CN114390869A - 一种y形导流台吸液芯单向传热热管及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种Y形导流台吸液芯单向传热热管及其加工方法，涉及散热元件技术领域，包括第一传热组件和第二传热组件，第一传热组件和/或第二传热组件上开设有导流槽，第一传热组件和第二传热组件的具有导流槽的一侧相互连接并形成密闭的导流腔，导流腔的底面和顶面分别均匀阵列有若干方向一致的Y形导流台，导流腔内盛装有工质；本发明通过Y形导流台使导流腔内部的工质进行单向导流，从而实现第一传热组件和第二传热组件的单向传热，有效保护电子元件不受高温损坏；另外由于面上Y形导流台组合导流的结构，加工工艺简单，相较于现有的激光雕刻加工技术，成本更低，技术限制小，更具有普适性。

Description

一种Y形导流台吸液芯单向传热热管及其加工方法

技术领域

本发明涉及散热元件技术领域，尤其是涉及一种Y形导流台吸液芯单向传热热管及其加工方法。

背景技术

伴随着各种高功率电子产品的出现，如何较好的对其进行散热也成为一个伴生问题。热管作为高效的传热元件，广泛用于电子器件的散热；传统的热管具有双向性，即可以实现两个方向的传热，传热方向决定于两端高温的高低，即由高温段传向低温段。

正常工作情况下，发热元件(如芯片等)等处于高温段，散热元件处于低温段，热管将发热元件的温度传送到散热段，并把热量释放。但是，电子器件发生故障的情况下，会发生散热元件的温度高于发热元件的温度，这样会把外界的温度传送到发热元件处，造成发热元件(如芯片等)损坏，造成巨大损失。

现有的热管主要是利用激光雕刻技术在金属片上加工微沟槽作为吸液芯，因此这类热管通过面下的微结构来输送液体，加工工艺复杂且成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Y形导流台吸液芯单向传热热管及其加工方法，能够通过单向传热结构保护电子元件，同时单向传热结构位于面上，加工较简单，可有效降低加工成本；

本发明提供一种Y形导流台吸液芯单向传热热管，包括第一传热组件和第二传热组件，所述第一传热组件和/或所述第二传热组件上开设有导流槽，所述第一传热组件和所述第二传热组件的具有导流槽的一侧相互连接并形成密闭的导流腔，所述导流腔的底面和顶面分别均匀阵列有若干方向一致的Y形导流台，所述导流腔内盛装有工质。

进一步地，若干所述Y形导流台沿长度方向均匀排列且沿宽度方向交错排列，非边缘位置的所述Y形导流台的分叉部位于相邻两个所述Y形导流台的直线部之间。

进一步地，所述导流腔底面和顶面的Y形导流台之间具有间隙，所述Y形导流台具有亲水性。

进一步地，若干所述Y形导流台分布在所述导流腔的沿宽度方向的中部组成液体通道，所述导流腔内沿宽度方向的两侧为气体通道。

进一步地，所述导流腔的侧壁上贯穿开设有注液孔。

进一步地，所述第一传热组件外设有凸起部，所述注液孔贯穿所述凸起部，所述凸起部上与所述注液孔同轴的开设有安装孔，所述安装孔内插接有充液管。

进一步地，所述导流腔内为负压或真空状态。

进一步地，所述第一传热组件为传热盒，所述第二传热组件为传热盖，所述Y形导流台分别位于所述传热盒的内壁底部和所述传热盖的底壁上。

进一步地，所述传热盖为透明材料。

本发明还提供一种Y形导流台吸液芯单向传热热管的加工方法，包括以下步骤：

S1，加工第一传热组件和第二传热组件，并在第一传热组件和第二传热组件组成导流腔的侧面上加工若干均匀阵列且方向一致的Y形导流台；

S2，在第一传热组件的外侧面加工出注液孔和安装孔；

S3，对Y形导流台做亲水性处理；

S4，连接第一传热组件和第二传热组件组成导流腔，且导流腔内底面的Y形导流台和顶面的Y形导流台一一对齐；

S5，通过耐高温胶密封第一传热组件和第二传热组件的连接处，并在安装孔内插入充液管；

S6，通过充液管注入工作液体，再通过充液管对导流腔内部抽真空；

S7，将充液管进行冲压使发生形变，再对充液管管口进行焊接密封处理，形成密封口。

本发明的技术方案通过在导流腔内阵列若干方向一致的Y形导流台，从而使导流腔内部的工质进行单向导流，使工质在液态下仅能够从两传热组件的发热元件接触端向散热元件接触端流动，从而通过液态工质的单向流动实现第一传热组件和第二传热组件的单向传热，有效保护电子元件不受高温损坏；另外，本发明由于面上Y形导流台组合导流的结构，加工工艺简单，相较于现有的激光雕刻加工技术，成本更低，技术限制小，更具有普适性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的爆炸视图；

图3为本发明第一传热组件的内部视图；

图4为本发明第二传热组件的内部视图；

图5为本发明的前视图及A-A剖视图；

图6为本发明的俯视图；

图7为本发明图6的B-B剖视图；

图8为本发明图6的C-C剖视图；

附图标记说明：

1-第一传热组件、2-第二传热组件、3-导流槽、4-导流腔、5-Y形导流台、6-间隙、7-液体通道、8-气体通道、9-注液孔、10-凸起部、11-安装孔、12-充液管、13-热端、14-冷端；

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1-图4所示，本发明提供一种Y形导流台吸液芯单向传热热管，包括第一传热组件1和第二传热组件2，第一传热组件1和/或第二传热组件2上开设有导流槽3，第一传热组件1和第二传热组件2的具有导流槽3的一侧相互连接并形成密闭的导流腔4，导流腔4的底面和顶面分别均匀阵列有若干方向一致的Y形导流台5，导流腔4内盛装有工质。

具体的，第一传热组件1和第二传热组件2为易导热材料(例如金属)制成的具有一定长度的零件，使用时，呈组合状态的第一传热组件1和第二传热组件2的一端为热端13与发热元件(如芯片)接触，另一端为冷端14与散热元件(如散热器)接触；

工质通过液态和气态两种形态进行吸热和放热以进行热能转移，液态工质在导流腔4内部的冷端14向热端13单向流动，当流动到热端13时，吸收发热元件的高温使工质蒸发为气态，导流腔4冷端14的气态工质受散热元件降温冷凝为液态工质，再向热端13单向流动；而由于冷端14的气态工质不断被液化，导致热端13被气化的工质向冷端14单向流动，经液气循环流动，实现热量的传递，当发生故障情况导致冷端14的温度比热段的温度高时，由于Y形导流台5单向流动的特性，工质不能形成反向循环，只能单向传热，从而起到保护电子元件的作用；

第一传热组件1或第二传热组件2可以其中一个开设导流槽3，则该导流槽3即为连接后的导流腔4，或两个传热组件均开设导流槽3，则该两个导流槽3组合即为连接后的导流腔4；

Y形导流台5高度为0.5mm，液体主要沿台侧面流动，单个Y形导流台5由于分叉部分的曲率大于直线部分的曲率，导致液体在分叉部分的表面张力大于直线部分，因此液体在单个Y形导流台5上由分叉部分向直线部分流动；因此Y形导流台5具有方向性，能够使液体附着在侧面并发生单向流动，在相反方向液体流动阻力较大或者不能流动，其作用相当于吸液芯。

如图2-图4所示，若干Y形导流台5沿长度方向均匀排列且沿宽度方向交错排列，非边缘位置的Y形导流台5的分叉部位于相邻两个Y形导流台5的直线部之间。具体的，液体流动到直线部分的末端时，由于宽度方向上相邻两侧的Y形导流台5分叉部分离直线部分近，液体被吸到相邻两侧的Y形导流台5分叉部分从而实现过渡继续流动。

如图6-图8所示，导流腔4底面和顶面的Y形导流台5之间具有间隙6，Y形导流台5具有亲水性。具体的，上下分布的Y形导流台5能够将两侧未加工Y形导流台5位置处的液态工质吸附到中部的Y形导流台5侧面和间隙6内；间隙6的高度可达0.5mm，间隙6的距离越小，吸附性越强，液体单向流动的效果越好；亲水性可以通过亲水溶剂实现，亲水溶剂在市场上选择多样，例如四氟硼酸等，不再赘述。

如图6-图8所示，若干Y形导流台5分布在导流腔4的沿宽度方向的中部组成液体通道7，导流腔4内沿宽度方向的两侧为气体通道8；具体的，导流腔4为一个长方体形腔体，在导流腔4的宽度方向将导流腔4分为中部区域和两侧区域，Y形导流台5即分布在中部区域，则液态工质在中部区域由冷端14向热端13单向流动；而在热端13被蒸发的气态工质则在两侧区域由热端13向冷端14单向流动；由于导流腔4内部的两侧均为气体通道8，即具有双通道，使单个气体通道8的宽度较小，提高气态工质的流动速率，从而提高传热效率。

如图5所示，导流腔4的侧壁上贯穿开设有注液孔9。具体的，注液孔9位于第一传热组件1与第二传热组件2连接位置的侧壁并与导流腔4内部连通，通过注液孔9把工质注入导流腔4内部。

如图1和图5所示，第一传热组件1外设有凸起部10，注液孔9贯穿凸起部10，凸起部10上与注液孔9同轴的开设有安装孔11，安装孔11内插接有充液管12。具体的，凸起部10能够增加该位置的壁厚，方便加工注液孔9和安装孔11，充液管12是一根铜管，可以通过充液管12向导流腔4内部注入工质，并且抽真空装置可以通过夹紧充液管12对导流腔4内部进行抽真空处理，完成抽真空处理后可以通过冲压，使充液管12发生形变，从而形成密封口，起到密封的作用。

导流腔4内为负压或真空状态。具体的，液态工质的沸点与压强有关，当导流腔4内部负压或真空时，工质沸点降低，如果通过调整导流腔4内部压力使工质沸点低于发热元件的温度，则当第一传热组件1或第二传热组件2的热端13接触到发热元件时，则工质吸热蒸发为气态，使发热元件温度降低。

如图1-图8所示，第一传热组件1为传热盒，第二传热组件2为传热盖，Y形导流台5分别位于传热盒的内壁底部和传热盖的底壁上。具体的，传热盒和传热盖可以是金属薄片制作(例如铜、铝或铁等)，具有良好的导热性能，传热盒为盒状件，盒内即为导热槽，Y形导流台5位于槽底，传热盖位于传热盒的盒口相配合的盖状件，Y形导流台5位于盖底，传热盒与传热盖嵌合定位。

传热盒为金属传热材料，传热盖为透明传热材料。具体的，传热盒为导热性能良好的金属材料制作，传热盖为透明材料制作，如透明玻璃或亚克力板等，做成可视化效果，在工作的过程中观察导流腔4内部情况，不仅科技美感强，而且有助于观察研究。

实施例2

本发明还提供一种Y形导流台5吸液芯单向传热装置的加工方法，包括以下步骤：

S1.加工第一传热组件1和第二传热组件2，并在第一传热组件1和第二传热组件2组成导流腔4的侧面上加工若干均匀阵列且方向一致的Y形导流台5；S2.在第一传热组件1的外侧面加工出注液孔9和安装孔11；S3.对Y形导流台5做亲水性处理；S4.连接第一传热组件1和第二传热组件2组成导流腔4，且导流腔4内底面的Y形导流台5和顶面的Y形导流台5一一对齐；S5.通过耐高温胶密封第一传热组件1和第二传热组件2的连接处，并在安装孔11内插入充液管12；S6.通过充液管12注入工作液体，再通过充液管12对导流腔4内部抽真空；S7.将充液管12进行冲压使发生形变，再对充液管12管口进行焊接密封处理，形成密封口。

具体的，此加工方法通过数控铣床即可完成，例如在S1中，初步切割传热盒和传热盖的外形，通过数控机床在传热盒和传热盖相对的内侧表面中间位置加工Y形凸台，因此相较于现有的激光雕刻加工技术，成本更低，技术限制小，更具有普适性。

本发明的工作原理：

正向传热：刻有“冷”的一端为冷端14，在实际应用中冷端14与散热元件相接触，如电脑的散热风扇；中间一段为绝热段，没有温度变化。刻有“热”字的一端为热端13，在实际应用中与发热元件相接触，如与电脑CPU接触；本发明中，导流腔4中间为液道，两侧为气道；在正常工作时，热端13的温度比冷端14的温度高；当单向传热热管工作时，热端13的液态工质受热相变成气态工质，气态工质通过两侧的气道流向冷端14。由于冷端14的温度相对较低，因此气态工质遇冷相变液化，在冷端14形成液态；液态工质在液道内由于上下两面Y形导流台5单向特性和上下两面Y形导流台5之间的间隙6产生的毛细力，促使液态工质快速流动到热端13，然后工质再次受热蒸发相变成气态流向冷端14，如此循环往复，将热端13的热能传输到冷端14，从而具有传热的效果。

反向阻热：当与冷端14接触的散热元件的温度高于与热端13接触的发热元件的温度时，冷端14中的液态工质受热相变成气态，并流向热端13，由于热端13的温度相对较低，因此气态工质遇冷相变液化，在热端13形成液态；由于Y形导流台5结构的单向特性，导致液态工质不能由热端13流动到冷端14，使液态工质在热端13聚集，冷端14由于没有工质输入而“烧干”，使传热装置失效；这就使得传热装置不能反向传热，可以起到保护电子产品的作用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种Y形导流台吸液芯单向传热热管，其特征在于，包括第一传热组件和第二传热组件，所述第一传热组件和/或所述第二传热组件上开设有导流槽，所述第一传热组件和所述第二传热组件的具有导流槽的一侧相互连接并形成密闭的导流腔，所述导流腔的底面和顶面分别均匀阵列有若干方向一致的Y形导流台，所述导流腔内盛装有工质。

2.根据权利要求1所述的Y形导流台吸液芯单向传热热管，其特征在于，若干所述Y形导流台沿长度方向均匀排列且沿宽度方向交错排列，非边缘位置的所述Y形导流台的分叉部位于相邻两个所述Y形导流台的直线部之间。

3.根据权利要求2所述的Y形导流台吸液芯单向传热热管，其特征在于，所述导流腔底面和顶面的Y形导流台之间具有间隙，所述Y形导流台具有亲水性。

4.根据权利要求3所述的Y形导流台吸液芯单向传热热管，其特征在于，若干所述Y形导流台分布在所述导流腔的沿宽度方向的中部组成液体通道，所述导流腔内沿宽度方向的两侧为气体通道。

5.根据权利要求4所述的Y形导流台吸液芯单向传热热管，其特征在于，所述导流腔的侧壁上贯穿开设有注液孔。

6.根据权利要求5所述的Y形导流台吸液芯单向传热热管，其特征在于，所述第一传热组件外设有凸起部，所述注液孔贯穿所述凸起部，所述凸起部上与所述注液孔同轴的开设有安装孔，所述安装孔内插接有充液管。

7.根据权利要求1所述的Y形导流台吸液芯单向传热热管，其特征在于，所述导流腔内为负压或真空状态。

8.根据权利要求1所述的Y形导流台吸液芯单向传热热管，其特征在于，所述第一传热组件为传热盒，所述第二传热组件为传热盖，所述Y形导流台分别位于所述传热盒的内壁底部和所述传热盖的底壁上。

9.根据权利要求8所述的Y形导流台吸液芯单向传热热管，其特征在于，所述传热盖为透明材料制造。

10.一种如权利要求6所述的Y形导流台吸液芯单向传热热管的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，加工第一传热组件和第二传热组件，并在第一传热组件和第二传热组件组成导流腔的侧面上加工若干均匀阵列且方向一致的Y形导流台；

S2，在第一传热组件的外侧面加工出注液孔和安装孔；

S3，对Y形导流台做亲水性处理；

S4，连接第一传热组件和第二传热组件组成导流腔，且导流腔内底面的Y形导流台和顶面的Y形导流台一一对齐；

S5，通过耐高温胶密封第一传热组件和第二传热组件的连接处，并在安装孔内插入充液管；

S6，通过充液管注入工作液体，再通过充液管对导流腔内部抽真空；

S7，将充液管进行冲压使发生形变，再对充液管管口进行焊接密封处理，形成密封口。

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