CN102042778A - 平板式热管 - Google Patents

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Abstract

一种平板式热管，包括一板状的密封壳体、形成于壳体内壁的多孔质毛细结构、容置于壳体内的工作介质，所述壳体包括一与热源接触的吸热部，所述毛细结构具有一与该吸热部对应的第一毛细部，所述第一毛细部上开设有若干间隔排列且沿其厚度方向延伸的镂空部分。与现有技术相比，本发明平板式热管的第一毛细部内设置有间隔的镂空部分，从而使平板式热管减小了热量传导路径、缩短了其内的工作介质蒸发的响应时间，从而快速带走平板式热管蒸发端的热量，降低蒸发端与热源之间的温度；同时由于第一毛细部及每一镂空部分内储存有工作介质，防止平板式热管干烧，从而增强平板式热管稳定性。

Description

平板式热管
技术领域
本发明涉及一种平板式热管，特别是指一种性能稳定的平板式热管。
背景技术
为解决高速计算机的高密度散热问题，目前业界普遍采用利用相变化原理进行散热或者传热的技术，比如目前常用的热导管(Heat Pipe)、回路式热管(Loop Heat Pipe)以及平板式热管(Vapor Chamber)等产品。就热导管而言，其因体积小、利用相变潜热作用能快速输送大量热能、温度分布均匀、构造简单、重量轻、无需外加作用力、寿命长、低热阻、远距传输等特性，符合目前计算机等领域的散热需求，因此被广泛用来解决散热问题。
平板式热管属于热管的一种，其工作原理与传统式热管相同，因具有比传统式热管更大的热传导面积，且更符合“轻、薄、短、小”的高实用价值，而被大量应用在大型散热面的电子产品上。平板式热管通常是利用上下两平板形成一密闭空间且在两平板的内壁上形成等厚度的毛细结构，并填充工作介质。当下板吸收热源发出的热量后，贴设于下板上的毛细结构内的工作介质蒸发以带走热量。此时，若毛细结构太厚，其内工作介质蒸发的反应时间长，传热效率不高；若毛细结构太薄，毛细结构容易发生干燥甚至烧损，从而影响热管之工作性能。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种性能稳定的平板式热管。
一种平板式热管，包括一板状的密封壳体、形成于壳体内壁的多孔质毛细结构、容置于壳体内的工作介质，所述壳体包括一与热源接触的吸热部，所述毛细结构具有一与该吸热部对应的第一毛细部，其特征在于：所述第一毛细部上开设有若干间隔排列且沿其厚度方向延伸的镂空部分。
与现有技术相比，本发明平板式热管的第一毛细部设置内设置有间隔的镂空部分，从而使平板式热管减小了热量传导路径、缩短了其内的工作介质蒸发的响应时间，从而快速带走平板式热管蒸发端的热量，降低蒸发端与热源之间的温度；同时由于第一毛细部及每一镂空部分内储存有工作介质，防止平板式热管干烧，从而增强平板式热管稳定性。
下面参照附图，结合具体实施例对本发明作进一步的描述。
附图说明
图1是本发明第一实施例中平板式热管的剖视图。
图2是图1中吸热部及贴设其上的第一毛细部的立体图。
图3是图1中吸热部及贴设其上的第一毛细部的剖视图。
图4是本发明第二实施例中吸热部及贴设其上的第一毛细部的剖视图。
图5是本发明第三实施例中吸热部及贴设其上的第一毛细部的剖视图。
图6是本发明第四实施例中吸热部及贴设其上的第一毛细部的剖视图。
具体实施方式
请参照图1及图2，本发明第一实施例中的平板式热管包括一壳体10、形成于壳体10内壁的一毛细结构30及容置于壳体10内的适量工作介质。在本实施例中，该壳体10大致呈矩形板状，可以理解地，在其他实施例中，所述平板式热管可以呈圆形板状等其他适合的形状。
壳体10采用导热性能良好的材料(例如，铜、铝)制成，其包括一纵长的上盖11及与上盖11密封连接的一碗状下盖13。该壳体10内的压力低于大气压力。该下盖13作为本发明的蒸发部，用于吸收热源的热量。该上盖11作为本发明平板式热管的冷凝部，用于将工作介质吸收的热量散发出去，令工作介质蒸汽冷凝成液态。
该下盖13包括一纵长的吸热部131、自吸热部131相对两端倾斜向上、向外延伸的二过渡部133、自二过渡部133边缘水平向外延伸的二延伸部134及自二延伸部134竖直向上延伸的二侧壁135。侧壁135的顶端与上盖11的边缘抵顶并密封连接，从而形成所述壳体10。
可以理解地，在其他实施例中，上盖11及下盖13之间可以设置其相对两端分别抵顶上盖11及下盖13的至少一支撑体(图未示)，以增强壳体10的强度。
毛细结构30为多孔质毛细结构，例如，可为丝网式毛细结构、或烧结式毛细结构，其包括贴设于上盖11下表面的一纵长的、连续的第一毛细体31及贴设于下盖13上表面的一第二毛细体33。第一毛细体31为一板状体，自上盖11下表面向下凸设，用以引导上盖11下表面的工作介质回流，从而加速工作介质的回流速度。这些第一毛细体31的下表面与第二毛细体33的上表面之间形成有间隔，使工作介质蒸发时能够快速地扩散至壳体10的整个空间。
该第二毛细体33在一些实施例中为烧结式毛细结构，其包括一纵长的第一毛细部331、自第一毛细部331相对两端倾斜向外、向上延伸的二第二毛细部333、自每一第二毛细部333水平向外延伸的一第三毛细部335及自每一第三毛细部335竖直向上延伸的一第四毛细部337。
第一毛细部331贴设于下盖13吸热部131的上表面且在一些实施例中可为一板状体。第一毛细部331沿吸热部131的长度及宽度方向上可形成有若干等距离间隔设置、规律性排列的镂空部分，该镂空部分的孔径远大于第一毛细部331的毛细孔径，其在一些实施例中可为通孔3313，从而使吸热部131上表面与通孔3313对应的部分露出，而直接与工作介质接触。如此设置，使第一毛细部331兼具有丝网式毛细结构及烧结式毛细结构的优点。本发明第二毛细体33的第一毛细部331可储存适量的工作介质外，同时，由于毛细力的作用，通孔3313内亦可储存适量工作介质。当吸热部131与热源接触时，吸热部131将其吸收的部分热量传导至第一毛细部331的同时，将另一部分热量直接传导至通孔3313内的工作介质，使其快速达到相变化状态，将大量热量带离蒸发端，进而有效降低平板式热管与热源之间的温度，从而增强了平板式热管的稳定性。
可以理解地，这些通孔3313的横截面可以是方形、圆形、多边形、三角形、菱形，同时其排列方式可以是数组排列、螺旋排列、渐进线排列或选择性排列。
该二第二毛细部333分别贴设于下盖13二过渡部133的上表面，且其厚度与第三毛细部335相等。该二第三毛细部335贴设于下盖13延伸部134的上表面。该二第四毛细部337分别贴设于下盖13的侧壁135的内表面及侧壁135与延伸部335的连接处，并将该连接处填平。每一第一毛细部337的纵截面大致呈三角形，其厚度自中部向相对两侧逐渐递减。如此设置，一方面可缩短工作介质回流的路径，加速工作介质的回流，另一方面可以避免在平板式热管内部因空间矮小故其蒸汽作用力相互抵消而形成的一迟滞区域，从而防止在下盖13周围造成无效区域。
请参阅图4，本发明第二实施例中平板式热管的结构与第一实施例中平板式热管的结构相似，其主要区别在于：第一毛细部331底端、与通孔3313对应处设置有一厚度为第一毛细部331厚度1/10～4/5的第五毛细部332。每一第五毛细部332贴设于下盖13的上表面且边缘连接通孔3313各底端边缘的第一毛细部331，从而使每一通孔3313形成一端封闭的盲孔。由于第五毛细部332较薄，从而可相对于第一毛细部331缩短热源热量的传导路径，提高传热效率，从而使其内的工作介质快速蒸发。同时，由于第一毛细部331的厚度较大，其内的工作介质将补充至第五毛细部332中，从而防止其烧干。
请参阅图5，本发明第三实施例中平板式热管的结构与第二实施例中平板式热管的结构相似，其主要区别在于：第一毛细部331底端、与通孔3313对应处设置有一厚度自一端向相对另一端逐渐减小的、梯形体的第五毛细部334。可以理解地，每一第五毛细部334的排列方式相同，即每一第五毛细部334的厚度均沿同一方向变化；或相邻二第五毛细部334的排列方式相反，即同一方向上二相邻的第五毛细部334厚度较小或较大的一端相对且分别连接第一毛细部331相对两侧的下端，从而引导第一毛细部331内的工作介质有梯度的流向第五毛细部
请参阅图6，本发明第四实施例中平板式热管的结构与第二实施例中平板式热管的结构相似，其主要区别在于：第一毛细部331底端、与通孔3313对应处设置有一厚度自中部向相对两端递增的内凹弧形体第五毛细体336。可以理解地，该第五毛细体336的纵截面可以为三角形、棱形等其他适合的形状。
可以理解地，在上述第二至第四实施例中，因本发明的平板式热管蒸发端的第一毛细部与第五毛细部之间具有厚度差，同时第一毛细部与第五毛细部及每一盲孔内储存有工作介质，使平板式热管在减小了热量传导路径、加快工作介质蒸发的同时，达到兼顾防止工作介质烧干的功效。

Claims (10)

1.一种平板式热管，包括一板状的密封壳体、形成于壳体内壁的多孔质毛细结构、容置于壳体内的工作介质，所述壳体包括一与热源接触的吸热部，所述毛细结构具有一与该吸热部对应的第一毛细部，其特征在于：所述第一毛细部上开设有若干间隔排列且沿其厚度方向延伸的镂空部分。
2.如权利要求1所述的平板式热管，其特征在于：所述镂空部分为通孔。
3.如权利要求1所述的平板式热管，其特征在于：所述镂空部分为盲孔，每一镂空部分与吸热部接触的底端形成有一厚度较第一毛细部薄的第二毛细部。
4.如权利要求3所述的平板式热管，其特征在于：所述第二毛细部的纵截面呈矩形、梯形或厚度自中部向相对两端递增的内凹弧形、三角形或棱形。
5.如权利要求1所述的平板式热管，其特征在于：所述第一毛细部为烧结式毛细结构。
6.如权利要求1所述的平板式热管，其特征在于：所述壳体包括位于吸热部相对两端的二侧壁，所述毛细结构进一步包括贴设于二侧壁的二第三毛细部。
7.如权利要求6所述的平板式热管，其特征在于：所述第三毛细部进一步贴设于侧壁与吸热部的连接处，并将该连接处填平，且其纵截面大致呈三角形，其厚度自中部向相对两侧逐渐递减。
8.如权利要求6所述的平板式热管，其特征在于：所述壳体进一步包括与吸热部相对且间隔设置的一上盖，所述上盖与第一毛细部间隔设置。
9.如权利要求8所述的平板式热管，其特征在于：一第四毛细部贴设于上盖内表面且与第一毛细部间隔设置。
10.如权利要求1所述的平板式热管，其特征在于：该镂空部分的孔径远大于第一毛细部的毛细孔径。
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