CN103673702A - 热管及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种热管，其特征在于，包括第一管体以及直径大于该第一管体的第二管体，该第一管体的一端插入到该第二管体中，另一端位于第二管体的外部，该第一管体和第二管体之间的腔体中形成毛细结构。本发明的热管中，较细的第一管体外面增加一较粗的第二管体，能够提升热管整体的换热量，有利于提高热管的传热性能。本发明还提供一种热管的制造方法。

Description

热管及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种传热元件，特别涉及一种用于传递电子元件热量的热管及其制造方法。
背景技术
热管是一种利用液、汽相变化来达到快速传递热量的元件，因具有体积小、重量轻、传热量高等特点，被广泛应用于各种电子产品的主要散热零组件中，其传热性能直接影响到产品的运行情况，成为判定商品性能的好坏的一个重要指标。随着电子产品趋向更小、更轻、性能要求更高方向发展，电子产品的集成度也越来越高，这就需要热管有更高的传热性能。因此，如何提高热管传热性能，成为业内人士急需解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种传热性能较好的热管及其制造方法。
一种热管，包括第一管体以及直径大于该第一管体的第二管体。该第一管体的一端插入到该第二管体中，另一端位于第二管体的外部，该第一管体和第二管体之间的腔体中形成毛细结构。
一种热管的制造方法，其包括以下几个步骤：
提供一第一管体；
提供一端开口，一端封闭的一第二管体；
从所述第二管体的开口端插入芯棒，所述芯棒外径与所述第二管体的内径大致相同，所述芯棒表面开设有凹槽；
在芯棒的凹槽与所述第二管体内壁形成的空间中填充粉末，然后烧结粉末使其形成毛细结构；
拔出芯棒，使芯棒拔出后留下的空隙形成蒸汽通道；
将所述第一管体的一端自所述第二管体的开口端插入所述第二管体中，并且所述第一管体的相对另一端位于所述第二管体外部，将所述第二管体的开口端密封，从而将第一管体与第二管体组合成所述热管。
上述的热管包括第一管体和第二管体，较细的第一管体外面增加一较粗的第二管体，能够提升热管整体的换热量，有利于提高热管的传热性能。
附图说明
图1为本发明一实施方式中的热管的纵向截面图。
图2为图1中的热管的第二管体的立体结构示意图。
图3为图2中的热管的第二管体的端面的横向截面图。
图4为制作图1中的热管所利用到的芯棒的横向截面图。
主要元件符号说明
热管 100
第一管体 10
第二管体 20
收容空间 11
毛细结构 12、21
蒸汽通道 22
芯棒 30
凹槽 31
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
下面将结合附图，对本发明作进一步的详细说明。
请参阅图1，本发明实施方式提供的一种热管100包括第一管体10以及第二管体20，该第一管体10部分插入到该第二管体20中。
所述第一管体10为一封闭的长管状结构，其由导热性能良好的材料如黄铜、铜合金等一体制成。所述第一管体10内部形成一收容空间11，该收容空间11内封入有工作流体（图未示）。所述第一管体10内还形成有毛细结构12，其用于吸附并回流所述工作流体，该毛细结构12可为沟槽结构、由铜、银或铝丝等金属丝编织的编织网结构、由金属粉末烧结形成的粉末烧结结构或上述三种结构的任意复合毛细结构等。所述第一管体10与其内的毛细结构12及工作流体等共同形成了一辅助热管，该辅助热管可为任意一种传统的热管。
请接着参阅图2以及图3，所述第二管体20也为一长管状，其直径大于所述第一管体10的直径。该第二管体20一端开口、另一端封闭，该第二管体20开口一端渐缩，以使开口的口径与第一管体10的外径相同。所述第二管体20内也设有工作流体，且内壁上形成有多个毛细结构21，该多个毛细结构21沿所述第二管体20的轴向延伸，并且相互之间均匀间隔，每两个相邻的毛细结构21之间形成蒸汽通道22，从而形成毛细结构21与蒸汽通道22相互交错且独立的结构。该蒸汽通道22直接延伸至第二管体20的内壁。所述毛细结构21为铜、银或铝丝等金属粉末烧结形成的粉末烧结结构，其用于吸附并回流所述工作流体。
所述第一管体10的一端从所述第二管体20的开口端插入到所述第二管体20中，并且抵接到所述第二管体20封闭端的内壁上，所述第一管体10的相对另一端则位于所述第二管体20的外部。在本实施例中，所述第二管体20内的毛细结构21大致呈等腰梯形，其外端面与内端面均呈圆弧形，且外端面沿第二管体20圆周方向的长度大于内端面沿第二管体20圆周方向的长度。该毛细结构21的外端面贴设于第二管体20的内表面上，而其内端面贴设于第一管体10的外表面上。所述每一蒸汽通道22形成于所述第二管体20的内表面、第一管体10的外表面及两相邻的毛细结构21的侧表面之间。所述第二管体20的开口端与第一管体10进行焊接，从而将第一管体10与第二管体20及其内的毛细结构12、21、工作流体等组合成所述热管100。
在使用时，所述第一管体10从所述第二管体20延伸出来的一端作为热管100的吸热段，所述第二管体20作为热管100的放热段。根据Q=CM△T（Q为热量，C为比热，M为质量，△T为温差）可知，当质量M增加，热量Q也会增加，由于较细的第一管体10外面增加一较粗的第二管体20，可增加了热管100的质量，从而提升了热管100整体的换热量，提高热管100的传热性能。另外，由于所述第二管体20的毛细结构21和蒸汽通道22相互交错且独立，使得工作流体从每个毛细结构21中蒸发出来后，可以分别沿着临近的蒸汽通道22流动，避免了蒸汽相互间的干涉，减少了流动阻力。而且由于第二管体20内的蒸汽通道22延伸至第二管体20的管壁，因此，工作时蒸汽可直接与第二管体20的管壁接触，通过管壁放热，降低了热管100的蒸汽通道22到管壁的热阻，提升了传热性能。避免了传统热管结构的蒸气通道被毛细结构包含，蒸汽到管壁之间热阻较大的问题。
另外，本发明还提供了一种热管的制造方法，其包括以下几个步骤：
步骤1，提供一第一管体10。所述第一管体10为长管状结构，其内部形成一收容空间11，该收容空间11内封入有工作流体。所述第一管体10内还形成有毛细结构12。
步骤2，提供一第二管体20，该第二管体20一端开口，一端封闭。
步骤3，从所述第二管体20的开口端插入芯棒30，请参阅图4，所述芯棒30为柱状结构，其外径与所述第二管体20的内径大致相同，所述芯棒30表面沿其轴向开设有多个凹槽31，该多个凹槽31沿芯棒30的圆周方向相互均匀间隔。
步骤4，在芯棒30的凹槽31与所述第二管体20内壁形成的空间中填充粉末，然后烧结粉末使其形成毛细结构21。在本实施方式中，所述毛细结构21为铜、银或铝丝等金属粉末烧结形成的粉末烧结结构。
步骤5，拔出芯棒，使芯棒拔出后留下的空隙形成蒸汽通道22，从而形成毛细结构21与蒸汽通道22相互交错的结构。
步骤6，将所述第一管体10的一端自所述第二管体20的开口端插入所述第二管体20中，并且所述第一管体10的相对另一端位于所述第二管体20外部，将所述第二管体20的开口端密封，具体的即将第二管体20的开口端的内径缩至与所述第一管体10的外径相同，并进行焊接，从而将第一管体10与第二管体20组合成一热管100。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种像应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种热管，其特征在于，包括第一管体以及直径大于该第一管体的第二管体，该第一管体的一端插入到该第二管体中，另一端位于第二管体的外部，该第一管体和第二管体之间的腔体中形成毛细结构。
2.如权利要求1所述的热管，其特征在于：所述毛细结构为多个，其沿该第二管体的轴向延伸，且形成在第二管体的内壁上，并且所述多个毛细结构相互间隔，相邻的毛细结构之间形成蒸汽通道。
3.如权利要求2所述的热管，其特征在于：所述第二管体内的毛细结构的外端面贴设于第二管体的内表面上，而其内端面贴设于第一管体的外表面上，所述每一蒸汽通道形成于所述第二管体的内表面、第一管体的外表面及两相邻的毛细结构的侧表面之间。
4.如权利要求1所述的热管，其特征在于：所述第二管体的毛细结构为粉末烧结结构。
5.如权利要求1所述的热管，其特征在于：所述第一管体为一封闭的长管，内部形成有毛细结构以及收容空间，该收容空间内封入有工作流体。
6.一种热管的制造方法，其包括以下几个步骤：
提供一第一管体；
提供一端开口，一端封闭的一第二管体；
从所述第二管体的开口端插入芯棒，所述芯棒外径与所述第二管体的内径大致相同，所述芯棒表面开设有凹槽；
在芯棒的凹槽与所述第二管体内壁形成的空间中填充粉末，然后烧结粉末使其形成毛细结构；
拔出芯棒，使芯棒拔出后留下的空隙形成蒸汽通道；
将所述第一管体的一端自所述第二管体的开口端插入所述第二管体中，并且所述第一管体的相对另一端位于所述第二管体外部，将所述第二管体的开口端密封，从而将第一管体与第二管体组合成所述热管。
7.如权利要求6所述的热管的制造方法，其特征在于：所述凹槽为多个，且沿芯棒的轴向延伸，并于圆周方向相互间隔排列，从而使形成于所述第二管体的毛细结构为多个，且沿该第二管体的轴向延伸，并相互间隔，每相邻的两毛细结构之间形成所述蒸汽通道。
8.如权利要求7所述的热管的制造方法，其特征在于：所述第二管体内的毛细结构的外端面贴设于第二管体的内表面上，而其内端面贴设于第一管体的外表面上，所述每一蒸汽通道形成于所述第二管体的内表面、第一管体的外表面及两相邻的毛细结构的侧表面之间。
9.如权利要求6所述的热管的制造方法，其特征在于：所述第二管体的毛细结构为铜、银或铝丝粉末烧结形成的粉末烧结结构。
10.如权利要求6所述的热管的制造方法，其特征在于：所述第一管体为一封闭的长管，内部形成有毛细结构以及收容空间，该收容空间内封入有工作流体。
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