CN102062554A - 一种用于环路热管的柔性毛细芯 - Google Patents

Abstract

一种用于环路热管的柔性毛细芯，该柔性毛细芯是利用高强度的纤细软纤维，采用纺织或编织的方法将软纤维织成片状纤维织物，构成柔性毛细芯。该柔性毛细芯不仅在厚度方向上可以非常薄，而且具有很高的机械强度及良好的柔韧性，该柔性毛细芯即可以用于圆柱形蒸发室，也可以用于平板形蒸发室。采用纺织或编织方法制造的柔性毛细芯，可以很方便地制造出沿厚度方向具有不同孔隙率、不同孔径和不同导热系数的复合毛细芯。本发明特别适合于为散热量集中、尺寸又小或者安装空间受限的微小型电子元器件提供散热的微小型环路热管。

Description

一种用于环路热管的柔性毛细芯

技术领域

本发明涉及一种用于环路热管进行热量传输的柔性毛细芯。 

背景技术

环路热管和常规热管一样，是一种依靠工质的蒸发和冷凝来进行换热的传热装置，有着很高的导热性，良好的等温性，可以在小温差下实现长距离传输大量热量。与常规热管相比，环路热管只在蒸发器内布置有毛细芯结构，气态工质管路和液态工质管路完全分离，减少了运行管路内工质流动的阻力，提高了环路热管的热量传输能力和传输距离，其传递的热流量比传统热管至少大一个数量级；同时，环路热管布置更加灵活，可提供一定的反重力高度。随着电子、计算机和IT行业的迅猛发展，电子元器件的体积越来越小，集成度越来越高，从而导致了电子元器件上热流密度也越来越大；一方面电子行业的迅速发展要求尺寸更小的散热装置，另一方面热流密度的提高又要求散热装置具有更高的传热能力。

目前使用最多的毛细芯是采用某种金属粉末在一定的高温条件下烧结而成，如最常用的是镍粉，这些金属粉末在高温烧结过程中依靠原子扩散而结合在一起，同时在烧结过程中粉末之间保持一定的松散度从而在烧结成的毛细芯内产生多孔结构。要将环路热管更好地应用于电子元器件的冷却，满足电子元器件越来越高的集成度和越来越大的热流密度的要求，环路热管的小型化和微型化成为一种必然的发展趋势。环路热管微小型化要求安装在蒸发室内的毛细芯不但要能提供足够的毛细吸力，还要具有更高的强度以避免微小型毛细芯在制造加工过程和使用过程中易出现的断裂或破碎现象。对于微小型环路热管而言，其蒸发器的尺寸相应的减小，安装在蒸发器内的毛细芯的尺寸受到限制，毛细芯厚度变薄，采用传统烧结工艺制造的毛细芯机械强度难以保证；尤其是对于具有特殊要求的复合毛细芯，采用金属烧结的方法在很薄的壁面厚度方向上制造出复合层非常困难。 

发明内容

为了在降低微小型环路热管毛细芯尺寸的同时，又能保持毛细芯具有足够的机械强度，本发明提供了一种软纤维纺织或编织柔性毛细芯，该毛细芯不仅具有很高的机械强度，同时还具有良好的柔韧性。

本发明的一种用于环路热管的柔性毛细芯，其关键技术是该柔性毛细芯是由纤细软纤维构成的纤维织物；所述纤细软纤维是碳纤维、或表面具有金属镀层的碳纤维、或高强度化学纤维、或表面具有金属镀层的高强度化学纤维；所述柔性毛细芯为单层或多层纤维织物，其中多层纤维织物可以由上述不同软纤维或软纤维束组合构成复合柔性毛细芯；对于圆筒状毛细芯是将上述纤细软纤维纺织或编织成片状纤维织物，再将片状纤维织物缠绕在支撑管上，构成圆筒状毛细芯，或者将上述纤细软纤维直接纺织或编织成圆筒状纤维织物，构成圆筒状毛细芯。

由于该毛细芯是采用软纤维纺织或编织而成，纤维和纤维之间存在一定的间隙，所以采用该方法制造的柔性毛细芯具有一定的孔隙率，其孔隙率的大小和毛细芯的厚度，可以通过改变纤维或纤维束之间的间隔，或者采用不同直径的纤维或纤维束来改变。由于所用软纤维直径可以非常细，所以采用纺织或编织的方法制造的柔性毛细芯可以做得非常薄，而不用担心像金属烧结薄壁毛细芯那样会存在断裂或破碎等问题。另外，采用纺织或编织的方法可以方便地制造出多层复合毛细芯，比如可以采用多层叠加的办法，或者直接通过改变纺织或编织过程的工艺参数以及在不同的层面上采用不同直径或材料的纤维或纤维束的办法来制造沿厚度方向上特性不同的复合毛细芯。

本发明的有益效果是：利用纺织或编织的方法将纤细软纤维织成柔性毛细芯，在制造壁厚很薄的毛细芯的同时，可以保持其具有高的机械强度，且由于该毛细芯具有良好的柔韧性，克服了采用传统金属烧结工艺制造的薄壁毛细芯易断裂和破碎的缺点，特别适合于制造微小型环路热管用薄壁毛细芯。该柔性毛细芯即可以用于圆柱形蒸发室也可以用于平板形蒸发室。另外，采用纺织或编织方法制造的柔性毛细芯，可以很方便地制造出沿厚度方向特性不同的复合毛细芯。由于该柔性毛细芯是采用纺织或编织方法制作，所以制造方便，特别适应于大批量生产，可以有效地降低毛细芯的制造成本。

本发明特别适合于为散热量集中、而尺寸又小或者安装空间受限的微小型电子元器件提供散热的微小型环路热管。

附图说明

图1为采用柔性毛细芯制造圆筒状毛细芯的结构示意图；

图2为采用柔性毛细芯制造平板状毛细芯的结构示意图；

图3为采用柔性毛细芯制造平板状复合毛细芯的结构示意图。

图中：1为顶层柔性毛细芯，2为薄壁开孔支撑管，3为圆筒状毛细芯，4为平板状毛细芯，5为中间层柔性毛细芯，6为平板状复合毛细芯。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述：

图1所示为采用纺织或编织方法制造的软纤维片状柔性毛细芯构成圆筒状毛细芯的实施例，在该实施例中，采用纺织或编织的方法将所述的软纤维织成片状纤维织物，构成片状柔性毛细芯1，将片状柔性毛细芯缠绕在一壁面上开有通孔的薄壁开孔支撑管2上，从而构成具有所需厚度的圆筒状毛细芯3。圆筒状毛细芯的厚度由缠绕的片状纤维织物的厚度和层数决定；作为一个特殊实施例，也可以采用纺织或编织的方法直接将所述软纤维织成所需厚度的圆筒状毛细芯。

图2所示为采用纺织或编织方法制造的软纤维片状柔性毛细芯构成平板状毛细芯的实施例，在该实施例中，采用纺织或编织的方法将所述的软纤维织成片状纤维织物，构成片状柔性毛细芯1，将多层片状柔性毛细芯叠加在一起，从而构成具有所需厚度的平板状毛细芯4。作为一个特殊实施例，也可以采用纺织或编制的方法，直接将所述软纤维织成具有所需厚度的平板状毛细芯。

图3所示为采用纺织或编织方法制造的软纤维片状柔性毛细芯构成平板状复合毛细芯的实施例，在该实施例中，采用纺织或编织的方法将所述软纤维织成片状纤维织物，构成片状柔性毛细芯；其中顶层柔性毛细芯1和中间层柔性毛细芯5采用不同的纺织或编织工艺或者采用不同直径或材料的软纤维或软纤维束制造而成，将具有不同厚度、孔隙率和材料的片状柔性毛细芯1和5叠加构成具有所需厚度的平板状多层复合毛细芯6。作为一个特殊实施例，也可以通过在沿厚度方向上采用不同尺寸或材料的软纤维或纤维束，利用纺织或编织的方法直接将其织成具有复合层效果的片状纤维织物，从而构成沿厚度方向上具有不同孔隙率、不同孔径和不同导热系数的平板状多层复合毛细芯。

Claims (5)

1.一种用于环路热管的柔性毛细芯，其特征在于：该柔性毛细芯是由纤细软纤维构成的纤维织物。

2.根据权利要求1所述的用于环路热管的柔性毛细芯，其特征在于：所述纤细软纤维是碳纤维、或表面具有金属镀层的碳纤维、或高强度化学纤维、或表面具有金属镀层的高强度化学纤维。

3.根据权利要求1和2所述的用于环路热管的柔性毛细芯，其特征在于：该柔性毛细芯为单层或多层纤维织物。

4.根据权利要求1、2和3所述的用于环路热管的柔性毛细芯，其特征在于：所述多层纤维织物由不同的软纤维或软纤维束组合构成复合柔性毛细芯。

5.根据权利要求1和2所述的用于环路热管的柔性毛细芯，其特征在于：将所述纤细软纤维纺织或编织成片状纤维织物，再将片状纤维织物缠绕在支撑管上，构成圆筒状毛细芯，或将所述纤细软纤维直接纺织或编织成圆筒状纤维织物，构成圆筒状毛细芯。

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