CN102636059B - 具有复合毛细的热管及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有复合毛细的热管及其制作方法，具有复合毛细的热管包括第一管体、第二管体、第三毛细结构、工作流体、蒸发段、冷凝段及传输段，第一管体内壁设有第一毛细结构；蒸发段形成在第一管体的一侧；冷凝段形成在第一管体的另一侧；传输段形成在第一管体且介于蒸发段和冷凝段之间；第二管体容置于第一管体内部且位在传输段，第二管体的外壁设有第二毛细结构；第三毛细结构设置在第一毛细结构和第二毛细结构之间；工作流体封填在第一管体内。藉此，可使内部的工作流体在冷凝为液体时，能够从冷凝段经传输段快速地流回蒸发段。本发明还提供一种具有复合毛细的热管制作方法。

Description

具有复合毛细的热管及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种热管，尤其涉及一种具有复合毛细的热管及其制作方法。背景技术

将热管(heat pipe)结合散热鳍片组所得的热管散热器，可有效地克服热量日益升高的处理器的散热问题，所以此些热管散热器已逐步取代以往由散热片和风扇所组成的散热装置。但是现存的热管仍然有传输速度的提升和内部工作流体回流缓慢等问题待解决，本发明即以前述待克服的问题而对热管进行创新改进。

现有的热管，主要包括一金属管体、一毛细结构及一工作流体，其中金属管体具有一密封容腔，毛细结构环设附着于金属管体的内壁面部位，而工作流体则被填入于金属管体的密封容腔内，并在毛细结构内侧形成有一气体通过，而毛细结构则形成为一液体回流通道；如此，以构成一热管结构。

然而，现有的热管虽然可利用汽液相变化来传递热量，但是其毛细结构为一单层型态，能将液体流回的速度受其先天条件的不足所拘限。另外，由于气体的流动方向和液体的流动方向呈反方向型态，且彼此又是以紧邻方式来配置，将在气体通过和液体回流通道的邻接区域产生相互干扰的情况，因而降低气体的流动速度和液体的回流速度，更是导致其热传导效能无法被大幅度提高的一大主因。

发明内容

本发明的一目的，在于提供一种具有复合毛细的热管及其制作方法，其是通过传输段内部的多层复合毛细结构配设，可使内部的工作流体冷凝为液体时，能够从冷凝段经传输段快速地流回蒸发段。

为了达到上述的目的，本发明提供一种具有复合毛细的热管，包括一第一管体、一第二管体、一第三毛细结构、一工作流体、一蒸发段、一冷凝段及一传输段，该第一管体内壁设有一第一毛细结构，该第一毛细结构为开设在该第一管体内壁的多条凹状槽沟，各该槽沟连贯该第一管体的前后端；该蒸发段形成在该第一管体的一侧；该冷凝段形成在该第一管体远离该蒸发段的一侧；该传输段形成在该第一管体且介于该蒸发段和该冷凝段之间；该第二管体容置于该第一管体内部且仅位在该传输段，该第二管体的外壁设有一第二毛细结构；该第三毛细结构设置在各该槽沟和该第二毛细结构之间；该工作流体封填在该第一管体内。

为了达到上述的目的，本发明提供一种具有复合毛细的热管制作方法，其步骤包括：

a)提供具有一第一毛细结构的一第一管体，对该第一管体的一端施以缩口封合；

b)提供具有一第二毛细结构的一第二管体，将第二管体插入该第一管体内，而在该第一毛细结构和该第二毛细结构之间形成有一待装填空间；

c)提供一第三毛细结构，将该第三毛细结构填入该待装填空间内；

d)提供一加热设备，对该第一毛细结构、该第二毛细结构和该第三毛细结构加热结合成一复合毛细结构；

e)提供一工作流体，将该工作流体填入该第一管体内部；以及

f)提供一除气焊接设备，以该除气焊接设备对该第一管体进行除气及封口。

本发明还具有以下功效，其是利用第一管体和第二管体的配设关系，可将气体通过和液体通过在传输段区域被有效地分隔开来，以在互不干扰的情况下进行汽化工作流体和液化工作流体的快速传输，进而能提高热管的热传导效能。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1本发明热管组合剖视图；

图2本发明的第二管体置入第一管体内组合示意图；

图3为图1的3-3冷凝段剖视图；

图4为图1的4-4传输段剖视图；

图5为图1的5-5蒸发段剖视图；

图6本发明热管应用电子发热元件组合示意图；

图7本发明热管的另一实施例组合剖视图；

图8本发明热管制作流程图；

图9本发明热管的又一实施例组合剖视图；

图10本发明热管的再一实施例组合剖视图。

其中，附图标记

1、1'…热管

100…蒸发段    101…冷凝段

102…传输段

10…第一管体

11…槽沟       12…第一毛细结构

20…第二管体

21…槽道       22…第二毛细结构

23…光滑面

30…第三毛细结构

40…工作流体

6…电子发热源

7…散热鳍片组

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而所附的附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

请参阅图1至图5所示，本发明提供一种具有复合毛细的热管，此热管1主要包括一第一管体10、一第二管体20、一第三毛细结构30及一工作流体40。

先参见图2，第一管体10为以铜等导热性良好的金属材料所制成，在此第一管体10的内壁开设有多条凹状槽沟11，各凹状槽沟11为间隔配置并与第一管体10的轴心线相互平行，且各槽沟11是以连贯第一管体10的前后端方式开设；此些槽沟11共同组合构成本实施例的第一毛细结构12，但不以此种型态为限制。

第二管体20也以铜等导热性良好的金属材料所制成，在此第二管体20的外壁表面设有多条凹状槽道21，各凹状槽道21为间隔配置并与第二管体20的轴心线相互平行，且各槽道21是以连贯第二管体20的前后端方式开设，此些槽道21是共同组合构成本实施例的第二毛细结构22，但不以此种型态为限制；另外此第二管体20的内壁表面为一光滑面23。此第二管体20的长度和管径皆小于第一管体10的长度和管径，以容置在第一管体10内部的中间区域处；且每一槽道21是可以与前述的每一槽沟11对位方式配设(如图4所示)、或彼此呈错位方式配设(如图10所示)。此外，本发明中的第二毛细结构22也可为烧结金属粉末或金属编织网的型态(图未示出)。

本实施例的第三毛细结构30为一烧结金属粉末，但不以此种型态为限制；其是被填入第一管体10内部，且部分区段是界于第一毛细结构12和第二毛细结构22之间，以使第二管体20被撑起且稳固地定位在第一管体10内。

工作流体40可为纯水，其是被填注在第一管体10内部，对第一管体10内部进行除气及抽真空后以得一热管1。

此热管1依其使用情况分别形成有一蒸发段100、一冷凝段101和一传输段102(如图1所示)，此蒸发段100是用以与一热源6相互热接触(如图6所示)，冷凝段101则是用以与一散热鳍片组7相互热接触(如图6所示)且是远离前述蒸发段100的区域，传输段102则是介于蒸发段100和冷凝段101之间；本实施例的第二管体20是配设在热管1的传输段102内，且在传输段102内部由第一毛细结构12、第二毛细结构22和第三毛细结构30所共同组合构成的三层复合毛细结构。

请参阅图6所示，本发明的热管1可以与一散热鳍片组7结合，以提供给主机板上的一电子发热源6(如:处理器等芯片)来散热，将热管1的蒸发段100对应于电子发热源6的发热面贴接，此电子发热源6执行运作所产生的热量，将传导给蒸发段100吸收，此些热量将使内部的液态工作流体40因受热而变成汽化工作流体40，此汽化工作流体40将从传输段102的第二管体20内部流过，藉助第二管体20的光滑面23具有较低的流体流动阻值而可快速通过，继而到达冷凝段101的第一管体10内部，利用套接在冷凝段101上的散热鳍片组7将热量散逸，而使前述的汽化工作流体40凝结为液态工作流体40，藉助冷凝段101内第一毛细结构12和第三毛细结构30组合的毛细吸附作用，以将液态工作流体40回传至传输段102内的第一毛细结构12、第二毛细结构22和第三毛细结构30组合复合毛细结构中，此复合毛细结构由于具有更强大的毛细吸附力，而可快速地将液态工作流体40回流至蒸发段100内部；如此，以构成一热管的连续循环运作。

请参阅图7所示，本发明的热管除了可为上述实施例外，也可如本实施例的型态，此热管1'的冷凝段101内部仅具有第一毛细结构12，因其热阻值小而可加速被汽化的工作流体40的流入速度。

请参阅图1和图8所示，本发明具有复合毛细的热管制作方法，其步骤包括：

a)提供具有一第一毛细结构12的一第一管体10，对该第一管体10的一端施以缩口封合；

b)提供具有一第二毛细结构22的一第二管体20，将第二管体20插入该第一管体10内，而在该第一毛细结构12和该第二毛细结构22之间形成有一待装填空间；

c)提供一第三毛细结构30，将该第三毛细结构30填入该待装填空间内；

d)提供一加热设备，对该第一毛细结构12、该第二毛细结构22和该第三毛细结构30加热结合成一复合毛细结构；

e)提供一工作流体40，将该工作流体40填入该第一管体10内部；以及

f)提供一除气焊接设备，以该除气焊接设备对该第一管体10进行除气及封口。

进一步说明，本实施例的第三毛细结构30若为一烧结金属粉末，制作时先将第二管体20套设在一芯棒(图未示出)上，次将芯棒和第二管体20一起插入第一管体10内(如图2所示)，而在第一毛细结构12和第二毛细结构22之间形成有一待装填空间，再将金属粉末填入前述待装填空间内；以一烧结加热设备(图未示出)对金属粉末进行烧结加工，而形成由第一毛细结构12、第二毛细结构22和由烧结金属粉末所构成的第三毛细结构30的一复合毛细结构。

另外在蒸发段100内部为由前述各槽沟11所形成的第一毛细结构12和由前述烧结金属粉末所形成的第三毛细结构30所共同组成的一实心体(如图5所示)。冷凝段101内部则是由前述各槽沟11所形成的第一毛细结构12和由前述烧结金属粉末所形成的第三毛细结构30所共同组成的一中空体(如图3所示)。

请参阅图9及图10所示，本发明的热管1内部的第三毛细结构30除了可为上述实施例外，其也为一金属编织网(如图9所示)或一纤维束(如图10所示)。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (17)

1.一种具有复合毛细的热管，其特征在于，包括：

一第一管体，内壁设有一第一毛细结构，该第一毛细结构为开设在该第一管体内壁的多条凹状槽沟，各该槽沟连贯该第一管体的前后端；

一蒸发段，形成在该第一管体的一侧；

一冷凝段，形成在该第一管体远离该蒸发段的一侧；

一传输段，形成在该第一管体且介于该蒸发段和该冷凝段之间；

一第二管体，容置于该第一管体内部且仅位在该传输段，该第二管体的外壁设有一第二毛细结构；

一第三毛细结构，设置在各该槽沟和该第二毛细结构之间；以及

一工作流体，封填在该第一管体内。

2.根据权利要求1所述的具有复合毛细的热管，其特征在于，该第二毛细结构为开设在该第二管体外壁的多条凹状槽道。

3.根据权利要求2所述的具有复合毛细的热管，其特征在于，每一该槽沟与每一该槽道对位配置。

4.根据权利要求2所述的具有复合毛细的热管，其特征在于，每一该槽沟与每一该槽道错位配置。

5.根据权利要求1所述的具有复合毛细的热管，其特征在于，该第二毛细结构为一烧结金属粉末。

6.根据权利要求1所述的具有复合毛细的热管，其特征在于，该第二毛细结构为一金属编织网。

7.根据权利要求1所述的具有复合毛细的热管，其特征在于，该第三毛细结构为一烧结金属粉末。

8.根据权利要求1所述的具有复合毛细的热管，其特征在于，该第三毛细结构为一金属编织网。

9.根据权利要求1所述的具有复合毛细的热管，其特征在于，该第三毛细结构为一纤维束。

10.根据权利要求1所述的具有复合毛细的热管，其特征在于，该第二管体的内壁表面为一光滑面。

11.根据权利要求1所述的具有复合毛细的热管，其特征在于，该蒸发段内部为由该第一毛细结构和该第三毛细结构所组成的一实心体。

12.根据权利要求1所述的具有复合毛细的热管，其特征在于，该冷凝段内部为由该第一毛细结构和该第三毛细结构所组成的一中空体。

13.一种具有复合毛细的热管制作方法，其特征在于，步骤包括：

a)提供具有一第一毛细结构的一第一管体，对该第一管体的一端施以缩口封合；

b)提供具有一第二毛细结构的一第二管体，将第二管体插入该第一管体内，而在该第一毛细结构和该第二毛细结构之间形成有一待装填空间；

c)提供一第三毛细结构，将该第三毛细结构填入该待装填空间内；

d)提供一加热设备，对该第一毛细结构、该第二毛细结构和该第三毛细结构加热结合成一复合毛细结构；

e)提供一工作流体，将该工作流体填入该第一管体内部；以及

f)提供一除气焊接设备，以该除气焊接设备对该第一管体进行除气及封口。

14.根据权利要求13所述的具有复合毛细的热管制作方法，其特征在于，步骤a)中，该第一毛细结构为开设在该第一管体内壁的多条凹状槽沟。

15.根据权利要求14所述的具有复合毛细的热管制作方法，其特征在于，步骤b)中，该第二毛细结构为开设在该第二管体外壁的多条凹状槽道。

16.根据权利要求15所述的具有复合毛细的热管制作方法，其特征在于，步骤b)中，每一该槽沟与每一该槽道对位配置。

17.根据权利要求15所述的具有复合毛细的热管制作方法，其特征在于，步骤b)中，每一该槽沟与每一槽道错位配置。

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