定角度的排列，并相鄰二排列相對(duì)其中間線對(duì)稱(chēng)設(shè)置。
9.如權(quán)利要求1所述的熱管，其特征在于上述金屬薄片對(duì)應(yīng)管體蒸發(fā)段和冷凝段部位設(shè)有與液體流道相通的若干透孔或開(kāi)槽。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種熱管，包括一具有一密封腔室的管體，該管體沿管體長(zhǎng)度方向分為蒸發(fā)段、冷凝段及位于兩者之間的絕熱段，該管體密封腔室內(nèi)封入有適量工作流體并其內(nèi)壁上設(shè)有毛細(xì)結(jié)構(gòu)，該毛細(xì)結(jié)構(gòu)包括若干堆疊的金屬薄片并金屬薄片表面設(shè)有若干凸起部，該金屬薄片對(duì)應(yīng)管體蒸發(fā)段和冷凝段部位上設(shè)有使各金屬薄片之間液體流道相通的通道。該種熱管孔隙率高，抗重力特性好且提高冷凝液體的回流速率及連續(xù)性。
文檔編號(hào)F28D15/04GK101082469SQ20061006097
公開(kāi)日2007年12月5日 申請(qǐng)日期2006年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月2日
發(fā)明者侯春樹(shù), 劉泰健, 童兆年 申請(qǐng)人:富準(zhǔn)精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻準(zhǔn)精密工業(yè)股份有限公司