CN101901790A - 扁平薄型热导管 - Google Patents
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Abstract
一种扁平薄型热导管，包括中空扁平的管体及设置在管体内的第一毛细结构与第二毛细结构，所述第一毛细结构由丝线形成，所述第二毛细结构由粉末烧结形成，所述第二毛细结构贴附于管体的蒸发段的内壁上，所述蒸发段内形成供蒸气通过的第一蒸气通道，所述第一毛细结构夹设于管体的冷凝段，所述第一毛细结构的第二部分与管体的内壁之间在冷凝段形成供蒸气通过的第二蒸气通道，所述第一蒸气通道与所述第二蒸气通道相互连通，所述第一毛细结构从管体的冷凝段延伸至冷凝段与蒸发段的交接处并在所述交接处与第二毛细结构连接。与现有技术相比，本发明的扁平薄型热导管的厚度变薄且能保证良好的性能，适用于内部空间狭小的电子设备。
Description
技术领域
本发明涉及一种热导管，特别涉及一种扁平薄型热导管。
背景技术
现阶段，热导管因其具有较高传热量的优点，已被广泛应用于具较大发热量的电子元件中。该热导管工作时，利用管体内部填充的低沸点工作介质在其蒸发部吸收发热电子元件产生的热量后蒸发汽化，蒸气带着热量运动至冷凝部，并在冷凝部液化凝结将热量释放出去，对电子元件进行散热。该液化后的工作介质在热导管壁部毛细结构的作用下回流至蒸发部，继续蒸发汽化及液化凝结，使工作介质在热导管内部循环运动，将电子元件产生的热量源源不断的散发出去。
当今电子产品不断倾向于轻薄短小方向发展，电子产品在不断缩小的空间内散热问题越发变的重要，这就需要散热产品在走向轻薄短小的同时，更需要有较高的传热、散热性能。
现有热导管仅采用单一毛细结构，毛细结构一般可分为沟槽型、烧结型、纤维型及丝网型等，所述毛细结构设于热导管的管壁上或与管壁紧密贴合，在圆形热导管内可使冷凝部的工作介质及时回流至热导管的蒸发部。但是，当热导管打扁后，尤其是打扁至厚度很薄的时候，会使热导管内部的蒸气通道很窄，无法及时将蒸气从蒸发段运送至冷凝段，这在很大程度上导致热导管的最大传热量的大幅下降。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种具较高传热性能的扁平薄型热导管。
一种扁平薄型热导管，包括中空扁平的管体及设置在管体内的第一毛细结构与第二毛细结构，所述管体包括蒸发段及冷凝段，所述第一毛细结构由丝线形成，所述第二毛细结构由粉末烧结形成，所述第二毛细结构贴附于管体的蒸发段的内壁上，所述蒸发段内形成供蒸气通过的第一蒸气通道，所述第一毛细结构夹设于管体的冷凝段，所述第一毛细结构包括与管体的内壁贴合的第一部分及未与管体的内壁贴合的第二部分，所述第一毛细结构的第二部分与管体的内壁之间在冷凝段形成供蒸气通过的第二蒸气通道，所述第一蒸气通道与所述第二蒸气通道相互连通，所述第一毛细结构从管体的冷凝段延伸至冷凝段与蒸发段的交接处并在所述交接处与第二毛细结构连接。
与现有技术相比，本发明的扁平薄型热导管的厚度变薄，且烧结粉末型的第二毛细结构设置于管体的蒸发段的内壁，在冷凝段设置占据空间相对较少的第一毛细结构，这可相对增加冷凝段的内部蒸气通道以供蒸气顺畅流动，同时在冷凝段凝结的工作介质可以通过第一毛细结构及第二毛细结构回流到蒸发段，从而能保证扁平薄型热导管良好的散热性能，尤其适用于内部空间狭小的电子设备。
附图说明
图1为本发明第一实施方式中扁平薄型热导管的侧视图。
图2为图1所示扁平薄型热导管的沿II-II横向剖面示意图。
图3为图1所示扁平薄型热导管的沿III-III横向剖面示意图。
图4为图1所示扁平薄型热导管的沿IV-IV纵向剖面示意图。
图5为本发明第二实施方式中扁平薄型热导管的冷凝段的横向剖面示意图。
图6为本发明第三实施方式中扁平薄型热导管的冷凝段的横向剖面示意图。
图7为本发明第四实施方式中扁平薄型热导管的蒸发段的横向剖面示意图。
主要元件符号说明
具体实施方式
请参阅图1至图4，该扁平薄型热导管10包括一中空扁平管体11、两个第一毛细结构12、13、一第二毛细结构14及注入该管体11内的适量工作介质(图未示)。
该管体11由铜等具良好导热性的材料制成，可将其外部的热量传递至其内部。该管体11呈纵长扁平状且密封，沿其纵向包括一蒸发段111及一冷凝段113，蒸发段111及冷凝段113分别位于管体11的纵向两端。该管体11为一中空密封腔体，其由一中空圆管压扁而成，包括一顶板114、一底板115及两侧板116、117。该顶板114与底板115相互平行且上下相对，该两侧板116、117呈弧形，分别位于管体11的两侧并与顶板114和底板115相连，从而使该管体11在与纵向垂直的横向的截面上形成类似跑道型的轮廓。该管体11具有一光滑的内壁118。
第二毛细结构14为由铜等金属粉末烧结形成的毛细结构。第二毛细结构14设置于管体11的蒸发段111内，且贴附于管体11的蒸发段111的内壁118上。在本实施方式中，第二毛细结构14环设于蒸发段111的整个内壁118上，第二毛细结构14在蒸发段111围成可供蒸气通过的第一蒸气通道141，即蒸发段111内形成第一蒸气通道141。
每一第一毛细结构12、13呈一纵长的中空管状体结构，其由若干铜或不锈钢等材料制成的丝线编织后形成一单层丝网，在该管状体内部形成一纵长的通道140，并在该管状体的壁部形成若干细小的孔隙，孔隙由丝线编织后形成。在其他实施方式中，每一第一毛细结构12、13也可以编织形成沿其径向相互层叠的多层丝网。
第一毛细结构12、13设置在管体11的冷凝段113，且分别位于管体11的两侧。每一第一毛细结构12、13被管体11的内壁118挤压呈扁平状，每一第一毛细结构12、13的中空的管状体的外壁包括顶壁121、131、底壁122、132、左侧壁123、133及右侧壁124、134。第一毛细结构12设置在管体11的右侧，第一毛细结构12的顶壁121、底壁122及右侧壁124与管体11的内壁118贴合，形成与管体11的内壁118贴合的呈U形的第一部分125。第一毛细结构12的左侧壁123未与管体11的内壁118贴合，形成未与管体11的内壁118贴合的呈C形的第二部分126。
第一毛细结构13设置在管体11的左侧，第一毛细结构13的顶壁131、底壁132及左侧壁133与管体11的内壁118贴合，形成与管体11的内壁118贴合的呈U形的第一部分135。第一毛细结构13的右侧壁134未与管体11的内壁118贴合，形成未与管体11的内壁118贴合的呈C形的第二部分136。
每一第一毛细结构12、13的第一部分125、135贴合于管体11的内壁118上，即与管体11的侧板116、117及与侧板116、117紧相连的顶板114与底板115的部分壁面贴合。第二部分126、136朝向管体11的中央，并未贴合于管体11的内壁118上。第一毛细结构13的右侧壁134与第一毛细结构12的左侧壁123相对，且在冷凝段113内相互间隔形成第二蒸气通道142。所述第一蒸气通道141与所述第二蒸气通道142沿纵向相互连通。
第一毛细结构12、13在管体11的冷凝段113沿纵向延伸，并在管体11的蒸发段111与冷凝段113的交接处149与第二毛细结构14连接，即第一毛细结构12、13在管体11的冷凝段113沿纵向延伸至第二毛细结构14的靠近于冷凝段113的端部148，并与之连接。在第二毛细结构14烧结成型过程中，第一毛细结构12、13与第二毛细结构14于交接处149与第二毛细结构14烧结连接成一整体结构17。第一毛细结构12、13的通道140的孔径大于第二毛细结构14的壁厚，从而第一毛细结构12、13的通道140与第一蒸气通道141连通。
该工作介质为水、蜡、酒精、甲醇等具较低沸点的物质。当管体11的蒸发段111与热源接触时，该工作介质从蒸发段111处吸热蒸发成汽体，蒸气溢散至位于蒸发段111的第一蒸气通道141中，蒸气带着热量从第一蒸气通道141往冷凝段113运送，并从交接处149进入通道140与第二蒸气通道142中，最后在冷凝段113放热后凝结成液体，将热量释放出去，完成对发热元件(图未示)的散热。第一毛细结构12、13及第二毛细结构14提供毛细力使在管体11的冷凝段113凝结形成的工作介质回流至蒸发段111，实现工作介质在管体11内的循环运动，以完成对发热元件的持续散热。
烧结粉末型的第二毛细结构14设置于管体11的蒸发段111，有效增加蒸发段111的毛细力，使冷凝段113冷凝后的液体可以及时运送回蒸发段111，防止发生干烧现象；同时在冷凝段113设置占据空间相对较少的第一毛细结构12、13，这可相对增加冷凝段113的内部蒸气通道以供蒸气顺畅流动，同时保证在冷凝段113凝结的工作介质通过第一毛细结构12、13回流到蒸发段111。第二毛细结构14在交接处149与第一毛细结构12、13烧结连接，从而第一毛细结构12、13与第二毛细结构14之间结合紧密，工作介质通过第一毛细结构12、13回流至交接处149后，可以迅速渗透到第二毛细结构14中。本实施方式的扁平薄型热导管10可达到2mm以下，甚至当扁平薄型热导管10厚度为1.5mm时，该扁平薄型热导管10仍能保证良好的性能，适用于内部空间狭小的电子设备如笔记本电脑等。
图5示出本发明的第二实施方式的扁平薄型热导管20的冷凝段213的横向剖面示意图，与上述第一实施方式不同之处在于，热导管20内设置第一毛细结构22的数量为一个，第一毛细结构22夹设于扁平薄型热管20的冷凝段213的中央，第一毛细结构22将冷凝段213的第二蒸气通道242分成位于第一毛细结构22左侧的分蒸气通道2421及位于第一毛细结构22右侧的分蒸汽通道2422。第一毛细结构22的顶部与底部分别连接于管体21的顶板214与底板215之间，第一毛细结构22与管体21左侧的侧板217间隔形成可供蒸气通过的分蒸气通道2421，第一毛细结构22与管体21右侧的侧板216间隔形成可供蒸气通过的分蒸气通道2422。热导管20的蒸发段的结构与第一实施方式相同，在此不赘述，其中第一毛细结构22在热导管20的蒸发段与冷凝段213的交接处亦与蒸发段的第二毛细结构连接。热导管20的工作原理与第一实施方式相同，在此亦不赘述。
图6示出本发明的第三较佳实施方式的扁平薄型热导管30的冷凝段313的横向剖面示意图，与第一实施方式不同之处在于，热导管30内设置三个第一毛细结构32、33、35，其中一个第一毛细结构35位于热导管30的冷凝段313的中央，另外两个第一毛细结构32、33在冷凝段313分别位于管体31的两侧，位于中央的第一毛细结构35与位于左侧的第一毛细结构33间隔形成可供蒸气通过的分蒸气通道3421，位于中央的第一毛细结构35与位于右侧的第一毛细结构32间隔形成可供蒸气通过的可供蒸气通过的分蒸气通道3422。冷凝段313内的第二蒸气通道342由分蒸气通道3421、3422组成。热导管30的蒸发段的结构与第一实施方式相同，在此不赘述，其中第一毛细结构32、33、35在热导管30的蒸发段与冷凝段313的交接处亦与蒸发段的第二毛细结构连接。热导管30的工作原理与第一实施方式相同，在此亦不赘述。
图7示出本发明的第四较佳实施方式的扁平薄型热导管40的蒸发段411的横向剖面示意图，与第一实施方式不同之处在于，第二毛细结构44贴附于管体41的蒸发段411的底板415的内侧，即第二毛细结构44贴附于管体41的蒸发段411的部分内壁418上。发热电子元件70贴附于底板415的外侧。由于蒸发段411的顶板414的内侧未设置所述第二毛细结构44，这可进一步增加蒸发段411内的第一蒸气通道441的容积，同时发热电子元件70所产生的热量经由管体41迅速传递到第二毛细结构44，从而提升扁平薄型热导管40的散热性能。
Claims (16)
1.一种扁平薄型热导管，包括中空扁平的管体及设置在管体内的第一毛细结构与第二毛细结构，所述管体包括蒸发段及冷凝段，其特征在于：所述第一毛细结构由丝线形成，所述第二毛细结构由粉末烧结形成，所述第二毛细结构贴附于管体的蒸发段的内壁上，所述蒸发段内形成供蒸气通过的第一蒸气通道，所述第一毛细结构夹设于管体的冷凝段，所述第一毛细结构包括与管体的内壁贴合的第一部分及未与管体的内壁贴合的第二部分，所述第一毛细结构的第二部分与管体的内壁之间在冷凝段形成供蒸气通过的第二蒸气通道，所述第一蒸气通道与所述第二蒸气通道相互连通，所述第一毛细结构从管体的冷凝段延伸至冷凝段与蒸发段的交接处并在所述交接处与第二毛细结构连接。
2.如权利要求1所述的扁平薄型热导管，其特征在于：所述第一毛细结构与所述第二毛细结构在管体的蒸发段与冷凝段的交接处烧结连接在一起。
3.如权利要求1所述的扁平薄型热导管，其特征在于：所述第一毛细结构与第二毛细结构靠近于冷凝段的端部连接。
4.如权利要求1所述的扁平薄型热导管，其特征在于：所述第一毛细结构为丝线编织形成的中空的管状体。
5.如权利要求4所述的扁平薄型热导管，其特征在于：所述中空的管状体被管体的内壁挤压成扁平状。
6.如权利要求4所述的扁平薄型热导管，其特征在于：所述中空的管状体包括顶壁、底壁及两个侧壁，所述顶壁、底壁及其中一个侧壁与管体的内壁贴合，所述管状体的另一个侧壁未与管体的内壁贴合，所述第二蒸气通道形成在所述中空的管状体的另一个侧壁与管体之间。
7.如权利要求4所述的扁平薄型热导管，其特征在于：所述中空的管状体包括顶壁、底壁及两个侧壁，所述顶壁及底壁与管体的内壁贴合，所述管状体的两个侧壁未与管体的内壁贴合，所述第二蒸气通道形成在所述两个侧壁与管体之间。
8.如权利要求1所述的扁平薄型热导管，其特征在于：所述第二毛细结构在烧结成型过程中与该至少一第一毛细结构烧结连接成一整体结构。
9.如权利要求1所述的扁平薄型热导管，其特征在于：所述第二毛细结构环设且贴附于管体的蒸发段的整个内壁上。
10.如权利要求1所述的扁平薄型热导管，其特征在于：所述第二毛细结构贴附于管体的蒸发段的部分内壁上。
11.如权利要求1所述的扁平薄型热导管，其特征在于：所述第一毛细结构的数量为一个，所述第一毛细结构在冷凝段位于管体的中央。
12.如权利要求1所述的扁平薄型热导管，其特征在于：所述第一毛细结构的数量为两个，该两个第一毛细结构在冷凝段分别间隔设置于管体的两侧，所述第二蒸气通道形成于该两个第一毛细结构之间。
13.如权利要求1所述的扁平薄型热导管，其特征在于：所述第一毛细结构的数量为三个，其中一个第一毛细结构在冷凝段位于管体的中央，另外两个第一毛细结构在冷凝段分别位于管体的两侧，所述第二蒸气通道形成于位于中央的第一毛细结构与位于两侧的另外两个第一毛细结构之间。
14.如权利要求1所述的扁平薄型热导管，其特征在于：该至少一第一毛细结构为单层丝网或者沿径向相互层叠的多层丝网。
15.如权利要求1所述的扁平薄型热导管，其特征在于：所述管体于蒸发段及冷凝段内具有光滑的内壁。
16.如权利要求1至15中任意一项所述的扁平薄型热导管，其特征在于：该热导管的厚度在2mm以下。
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