CN106949763A - 一种平板热管 - Google Patents

Abstract

本发明提供的平板热管，包括：板体、第一端盖、第二端盖、充液管及毛细芯，板体上下内表面开设有若干纵向的凹槽，使板体上下内表面形成多个凸肋和凹槽相互交替的结构，第一端盖及第二端盖分别固定于所述板体的两侧，充液管固定连接于所述第二端盖，毛细芯设置于所述板体内，且毛细芯的上下表面分别凸肋的表面相接触，毛细芯的上下表面与所述凹槽形成截面封闭的通道，在蒸发段时，凸肋与毛细芯外表面接触，毛细芯表面区域的液体工质受热蒸发后进入凹槽通道，减小了流动阻力；在冷凝段时，气体工质与温度较低的板体壁面接触，冷凝为液体后，毛细芯的多孔结构快速地转移凹槽中的液体，使冷壁面重新具有高效冷凝能力，减小了传热热阻，提高冷凝效率。

Description

一种平板热管

技术领域

本发明涉及传热技术领域，尤其涉及一种平板热管。

背景技术

随着现代电子技术的迅速发展，电子设备已广泛应用于人类生活的各个领域。电子器件逐渐向高频、高速、高集成化发展，集成化器件的功能与复杂性日益增长，从而导致电子设备单位容积散热功率越来越大，散热热流密度越来越高，电子设备的故障率越来越多，造成电子设备的可靠性和使用寿命降低。

平板热管是由传统热管演化而成的高效相变传热设备，具有结构灵活、均温性好、传热高效等优点，是具有广阔应用前景的散热技术。传统的平板热管主要结构有壳体、毛细结构、工质等几个部分，虽然出现了多种形式，但通常都是利用壳体形成封闭空间，在腔体内壁面烧结吸液芯或加工槽道作为毛细结构，紧贴壳体内壁的毛细结构形成液态工质流动通道，中空的腔体形成气态工质流动通道。

然而，这种毛细结构紧贴壳体内壁的平板热管存在很多不利影响。在蒸发段，紧贴壳体内壁的部位温度最高，液体最容易蒸发，产生的气体需要穿过毛细结构才能进入蒸汽腔；在冷凝段，紧贴壳体内壁的部位温度最低，在毛细结构的蒸汽侧与贴近壁面侧存在一定的温度梯度。通常毛细结构的热导率较低，当毛细结构厚度较小时，它两侧温度梯度较小，但液体流动阻力将变大；当毛细结构厚度较大时，液体流动阻力减小，但是传热过程中的热阻变大。并且现在很多平板热管都是在处于重力辅助状态(热源在下，冷源在上)进行传热，反重力状态下工作时，传热性能较差，如果减小毛细结构的微孔孔径，虽然毛细力有所提高，但同时液体流动阻力将变大。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术存在的缺陷，提供一种传热性能优异的平板热管。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种平板热管，包括：板体、第一端盖、第二端盖、充液管及毛细芯，其中：

所述板体上下内表面均开设有若干纵向的凹槽，使所述板体上下内表面形成多个凸肋和凹槽相互交替的结构；

所述第一端盖及第二端盖分别固定于所述板体的两侧，且所述第一端盖、第二端盖及所述板体形成封闭空间，所述充液管固定连接于所述第二端盖；

所述毛细芯设置于所述板体内，且所述毛细芯的上下表面分别与所述凸肋的表面相接触，所述毛细芯的上下表面与所述凹槽形成截面封闭的通道。

作为本发明一较佳实施例中，所述凹槽的截面为矩形、梯形、三角形或Ω形。

作为本发明一较佳实施例中，所述凹槽开设于所述板体的上下内表面。

作为本发明一较佳实施例中，所述第二端盖上开设有小孔，所述充液管通过所述小孔固定连接于所述第二端盖。

作为本发明一较佳实施例中，所述毛细芯的长度小于或等于所述平板热管的内部空间长度。

作为本发明一较佳实施例中，所述毛细芯的上下表面与所述凸肋的表面通过焊接、粘接或压紧的方式进行结合。

作为本发明一较佳实施例中，所述毛细芯为单一毛细结构。

作为本发明一较佳实施例中，所述毛细芯为复合毛细结构，且所述毛细芯的外表面设置的主毛细芯孔隙尺寸小于内表面设置的副毛细芯的孔隙尺寸。

本发明采用上述技术方案的有益效果在于：

本发明提供的平板热管，包括：板体、第一端盖、第二端盖、充液管及毛细芯，所述板体上下内表面均开设有若干纵向的凹槽，使所述板体上下内表面形成多个凸肋和凹槽相互交替的结构，所述第一端盖及第二端盖分别固定于所述板体的两侧，且所述第一端盖、第二端盖及所述板体形成封闭空间，所述充液管固定连接于所述第二端盖，所述毛细芯设置于所述板体内，且所述毛细芯的上下表面分别所述凸肋的表面相接触，所述毛细芯的上下表面与所述凹槽形成截面封闭的通道，在蒸发段时，凸肋与毛细芯外表面接触，毛细芯表面区域的液体工质直接受热蒸发，然后进入凹槽通道，不必穿越液体层，减小了流动阻力；在冷凝段时，气体工质直接与温度较低的板体壁面接触，冷凝为液体后，毛细芯的多孔结构能够快速地转移凹槽中的液体，使冷壁面重新具有高效冷凝能力，减小了传热热阻，提高冷凝效率。

此外，本发明提供的平板热管，其中，毛细芯可以增加厚度，在毛细力不变的情况下，减小液体工质在多孔结构内的流动阻力，或者将所述毛细芯为复合毛细结构，且所述毛细芯的外表面设置的主毛细芯孔隙尺寸小于内表面设置的副毛细芯的孔隙尺寸，这样在增大毛细力的情况下，减小液体工质在多孔结构内的流动阻力，从而能够在反重力情况下实现优异的传热性能。

附图说明

图1为本发明平板热管结构示意图；

图2为平板热管结构分解示意图；

图3为平板热管横向剖面结构示意图；

图4为平板热管纵向剖面结构示意图；

图5为本发明平板热管原理示意图。

其中：1、板体；2、第一端盖；3、第二端盖；4、充液管；5、毛细芯；6、副毛细芯；7、主毛细芯；8、凸肋；9、凹槽。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

如图1-图4所示，本发明一实施方式的平板热管，包括：板体1、第一端盖2、第二端盖3、充液管4及毛细芯5。其中：

所述板体1上下内表面均开设有若干纵向的凹槽9，使所述板体1上下内表面形成多个凸肋8和凹槽9相互交替的结构。

优选地，所述凹槽9的截面可以为矩形、梯形、三角形或Ω形中的一种或多种，可以理解，在实际中凹槽9的截面形状还可以为其他的结构。

进一步地，所述凹槽9开设于所述板体1的上下内表面，可以理解，凹槽9之间可以相互连通，也可以不连通。

所述第一端盖2及第二端盖3分别固定于所述板体1的两侧，且所述第一端盖2、第二端盖3及所述板体1形成封闭空间，所述充液管4固定连接于所述第二端盖3。可以理解，通过所述充液管4可以向平板热管的内部充注工质。

优选地，所述第二端盖3上开设有小孔，所述充液管4通过所述小孔焊接在所述第二端盖3上。

所述毛细芯5设置于所述板体1内，且所述毛细芯5的上下表面分别所述凸肋8的表面相接触，所述毛细芯5的上下表面与所述凹槽9形成截面封闭的通道。

优选地，所述毛细芯的长度小于或等于所述平板热管的内部空间长度，且所述毛细芯5的水平方向与所述板体1水平方向平行设置。

进一步地，所述毛细芯5的上下表面与所述凸肋8的表面通过焊接、粘接或压紧的方式进行结合。

具体地，所述毛细芯5可以为单一毛细结构，也可以为复合毛细结构，且所述毛细芯的外表面设置的主毛细芯7的孔隙尺寸小于内表面设置的副毛细芯6的孔隙尺寸。可以理解，毛细芯5可以增加厚度，在毛细力不变的情况下，减小液体工质在多孔结构内的流动阻力，或者将所述毛细芯为复合毛细结构，且所述毛细芯的外表面设置的主毛细芯7的孔隙尺寸小于内表面设置的副毛细芯6的孔隙尺寸，这样在增大毛细力的情况下，减小液体工质在多孔结构内的流动阻力，从而能够在反重力情况下实现优异的传热性能。

可以理解，本发明提供的平板热管的任一端均可作为蒸发段，而另一端可以作为冷凝段，且蒸发段与冷凝段之间无明显分界，相互连通。

下述对本发明提供的平板热管工作原理进一步详细说明：

请参阅图5，为本发明提供的平板热管原理示意图，从图5中可以看出，通过充液管4向平板热管内部充装工质，当蒸发段被加热以后，蒸发段的板体1温度升高，热量快速向平板热管内部传递，由于板体1内表面上的凸肋8与主毛细芯7的外表面接触，主毛细芯7外表面附近区域的液体工质迅速受热蒸发，产生的气体流入到凹槽9中，并且沿着凹槽9向冷凝段流动，气体在冷凝段的凹槽9内遇冷凝结，将热量向板体1壁面释放，产生的液体被冷凝段的主毛细芯7吸附，然后流入副吸液芯6内部。与此同时，由于主毛细芯7外表面液体蒸发，副毛细芯6内部液体在主毛细芯7外表面的毛细力驱动下，向主毛细芯7的外表面流动，从而使冷凝段的液体不断向蒸发段流动和补充。通过工质的气液相变和循环流动，将蒸发段的热量不断向冷凝段传递。

可以理解，本发明提供的平板热管，在蒸发段，凸肋8与主毛细芯7外表面接触，主毛细芯7外表面区域的液体工质直接受热蒸发，然后进入凹槽9通道，不必穿越液体层，减小了流动阻力；而在冷凝段，气体工质直接与温度较低的板体1壁面接触，冷凝为液体后，主毛细芯7的多孔结构能够快速地转移凹槽9中的液体，使冷壁面重新具有高效冷凝能力，减小了传热热阻，提高冷凝效率；毛细芯可以增加厚度，在毛细力不变的情况下，减小液体工质在多孔结构内的流动阻力，或者将所述毛细芯为复合毛细结构，且所述毛细芯的外表面设置的主毛细芯孔隙尺寸小于内表面设置的副毛细芯的孔隙尺寸，这样在增大毛细力的情况下，减小液体工质在多孔结构内的流动阻力，从而能够在反重力情况下实现优异的传热性能，可见，本发明的平板热管能够提高传热效率，可靠性高，在反重力情况下工作时，本发明平板热管能够获得比传统平板热管更为优异的传热性能。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种平板热管，其特征在于，包括：板体、第一端盖、第二端盖、充液管及毛细芯，其中：

所述板体上下内表面均开设有若干纵向的凹槽，使所述板体上下内表面形成多个凸肋和凹槽相互交替的结构；

所述第一端盖及第二端盖分别固定于所述板体的两侧，且所述第一端盖、第二端盖及所述板体形成封闭空间，所述充液管固定连接于所述第二端盖；

所述毛细芯设置于所述板体内，且所述毛细芯的上下表面分别所述凸肋的表面相接触，所述毛细芯的上下表面与所述凹槽形成截面封闭的通道。

2.根据权利要求1所述的平板热管，其特征在于，所述凹槽的截面为矩形、梯形、三角形或Ω形。

3.根据权利要求2所述的平板热管，其特征在于，所述凹槽开设于所述板体的上下内表面。

4.根据权利要求1所述的平板热管，其特征在于，所述第二端盖上开设有小孔，所述充液管通过所述小孔固定连接于所述第二端盖。

5.根据权利要求4所述的平板热管，其特征在于，所述毛细芯的长度小于或等于所述平板热管的内部空间长度。

6.根据权利要求5所述的平板热管，其特征在于，所述毛细芯的上下表面与所述凸肋的表面通过焊接、粘接或压紧的方式进行结合。

7.根据权利要求6所述的平板热管，其特征在于，所述毛细芯为单一毛细结构。

8.根据权利要求6所述的平板热管，其特征在于，所述毛细芯为复合毛细结构，且所述毛细芯的外表面设置的主毛细芯孔隙尺寸小于内表面设置的副毛细芯的孔隙尺寸。