CN103123234B - 薄型热管结构及其成型方法 - Google Patents

Abstract

一种薄型热管结构及其成型方法，该薄型热管结构包括一管体及至少一毛细结构，该管体的蒸发端及冷凝端内分别设有一第一腔室及一连通第一腔室的第二腔室，该第一腔室的空间小于第二腔室的空间，而该毛细结构设于第一、二腔室内，并与该第一、二腔室共同界定至少一通道；通过本发明此结构及方法的设计，得有效达到减少压力阻抗及提升汽液循环的效果。

Description

薄型热管结构及其成型方法

技术领域

本发明有关于一种薄型热管结构及其成型方法，尤指一种具有减少压力阻抗，进而有效提升汽液循环效率的薄型热管结构及其成型方法。

背景技术

热管，其表观上的热传导率是铜、铝等金属的数倍至数十倍左右而相当的优异，因此是作为冷却用元件被运用于各种热对策相关机器。从形状来看，热管可分成圆管形状的热管、平面形状的热管。为了冷却CPU等的电子机器的被冷却零件，基于容易安装于被冷却零件且能获得宽广接触面积的观点，宜使用平面型热管来进行散热。随着冷却机构的小型化、省空间化，在使用热管的冷却机构的情况，更有严格要求该热管的极薄型化的必要，故业者便开发出一种薄型热管(即平板式热管)。

然，公知薄型热管内部设有空间来作为工作流体的流路，并收容于空间内的工作流体，再经由蒸发、冷凝等的相变化和移动等，而进行热的转移，藉以达到导热的效果。

而薄型热管于制造上通过于一中空管体中填入金属粉末，并将该金属粉末通过烧结的方式于该中空管体内壁形成一毛细结构层，其后对该中空管体进行抽真空并填入工作流体，最后封闭压扁以成就薄型热管结构。

虽公知薄型热管可达到薄型化的目的，但却延伸出另一问题，因为薄型热管的蒸发端及冷凝端的管径相同，相对的于蒸发端与冷凝端内的空间大小亦一样，所以使得该蒸发端与冷凝端内的空间压力差相差无几，让蒸发端其内的汽态工作流体无法迅速流动至冷凝端处冷凝而转换为液态工作流体，进而亦会影响液态工作流体藉由毛细结构回流至蒸发端的速度，因此，俾使造成整体汽液循环效果不佳，且又无法改善薄型热管的蒸发端与冷凝端内之间的压力阻抗问题。

此外，于制造上对薄型热管进行弯折时，则内部毛细烧结体会容易脆化分解或脱离原先设置的部位成为不良品，故令该薄型热管的热传效能大幅降低。

以上所述，公知技术具有下列缺点：

1.汽液循环效率不佳；

2.导热效果不佳；

3.无法改善薄型热管的蒸发端与冷凝端内之间的压力阻抗问题。

因此，要如何解决上述公用的问题与缺失，即为本案的创作人与从事此行业的相关厂商所亟欲研究改善的方向所在。

发明内容

为此，为有效解决上述的问题，本发明的主要目的提供一种具有提升汽液循环及减少压力阻抗的薄型热管结构。

本发明的次要目的，在提供一种具有绝佳导热效果的薄型热管结构。

本发明的次要目的，在提供一种具有提升汽液循环及减少压力阻抗的薄型热管结构成型方法。

本发明的次要目的，在提供一种具有绝佳导热效果的薄型热管结构成型方法。

为达上述目的，本发明提供一种薄型热管结构，包括一管体及至少一毛细结构，该管体具有一蒸发端及一从该蒸发端向外延伸的冷凝端，该蒸发端及冷凝端内分别设有一第一腔室及一连通该第一腔室的第二腔室，并该第一腔室的空间小于该第二腔室的空间，所述毛细结构设于该第一、二腔室内，并与所述第一、二腔室共同界定至少一通道；通过该冷凝端的第二腔室大于蒸发端的第一腔室，以有效促使该蒸发端内的汽态工作流体迅速流至冷凝端，藉以达到提升汽液循环效果，进而更可减少压力阻抗的功效。

本发明另提供一种薄型热管结构成型方法，首先提供一具有一第一腔室及一第二腔室的管体及至少一毛细结构，其中该第一腔室的空间小于第二腔室的空间，并将该毛细结构置入该第一、二腔室内的同时，对该管体施以机械加工，然后再将所述管体的两端封闭，并同时抽取真空及填充工作流体；藉由本发明此方法的设计，俾使有效达到提升汽液循环效果及减少压力阻抗的效果。

本发明另提供一种薄型热管结构成型方法，首先提供一具有一第一腔室及一第二腔室的管体及至少一毛细结构，其中该第一腔室的空间小于第二腔室的空间，并将该毛细结构置入该第一、二腔室内，然后再将所述管体的两端封闭，并同时抽取真空及填充工作流体，最后对以封闭的管体施以机械加工作业；所以通过本发明此方法的设计，俾使有效达到提升汽液循环效果及减少压力阻抗的效果。

附图说明

图1是本发明的较佳实施例的立体示意图；

图2是本发明的较佳实施例的局部剖面立体示意图；

图3是本发明的较佳实施例的剖面侧视示意图；

图4是本发明的较佳实施例的剖面俯视示意图；

图5是本发明的较佳实施例的流程示意图；

图6是本发明的较佳实施例的另一流程示意图。

【主要元件符号说明】

薄型热管结构...1

管体...10

蒸发端...101

第一腔室...1011

冷凝端...102

第二腔室...1021

第一侧壁...1031

第二侧壁...1032

第三侧壁...1033

第四侧壁...1034

通道...105

第一通道...1051

第二通道...1052

空隙...106

毛细结构...12

第一侧...121

第二侧...122

第三侧...123

第四侧...124

具体实施方式

本发明的上述目的及其结构与功能上的特性，将依据所附图式的较佳实施例予以说明。

本发明是一种薄型热管结构及其成型方法，请参阅图1、图2、图4示，显示本发明的较佳实施例的组合及局部剖面示意图；该薄型热管结构1包括一管体10及至少一毛细结构12，其中该管体10具有一蒸发端101及一从该蒸发端101向外延伸的冷凝端102，该蒸发端101及冷凝端102内分别设有一第一腔室1011及一第二腔室1021，该第一腔室1011连通第二腔室1021，且其空间小于该第二腔室1021的空间，并该第一、二腔室1011、1021内填充有一工作流体，前述工作流体于该较佳实施以纯水做说明表示，但并不局限于此，惟具体实施时，凡亦可利于蒸发散热的流体为无机化合物、醇类、酮类、液态金属、冷煤、有机化合物或其混合物皆为所叙述的工作流体，合先陈明。

另者前述第一、二腔室1011、1021共同设有一第一侧壁1031、一第二侧壁1032、一第三侧壁1033及一第四侧壁1034，该第一侧壁1031相对该第二侧壁1032，该第三侧壁1033相对该第四侧壁1034。

再者该蒸发端101与一发热元件(如中央处理器、绘图晶片、南北桥晶片、执行单元等；图中未示)相贴设，其用以吸收该发热元件产生的热源，令该蒸发端101的第一腔室1011的液态工作流体吸收热源而产生蒸发，以转换为汽态工作流体，俟该汽态工作流体到冷凝端102的第二腔室1021上受冷却而冷凝转换为液态工作流体后，该液态工作流体藉由重力或毛细结构12的毛细力回流至蒸发端101的第一腔室1011继续汽液循环，以有效达到绝佳的散热效果。

所以通过前述冷凝端102的第二腔室1021大于蒸发端101的第一腔室1011，藉以减少该冷凝端102的第二腔室1021内的压力阻抗，让该蒸发端101的第一腔室1011内转换的汽态工作流体，所受到的压力阻抗较小而能够迅速流向该冷凝端102第二腔室1021上，且相对的能快速驱使于冷凝端102的第二腔室1021内的液态工作流体回流至蒸发端101的第一腔室1011，以有效大幅提升汽液循环及达到减少压力阻抗的效果。

此外，于本发明实际实施时，前述冷凝端102可与相对的一散热鳍片组(图中未示)相穿设或贴设，通过该散热鳍片组能迅速将冷凝端102上热量对外散热，以有效加速汽态工作流体于冷凝端102处冷凝为液态工作流体的效果。

续参阅图3、图4示，辅以参阅第2图示，前述毛细结构12选择为网目、纤维、烧结粉末、网目及烧结粉末组合其中任一；并毛细结构12设于该第一、二腔室1011、1021内，且其具有导流能力、提供更多的回流通道(channel)及支撑的功效，且该毛细结构12与该第一、二腔室1011、1021共同界定至少一通道105，于该较佳实施的毛细结构12设置在该第一、二腔室1011、1021内的中央处，以与该第一、二腔室1011、1021分别界定出二个通道105做说明；

亦即前述毛细结构12设有一第一侧121、一相反该第一侧121的第二侧122、一第三侧123及一相反该第三侧123的第四侧124，前述第二侧122与相对的第二侧壁1032相贴设，该第三侧123与对应该第三侧壁1033之间界定一第一通道1051，该第四侧124与对应该第四侧壁1034之间界定一第二通道1052，并该第一腔室1011内的第一侧壁1031贴设在对应的第一侧121上，该第二腔室1021内的第一侧壁1031与相对该第一侧121间界定一空隙106，该空隙106连通该第一、二通道1051、1052。

其中前述蒸发端101的第一腔室1011内的第一、二通道1051、1052的空间小于该冷凝端102的第二腔室1021内的第一、二通道1051、1052与空隙106共同界定的空间，所以藉由前述空隙106令该第二腔室1021内的第一、二通道1051、1052空间更宽广，藉以大幅减少冷凝端102的第二腔室1021内的压力阻抗，并有助于驱使蒸发端101的第一腔室1011内的汽态工作流体迅速朝第二腔室1021方向流动，以有效达到提升汽液循环及绝佳散热的效果。

再者，于具体实施时，前述毛细结构12并不局限设在该第一、二腔室1011、1021内的中央处，亦可选择设在第一、二腔室1011、1021共同设有的第三侧壁1033上，或设在第四侧壁1034上，或设在该第三侧壁1033与第四侧壁1034之间的位置；此外，使用者可以事先根据管体10的宽度、传导效率以及汽液循环效率的需求，设定毛细结构12及通道105的数量，如二毛细结构12设置在该第一、二腔室1011、1021内，并与第一、二腔室1011、1021共同界定出三个通道105，合先陈明。

故通过本发明前述管体10的冷凝端102的第二腔室1021大于蒸发端101的第一腔室1011，以与毛细结构12结合一体的设计，使得有效提升汽液循环效率以达到绝佳的散热效果，进而更可达到减少压力阻抗的效果。

请参阅图5，显示本发明的薄型热管结构成型方法步骤流程示意图；并辅以一并参阅图1图4，如图所示，本发明薄型热管结构成型方法，包括下列步骤：

(S1)提供一具有一第一腔室及一第二腔室的管体及至少一毛细结构，并该第一腔室的空间小于该第二腔室的空间；

提供一具有第一腔室1011及第二腔室1021的管体10及至少一毛细结构12，并该管体10的蒸发端101其内第一腔室1011的空间小于该管体10的冷凝端102其内第二腔室1021的空间；其中该毛细结构12选择为网目、纤维、烧结粉末、网目及烧结粉末组合其中任一。

(S2)将该毛细结构置入该第一、二腔室内，并对该管体施以机械加工；

将前述毛细结构12置入该第一、二腔室1011、1021内，并对该管体10的一端(即蒸发端101)至另一端(即冷凝端102)施以机械加工，如冲压或滚压任一方式。

(S3)将该管体的两端封闭，并同时抽取真空及填充工作流体；

将该管体10的两端(即所述蒸发端101与冷凝端102)封闭，并同时抽取真空，以及将工作流体填充入该第一、二腔室1011、1021内。

所以通过本发明此方法的设计，使得有效藉以减少该冷凝端102的第二腔室1021内的压力阻抗，以有效促使蒸发端101的第一腔室1011内的汽态工作流体可迅速朝第二腔室1021方向流动，因此，得有效达到减少压力阻抗及提升汽液循环的效果，进而更可达到绝佳的散热效果者。

请参阅图6，显示本发明的另一薄型热管结构成型方法步骤流程示意图；并辅以一并参阅图1图4，如图所示，本发明薄型热管结构成型方法，包括下列步骤：

(S1)提供一具有一第一腔室及一第二腔室的管体及至少一毛细结构，并该第一腔室的空间小于该第二腔室的空间；

提供一具有第一腔室1011及第二腔室1021的管体10及至少一毛细结构12，并该管体10的蒸发端101其内第一腔室1011的空间小于该管体10的冷凝端102其内第二腔室1021的空间；其中该毛细结构12选择为网目、纤维、烧结粉末、网目及烧结粉末组合其中任一。

(S2)将该毛细结构置入该第一、二腔室内；

将前述毛细结构12置入该第一、二腔室1011、1021内。

(S3)将该管体的两端封闭，并同时抽取真空及填充工作流体；

将该管体10的两端(即所述蒸发端101与冷凝端102)封闭，并同时抽取真空，以及将工作流体填充入该第一、二腔室1011、1021内。

(S4)对以封闭的管体施以机械加工作业；

对前述以封闭及其内填充有工作流体的管体10一端(即蒸发端101)至另一端(即冷凝端102)施以机械加工作业，如冲压或滚压任一方式。

故通过本发明此方法的设计，使得有效藉以减少该冷凝端的第二腔室1021内的压力阻抗，以有效促使蒸发端101的第一腔室1011内的汽态工作流体可迅速朝第二腔室1021方向流动，因此，得有效达到减少压力阻抗及提升汽液循环的效果，进而更可达到绝佳的散热效果者。

以上所述，本发明相较于公知具有下列的优点：

1.具有提升汽液循环效率；

2.导热效果佳；

3.具有减少压力阻抗的效果。

按，以上所述，仅为本发明的较佳具体实施例，惟本发明的特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明领域内，可轻易思及的变化或修饰，皆应涵盖在以下本发明的权利要求中。

Claims (10)

1.一种薄型热管结构，其特征在于，包括：

一管体，具有一蒸发端及一从该蒸发端向外延伸的冷凝端，该蒸发端及冷凝端内分别设有一第一腔室及一连通该第一腔室的第二腔室，该第一、二腔室内填充有一工作流体，并该第一腔室的空间小于该第二腔室的空间；及

至少一毛细结构，设于该第一、二腔室内，且其与该第一、二腔室共同界定至少一通道；

所述毛细结构设有一第一侧、一相反该第一侧的第二侧、一第三侧及一相反该第三侧的第四侧，该第二侧与相对的第二侧壁相贴设，该第三侧与对应该第三侧壁的间界定一第一通道，该第四侧与对应该第四侧壁之间界定一第二通道，并该第一腔室内的第一侧壁贴设在对应的第一侧上，该第二腔室内的第一侧壁与相对该第一侧间界定一空隙，该空隙连通该第一、二通道。

2.如权利要求1所述的薄型热管结构，其特征在于，所述第一、二腔室共同设有一第一侧壁、一第二侧壁、一第三侧壁及一第四侧壁，该第一侧壁相对该第二侧壁，该第三侧壁相对该第四侧壁。

3.如权利要求1所述的薄型热管结构，其特征在于，所述第一腔室内的该第一、二通道的空间小于该第二腔室内的第一、二通道与空隙共同界定的空间。

4.如权利要求1所述的薄型热管结构，其特征在于，所述毛细结构选择为网目、纤维、烧结粉末、网目及烧结粉末组合其中任一。

5.如权利要求1所述的薄型热管结构，其特征在于，所述薄型热管结构的成型方法，包括：

提供一所述具有一第一腔室及一第二腔室的管体及至少一所述毛细结构，并该第一腔室的空间小于该第二腔室的空间；

将该毛细结构置入该第一、二腔室内，并对该管体施以机械加工；及

将该管体的两端封闭，并同时抽取真空及填充工作流体。

6.如权利要求5所述的薄型热管结构，其特征在于，所述毛细结构选择为网目、纤维、烧结粉末、网目及烧结粉末组合其中任一。

7.如权利要求5所述的薄型热管结构，其特征在于，前述机械加工为滚压或冲压。

8.如权利要求1所述的薄型热管结构，其特征在于，所述薄型热管结构的成型方法，包括：

提供一所述具有一第一腔室及一第二腔室的管体及至少一所述毛细结构，并该第一腔室的空间小于该第二腔室的空间；

将该毛细结构置入该第一、二腔室内；

将该管体的两端封闭，并同时抽取真空及填充工作流体；及

对以封闭的管体施以机械加工作业。

9.如权利要求8所述的薄型热管结构，其特征在于，所述毛细结构选择为网目、纤维、烧结粉末、网目及烧结粉末组合其中任一。

10.如权利要求8项所述的薄型热管结构，其特征在于，前述机械加工为滚压或冲压。