專利名稱：熱導管及其制造方法
技術領域：
本發明是關于一種熱導管，特別是關于一種具良好傳熱性能的熱導管及其制造方法。
背景技術：
現階段，熱導管因其具有較高傳熱量的優點，已被廣泛應用于具較大發熱量的電子元件中。
該熱導管工作時，利用管體內部填充的低沸點工作介質在其蒸發部吸收發熱電子元件產 生的熱量后蒸發汽化，帶著熱量運動至冷凝部，并在冷凝部液化凝結將熱量釋放出去，對電 子元件進行散熱。該汽化后的工作介質在熱導管壁部毛細結構的作用下回流至蒸發部，繼續 蒸發汽化及液化凝結，使工作介質在熱導管內部循環運動，將電子元件產生的熱量源源不斷 的散發出去。
現有熱導管僅采用單一毛細結構，毛細結構一般可分為溝槽型、燒結型、纖維型及絲網 型等，所述毛細結構開設于熱導管的管壁上或與管壁緊密貼合，在圓形熱導管內可使冷凝部 的工作介質及時回流至熱導管的蒸發部。但是，當熱導管打扁后，所述毛細結構容易出現變 形、崩解等狀況，使其液體輸送能力大幅下降，并且整個熱導管的液體輸送能力不能得到其 他方式補充，從而導致熱導管最大傳熱量的大幅下降及熱阻的增加。
發明內容
有鑒于此，下面以實施例說明一種具較高傳熱性能的熱導管及其制造方法。 一種熱導管，包括縱長的管體、設于管體內壁的主毛細結構及填充于管體內的工作介質 ，該管體內設有輔助毛細結構，該輔助毛細結構為中空的管狀體，在該輔助毛細結構內部形 成氣流通道，該輔助毛細結構沿其徑向包括相互層疊而成的多層絲網，該輔助毛細結構的橫 截面尺寸小于該主毛細結構的橫截面尺寸，該輔助毛細結構與該主毛細結構相貼合。
一種熱導管制造方法，包括以下步驟提供一拉桿，將若干股細繩纏繞于該拉桿的外圓 周面上形成第一層筒狀絲網，每一股細繩呈螺旋狀于拉桿的軸線方向延伸，相鄰的細繩交叉
且交替重疊；再提供若干股細繩，將該若干股細繩纏繞于第一筒狀絲網上形成第二層筒狀絲
網，每一股細繩呈螺旋狀于拉桿的軸線方向延伸，相鄰的細繩交叉且交替重疊；將拉桿從第 一層筒狀絲網中抽出以形成具有多層絲網的輔助毛細結構，該輔助毛細結構內部中空形成一 氣流通道；提供具有主毛細結構的管體，將該輔助毛細結構置入管體中，向管體內填充工作
4流體，抽真空并密封管體以形成熱導管。
本發明熱導管內設有輔助毛細結構，該輔助毛細結構具有補足熱導管主毛細結構的毛細 力及增加流體輸送能力的作用，并且在壓扁折彎成型過程中也因不易受傷害而能保持原有的 功能，增強該熱導管打扁后的傳熱性能。
下面參照附圖結合實施例作進一步描述
圖l為本發明第一較佳實施方式中熱導管的軸向剖面示意圖2為圖1中熱導管的徑向剖面示意圖3為本發明第二較佳實施方式中將熱導管壓扁后的示意圖4為圖1中熱導管的制造方法的流程示意圖。
具體實施例方式
請參閱圖1及圖2，本發明的第一較佳實施方式的熱導管10包括管體12、主毛細結構14、 輔助毛細結構18及工作介質(圖未示)。
該管體12由銅等具良好導熱性的材料制成，可將一發熱元件產生的熱量傳遞至管體12內 部。該管體12為封閉狀，管體12包括位于該管體12兩端的蒸發部121、冷凝部122及連接該蒸 發部121及冷凝部122的絕熱部123，管體12內部具有一從蒸發部121延伸至冷凝部122的圓形 的主氣流通道171。
該工作介質填充于管體12內，為水、蠟、酒精、甲醇等具較低沸點的物質。該工作介質 由管體12的蒸發部121處吸熱蒸發，帶著熱量向冷凝部122移動，在冷凝部122放熱后凝結成 液體，將熱量釋放出去，完成對發熱元件的散熱。
該主毛細結構14設于管體12內壁，可為溝槽型、燒結型、絲網型或纖維型等可產生毛細 力的形態，用于使在管體12冷凝部122凝結形成的工作介質在該毛細力的作用下回流至蒸發 部121，實現工作介質在管體12內的循環運動，以完成對發熱元件的持續散熱，在本具體實 施方式中主毛細結構14為燒結型。
該輔助毛細結構18呈一縱長的中空管狀結構，在該管狀結構內部形成一可使蒸氣經過的 從氣流通道172，并在其壁部形成若干細小的孔隙，所述孔隙可由若干銅或不銹鋼等材料制 成的絲線編織后形成。該輔助毛細結構18的橫截面為一圓環，該圓環外壁的直徑小于管體 12內孔的直徑。該輔助毛細結構18的外壁貼設于該主毛細結構14內壁，該輔助毛細結構18沿 管體12徑向與該主毛細結構14相連通，形成一復合式毛細結構。該輔助毛細結構18的橫截面 尺寸小于主毛細結構14的橫截面尺寸，輔助毛細結構18的底部外壁沿徑向與該主毛細結構14靠近發熱元件的部分相貼合，其兩側及頂部的管壁沿徑向與該主毛細結構14間隔，該輔助毛 細結構18可產生毛細力以吸附該主毛細結構14內的工作介質，使該工作介質可通過所述孔隙 而在該主毛細結構14及輔助毛細結構18間運動，進而使該復合式毛細結構可有效吸附工作介 質，避免工作介質因重力作用形成局部聚積而導致熱阻增加。
該輔助毛細結構18沿軸向設于該管體12內，由該管體12之蒸發部121延伸至冷凝部122， 在管體12內形成由蒸發部121延伸至冷凝部122的從氣流通道172，以輔助工作介質在管體12 內的循環，可補足原有熱導管的毛細力及流體輸送能力，增加管體12的蒸發部121與冷凝部 122之間的熱交換，提升蒸發部121與冷凝部122間的質量流率，使具有該輔助毛細結構18的 熱導管10與具有傳統毛細結構的熱導管相比具有較高的傳熱量。
輔助毛細結構18沿輔助毛細結構18的徑向由內向外包括相互層疊而成的第一層絲網181 及第二層絲網182，即第一層絲網181位于輔助毛細結構18的最內層，第二層絲網182位于輔 助毛細結構18的最外層，第一層絲網181及第二層絲網182分別由若干股細繩編織而成，每一 股細繩由若干根絲線相互纏繞而成，每一股細繩呈螺旋狀于管體12的軸線方向延伸，每一層 相鄰的細繩交叉且交替重疊。相對于單層輔助毛細結構而言，雙層輔助毛細結構18的橫截面 積較大，孔隙更多，具有更強的毛細作用力。
進一步而言，編織第一層絲網181所采用的絲線的線徑大于第二層絲網182所采用的絲線 ，即輔助毛細結構18的每一層的絲線線徑沿徑向由內向外逐層變細。輔助毛細結構18的第一 層絲網181為輔助毛細結構18的最內層，起到主要支撐輔助毛細結構18的整體骨架的作用， 需要較佳機械強度，當輔助毛細結構18為多層時，第一層絲網181將承受更大的負荷，故第 一層絲網181的絲線較粗，具有較佳機械強度，可承受較大負荷，使得輔助毛細結構18不易 崩塌，更好地保持輔助毛細結構18原有的孔隙及氣流通道。第二層絲網182為輔助毛細結構 18的最外層，其與主毛細結構14直接貼合，為了使得輔助毛細結構18吸附更多主毛細結構 14中的工作介質，當第二層絲網182所采用的絲線線徑較細，則第二層絲網182的孔隙較小可 增加第二層絲網182的毛細作用力。
如圖3示出本發明的第二較佳實施方式，其中將圓形的熱導管10打扁后形成扁平狀的熱 導管50，主氣流通道171呈方框狀，輔助毛細結構18僅其底部的管壁與主毛細結構14相貼合 ，而其兩側及頂部的管壁仍然與主毛細結構14間隔，故打扁時不會對輔助毛細結構18造成損 害。扁平狀熱導管50適用于要求結構設計緊湊的場合，如筆記本電腦散熱中。
如圖4所示，上述又一較佳實施方式的熱導管的一種制造方法包括以下步驟
提供若干根絲線，將其中每四根絲線相互纏繞成一股細繩，從而形成若干股細繩。提供一圓柱形的拉桿，將10股細繩呈螺旋狀纏繞于該拉桿的外圓周面上形成第一筒狀絲 網，該第一筒狀絲網作為輔助毛細結構18的第一層絲網181，每一股細繩呈螺旋狀于拉桿的 軸線方向延伸，相鄰的細繩交叉且交替重疊。
另提供10股細繩，將該10股細繩呈螺旋狀纏繞于第一筒狀絲網上形成第二筒狀絲網，第 二筒狀絲網作為輔助毛細結構18的第二層絲網182，每一股細繩呈螺旋狀于拉桿的軸線方向 延伸，相鄰的細繩交叉且交替重疊。
將拉桿從第一筒狀絲網中抽出以形成輔助毛細結構18，該輔助毛細結構18內部中空形成 一氣流通道172。
提供一具有主毛細結構14的管體12，將該輔助毛細結構18置入管體12中，向管體內填充
工作液體，抽真空并封閉筒體的二端以形成熱導管io。
下面以具體實驗數據說明本發明的較佳實施方式的具有該輔助毛細結構18的熱導管10比 具有傳統毛細結構的熱導管的傳熱性能強。
表l規格為(6(160mm的傳統溝槽圓型熱導管與相同規格的本發明的第一較佳實施方式的 熱導管10的性能對比
熱導管型式取測試樣品數量 (單位支)平均最大傳熱量 Qmax (單位W)平均熱阻值Rth (單位(C/W)
傳統溝槽熱導管45650. 025
本發明第一較佳實施方式的熱導管io4595. 50. 024
表l中Qmax為熱導管操作溫度在50 (C時的最大傳熱量，平均熱阻值Rt！^ (蒸發部平均溫度 (冷凝部平均溫度)/Qmax。
如表1中所示，本發明第一較佳實施方式的熱導管io的最大傳熱量平均較傳統的溝槽熱
導管高出40%，其傳熱性能大幅提升。
表2規格為(6(160mm的圓管壓扁至3. 5mm厚后傳統熱導管與相同規格的本發明的第二較佳 實施方式的熱導管50的性能對比
熱導管型式取測試樣品數量 (單位支)平均最大傳熱量 Qmax(單位W)平均熱阻值Rth (單位(C/W)
傳統溝槽熱導管10320. 055
本發明第二較佳實施 例的熱導管5010640. 033
表2中Q皿x為熱導管操作溫度在50 (C時的最大傳熱量，平均熱阻值Rt！^ (蒸發部平均溫度
7(冷凝部平均溫度)/Qmax。
如表2中所示，本發明第二較佳實施例的熱導管50可提供的最大傳熱量(Q^)為傳統溝槽 型式的熱導管2倍，平均熱阻值皆遠低于傳統熱導管，其傳熱性能大幅提升。
另外，本領域技術人員還可于本發明精神內做其它變化，如采用5-8根絲線編織一股細 繩，輔助毛細結構的每一層采用ll-20股細繩編織，只要其不偏離本發明的技術效果均可。 這些依據本發明精神所做的變化，都應包含在本發明所要求保護的范圍之內。
權利要求
1.一種熱導管，包括縱長的管體、設于管體內壁的主毛細結構及填充于管體內的工作介質，其特征在于該管體內設有輔助毛細結構，該輔助毛細結構為中空的管狀體，在該輔助毛細結構內部形成氣流通道，該輔助毛細結構沿其徑向包括相互層疊而成的多層絲網，該輔助毛細結構的橫截面尺寸小于該主毛細結構的橫截面尺寸，該輔助毛細結構與該主毛細結構相貼合。
2 如權利要求l所述的熱導管，其特征在于該輔助毛細結構的每一 層絲網由若干股細繩編織而成，每一股細繩由若干根絲線相互纏繞而成。
3 如權利要求2所述的熱導管，其特征在于該輔助毛細結構的每一 層絲網的細繩股數為10-20股。
4 如權利要求2所述的熱導管，其特征在于每一層絲網的每一股細 繩呈螺旋狀于管體的軸線方向延伸，每一層絲網中相鄰的細繩交叉且交替重疊。
5 如權利要求2所述的熱導管，其特征在于每一股細繩的絲線的根數為4-8根。
6 如權利要求2所述的熱導管，其特征在于絲線為銅絲。
7 如權利要求l所述的熱導管，其特征在于該輔助毛細結構的每一層絲網由絲線編織而成，每一層絲網的絲線線徑沿徑向由內向外逐層變細。
8 如權利要求l所述的熱導管，其特征在于該輔助毛細結構僅其底 部的管壁與主毛細結構相貼合，而輔助毛細結構的兩側及頂部的管壁與主毛細結構間隔。
9 一種熱導管制造方法，包括以下步驟 提供一拉桿，將若干股細繩纏繞于該拉桿的外圓周面上形成第一層筒狀絲網，每一股 細繩呈螺旋狀于拉桿的軸線方向延伸，相鄰的細繩交叉且交替重疊；再提供若干股細繩，將該若干股細繩纏繞于第一筒狀絲網上形成第二層筒狀絲網，每 一股細繩呈螺旋狀于拉桿的軸線方向延伸，相鄰的細繩交叉且交替重疊；將拉桿從第一層筒狀絲網中抽出以形成具有多層絲網的輔助毛細結構，該輔助毛細結構內部中空形成一氣流通道；提供具有主毛細結構的管體，將該輔助毛細結構置入管體中，向管體內填充工作流體 ，抽真空并密封管體以形成熱導管。
10.如權利要求9所述的熱導管制造方法，其特征在于每一層絲網 的每一股細繩由若干絲線相互纏繞而成。
全文摘要
一種熱導管，包括縱長的管體、設于管體內壁的主毛細結構及填充于管體內的工作介質，該管體內設有輔助毛細結構，該輔助毛細結構為中空的管狀體，在該輔助毛細結構內部形成氣流通道，該輔助毛細結構沿其徑向包括相互層疊而成的多層絲網，該輔助毛細結構的橫截面尺寸小于該主毛細結構的橫截面尺寸，該輔助毛細結構與該主毛細結構相貼合。本發明熱導管內設有輔助毛細結構，該輔助毛細結構具有補足熱導管主毛細結構的毛細力及增加流體輸送能力的作用，并且在壓扁折彎成型過程中也因不易受傷害而能保持原有的功能，增強該熱導管打扁后的傳熱性能。
文檔編號F28D15/04GK101634532SQ20081030642
公開日2010年1月27日 申請日期2008年12月22日 優先權日2008年12月22日
發明者代升亮, 吳聲麟, 羅友梁, 鄭年添 申請人:富瑞精密組件(昆山)有限公司;鴻準精密工業股份有限公司