CN110195989B - 环路式热管 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种环路式热管,其包括:蒸发器,其构造为使工作流体蒸发;冷凝器,其构造为使已蒸发工作流体冷凝;蒸气管,其设置在蒸发器与冷凝器之间;以及液体管,其设置在蒸发器与冷凝器之间。蒸气管包括:下侧金属层;中间金属层,其布置在下侧金属层上;上侧金属层,其布置在中间金属层上;管路,其由下侧金属层、中间金属层和上侧金属层形成;以及支撑柱,其设置在管路内,其中,支撑柱将管路分为第一流动路径和第二流动路径。管路具有与第一流动路径和第二流动路径连通的第一开口部分。
Description
技术领域
本发明涉及一种环路式热管。
背景技术
存在这样的环路式热管:其设置为用于传输由诸如智能手机等移动型电子设备产生的热量的装置。环路式热管是这样的装置:其使用工作流体的相变来实施热传输,并且具有封装工作流体的环状管路。
关于如何形成管路,存在若干种方法。在这些方法中,可以使用将薄金属板彼此层叠从而在这些薄金属板中形成管路的方法,以形成适于移动型电子设备的足够薄的管路,从而有助于减小电子设备厚度。
当这种薄的管路在制造过程中被压扁(crushed)时,管路中的压力损失增加,从而使得工作流体难以在环路式热管中循环。为此,已经研究了在管路内部设置支撑柱的技术,以便使用支撑柱来防止管路被压扁(参见例如WO2015/087451)。
当支撑柱如此设置在管路内时,工作流体的蒸气难以在管路中循环。因此,管路中的压力损失增加,从而导致环路式热管的热传输能力的劣化。
发明内容
某些实施例提供了一种环路式热管。所述环型热管包括:蒸发器,其构造为使工作流体蒸发;冷凝器,其构造为使已蒸发工作流体冷凝;蒸气管,其设置在所述蒸发器与所述冷凝器之间,并且所述已蒸发工作流体流过所述蒸气管;以及液体管,其设置在所述蒸发器与所述冷凝器之间,并且液相工作流体流过所述液体管。所述蒸气管包括:下侧金属层;中间金属层,其布置在所述下侧金属层上;上侧金属层,其布置在所述中间金属层上;管路,其由所述下侧金属层、所述中间金属层和所述上侧金属层形成;以及支撑柱,其设置在所述管路内,并且连接至所述下侧金属层和所述上侧金属层;其中,所述支撑柱将所述管路分为第一流动路径和第二流动路径。所述管路具有与所述第一流动路径和所述第二流动路径连通的第一开口部分。
附图说明
图1是已被用于研究的环路式热管的俯视图;
图2是沿图1的线I-I截取的蒸气管的剖视图;
图3是已形成支撑柱部分的一个金属层的放大的平面图;
图4是根据本发明的实施例的环路式热管的俯视图;
图5是沿图4的线II-II截取的蒸气管的剖视图;
图6是本实施例的蒸气管中的中间金属层的放大的平面图;
图7A是根据本实施例的第一开口部分的放大的平面图;
图7B是沿图7A的线III-III截取的剖视图;
图8A是根据本实施例的第二开口部分的放大的平面图;
图8B是沿图8A的线IV-IV截取的剖视图;
图9A是基于根据本实施例的形成有第一孔和第二孔的一个中间金属层的放大照片而绘制的视图;
图9B是基于中间金属层的截面的放大照片而绘制的视图;
图10是示出根据本实施例的在上/下方向上彼此相邻的中间金属层中的上侧中间金属层中的第一孔与下侧中间金属层中的第二孔之间的位置关系的平面图;
图11是根据本实施例的蒸气管的分解透视图;
图12是用于说明根据本实施例的一个中间金属层的制造方法(第1部分)的平面图;
图13是用于说明根据本实施例的中间金属层的制造方法(第2部分)的平面图;
图14是用于说明根据本实施例的中间金属层的制造方法(第3部分)的平面图;
图15A和图15B是用于说明根据本实施例的中间金属层的制造方法(第1部分)的剖视图;
图16是用于说明根据本实施例的中间金属层的制造方法(第2部分)的剖视图;
图17是根据本实施例的制造环路式热管的过程(第1部分)的剖视图;
图18是根据本实施例的制造环路式热管的过程(第2部分)的剖视图;
图19是根据本实施例的第一变型例的环路式热管的侧视图;
图20是根据本实施例的第二变型例的环路式热管的侧视图;
图21是根据本实施例的第三变型例的环路式热管的分解透视图;
图22是根据本实施例的第四变型例的环路式热管的分解透视图;
图23是根据本实施例的第五变型例的环路式热管的分解透视图;
图24是根据本实施例的第六变型例的环路式热管的分解透视图;
图25是根据本实施例的第七变型例的环路式热管的分解透视图;
图26是根据本实施例的第八变型例的环路式热管的分解透视图;
图27是用于说明根据本实施例的第八变型例的环路式热管的优势的剖视图;并且
图28A和图28B是示出本实施例的第八变型例中的每个凹部的截面形状的各种实例的剖视图。
具体实施方式
在描述本发明的实施例之前,将描述本发明人已研究的内容。
图1是已被用于研究的环路式热管的俯视图。
环路式热管1接纳在智能手机、数码相机等的壳体2中。环路式热管1设置有蒸发器3、冷凝器4、蒸气管5和液体管6。蒸发器3构造为使工作流体C蒸发。冷凝器4构造为使已蒸发工作流体C冷凝。蒸气管5设置在蒸发器3与冷凝器4之间,并且已蒸发工作流体流过蒸气管5。液体管6设置在蒸发器3与冷凝器4之间,并且液相工作流体C流过液体管6。
蒸气管5和液体管6连接到蒸发器3和冷凝器4。因此,工作流体C流过的环状管路9由管5和6形成。另外,诸如CPU(中央处理单元)等发热元件7固定地结合到蒸发器3。利用发热元件7的热量产生工作流体C的蒸气Cv。
在蒸气Cv通过蒸气管5被引导到冷凝器4以在冷凝器4中液化之后,所产生的工作流体C再次通过液体管6被供应至蒸发器3。
因此,当工作流体C在环路式热管1中循环时,由发热元件7产生的热量可以移动到冷凝器4,从而可以加速发热元件7的冷却。
图2是沿图1的线I-I截取的蒸气管5的剖视图。
在图2所示的实例中,金属层8的层叠体在被加热的同时从上方和下方被加压。结果,金属层8通过金属对金属结合而彼此结合,从而形成管路9。另外,除了最上方金属层8和最下方金属层8之外,在每个金属层8中形成支撑柱部分8a,使得通过支撑柱部分8a的层叠体形成支撑柱10。如上所述,当金属层8被加压时,支撑柱10用于防止蒸气管5被压扁。另外,即使在管路9可以如下所述弯曲的情况下,支撑柱10也可用于防止管路9在管路9弯曲时被压扁。管路9通过支撑柱10分为第一流动路径9a和第二流动路径9b。
顺便提及,通过湿法蚀刻对铜层等进行图案化来形成金属层8。然而,在金属层8中设置连接部分8b,以防止支撑柱部分8a在湿法蚀刻期间与金属层8分离。
图3是已形成支撑柱部分8a的一个金属层8的放大的平面图。
如图3所示,支撑柱部分8a形成为沿管路9延伸。另外,由于支撑柱部分8a通过连接部分8b被金属层8支撑,因此支撑柱部分8a和金属层8可以整体地处理。
顺便提及,当在所有金属层8中连接部分8b的位置被设定为相同时,管路9被连接部分8b封闭。因此,优选的是连接部分8的位置在不同的金属层8中不相同。
根据这种环路式热管1,金属层8以前述方式层叠,使得可以减小环路式热管1的厚度,从而有助于减小壳体2的厚度。
此外,支撑柱10形成在蒸气管5内。因此,当各个金属层8被加压为彼此结合时,支撑柱10可以用于防止蒸气管5被压力压扁。因此,可以防止蒸气管5被压扁,从而可以防止蒸气Cv的流在环路式热管1内留滞。
然而,当如此形成支撑柱10时,蒸气管5中的蒸气Cv的流被支撑柱10阻碍。因此,蒸气管5中的压力损失增加,从而导致环路式热管1的热传输效率的劣化。
此外,在蒸气管5的形成连接部分8b的部分中,由于连接部分8b导致管路9的截面积变窄,使得蒸气管5中的压力损失进一步增加。
下面将对可以抑制环路式热管的热传输能力的劣化的本实施例进行描述。
(本实施例)
图4是根据本实施例的环路式热管的俯视图。
环路式热管11接纳在电子设备的壳体12中。环路式热管11设置有蒸发器13和冷凝器14。电子设备不受特别限制,只要电子设备是具有要冷却的发热元件的设备即可。例如,智能手机、数码相机、人造卫星、车载电子设备和服务器等中的任何一者可以用作电子设备。
蒸气管15和液体管16连接到蒸发器13和冷凝器14。因此,工作流体C流过的环状管路17由管15和16形成。另外,诸如CPU等发热元件18固定地结合到蒸发器13。利用发热元件18的热量形成工作流体C的蒸气Cv。
在蒸气Cv通过蒸气管15被引导到冷凝器14以在冷凝器14中液化之后,所产生的工作流体C再次通过液体管16被供应至蒸发器13。
工作流体C如此在环路式热管11中循环。因此,由发热元件18产生的热量可以移动到冷凝器14,从而可以加速发热元件18的冷却。
图5是沿图4的线II-II截取的蒸气管15的剖视图。
在本实施例中,如图5所示,下侧金属层21、中间金属层22和上侧金属层23以所述顺序层叠,从而生产出环路式热管11。
构成支撑柱25的支撑柱部分22a分别形成在金属层的各中间金属层22中。管路17通过支撑柱25分为第一流动路径17a和第二流动路径17b。
另外,在每个中间金属层22中设置限定管路17的管壁17x的管壁部分22c。此外,下侧金属层21从下侧封闭管路17,并且上侧金属层23从上侧封闭管路17。顺便提及,连接至支撑柱部分22a的连接部分22b设置在最上方中间金属层22中。这种连接部分22b不仅形成在最上方中间金属层22中,还形成在每个中间金属层22中。
下侧金属层21和上侧金属层23中的每一者结合到支撑柱25。因此,当各个金属层21至23彼此叠置时,可以防止管路17被压扁。另外,由于每个中间金属层22和支撑柱部分22a通过连接部分22b彼此连接,因此可以防止支撑柱部分22a与中间金属层22分离,即使当中间金属层22和支撑柱部分22a形成为一个金属层时,也是如此。
顺便提及,管路17的要形成支撑柱25的部分不受特别限制。然而,优选的是,支撑柱25如实例中那样形成在蒸气管15的容易被压扁的中空内部。出于相同原因,支撑柱25还可以形成在冷凝器14中的管路17中(见图4)。
另一方面,在液体管16内形成有用于通过毛细作用将液相工作流体C移动到蒸发器13的未示出的芯部(wick)(见图4)。由于液体管16通过芯部加强,因此不必在液体管16中设置支撑柱25。
另外,尽管还取决于环路式热管11所需的热传输性能等,但在本实例中,管路17的宽度W1例如设定为约5mm至约10mm。
金属层21至23中的每一个的材料也不受特别限制。可以使用导热性和可加工性优异的铜层作为金属层21至23。顺便提及,可以使用铝层或不锈钢层作为金属层21至23以代替铜层。
此外,金属层21至23中的每一个的厚度为100μm至300μm,例如约100μm。金属层21至23的总厚度T在约600μm至1800μm的范围内。
当厚度均这样薄的金属层21至23彼此层叠时,可以使环路式热管11的厚度减薄,从而有助于减小接纳环路式热管11的壳体12的厚度。
另外,为了防止由于使用支撑柱部分22a或连接部分22b导致管路17中的压力损失增加,在本实例中,在每个支撑柱部分22a中形成第一开口部分26,并且在每个连接部分22b中形成第二开口部分27。
图6是蒸气管15中的中间金属层22的放大的平面图。
如图6所示,支撑柱部分22a形成为沿管路17的延伸方向X延伸。尽管支撑柱部分22a的宽度W2不受特别限制,但在本实例中宽度W2被设定为约500μm至约3000μm。
第一开口部分26形成在支撑柱部分22a中,以将第一流动路径17a和第二流动路径17b彼此连接。因此,蒸气Cv可以通过第一开口部分26在第一流动路径17a与第二流动路径17b之间循环。另外,管路17的截面积增加了与第一开口部分26的截面积相对应的量。因此,可以减少管路17中的蒸气Cv的压力损失。
另一方面,每个连接部分22b沿垂直于延伸方向X的方向Y延伸。连接部分22b的宽度W3例如在约500μm至约2000μm的范围内。第二开口部分27形成为沿着延伸方向X穿过连接部分22b,使得蒸气Cv可以沿着延伸方向X流过第二开口部分27。
因此,与不存在第二开口部分27的情况相比,蒸气Cv可以更容易地流过流动路径17a和17b中的每一个。因此,可以进一步减少管路17中的蒸气Cv的压力损失。
开口部分26和27中的每一个的形状不受特别限制。
图7A是第一开口部分26的放大的平面图。图7B是沿图7A的线III-III截取的剖视图。
如图7A所示,构成每个第一开口部分26的第一孔22e和第二孔22f形成在支撑柱部分22a中。孔22e和22f中的每一个都是有底的并且在俯视时示意性地成形为圆形。
在本实例中,在孔22e和22f彼此连接的同时,孔22e和22f的中心P在上述方向Y上彼此偏离。因此,使蒸气Cv沿方向Y流过第一开口部分26。
顺便提及,孔22e和22f中的每一个的尺寸不受特别限制。然而,在本实例中,孔22e、22f的直径被设定为约200μm。
如图7B所示,第一孔22e形成在支撑柱部分22a的下表面22g中,并且第二孔22f形成在与下表面22g相反的上表面22h中。通过湿法蚀刻各向同性地蚀刻诸如铜层等金属层来形成孔22e和22f。因此,孔22e和22f中的每一个具有圆形截面。
另一方面,图8A是每个第二开口部分27的放大的平面图。图8B是沿图8A的线IV-IV截取的剖视图。
如图8A和图8B所示,第二开口部分27也由前述第一孔22e和前述第二孔22f构成。
孔22e和22f的中心P在前述延伸方向X上彼此偏离。因此,使蒸气Cv沿延伸方向X流过第二开口部分27。
图9A是基于形成有第一孔22e和第二孔22f的一个中间金属层22的放大照片而绘制的视图。图9B是基于中间金属层22的截面的放大照片而绘制的视图。
如图9A所示,在孔22e和孔22f的中心彼此偏离的同时,孔22e和孔22f形成为彼此重叠。在这些孔中,如上所述,第一孔22e的直径约为200μm,并且第一孔22e的间距约为300μm。第二孔22f也具有与第一孔22e相同的直径和相同的间距。
另外,如图9B所示,孔22e和孔22f中的每一个在剖视图中示意性地成形为半球形。
图10是示出在上/下方向上彼此相邻的中间金属层22中的上侧中间金属层22中的第一孔22e与下侧中间金属层22中的第二孔22f之间的位置关系的平面图。
在本实例中,如图10所示,在俯视时,上侧中间金属层22中的第一孔22e和下侧中间金属层22中的每个第二孔22f在彼此重叠的同时彼此偏离。
因此,蒸气Cv呈三维的形式流过孔22e和孔22f中的每一个。因此,可以减少蒸气Cv受到的来自前述支撑柱25或前述连接部分22b的阻力。
图11是蒸气管15的分解透视图。
如图11所示,在每个支撑柱部分22a或每个连接部分22b中形成开口部分26或27。因此,支撑柱部分22a和连接部分22b是多孔的。结果,用于将在流动路径17a和17b中的一个流动路径中留滞的液相工作流体C排出到另一个流动路径的毛细作用从多孔支撑柱部分22a作用在工作流体C上。因此,即使当液相工作流体C由于外部空气温度下降等而在流动路径17a和17b中的一个流动路径中冷凝成露滴时,工作流体C也可以容易地排放到另一流动路径。因此,在管路17内几乎不会发生液体留滞,从而可以防止由于液体留滞而使管路17中的压力损失增加。
另一方面,为了防止管道17被连接部分22b封闭,连接部分22b在不同中间金属层22中设置在不同的位置。
根据上面已经描述的本实施例,如图5所示,将流动路径17a和17b彼此连接的第一开口部分26形成在支撑柱25中。因此,管路17的截面积可以增加与第一开口部分26的截面积相对应的量,从而可以减小管路17中的蒸气Cv的压力损失。
此外,第二开口部分27形成在每个连接部分22b中。因此,蒸气Cv可以容易地流过流动路径17a和17b中的每一个,从而可以进一步减小管路17中的蒸气Cv的压力损失。
因此减小了管路17中的压力损失。因此,可以提高环路式热管11的热传输效率,从而可以有效地抑制发热元件18(见图4)的温度升高。
顺便提及,当仅通过第一开口部分26就可以充分地减小管路17中的压力损失时,不必在连接部分22b中形成第二开口部分27。
接下来,将描述根据本实施例的环路式热管11的制造方法。
图12至图14是用于说明一个中间金属层22的制造方法的平面图。另外,图15A和图15B以及图16是用于说明中间金属层22的制造方法的剖视图。图15A和图15B以及图16与沿图12至图14的线V-V截取的剖视图对应。
首先,如图12和图15A所示,准备铜层作为金属层22y,并且在铜层的相反两个表面上形成第一抗蚀剂层31和第二抗蚀剂层32。在俯视时,抗蚀剂层31和32具有与中间金属层22相同的轮廓。另外,抗蚀剂层31和32具有分别对应于孔22e和孔22f的圆形第一抗蚀剂开口31a和圆形第二抗蚀剂开口32a。
接下来,如图13和图15B所示,以抗蚀剂层31和32作为掩模从金属层22y的相反两个表面对金属层22y进行湿法蚀刻。因此,金属层22y被图案化成中间金属层22,并且分别在抗蚀剂开口31a和32a下方形成各自彼此连接的孔22e和孔22f。另外,由于湿法蚀刻各向同性地进行,所以孔22e和孔22f中的每一个成形为半球形。
此外,在该步骤中,金属层22y上形成有第一抗蚀剂层31和第二抗蚀剂层32这两者的部分未被蚀刻,而是留下作为管壁部分22c。
然后,去除各个抗蚀剂层31和32。结果,如图14和图16所示,完成了中间金属层22的基本结构。
将参考图17和图18描述这之后的步骤。
图17和图18是根据本实施例的制造环路式热管11的过程的剖视图。
首先,如图17所示,下侧金属层21、多个中间金属层22以及上侧金属层23以所述顺序层叠。
接下来,如图18所示,在各金属层21至23在不低于500℃(例如在700℃)的温度下被加热的同时,各金属层21至23在约10MPa的压力的作用下彼此按压。因此,各金属层21至23通过金属对金属结合而彼此结合,并且管路17分别被下侧金属层21和上侧金属层23从下方和上方封闭。
然后,通过未示出的注入口将水作为工作流体C注入管路17。结果,完成了根据本实施例的环路式热管11的基本结构。
下面将描述本实施例的各种变型例。
(第一变型例)
图19是根据第一变型例的环路式热管11的侧视图。
在本实例中,诸如CPU等发热元件18被安装在电路基板35上,并且高度高于发热元件18的电子元件36被安装在电路基板35上。例如,芯片电容器用作每个这样的电子元件36。
通过弯曲蒸气管15而在蒸气管15中设置弯曲部分15a,从而防止蒸气管15接触电子元件36。
通过支撑柱25加强蒸气管15(见图11)。因此,即使当蒸气管15如此弯曲时,也可以抑制蒸气管15被压扁而增加蒸气Cv的压力损失。
(第二变型例)
图20是根据第二变型例的环路式热管11的侧视图。
在本实例中,蒸气管15是弯曲的。结果,在蒸气管15中设置有在从侧面看时弯曲约90°的弯曲部分15a,从而使冷凝器14与壳体12的侧表面12a紧密接触。因此,可以有效地使用侧表面12a,因为冷凝器14的热量可以通过侧表面12a释放到外部。
此外,蒸气管15以与第一变型例中类似方式或相同的方式由支撑柱25加强(见图11)。因此,也可以防止蒸气管15由于弯曲而被压扁。
(第三变型例)
图21是根据第三变型例的环路式热管11的蒸气管15的分解透视图。
在本实例中,中间金属层22的每个支撑柱部分22a中设置有凹部22k。通过从下表面22g侧对中间金属层22进行半刻蚀来形成凹部22k。凹部22k的深度例如为约50μm至约100μm。
通过在上/下方向上彼此相邻的两个中间金属层22中的下侧中间金属层22的上表面22h与上侧中间金属层22的凹部22k形成第一开口部分26。
因此,与中间金属层22被制造成多孔的图11的实例相比,第一开口部分26被更大地敞开。因此,蒸气Cv可以更容易地通过第一开口部分26循环,从而可以更容易地减少蒸气管15中的蒸气Cv的压力损失。
另外,存在于凹部22k的侧部的中间金属层22用作柱体22m。在本实例中,中间金属层22的柱体22m在上/下方向上彼此连接。因此,通过柱体22m确保了蒸气管15的强度。
(第四变型例)
图22是根据第四变型例的环路式热管11的蒸气管15的分解透视图。
在本变型例中,蒸气管15的沿延伸方向X延伸的凹部22k的数量被设定为大于第三变型例中沿延伸方向X延伸的凹部22k的数量。因此,柱体22的数量大于第三变型例中柱体的数量。因此,在通过第一开口部分26减小蒸气管15中的压力损失的同时,可以通过柱体22m提高蒸气管15的强度。
(第五变型例)
图23是根据第五变型例的环路式热管11的蒸气管15的分解透视图。
在本变型例中,在上/下方向上彼此相邻的两个支撑柱部分22a中,第一凹部22r形成在下侧支撑柱部分22a的上表面22h中,并且第二凹部22s形成在上侧支撑柱部分22a的下表面中。第一开口部分26由两个凹部22r和22s限定。
顺便提及,对支撑柱部分22a进行半刻蚀,使得凹部22r和22s中的每一个形成为具有约50μm至约100μm的深度。
当第一开口部分26如此由两个凹部22r和22s限定时,第一开口部分26构造为被更大地敞开。因此,蒸气Cv可以更容易地流过第一开口部分26,使得与第三变型例或第四变型例中的压力损耗相比,可以进一步减小蒸气管15中的压力损耗。
另外,最上方中间金属层22的支撑柱部分22a的上表面22h中不形成凹部。上表面22h成形为沿蒸气管15的延伸方向X延伸的条带。上表面22h结合至上侧金属层23。因此,加强了上侧金属层23,使得可以有效地防止蒸气管15被压扁。
以类似方式或相同方式,最下方中间金属层22的支撑柱部分22a的下表面22g也成形为沿延伸方向X延伸的条带。下表面22g结合至下侧金属层21。因此,加强了下侧金属层21。
此外,上侧金属层23与最上方中间金属层22的支撑柱部分22a之间的接触面积以及下侧金属层21与最下方中间金属层22的支撑柱部分22a之间的接触面积可以扩大,从而可以提高结合强度。因此,也可以确保蒸气管15的强度。
此外,由于使用具有与上侧金属层23或下侧金属层21对置的凹部的连接部分22b,因此即使发生液体留滞,工作流体也可以在前述结构中循环。
(第六变型例)
图24是根据第六变型例的环路式热管11的蒸气管15的分解透视图。
另外,在本变型例中,第一开口部分26以与第五变型例类似的方式或相同的方式由第一凹部22r和第二凹部22s限定。
在本变型例中,最下方中间金属层22的第二凹部22s设置成与下侧金属层21的表面对置,使得第一流动路径17a和第二流动路径17b通过第二凹部22s分别彼此连接。因此,即使当液相工作流体C由于外部空气温度下降而在下侧金属层21的表面上冷凝成露滴时,工作流体C也可以在第一流动路径17a和第二流动路径17b之间通过最下方中间金属层22的第二凹部22s而循环。因此,在蒸气管15中几乎不会形成工作流体C的液体留滞物Cd。结果,可以防止蒸气管15中的蒸气Cv流受到液体留滞物Cd的阻碍,从而可以抑制蒸气管15中的压力损失由于液体留滞物Cd而增加。
以类似的方式或相同的方式,最上方中间金属层22的第一凹部22r可以设置成与上侧金属层23的表面对置,使得在上侧金属层23的表面上凝结成露滴的液相工作流体C可以通过第一凹部22r循环。因此,可以抑制液体留滞物Cd的产生。
此外,最下方中间金属层22的连接部分22b可以被半蚀刻约50μm至约100μm的深度。因此,可以在连接部分22b中形成与下侧金属层21的表面对置的凹部22t。因此,液相工作流体C可以通过凹部22t循环。因此,可以进一步有效地防止工作流体C的液体留滞物Cd的形成。
出于类似的原因或相同的原因,凹部22c可以形成在最上方中间金属层22的连接部分22b中,以便与上侧金属层23的表面对置。
(第七变型例)
图25是根据第七变型例的环路式热管11的蒸气管15的分解透视图。
在本实例中,不是对最下方中间金属层22或最上方中间金属层22的连接部分22b而是对每个中间金属层22的连接部分22b进行半蚀刻以形成凹部22t,并且凹部22t与下侧金属层21的表面对置。
因此,流过蒸气管15的蒸气Cv还可以流过凹部22t。因此,可以进一步减小蒸气管15中的压力损失。
另外,凹部22t与下侧金属层21的表面对置。因此,即使在下侧金属层21的表面中发生蒸气Cv的结露,已经在下侧金属层21的表面上凝结的工作流体C也可以通过凹部22t循环。因此,可以以与第六变型例中类似的方式或相同的方式防止在蒸气管15内发生液体留滞。
顺便提及,凹部22t可以与上侧金属层23对置。因此,可以使得已经在上侧金属层23的表面上凝结成露滴的工作流体C通过凹部22t循环,从而可以防止在上侧金属层23的表面中发生液体留滞。
(第八变型例)
图26是根据第八变型例的环路式热管11的蒸气管15的分解透视图。
在本变型例中,如图26所示,对每个支撑柱部分22a的下表面22g进行半蚀刻。因此,在下表面22g中形成沿蒸气管15的延伸方向X交替连续的凹部22p和凸部22q。其中,每个凹部22p具有约50μm至约100μm的深度,使得第一开口部分26可由凹部22p以及凹部22p下方的支撑柱部分22a的上表面22h限定。
另外,凸部22q通过金属对金属结合而连接到凸部22q下方的上表面22h。然而,每个凸部22q与上表面22h之间的接触面积小而使得金属不能在凸部22q与上表面22h之间充分地扩散。因此,凸部22q和上表面22h彼此不是金属对金属结合,或者即使它们的结合是金属对金属结合,两者之间的结合强度也弱于在上/下方向上彼此相邻的管壁部分22c之间的结合强度。
图27是用于说明当每个凸部22q与上表面22h之间的结合强度如此减弱时所获得的优点的剖视图。图27是沿蒸气管15的延伸方向X延伸的支撑柱部分22a的剖视图。
如图27所示,凸部22q与上表面22h之间的结合强度以前述方式减弱。因此,当蒸气管15弯曲时,凸部22q可以在上表面22h上移动,并且在弯曲期间,凸部22q可以在应力集中的部分处被挤压。因此,蒸气管15的弯曲非常容易,使得蒸气管15可以容易地如图19或图20那样弯曲。此外,由于凸部22q的缘故,可以抑制第一开口部分26在弯曲期间被压扁。因此,在充分保持第一开口部分26的开口面积的同时,蒸气管15中的压力损失也可以减小。
凹部22p的形状不受特别限制。
图28A和图28B是示出凹部22p的截面形状的各种实例的剖视图。
在图28A的实例中,凹部22p在剖视图中成形为梯形。在图28B的实例中,凹部22p在剖视图中成形为半球形。
另外,在图28A和图28B的任何实例中,凸部22q与上表面22h之间的结合强度很弱,使得蒸气管15可以容易地弯曲。
如上文所述,对示例性实施例和变型例进行了详细描述。然而,本发明不限于上述实施例和变型例,在不背离权利要求的范围的情况下,可将各种修改和替换应用于上述实施例和变型例。
本申请要求2018年2月27日提交的日本专利申请No.2018-032871的优先权,该专利申请的全部内容以引用的方式并入本文。
Claims (10)
1.一种环路式热管,包括:
蒸发器,其构造为使工作流体蒸发;
冷凝器,其构造为使已蒸发工作流体冷凝;
蒸气管,其设置在所述蒸发器与所述冷凝器之间,并且所述已蒸发工作流体流过所述蒸气管;以及
液体管,其设置在所述蒸发器与所述冷凝器之间,并且液相工作流体流过所述液体管;
其中,所述蒸气管包括:
下侧金属层;
中间金属层,其布置在所述下侧金属层上;
上侧金属层,其布置在所述中间金属层上;
管路,其由所述下侧金属层、所述中间金属层和所述上侧金属层形成;以及
支撑柱,其设置在所述管路内,并且连接至所述下侧金属层和所述上侧金属层,其中,所述支撑柱将所述管路分为第一流动路径和第二流动路径,
设置在所述管路内的所述支撑柱具有与所述第一流动路径和所述第二流动路径连通的第一开口部分。
2.根据权利要求1所述的环路式热管,其中:
所述中间金属层具有连接至所述支撑柱的连接部分;并且
所述连接部分具有沿所述管路的延伸方向延伸的第二开口部分。
3.根据权利要求1所述的环路式热管,其中:
所述支撑柱包括彼此堆叠的多个支撑柱部分;
所述支撑柱部分中的每一个包括:形成有第一孔的下表面,以及与所述下表面相反并形成有第二孔的上表面;
所述支撑柱部分中的第一支撑柱部分的所述第一孔与所述第一支撑柱部分的所述第二孔连通;
所述第一开口部分设置为多个;并且
所述第一开口部分中的每一个由所述第一孔中的相应一个和所述第二孔中的相应一个形成。
4.根据权利要求3所述的环路式热管,其中:
在俯视时,所述第一支撑柱部分的所述第一孔与同所述第一支撑柱部分相邻的第二支撑柱部分的所述第二孔部分地重叠。
5.根据权利要求1所述的环路式热管,其中:
所述支撑柱包括彼此堆叠的多个支撑柱部分;
所述支撑柱部分中的每一个包括:形成有凹部的下表面,以及与所述下表面相反的上表面;并且
所述第一开口部分由所述支撑柱部分中的第一支撑柱部分的上表面与同所述第一支撑柱部分相邻的第二支撑柱部分的所述凹部形成。
6.根据权利要求5所述的环路式热管,其中:
所述凹部形成在所述支撑柱部分中的每一个的所述下表面中,从而沿所述管路的延伸方向并排布置。
7.根据权利要求1所述的环路式热管,其中:
所述支撑柱包括彼此堆叠的多个支撑柱部分;
所述支撑柱部分中的第一支撑柱部分包括形成有第一凹部的上表面,以及与所述上表面相反的下表面;
同所述第一支撑柱部分相邻的第二支撑柱部分包括上表面,以及与该上表面相反并形成有第二凹部的下表面;并且
所述第一开口部分由所述第一凹部和所述第二凹部形成。
8.根据权利要求7所述的环路式热管,其中:
所述支撑柱部分中与所述下侧金属层接触的一个支撑柱部分包括不形成有凹部的下表面;并且
所述支撑柱部分中与所述上侧金属层接触的一个支撑柱部分包括不形成有凹部的上表面。
9.根据权利要求1所述的环路式热管,其中:
所述支撑柱包括彼此堆叠的多个支撑柱部分;
所述支撑柱部分中与所述下侧金属层接触的一个支撑柱部分包括上表面,以及与所述上表面相反并形成有凹部的下表面;并且
所述第一开口部分由所述凹部和所述下侧金属层的上表面形成。
10.根据权利要求1所述的环路式热管,其中:
所述中间金属层设置为多个;
所述支撑柱包括彼此堆叠的多个支撑柱部分;
所述支撑柱部分中的每一个包括沿所述管路的延伸方向形成有凹部的下表面,以及与所述下表面相反的上表面;
所述第一开口部分设置为多个;
所述第一开口部分中的每一个由所述支撑柱部分中的第一支撑柱部分的上表面与同所述第一支撑柱部分相邻的第二支撑柱部分的所述凹部中的相应一个凹部形成;并且
所述第一支撑柱部分的所述上表面与所述第二支撑柱部分的下表面之间的结合强度小于相邻的中间金属层之间的结合强度。
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