CN104296574A - 热管及其传热方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热管，其包括：密封的壳体；覆盖于壳体内壁的毛细结构，其内形成供液态工质流动的液态工质流动通道；配置在毛细结构内壁中间段的一层包覆层，其内部形成用于供气态工质流动的气态工质流动通道；其中，气态工质流动通道与液态工质流动通道互相连通；其中，壳体的一端用于安置在热源上以便形成蒸发段，壳体的另一端用于安置在冷源上以便形成冷凝段；其中，在蒸发段蒸发处理后形成的气态工质沿着气态工质流动通道流动到冷凝段进行冷凝处理，冷凝后形成的液态工质沿着液态工质流动通道回流到蒸发段。本发明的热管，结构简单，使用方便，散热性能好，传热效率高，热管的热利用率高；此外，本发明还提供一种上述热管传热的方法。
Description
技术领域
本发明涉及散热技术领域，尤其涉及一种用于对电子产品进行散热的热管及其传热方法。
背景技术
随着市场对电子产品轻薄度的要求，热传导体亦更加轻薄化，现有技术中通常采用热管来及时排出热源所产生的热量。
现有技术的热管普遍采用在铜制壳体内壁覆盖毛细结构、以形成液态工质和气态工质流动通道的结构，但该种结构的热管由于内部换热空间的限制，在热管工作时，液态工质和气态工质的对流阻力增加，使得液态工质的回流受阻，因此会导致热源热量不断堆叠在热管中，从而导致传热不良，使热管无法达到快速散热的目的。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种热管，其结构简单，使用方便，散热性能好，传热效率高，极大提高热管的热利用率；此外，本发明还提供一种使用上述热管进行传热的方法。
为实现本发明的上述目的，本发明的一种热管的传热方法包括如下步骤：
将毛细结构覆盖在热管壳体的内壁上，以便在热管的毛细结构内形成液态工质流动通道；
在毛细结构内壁的中间段配置一层包覆层，以便在热管的包覆层内部形成用于使气态工质从热管一端流向另一端的气态工质流动通道，从而形成具有互相连通的液态工质流动通道和气态工质流动通道的热管；
将热管的一端安置在热源上，以便形成热管的蒸发段；
将热管的另一端安置在冷源上，以便形成热管的冷凝段；
其中，所述热管的蒸发段蒸发处理后形成的气态工质沿着所述气态工质流动通道流动到所述热管的冷凝段进行冷凝处理，冷凝后形成的液态工质沿着所述液态工质流动通道回流到所述热管的蒸发段。
其中，所述包覆层通过电镀的方法配置在所述毛细结构的内壁。
或者，所述包覆层通过涂覆的方法配置在所述毛细结构的内壁。
或者，所述包覆层通过烧结的方法配置在所述毛细结构的内壁。
其中，所述包覆层内壁光滑。
其中，所述包覆层为涂胶层。
其中，所述包覆层由导热材料制成。
优选的，所述包覆层由金属材料制成。
本发明还提供一种用于上述传热方法的热管，其包括：密封的壳体；覆盖于壳体内壁的毛细结构，其内形成供液态工质流动的液态工质流动通道；配置在毛细结构内壁中间段的一层包覆层，其内部形成用于供气态工质流动的气态工质流动通道；其中，所述气态工质流动通道与所述液态工质流动通道互相连通；其中，所述壳体的一端用于安置在热源上以便形成蒸发段，所述壳体的另一端用于安置在冷源上以便形成冷凝段；其中，在所述蒸发段蒸发处理后形成的气态工质沿着所述气态工质流动通道流动到所述冷凝段进行冷凝处理，冷凝后形成的液态工质沿着所述液态工质流动通道回流到所述蒸发段。
其中，所述包覆层为金属层。
优选的，所述包覆层为铜层或铝箔层。
与现有技术相比，本发明的热管及其传热方法具有如下有益效果：
1)本发明的热管在毛细结构内壁配置包覆层，并通过包覆层将液态工质流动通道和气态工质流动通道相隔离，从而使气态、液态工质不会产生对流，进而减少气液的对流阻力，提高散热效率；
2)本发明的包覆层由导热性能良好的材料制成，因此导热性能好，从而提高传热效率；
3)本发明的热管结构简单，使用方便，热管利用率高，散热性能好。
下面结合附图对本发明进行详细说明。
附图说明
图1是本发明热管的半剖视图；
图2是本发明热管内工质的流动方向的示意图；
图3是图1所示热管A-A向剖视图的第一种结构示意图；
图4是图1所示热管B-B向剖视图的第一种结构示意图；
图5是图1所示热管A-A向剖视图的第二种结构示意图；
图6是图1所示热管B-B向剖视图的第二种结构示意图。
附图标记说明：1-壳体；2-毛细结构；3-包覆层；4-蒸发段；5-冷凝段。
具体实施方式
如图1所示，为本发明的热管的结构示意图，由图可知，热管包括：密封的壳体1；将壳体1内壁完全覆盖的毛细结构2，其内形成用于供液态工质流动的液态工质流动通道；配置在毛细结构2内壁中间段的一层包覆层3(如图3、图5所示)，其内部形成用于供气态工质流动的气态工质流动通道；其中，气态工质流动通道的两端与液态工质流动通道互相连通。
其中，壳体1的一端(即热管的一端)用于安置在热源上以便形成蒸发段4，壳体1的另一端(即热管的另一端)用于安置在冷源上以便形成冷凝段5。优选的，处于热管蒸发段和冷凝段处的毛细结构的内壁上均没有配置包覆层(如图4、图6所示，其中，图4、图6仅示出冷凝段处的热管的结构，而蒸发段处的热管的结构与冷凝段处的相同，故省略附图)，以便气态工质流动通道和液态工质流动通道相连通，从而当气态工质在冷凝段转化为液态工质时，可以从气态工质流动通道进入到液态工质流动通道，而液态工质在蒸发段转化为气态工质时，可以从液态工质流动通道进入到气态工质流动通道。
其中，本发明的包覆层可以由导热性能良好的材料制成，如由金属材料制成，优选的，包覆层3为铜制成的铜层或铝制成的铝箔层；或者，本发明的包覆层也可以采用涂胶层。
其中，当本发明的包覆层3由金属材料制成时，该包覆层可以通过电镀的方法配置在毛细结构2的内壁，也可以通过涂覆的方法配置在毛细结构2的内壁，还可以通过烧结的方法配置在毛细结构2的内壁。而当本发明的包覆层采用涂胶层时，该包覆层通过涂覆的方式配置在毛细结构的内壁。
在配置包覆层时，应使包覆层的内壁平滑，以便形成由包覆层内壁所围成的平滑的气态工质流动通道，并通过包覆层，将液态工质流动通道和气态工质流动通道相隔离，使由包覆层隔离的气态、液态工质不会产生对流，从而减少气液的对流阻力。
其中，本发明的壳体1可以采用现有技术的材料制成，毛细结构2可以采用现有技术的结构。
其中，如图3、图4所示，本发明热管的横截面形状可以呈圆形，或者，如图5、图6所示，热管的横截面形状也可以呈长圆形，当然，在具体的应用过程中，热管的横截面形状还可以采用其它的形状。
其中，本发明的热源为电子产品的散热源，如在工作时能产生大量热量的CPU或GPU等元器件；而本发明的冷源可以为焊接在热管冷凝段的一个或多个散热器，也可以为设置在热管冷凝段附近的一个或多个风扇，还可以为同时安置在热管冷凝段的散热器和风扇的组合，通过在热管冷凝段设置冷源的方法，使得热管可以将热源处的热量快速传递到冷源，从而将热源产生的热量被及时的散发出去。
在使用时，可以根据实际情况的需要，通过增大热管的横向尺寸等方法增大热管的热通量，从而可使热管快速将热源的热量散发过去，并使热管适用于功耗更大的系统。
其中，在加工时，应使本发明的热管成为负压力的封闭导体。在使用时，将热管的一端放置在热源上，以使热管的所述一端吸收热源的热量成为蒸发段，而将热管的另一端放置在冷源上，以使热管的另一端散发热量成为冷凝段。当热管吸收热源的热量时，蒸发段内的液态工质受热进行蒸发，在压差的影响下，蒸发后形成的气态工质沿着光滑的气态工质流动通道流动到热管的冷凝段进行冷凝处理，冷凝后由气态工质转化成的液态工质进入到液态工质流动通道，并沿着液态工质流动通道回流到热管的蒸发段，以便热管的蒸发段对液态工质继续进行蒸发处理。如此无限循环的重复动作，可将热源的热量快速散发出去，达到散热的目的。
由于本发明的热管采用包覆层形成气态工质流动通道、采用毛细结构形成液态工质流动通道，因此将液态工质和气态工质的流动通道相隔离，避免了现有技术中的热管工作时、液态和气态工质因产生对流阻力而使热量堆叠在热管内、使热管无法快速散热的缺陷，从而使本发明的热管导热性能好，极大提高热管的传热效率和散热效率，提高了热管的利用率。
此外，本发明还提供一种采用上述的热管进行传热的方法，该传热方法包括如下步骤：
将毛细结构2完全覆盖在热管封闭壳体1的内壁上，以便在热管的毛细结构2内形成液态工质流动通道；
在毛细结构2内壁的中间段配置一层包覆层3，以便在热管的包覆层3内部形成用于使气态工质从热管一端流向另一端的气态工质流动通道，从而形成具有互相连通的液态工质流动通道和气态工质流动通道的热管；
将热管的一端安置在热源上，以便热管的一端吸收热源的热量成为蒸发段；
将热管的另一端安置在冷源上，以便热管的另一端散发热量成为冷凝段；
其中，当热管吸收热源的热量时，蒸发段内的液态工质受热进行蒸发形成气态工质，在压差的影响下，气态工质沿着气态工质流动通道流动到热管的冷凝段进行冷凝处理，冷凝后转化成的液态工质进入到液态工质流动通道，并沿着液态工质流动通道回流到热管的蒸发段。如此无限循环的重复动作，使气、液两态工质分别沿着图2中箭头所示的方向在气态工质流动通道和液态工质流动通道内无限循环的流动，从而可将热源的热量快速散发出去，达到散热的目的。
尽管上文对本发明作了详细说明，但本发明不限于此，本技术领域的技术人员可以根据本发明的原理进行修改，因此，凡按照本发明的原理进行的各种修改都应当理解为落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种热管的传热方法，其特征在于，包括如下步骤：
将毛细结构覆盖在热管壳体的内壁上，以便在热管的毛细结构内形成液态工质流动通道；
在毛细结构内壁的中间段配置一层包覆层，以便在热管的包覆层内部形成用于使气态工质从热管一端流向另一端的气态工质流动通道，从而形成具有互相连通的液态工质流动通道和气态工质流动通道的热管；
将热管的一端安置在热源上，以便形成热管的蒸发段；
将热管的另一端安置在冷源上，以便形成热管的冷凝段；
其中，所述热管的蒸发段蒸发处理后形成的气态工质沿着所述气态工质流动通道流动到所述热管的冷凝段进行冷凝处理，冷凝后形成的液态工质沿着所述液态工质流动通道回流到所述热管的蒸发段。
2.根据权利要求1所述的传热方法，其特征在于，所述包覆层通过电镀的方法配置在所述毛细结构的内壁。
3.根据权利要求1所述的传热方法，其特征在于，所述包覆层通过涂覆的方法配置在所述毛细结构的内壁。
4.根据权利要求1所述的传热方法，其特征在于，所述包覆层通过烧结的方法配置在所述毛细结构的内壁。
5.根据权利要求3所述的传热方法，其特征在于，所述包覆层为涂胶层。
6.根据权利要求1-4任一项所述的传热方法，其特征在于，所述包覆层由导热材料制成。
7.根据权利要求6所述的传热方法，其特征在于，所述包覆层由金属材料制成。
8.一种热管，其特征在于，包括：
密封的壳体；
覆盖于壳体内壁的毛细结构，其内形成供液态工质流动的液态工质流动通道；
配置在毛细结构内壁中间段的一层包覆层，其内部形成用于供气态工质流动的气态工质流动通道；
其中，所述气态工质流动通道与所述液态工质流动通道互相连通；
其中，所述壳体的一端用于安置在热源上以便形成蒸发段，所述壳体的另一端用于安置在冷源上以便形成冷凝段；
其中，在所述蒸发段蒸发处理后形成的气态工质沿着所述气态工质流动通道流动到所述冷凝段进行冷凝处理，冷凝后形成的液态工质沿着所述液态工质流动通道回流到所述蒸发段。
9.根据权利要求1所述的热管，其特征在于，所述包覆层为金属层。
10.根据权利要求2所述的热管，其特征在于，所述包覆层为铜层或铝箔层。
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