CN103307916A - 平板热管 - Google Patents

平板热管 Download PDF

Info

Publication number
CN103307916A
CN103307916A CN201210060491XA CN201210060491A CN103307916A CN 103307916 A CN103307916 A CN 103307916A CN 201210060491X A CN201210060491X A CN 201210060491XA CN 201210060491 A CN201210060491 A CN 201210060491A CN 103307916 A CN103307916 A CN 103307916A
Authority
CN
China
Prior art keywords
capillary structure
heat pipe
plate
flat
top board
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201210060491XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN103307916B (zh
Inventor
代升亮
罗友梁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furui Precise Component Kunshan Co Ltd
Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Original Assignee
Furui Precise Component Kunshan Co Ltd
Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Furui Precise Component Kunshan Co Ltd, Hon Hai Precision Industry Co Ltd filed Critical Furui Precise Component Kunshan Co Ltd
Priority to CN201210060491.XA priority Critical patent/CN103307916B/zh
Priority claimed from CN201210060491.XA external-priority patent/CN103307916B/zh
Priority to TW101108787A priority patent/TWI577958B/zh
Priority to US13/436,978 priority patent/US20130233519A1/en
Publication of CN103307916A publication Critical patent/CN103307916A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103307916B publication Critical patent/CN103307916B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/04—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with tubes having a capillary structure
    • F28D15/046—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with tubes having a capillary structure characterised by the material or the construction of the capillary structure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/0233—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes the conduits having a particular shape, e.g. non-circular cross-section, annular

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

一种平板热管，包括壳体及贴设于壳体内表面的毛细结构，所述壳体的内表面及所述毛细结构的表面共同围成蒸汽通道，所述毛细结构及所述蒸汽通道的体积相等。与现有技术相比，本发明的平板热管的蒸汽通道位于毛细结构的外侧，自毛细结构蒸发的工作介质自其一侧面进入蒸汽通道，如此，蒸发的工作介质之间相互影响较小，不容易形成紊流，并且，由于毛细结构与蒸汽通道的体积相等，既保障了平板热管的最大传热量，又使热阻相对较小，从而使平板热管具有更加优越的性能。

Description

平板热管
技术领域
本发明涉及一种热管，特别是一种平板热管。
背景技术
目前业界普遍采用热管来解决高速计算机的高密度散热问题，如热导管、回路热管、以及平板热管(Vapor Chamber)等产品。
平板热管的工作原理与传统热管相同，因其具有比传统热管更大的热传导面积，且符合“轻、薄、短、小”的高实用价值，而被大量应用在具有较大散热面的电子产品上。
传统的平板热管包括一金属壳体及均匀贴设于金属壳体内表面各处的一连续的毛细结构。毛细结构包含一蒸汽通道于其内。平板式热管工作时，毛细结构内的工作液体因受热而蒸发并进入蒸汽通道。自毛细结构各处进入蒸汽通道的工作液体容易相互干扰而形成紊流，进而降低了工作液体的流动速度，降低了平板式热管的传热效率。并且，由于毛细结构与蒸汽通道所占壳体内部空间的比值不同，对平板热管最大传热量及热阻的影响不同。如何通过调整毛细结构与蒸汽通道所占壳体内部空间的比值来达到既保障了平板热管的最大传热量，又使热阻相对较小效果，成为目前业界函待解决的一大技术难题。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种具有良好传热性能的平板式热管。
一种平板热管，包括壳体及贴设于壳体内表面的毛细结构，所述壳体的内表面及所述毛细结构的表面共同围成蒸汽通道，所述毛细结构及所述蒸汽通道的体积相等。
与现有技术相比，本发明的平板热管的蒸汽通道位于毛细结构的外侧，自毛细结构蒸发的工作介质自其一侧面进入蒸汽通道，如此，蒸发的工作介质之间相互影响较小，不容易形成紊流，并且，由于毛细结构与蒸汽通道的体积相等，既保障了平板热管的最大传热量，又使热阻相对较小，从而使平板热管具有更加优越的性能。
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是本发明平板热管的立体示意图。
图2是图1所示平板热管的沿II-II的纵向剖面示意图。
图3是图1所示平板热管的沿III-III的横向剖面示意图。
图4是本发明第二实施例的平板热管的纵向剖面示意图。
图5是本发明第二实施例的平板热管的横向剖面示意图。
图6是本发明第三实施例的平板热管的纵向剖面示意图。
图7是本发明第三实施例的平板热管的横向剖面示意图。
图8是本发明第四实施例的平板热管的纵向剖面示意图。
图9是本发明第四实施例的平板热管的横向剖面示意图。
图10是本发明第五实施例的平板热管的纵向剖面示意图。
图11是本发明第五实施例的平板热管的横向剖面示意图。
主要元件符号说明
平板热管 1、1a、1b、1c、1d
壳体 10
顶板 11
底板 13
连接板 15
收容空间 16
第一端 17
蒸汽通道 18、18a、18b、18c、18d
第二端 19
毛细结构 30、30a、30b、30c、30d
端面 31、31d、31e
侧面 33、33a
连接面 35
分界面 37、37a、37b、37c
左端面 31a
右端面 34a
第一连接面 35a
第二连接面 36a
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
如图1至图3所示，为本发明第一实施例的平板热管1。该平板热管1包括一壳体10、贴设于壳体10内表面的毛细结构30及收容于壳体10内的工作介质（图未示）。
该壳体10由导热性能良好的金属制成，包括一纵长的顶板11、位于顶板11一侧并与顶板11平行相对的一纵长的底板13及连接顶板11及底板13相对两侧边缘的二外凸的弧形连接板15。所述顶板11与底板13的相对两端因打扁而形成相互紧贴的第一端17及第二端19，从而使所述顶板11、底板13及二连接板15共同形成一密封的收容空间16。在平板热管1的纵向方向上，自第一端17朝向第二端19延伸的一段为用于与热源接触的蒸发段，自第二端19朝向第一端17延伸的一段为用于冷凝蒸发的工作介质的冷凝段，介于蒸发段与冷凝段之间的中间部分为传热段。
所述毛细结构30为由铜、银或铝丝等金属丝编织的编织网结构或由金属粉末烧结形成的粉末烧结结构。所述毛细结构30大致为一三棱锥体，贴设于壳体10第一端17及一连接板15的内表面，并朝向另一连接板15倾斜延伸至第二端19，且占据所述收容空间16一半的体积，使所述收容空间16内形成位于毛细结构30外侧的一蒸汽通道18。
具体的说，所述毛细结构30体积较大的一端所对应的端面31贴设在所述壳体10的第一端17内表面上，自所述端面31延伸的二相对的侧面33及一弧形连接面35分别贴设所述壳体10的顶板11的一侧、底板13的一侧及相应的一连接板15。一纵长的分界面37朝向且间隔远离连接面35的另一连接板15并连接二侧面33远离连接面35的一端。该毛细结构30沿壳体10横向的宽度自壳体10的第一端17朝向第二端19逐渐减小。该毛细结构30所述端面31的横截面呈椭圆形。该毛细结构30的侧面33呈直角三角形，贴设于顶板11或底板13的一角上，其表面积为顶板11或底板13一侧表面的一半。所述壳体10的底板13的内表面、顶板11的内表面、毛细结构30的分界面37及远离毛细结构30的连接板15的内表面共同围成所述蒸汽通道18。所述蒸汽通道18的形状与所述毛细结构30的外轮廓形状相同。
这种平板热管1在使用时，蒸发段与热源贴设吸收热源的热量，毛细结构30内的工作介质因受热而蒸发并进入蒸汽通道18。由于蒸汽通道18位于毛细结构30的外侧，自毛细结构30蒸发的工作介质自分界面37进入蒸汽通道18，如此，蒸发的工作介质之间相互影响较小，不容易形成紊流，进而保证了平板热管1的工作性能。同时毛细结构30沿壳体10横向的宽度自冷凝段向蒸发段递增，如此，毛细结构30位于蒸发段部分的毛细力大于位于冷凝段部分的毛细力，能够使冷凝后的工作介质快速回流。
并且，本发明中，通过对平板热管1的蒸汽通道18与毛细结构30所占收容空间16的体积比值的调整，进一步优化了平板热管1的性能。以下以厚度为1.5毫米、长度为160毫米的平板热管1为例（该平板热管1打扁前的直径为6毫米），通过蒸汽通道18所占收容空间16体积的比例的不同来体现其对热管性能的影响。
蒸汽通道18所占收容空间16体积比例 Qmax(W) R(℃/W)
0.45 31.5 0.45
0.5 32 0.2
0.67 31 0.15
0.7 25 0.13
上表中，Qmax表示平板热管1的最大传热量，R表示平板热管1的热阻。
由上表可知，在蒸汽通道18所占收容空间16体积比例大于0.5的情况下，随着蒸汽通道18的增大，热管的最大传热量明显减小。而在蒸汽通道18所占收容空间16体积比例小于0.5的情况下，平板热管1的热阻过大。无论是热阻过大亦或最大传热量较小，都将影响平板热管1的性能。而本发明中，通过不懈的研究，使蒸汽通道18所占收容空间16体积比例等于0.5，亦即蒸汽通道18与毛细结构30体积相等，既保障了平板热管1的最大传热量，又使热阻相对较小，从而使平板热管1具有更加优越的性能。
可以理解的，平板热管1的毛细结构30也可以具有其它形状，只要其位于壳体10内部蒸汽通道18的外侧并且占据所述收容空间16的体积的1/2即可。
图4及图5所示为本发明第二实施例的平板热管1a的纵截面图。本实施例中平板热管1a与第一实施例中平板热管1的区别在于毛细结构30a与毛细结构30的形状不同。在本实施例中，该毛细结构30a大致为一三棱柱，其左端面31a贴设在壳体10的第一端17的内表面，在左端面31a延伸的上下相对的一第一连接面35a及一第二连接面36a分别贴设二连接板15的内表面，连接第一连接面35a及第二连接面36a及左端面31a的二相对的侧面33a分别贴设顶板11与底板13的一侧，其右端面34a与壳体10的第二端19的内表面间隔设置。一分界面37a连接二侧面33a的远离第二连接面36a的底端。该毛细结构30a的纵截面为直角梯形，其宽度在平板热管1a的横向方向上，自第一连接面35a朝向第二连接面36a递增。所述壳体10远离第二连接面36a的连接板15a的内表面、顶板11一端的内表面、底板13的内表面及毛细结构30a的分界面37a共同围成一蒸汽通道18a。
图6及图7所示为本发明第三实施例的平板热管1b。本实施例中平板热管1b与第一实施例中平板热管1的区别在于毛细结构30b与毛细结构30的形状不同。在本实施例中，该毛细结构30b大致为一三棱柱，其贴设在底板13的内表面及对应一连接板15的内表面并朝向另一连接板15倾斜延伸，且与另一连接板15的内表面及顶板11的内表面间隔设置。该毛细结构30的纵截面呈矩形，其横截面为具有一外凸的弧形边的三角形。壳体10顶板11的内表面、远离毛细结构30b的另一连接板15的内表面及毛细结构30b朝向顶板11的一分界面37b共同围设形成一蒸汽通道18b。
图8及图9所示为本发明第四实施例的平板热管1c。本实施例中平板热管1c与第一实施例中平板热管1的区别在于毛细结构30c的形状不同。在本实施例中，该毛细结构30c大致为一长方体，其一弧形的连接面35c贴设在一连接板15的内表面，且在平板热管1c纵向方向上自第一端17水平延伸至第二端19，其朝向另一连接板15延伸的宽度为平板热管1横向宽度的一半。壳体10的远离毛细结构30c的另一连接板15的内表面、顶板11及底板13一侧的内表面及毛细结构30c朝向所述另一连接板15的一分界面37c共同围成一蒸汽通道18c。
图10及图11所示为本发明第五实施例的平板热管1d。本实施例中平板热管1d与第一实施例中平板热管1的区别在于毛细结构30d的形状不同。在本实施例中，该毛细结构30d为一长方体，其一端面31d贴设在壳体10的第一端17内表面的中部，相对的另一端面31e贴设于第二端19内表面的中部，且相对两侧面33d分别贴设顶板11及底板13内表面的中部，如此，使平板热管1d具有位于毛细结构30d上下相对两侧的二纵长的蒸汽通道18d。

Claims (9)

1.一种平板热管，包括壳体及贴设于壳体内表面的毛细结构，其特征在于：所述壳体的内表面及所述毛细结构的表面共同围成蒸汽通道，所述毛细结构及所述蒸汽通道的体积相等。
2.如权利要求1所述的平板热管，其特征在于：所述壳体包括一纵长的顶板、与所述顶板相对设置的一纵长的底板及连接所述顶板及底板相对两侧边沿的二弧形的连接板，所述底板及顶板的相对两端紧贴而使平板热管形成一第一端及与之相对的一第二端。
3.如权利要求2所述的平板热管，其特征在于：所述毛细结构为一三棱锥，其一端面贴设于所述壳体第一端，自所述端面延伸的一连接面及二相对的侧面分别贴设一连接板的内表面、顶板及底板内表面的一侧，并沿壳体的纵向方向倾斜延伸至第二端，使所述壳体的底板及顶板内表面的另一侧、远离所述毛细结构的另一连接板的内表面及毛细结构朝向且间隔所述另一连接板的一分界面共同围成所述蒸汽通道。
4.如权利要求2所述的平板热管，其特征在于：所述毛细结构为一三棱柱，其一端面贴设在所述壳体第一端的内表面，自所述端面延伸的相对的第一连接面及第二连接面分别贴设二连接板的内表面，连接所述第一连接面及第二连接面及端面的二相对的侧面分别贴设顶板与底板的一侧，与所述端面相对的另一端面连接二侧面及第二连接面并与所述第二端的内表面间隔设置，所述毛细结构沿所述壳体横向的宽度自第一连接面朝向第二连接面逐渐增加。
5.如权利要求4所述的平板热管，其特征在于：所述壳体的底板一侧的内表面、顶板一侧的内表面、未贴设第一连接面一端的内表面及毛细结构连接其二侧面远离第二连接面的下端的一分界面共同围成所述蒸汽通道。
6.如权利要求2所述的平板热管，其特征在于：所述毛细结构为一三棱柱，其贴设在底板的内表面及对应一连接板的内表面并沿壳体的横向朝向另一连接板倾斜延伸，且与另一连接板的内表面及顶板的内表面间隔设置，使所述壳体顶板的内表面、远离毛细结构的另一连接板的内表面及毛细结构朝向顶板的一分界面共同围设形成一蒸汽通道。
7.如权利要求2所述的平板热管，其特征在于：所述毛细结构为一长方体，其一侧表面贴设在一连接边内表面，且沿壳体的纵向方向上自第一端水平延伸至第二端，其朝向另一连接板延伸的宽度为所述壳体横向宽度的一半，所述壳体的远离毛细结构的另一连接板的内表面、顶板及底板一侧的内表面及毛细结构朝向所述另一连接板的一分界面共同围成一蒸汽通道。
8.如权利要求2所述的平板热管，其特征在于：所述毛细结构为一长方体，其一端面贴设在所述壳体的第一端内表面的中部，相对的另一端面贴设于第二端内表面的中部，且相对两侧表分别贴设顶板及底板内表面的中部，使所述壳体的二连接板及顶板及底板分别与毛细结构形成位于毛细结构上下相对两侧的二蒸汽通道。
9.如权利要求3或4任一项所述的平板热管，其特征在于：所述毛细结构沿壳体横向的宽度自第一端向第二端减小。
CN201210060491.XA 2012-03-09 2012-03-09 平板热管 Expired - Fee Related CN103307916B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210060491.XA CN103307916B (zh) 2012-03-09 平板热管
TW101108787A TWI577958B (zh) 2012-03-09 2012-03-15 平板熱管
US13/436,978 US20130233519A1 (en) 2012-03-09 2012-04-01 Flat heat pipe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210060491.XA CN103307916B (zh) 2012-03-09 平板热管

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103307916A true CN103307916A (zh) 2013-09-18
CN103307916B CN103307916B (zh) 2016-11-30

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022007032A1 (zh) * 2020-07-06 2022-01-13 瑞声声学科技(深圳)有限公司 均温板及均温板的加工方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02133795A (ja) * 1988-11-12 1990-05-22 Furukawa Electric Co Ltd:The 細径ヒートパイプ
JP2007163076A (ja) * 2005-12-15 2007-06-28 Toshiba Corp 蒸発器及び熱輸送装置
CN101581548A (zh) * 2009-06-13 2009-11-18 中山伟强科技有限公司 一种超薄热管

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02133795A (ja) * 1988-11-12 1990-05-22 Furukawa Electric Co Ltd:The 細径ヒートパイプ
JP2007163076A (ja) * 2005-12-15 2007-06-28 Toshiba Corp 蒸発器及び熱輸送装置
CN101581548A (zh) * 2009-06-13 2009-11-18 中山伟强科技有限公司 一种超薄热管

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022007032A1 (zh) * 2020-07-06 2022-01-13 瑞声声学科技(深圳)有限公司 均温板及均温板的加工方法

Also Published As

Publication number Publication date
TWI577958B (zh) 2017-04-11
US20130233519A1 (en) 2013-09-12
TW201337198A (zh) 2013-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20200182556A1 (en) Flat heat pipe structure
US8459340B2 (en) Flat heat pipe with vapor channel
CN100498186C (zh) 热管
US8757247B2 (en) Heat pipe structure
US20110174466A1 (en) Flat heat pipe
US8776874B2 (en) Heat exchanger tubes and methods for enhancing thermal performance and reducing flow passage plugging
TW201240587A (en) Vapor chamber
CN100444364C (zh) 热管散热装置
TWI633269B (zh) Heat pipe
CN103715156A (zh) 冷却装置和半导体装置
WO2017013761A1 (ja) 熱輸送装置
JP5778302B2 (ja) 熱輸送装置
CN110351991B (zh) 传热基板及散热器结构
TWI585356B (zh) 平板熱管
US20130105131A1 (en) Flattened heat pipe
TW201730497A (zh) 熱管
CN105371684B (zh) 一种换热器板片结构
CN105387741B (zh) 一种新型非对称通道结构的换热器板片组
CN104764255A (zh) 平行流换热器
CN102042777A (zh) 平板式热管
TWI577958B (zh) 平板熱管
CN100471374C (zh) 热管散热装置
CN103307916B (zh) 平板热管
CN104823012A (zh) 用于热交换器的管子元件
JP5431210B2 (ja) 伝熱管及び熱交換器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20161130

Termination date: 20180309

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee