CN103353249A

CN103353249A - 一种偏心式金属管

Info

Publication number: CN103353249A
Application number: CN2013102845898A
Authority: CN
Inventors: 朱胜利
Original assignee: KUNSHAN DETAI METAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: KUNSHAN DETAI METAL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-07-08
Filing date: 2013-07-08
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2033-07-08
Also published as: CN103353249B

Abstract

本发明公开了一种偏心式金属管。一种偏心式金属管，包括管壁，所述管壁的内周的中心偏离管壁的外周的中心；所述管壁被所述内周的中心与外周的中心的连线线段的对称面分成第一管壁和第二管壁，所述第一管壁的厚度小于第二管壁的厚度。本发明的金属管的管壁的内外周不同心，第一管壁较第二管壁要薄。第一管壁各处的厚度均不相同，第二管壁上局部设置槽体，第二管壁的未设置槽体的部分的各处厚度均不相同。由此不仅降低了第一管壁与第二管壁的距离，使得整个热管的体积减小，同时在保证传热效率的同时，降低填充铜粉量，以降低成本。

Description

一种偏心式金属管

技术领域

本发明涉及散热器用的热管领域，尤其涉及一种偏心式金属管。

背景技术

当今电子产品倾向于轻薄短小方向发展，元器件的发热量随着配置功率增加也越来越高，而市场价格却不断降低，对于散热器主要元器件之一的热管，需要找到一种即符合轻薄短小的发展趋势，又能提高其散热性能，同时降低生产成本的优化结构。

现有的热管的管壁的内外周同心，管壁上下两部分的厚度均匀一致。中国专利CN101839660B公开了一种孔槽复合芯扁平热管，扁平热管包括热管壳体和多孔结构毛细层，壳体由外径为6～10mm，厚度为0.20～0.45mm，其内壁面加工有均匀分布轴向微沟槽的圆管压扁而成；多孔毛细层由金属粉末附着于壳体微沟槽壁面烧结形成，厚度为0.30～0.70mm，多孔毛细层分布有轴向微裂槽。中国专利CN102168931B公开了一种扁平式散热管，该热管由两端封闭的圆管打扁而成，所述管腔内具有与所述蒸发段的管壁接触，并且延伸至管腔的绝热段的主毛细结构及与所述绝热段和冷凝段的管壁接触的辅助毛细结构，在管腔的绝热段，部分所述辅助毛细结构被所述主毛细结构覆盖，所述主毛细结构和辅助毛细结构包围的管腔内填充有工作介质。

在对热管的研究中发现，现有的热管在其打扁后因为地心引力作用，其上面部分毛细结构，并不能充分发挥其应有的效能，而且对换热介质气态时的流动产生了一定阻力，因而热管能效低；打扁后管腔的高度相比打扁前没有大幅度减少致使扁平的官腔的内部高度较大，整个热管的体积较大；管壁的内表面都填充有铜粉，增加了生产成本。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种偏心式金属管，该金属管能效高、热管体积小以及热管生产成本低。

一种偏心式金属管，包括管壁，所述管壁的内周的中心偏离管壁的外周的中心；所述管壁被所述内周的中心与外周的中心的连线线段的对称面分成第一管壁和第二管壁，所述第一管壁的厚度小于第二管壁的厚度。

其中，所述第一管壁各处的厚度均不相同。

其中，所述第一管壁的厚度为0.2～0.6mm。

其中，所述第二管壁的厚度为0.4～0.8mm。

其中，所述第二管壁的直面壁上设置有槽体，所述槽体内填充有辅助毛细结构；所述第二管壁的未设置槽体的部分各处厚度均不相同。。

其中，所述槽体的宽为4～8mm，深为0.15～0.5mm。

其中，辅助毛细结构为经烧结后的铜粉，所述铜粉的粒径为0.11～0.17mm。

其中，金属管为圆管或扁平管。

其中，所述扁平形的金属管的管壁包括位于两端的圆弧面壁及连接所述圆弧面壁的两段直面壁；所述第一管壁的直面壁的外表面与第二管壁的直面壁的外表面之间的距离h1为1～5mm。

其中，所述管壁的材料为铜。

本发明的有益效果为：一种偏心式金属管，包括管壁，所述管壁的内周的中心偏离管壁的外周的中心；所述管壁被所述内周的中心与外周的中心的连线线段的对称面分成第一管壁和第二管壁，所述第一管壁的厚度小于第二管壁的厚度。本发明的金属管的管壁的内外周不同心，第一管壁较第二管壁要薄。第一管壁的壁厚在任意点上均存在不同，第二管壁上设置槽体，在未设置槽体的部分的各处厚度均不相同。由此不仅降低了第一管壁与第二管壁的距离，使得整个热管的体积减小，同时在保证传热效率的同时，降低填充铜粉量，以降低成本。

附图说明

图1为本发明未经打扁的金属管未填充铜粉的沿垂直于轴线方向的断面图；

图2为现有未经打扁的填粉铜粉烧结后金属管沿垂直于轴线方向的断面图；

图3为本发明未经打扁的金属管填充铜粉烧结后沿垂直于轴线方向的断面图；

图4为现有未经打扁的填充铜粉烧结后沿垂直于轴线方向的断面图；

图5为本发明经打扁后的金属管填充铜粉烧结后沿垂直于轴线方向的断面图；

图6为现有经打扁后的金属管填充铜粉烧结后沿垂直于轴线方向的断面图；

图中：

11—圆管的内周圆心；12—圆管的外周圆心；13—圆管的槽体；21—同心圆管的圆心；31—槽体内的辅助毛细结构；41—圆管的辅助毛细结构；51—圆弧面壁；52—直面壁；53—扁平管的槽体；54—扁平管的辅助毛细结构。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。

如图5所示，为本发明经打扁后的热管填充铜粉烧结后沿垂直于轴线方向的断面图。一种偏心式金属管，包括管壁，所述管壁的内周的中心偏离管壁的外周的中心；所述管壁被所述内周的中心与外周的中心的连线线段的对称面分成第一管壁和第二管壁，所述第一管壁的厚度小于第二管壁的厚度。

第一管壁的厚度小于第二管壁的厚度，优选地，第二管壁的最大厚度不小于第一管壁的最小厚度的两倍。第一管壁内部各处的厚度都分布不均衡。第一管壁可以在其直面壁52的中间处的厚度最小，第二管壁可以在中间处的厚度最大。第一管壁的厚度为0.2～0.6mm，例如0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm，其最薄处的厚度为0.2～0.3mm。第二管壁的厚度为0.4～0.8mm，例如0.4mm、0.5mm、0.7mm、0.8mm，其最厚处的厚度为0.5～0.7mm。

本例中，金属管为圆管或扁平管。扁平管的金属管由圆管的金属管进行打扁加工而成，可用作散热元器件的热管。扁平管管壁包括位于两端的圆弧面壁及连接所述圆弧面壁的两段直面壁。第一管壁的直面壁52的外表面与第二管壁的直面壁52的外表面之间的距离h1为1～5mm，例如1mm、2mm、2.5mm、4mm、5mm。

在一个优选的实施例中，第二管壁上局部设置有一个较大的槽体53，所述槽体53内填充有辅助毛细结构54。第二管壁在为设置槽体的部分的各处厚度均不相同，在设置槽体的部分厚度相同。

本例中，槽体53的宽为4～8mm，深为0.15～0.5mm。在这里，扁平管的金属管的槽体的形状为方形，宽的定义为图5所示横截面中的槽体的一条与直面壁52平行的边的长度，深定义为图5所示横截面中的槽体的与宽垂直的边的长度；圆管的金属管的槽体底部形状为弧形，该弧形的中心与内周的圆心重合。宽的定义为图5所示横截面中的槽体的一条与直面壁52平行的圆弧的长度，深的定义如前文所述。

辅助毛细结构54由铜粉烧结而成。所选的铜粉的粒径为0.11～0.17mm，优选为0.16mm。具体烧结的温度等工艺条件为本领域的技术人员所熟知，在此不赘述。

本例中的第一管壁内表面光滑，第二管壁内表面填充烧结的铜粉，由此即保证了介质在液态时的毛细力，又降低换热介质气态流动阻力。经估算，相比于整个管壁的内表面全部填充烧结的铜粉，本例能提高能效20～30%，每300mm热管减少铜粉使用量约5g，总计节约热管2/3铜粉使用量。

下面介绍本发明的扁平管的金属管（热管）的制造工序。

本发明的热管由一圆管依次经过开槽、填充烧结铜粉和打扁的工序加工而成，该圆管的内周圆心11与外周圆心12不重合，外周的直径φ可为6mm，在经过上述一系列的工序的加工成最终的扁平式热管的过程中，其管壁的厚度不发生变化。具体的过程为如下：

首先，在圆管的第二管壁上采用旋压成型工艺，通过施加周向及径向压力，促使金属沿周向及径向流动，贴合内部异型模具挤压形成一圆管的槽体13。如图1所示。值得说明的是，这里的槽体的深及宽度的大小与最终的热管的槽体均相同，具体的大小详见前述的实施例。

然后，在开槽后的圆管的管壁的内表面插入与铜管内径一致的中心棒，中心棒与该圆管开槽处之间的缝隙填充铜粉并烧结成槽体内的辅助毛细结构31，如图3所示。

最后，将填充铜粉烧结后的圆管朝向开槽的方向进行打扁，如图5所示。打扁的具体工艺为本领域技术人员所公知。

而现有技术的热管的制造工序如下：

现有技术的热管由管壁的内外周的圆心21重合，管壁各处的厚度均衡。首先，对圆管通过使用内外模具施加的径向压力多道次拉伸减径减壁而成，如图2所示。

然后，中心棒与铜管管壁的整个内表面的缝隙填充铜粉并烧结成圆管的辅助毛细结构41，如图4所示。

最后，进行打扁，如图5所示。打扁的具体工艺为本领域技术人员所公知。

由以上两者的制造工序，我们可以看出：

如图3和图4所示。现有技术在圆管插入中心棒时，由于中心棒的直径相比圆管的内径小，中心棒如若与铜管中心不对称，会导致填粉的厚度不一致，从而造成产品质量的波动，而本发明采用的圆管为偏心，其内孔直径与中心棒直径一致，严格的固定了中心棒位置，因而有效避免产品质量波动的问题。

如图5，图6所示。当本发明的两段直面壁的外表面的距离h1与本发明的h1相同时，则其管壁的高度h2比本发明的h2要小0.2～0.5mm；反而言之，如果本例中的h2与本发明的h2相同，则其h1要比本发明的h1大0.2～0.5mm。因而，本发明的热管有效降低了体积，符合符当今电子产品的轻薄短小的发展方向。

综上所示，本发明的偏心式通过开槽，填充铜粉制成辅助毛细结构，打扁后，使辅助毛细结构平铺于下表面，保证了介质液态时的毛细效应，减小了介质气态时的流动阻力，降低了铜管打扁后的高度，减少了铜粉使用量，以达到空间、性能、成本三者间的和谐统一。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种偏心式金属管，包括管壁，其特征在于，所述管壁的内周的中心偏离管壁的外周的中心；所述管壁被所述内周的中心与外周的中心的连线线段的对称面分成第一管壁和第二管壁，所述第一管壁的厚度小于第二管壁的厚度。

2.根据权利要求1所述的一种偏心式金属管，其特征在于，所述第一管壁各处的厚度均不相同。

3.根据权利要求1所述的一种偏心式金属管，其特征在于，所述第一管壁的厚度为0.2～0.6mm。

4.根据权利要求1所述的一种偏心式金属管，其特征在于，所述第二管壁的厚度为0.4～0.8mm。

5.根据权利要求1所述的一种偏心式金属管，其特征在于，所述第二管壁的上局部设置有槽体（53），所述槽体（53）内填充有辅助毛细结构（54）；所述第二管壁的未设置槽体（53）的部分各处厚度均不相同。

6.根据权利要求5所述的一种偏心式金属管，其特征在于，所述槽体（53）的宽为4～8mm，深为0.15～0.5mm。

7.根据权利要求5所述的一种偏心式金属管，其特征在于，辅助毛细结构（54）为经烧结后的铜粉，所述铜粉的粒径为0.11～0.17mm。

8.根据权利要求1所述的一种偏心式金属管，其特征在于，金属管为圆管或扁平管。

9.根据权利要求8所述的一种偏心式金属管，其特征在于，所述扁平管的管壁包括位于两端的圆弧面壁（51）及连接所述圆弧面壁（51）的两段直面壁（52）；所述第一管壁的直面壁（52）的外表面与第二管壁的直面壁（52）的外表面之间的距离h1为1～5mm。

10.根据权利要求1所述的一种偏心式金属管，其特征在于，所述管壁的材料为铜。