CN204373481U - 导热管及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是关于一种导热管及电子设备，导热管包括：第一部分、第二部分和第三部分，第二部分连接第一部分和第三部分；其中，第一部分用于与外部热源进行热交换；第三部分用于与外部冷却设备进行热交换；第一部分、第二部分和第三部分内部有连通的腔体，用于储存流动介质；至少第二部分为柔性管/软管；流动介质将第一部分从外部热源吸收的热量通过第二部分传递给第三部分，第三部分与外部冷却设备进行热交换后冷却流动介质。本实用新型提供的技术方案使得导热管能够很容易地弯曲，从而适用各种应用场景，同时由于柔性管在弯曲过程中不会有褶皱或压扁，因此不会影响导热效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种导热管及电子设备。
背景技术
目前随着电子设备的大量应用和普及，电子设备的散热问题成为提高其性能和设计的重要环节。
现有技术的电子设备中CPU产生的热量通过散热器排出系统，具体的是在CPU和散热器之间用一根铜或者铝制的导热管连接，通过该导热管将CPU产生的热量传递给散热器，再通过散热器将热量排出系统。
由于电子设备越来越精致，内部空间越来越小，导热管需要放置在很小的空间内且需绕过其它电子元件，或者由于电子设备的发热元件和散热元件不在同一个部分而需要弯折，但是现有技术中的铜或铝制金属导热管不易折弯，因此现有技术的导热管的应用场景受到限制。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种导热管及电子设备，主要目的在于使导热管能够很容易地弯曲，从而适用各种应用场景。
为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：
一方面，本实用新型的实施例提供一种导热管，包括：
第一部分、第二部分和第三部分，所述第二部分连接所述第一部分和所述第三部分；
其中，
所述第一部分用于与外部热源进行热交换；
所述第三部分用于与外部冷却设备进行热交换；
所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分内部有连通的腔体，用于储存流动介质；
至少所述第二部分为柔性管/软管；
所述流动介质将所述第一部分从外部热源吸收的热量通过所述第二部分传递给所述第三部分，所述第三部分与所述外部冷却设备进行热交换后冷却所述流动介质。
本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的导热管，还包括：
回流结构，所述回流结构设置在所述第一部分和/或所述第二部分和/或所述第三部分的内部或外部，所述冷却后的流动介质在所述回流结构的回流动力的作用下从所述第三部分经所述第二部分回流至所述第一部分。
前述的导热管，所述回流结构为毛细结构、磁体结构、旋转结构或等离子发生器；
所述流动介质与所述回流结构相适应。
前述的导热管，当所述回流结构为毛细结构时，所述毛细结构为吸液芯，所述吸液芯设置在所述腔体内的腔壁上，并从所述第一部分延伸至所述第三部分。
前述的导热管，所述吸液芯的材料为人造纤维。
前述的导热管，还包括：
支撑件，所述支撑件设置在所述腔体内，用于支撑所述吸液芯。
前述的导热管，所述支撑件为螺旋形，均匀分布在所述腔体内。
前述的导热管，所述支撑件的材料为SWP。
前述的导热管，所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分依次连接，所述连通的腔体两端封堵且其内为真空或负压；
所述第一部分伸入所述外部热源并与之紧密配合连接；
所述第三部分伸入所述外部冷却设备并与之紧密配合连接。
前述的导热管，所述第一部分和所述第三部分为金属管。
前述的导热管，所述金属管材料为C1012。
前述的导热管，所述第二部分为柔性绝缘材料。
前述的导热管，所述柔性绝缘材料为塑胶或橡胶。
另一方面，本实用新型的实施例提供一种电子设备，包括：
上述的导热管；
发热元件，所述导热管的所述第一部分与所述发热元件进行热交换；
散热元件，所述导热管的所述第三部分与所述散热元件进行热交换。
本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的电子设备，还包括：
第一部位和与所述第一部位连接的第二部位，所述第一部位和所述第二部位处于两个不同的平面上；
所述发热元件处于所述第一部位和所述第二部位中的其中一个，所述散热元件处于所述第一部位和所述第二部位中的另一个；
所述导热管的所述第一部分与所述发热元件处于相同的一个部位，所述导热管的所述第三部分与所述散热元件处于相同的另一个部位。
借由上述技术方案，本实用新型导热管及电子设备至少具有下列优点：
本实用新型提供的技术方案通过将所述导热管分为第一部分、第二部分和第三部分，所述第二部分连接所述第一部分和所述第三部分，通过所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分内部连通的腔体内的流动介质将所述第一部分从外部热源吸收的热量通过所述第二部分传递给所述第三部分，然后再通过所述第三部分与所述外部冷却设备进行热交换后冷却所述流动介质，其中，至少所述第二部分为柔性管/软管，使得所述导热管能够很容易地弯曲，从而适用各种应用场景，同时由于柔性管在弯曲过程中不会有褶皱或压扁，因此不会影响导热效果。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本实用新型的一个实施例提供的一种导热管的一种实现方式的结构示意图；
图2是本实用新型的一个实施例提供的一种导热管的另一种实现方式的结构示意图；
图3是本实用新型的一个实施例提供的一种导热管的横截面示意图；
图4是本实用新型的一个实施例提供的一种毛细结构的导热管的制作工艺过程示意图；
图5是本实用新型的另一个实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型为解决现有技术中铜或铝制金属导热管不易折弯，因此现有技术的导热管的应用场景受到限制的问题，提供了一种导热管及电子设备，以使导热管能够很容易地弯曲，从而适用各种应用场景。
本实用新型实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
本实用新型提供的一种导热管，包括：
第一部分、第二部分和第三部分，所述第二部分连接所述第一部分和所述第三部分；
其中，
所述第一部分用于与外部热源进行热交换；
所述第三部分用于与外部冷却设备进行热交换；
所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分内部有连通的腔体，用于储存流动介质；
至少所述第二部分为柔性管/软管；
所述流动介质将所述第一部分从外部热源吸收的热量通过所述第二部分传递给所述第三部分，所述第三部分与所述外部冷却设备进行热交换后冷却所述流动介质。
另外，本实用新型的另一个实施例提供一种电子设备，包括：
上述的导热管；
发热元件，所述导热管的所述第一部分与所述发热元件进行热交换；
散热元件，所述导热管的所述第三部分与所述散热元件进行热交换。
为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
如图1所示，本实用新型的一个实施例提出的一种导热管，包括第一部分10、第二部分20和第三部分30，所述第二部分20连接所述第一部分10和所述第三部分30。其中，至少所述第二部分20为柔性管/软管。所述第一部分10用于与外部热源进行热交换，所述第三部分30用于与外部冷却设备进行热交换。所述第一部分10、所述第二部分20和所述第三部分30内部有连通的腔体，用于储存流动介质，所述流动介质将所述第一部分10从外部热源吸收的热量通过所述第二部分20传递给所述第三部分30，所述第三部分30与所述外部冷却设备进行热交换后冷却所述流动介质。
本实施例的导热管的形状可随外部热源和外部冷却设备的条件而变化，所述导热管可做成电机的转轴、燃气轮机的叶片、钻头、手术刀等等，通过将所述导热管分为所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分的分离式结构，可以适应较长距离或冲热流体不能混合的情况下的换热，所述导热管既可以用于地面的重力场，也可用于空间的无重力场。
由于本实施例中的所述第二部分20为柔性管，因此其具有一定的温度自动调节能力。具体是，当所述导热管的所述第一部分10从外部热源传入的热量增大时，所述流动介质因为受热蒸发而使所述导热管内部的蒸汽压力也会随之增大，由于所述第二部分20为柔性管，内部气压的增大会使所述第二部分20的直径增大，因此增大了所述第二部分20内部的蒸汽流道，从而提升了所述导热管的导热性能。
本实用新型的一个典型应用为如图2所示的结构：
所述导热管为密封结构，所述第一部分10处于下方，所述第三部分30处于上方。
其工作原理是，当所述第一部分10从外部热源吸收热量时，所述流动介质受热蒸发汽化，蒸汽在微小压差下流向所述第三部分30，所述第三部分30与所述外部冷却设备进行热交换放出热量而凝结成液体，所述液体流动介质在重力的作用下流回所述第一部分10。如此循环不已，热量就由所述第一部分10传到了所述第三部分30。上述的导热管具有以下基本特性：
⑴较大的传热能力，所述导热管巧妙的组织了热阻较小的沸腾和凝结两种相变过程，使它的导热系数高达紫铜导热系数的数倍以至数千倍。
⑵优良的等温性，所述导热管的腔体的蒸汽处于饱和状态，由于饱和蒸汽由蒸发段流向冷凝段的压力差很小，因而所述导热管具有优良的等温性。
⑶不需要输送泵以及密封润滑部件，结构简单无运动部件和噪音。
本实用新型提供的技术方案通过将所述导热管分为第一部分、第二部分和第三部分，所述第二部分连接所述第一部分和所述第三部分，通过所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分内部连通的腔体内的流动介质将所述第一部分从外部热源吸收的热量通过所述第二部分传递给所述第三部分，然后再通过所述第三部分与所述外部冷却设备进行热交换后冷却所述流动介质，其中，至少所述第二部分为柔性管/软管，使得所述导热管能够很容易地弯曲，从而适用各种应用场景，同时由于柔性管在弯曲过程中不会有褶皱或压扁，因此不会影响导热效果。
进一步的，如图1和图3所示，所述导热管还包括回流结构40。所述回流结构40设置在所述第一部分10和/或所述第二部分20和/或所述第三部分30的内部或外部，所述冷却后的流动介质在所述回流结构40的回流动力的作用下从所述第三部分30经所述第二部分20回流至所述第一部分10。
进一步的，所述回流结构40为毛细结构、磁体结构、旋转结构或等离子发生器。其中，所述毛细结构适用于有芯导热管，所述磁体结构适用于磁流体动力导热管，所述旋转结构适合旋转导热管，所述等离子发生器适用于电流体动力导热管。还有其它形式的导热管，这里不一一描述。
上述的有芯导热管水平放置时，由于其内部循环动力是所述毛细结构的毛细力，因此所述冷却后的流动介质可以通过所述毛细结构在毛细力的作用下从所述第三部分30回流至所述第一部分10。
所述磁体结构可以为一个磁铁，为所述流动介质提供磁场，使所述流动介质能通过所述磁场的作用力从所述第三部分30回流至所述第一部分10。
所述旋转结构是利用导热管旋转时产生的离心力使冷却后的流动介质从所述第三部分30回流至所述第一部分10。
所述等离子发生器的主要工作原理是将低电压通过升压电路升至正高压及负高压，利用正高压及负高压电离空气(主要是氧气)产生大量的正离子及负离子，负离子的数量大于正离子的数量(负离子的数量大约为正离子数量的1.5倍)，利用电流学动力学原理使所述流动介质能从所述第三部分30回流至所述第一部分10。
所述流动介质与所述回流结构40相适应。例如：
当所述回流结构40为磁性结构时，所述流动介质为磁流体。
这里不一一列举。
进一步的，当所述回流结构40为毛细结构时，所述毛细结构为吸液芯，所述吸液芯设置在所述腔体内的腔壁上，并从所述第一部分10延伸至所述第三部分30。
当所述回流结构40为毛细结构时，所述毛细结构还可以其它结构，例如，烧结粉末管芯、轴向槽道式管芯或者组合管芯。下面对其作一一说明。
⑴吸液芯
所述吸液芯为紧贴管壁的单层及多层网芯。多层网的网层之间应尽量紧贴，网与管壁之间亦应贴合良好，网层数有l至4层或更多，各层网的目数可相同或不同。若网层多，则所述流动介质流通截面大，阻力小，但径向热阻大；用细网时毛细抽吸力大但流动阻力亦增加。如在近壁因数层用粗孔网，表面一层用细孔网，这样可由表面细孔网提供较大的毛细抽吸压力，通道内的粗孔网使流动阻力较小，但并不能改善径向热胆大的缺点。网芯式结构的管芯可得到较高的毛细力和较高的毛细提升高度。
⑵烧结粉末管芯
由一定数目的金属粉末烧结在管内壁表面而形成与管壁一体的烧结粉末管芯，也有用金属丝网烧结在管内壁表面上的管芯，此种管芯有较高的毛细抽吸力，并较大地改善了径向热阻。
⑶轴向槽道式管芯
在所述腔体的腔壁开轴向细槽以提供毛细压头及所述流动介质的回流通道，槽的截面形状可为矩形，梯形，圆形及变截面槽道，槽道式管芯虽然毛细压头较小，但液体流动阻力甚小，因此可达到较高的轴向传热能力，径向热阻较小，工艺重复性良好，可获得精确幼儿何参数，因而可较正确地计算毛细限，此种管子弯曲后性能基本不变。由于其抗重力工作能力极差，不适于倾斜(热端在上)工作。但对于空间的零重力条件则是非常适用的。
⑷组合管芯
一般管芯往往不能同时兼顾毛细抽吸力及渗透率，为了有高的毛细抽吸力，就要选用更细的网成金属粉末，但它仍的渗透率较差。组合多层网虽然在这方面有所提高，可是其径向热阻大。组合管芯能兼顾毛细力和渗透率，从而能获得高的轴向传热能力，而且大多数管芯的径向热阻甚小。它基本上把管芯分成两部分，一部分起毛细抽吸作用，另一部分起液体回流通道作用。
进一步的，所述吸液芯的材料为人造纤维。所述人造纤维可以为单层结构，也可以为多层结构。所述人造纤维可以为一个整体贯穿所述第一部分10、所述第二部分20和所述第三部分30，也可以是能独立贯穿所述第一部分10、所述第二部分20和所述第三部分30的若干部分。
进一步的，如图3所示，所述导热管还包括支撑件50。所述支撑件50设置在所述腔体内，用于支撑所述吸液芯以贴近所述腔体的腔壁处。
进一步的，所述支撑件50为螺旋形，均匀分布在所述腔体内。当所述支撑件50为螺旋形时，由于螺旋形结构的弹性特点，所述支撑件可以适应所述第二部分20弯折而不会损坏。
进一步的，所述支撑件50的材料为SWP。SWP是一种琴钢丝，也可以用来做弹簧，因此有更好的弹性效果，容易弯折，且弯折时不易损坏。
进一步的，如图1所示，所述第一部分10、所述第二部分20和所述第三部分30依次连接，所述连通的腔体两端封堵且其内为真空或负压。所述第一部分10伸入所述外部热源并与之紧密配合连接，所述第三部分30伸入所述外部冷却设备并与之紧密配合连接。
这里通过毛细结构为吸液芯时的导热管来说明其工作原理：当所述导热管内部被抽成负压状态时，所述导热管内部的所述流动介质的沸点降低，因此容易挥发。所述腔体的腔壁上附着有所述吸液芯，由于所述吸液芯由毛细多孔材料构成，当所述第一部分10为蒸发端，及外部热源的一端，所述第三部分30为冷凝端，即外部冷却设备的一端时，毛细管中的液体状态的流动介质在所述蒸发端迅速蒸发，蒸气在微小的压力差下流向冷凝端，并且释放出热量，重新凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发端，如此循环不止，热量不断由所述第一部分10传至所述第三部分30。这种循环是快速进行的，热量可以被源源不断地传导开来。
如图4所示为本实施例中的毛细结构的导热管的制作工艺过程。
所述导热管的所述连通的腔体两端可以用端盖60来封堵。所述端盖60具有多种结构形式，因此所述端盖60与所述第一部分10和所述第三部分30的连接方式也因结构形式而异。一种结构是，所述端盖60的外圆尺寸可稍小于管壳内径，配合后，管壳的突出部分可作为氩弧焊的熔焊部分，不必再填焊条，焊口光滑平整质量容易保证。
另一种结构是，所述端盖60为旋压封头。旋压封头是国内外常采用的一种端盖形式，旋压封头是在旋压机上直接旋压而成，这种端盖形式外型美观，强度好、省材省工，是一种良好的端盖形式。
进一步的，如图1所示，所述第一部分10和所述第三部分30为金属管。所述金属管可以为金属无缝钢管，根据不同需要可以采用不同材料，如铜、铝、碳钢、不锈钢、合金钢等。所述金属管可以是标准圆形，也可以是异型的，如椭圆形、正方形、矩形、扁平形、波纹管等。其管径可以从2mm到200mm，甚至更大，长度可以从几毫米到l00米以上。
进一步的，所述金属管材料为C1012。
进一步的，如图1所示，所述第二部分20为柔性绝缘材料。因为柔性绝缘材料较软且绝缘，所以在组装所述第一部分10、所述第二部分20和所述第三部分30时，可以使所述第二部分20与电子元件或机械结构接触和干涉，不必担心电子元件的短路和结构干涉破坏。另外，本实用新型的所述第二部分20可以使用导热系数低的柔性绝缘材料，以减小热量传送过程中的外泄，如普通的全铜导热管，热量在热管内部传递时，部分热量会在传递过程中透过管壁传导至系统内部，导致系统内部温度升高。同时所述柔性绝缘材料适合金属导热管不适用的大尺寸、长距离、干涉多及有绝缘要求的场合。
进一步的，所述柔性绝缘材料为塑胶或橡胶。
如图5所示，本实用新型的另一个实施例提供了一种电子设备，包括上述的导热管1、发热元件2和散热元件3。
所述导热管，包括第一部分、第二部分和第三部分，所述第二部分连接所述第一部分和所述第三部分；其中，所述第一部分用于与外部热源进行热交换；所述第三部分用于与外部冷却设备进行热交换；所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分内部有连通的腔体，用于储存流动介质；至少所述第二部分为柔性管/软管；所述流动介质将所述第一部分从外部热源吸收的热量通过所述第二部分传递给所述第三部分，所述第三部分与所述外部冷却设备进行热交换后冷却所述流动介质。
所述导热管1的所述第一部分10与所述发热元件2进行热交换，所述导热管1的所述第三部分30与所述散热元件3进行热交换。
进一步的，所述电子设备还包括第一部位4和与所述第一部位4连接的第二部位5，所述第一部位4和所述第二部位5处于两个不同的平面上。
所述发热元件2处于所述第一部位4和所述第二部位5中的其中一个，所述散热元件3处于所述第一部位4和所述第二部位5中的另一个。
所述导热管1的所述第一部分10与所述发热元件2处于相同的一个部位，所述导热管1的所述第三部分30与所述散热元件3处于相同的另一个部位。
本实用新型提供的技术方案通过将所述导热管分为第一部分、第二部分和第三部分，所述第二部分连接所述第一部分和所述第三部分，通过所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分内部连通的腔体内的流动介质将所述第一部分从外部热源吸收的热量通过所述第二部分传递给所述第三部分，然后再通过所述第三部分与所述外部冷却设备进行热交换后冷却所述流动介质，其中，至少所述第二部分为柔性管/软管，使得所述导热管能够很容易地弯曲，从而适用各种应用场景，同时由于柔性管在弯曲过程中不会有褶皱或压扁，因此不会影响导热效果。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (15)
1.一种导热管，其特征在于，包括： 第一部分、第二部分和第三部分，所述第二部分连接所述第一部分和所述第三部分；
其中， 所述第一部分用于与外部热源进行热交换； 所述第三部分用于与外部冷却设备进行热交换； 所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分内部有连通的腔体，用于储存流动介质； 至少所述第二部分为柔性管/软管；
所述流动介质将所述第一部分从外部热源吸收的热量通过所述第二部分传递给所述第三部分，所述第三部分与所述外部冷却设备进行热交换后冷却所述流动介质。
2.根据权利要求1所述的导热管，其特征在于，还包括：回流结构，所述回流结构设置在所述第一部分和/或所述第二部分和/或所述第三部分的内部或外部，所述冷却后的流动介质在所述回流结构的回流动力的作用下从所述第三部分经所述第二部分回流至所述第一部分。
3.根据权利要求2所述的导热管，其特征在于，所述回流结构为毛细结构、磁体结构、旋转结构或等离子发生器；所述流动介质与所述回流结构相适应。
4.根据权利要求3所述的导热管，其特征在于，当所述回流结构为毛细结构时，所述毛细结构为吸液芯，所述吸液芯设置在所述腔体内的腔壁上，并从所述第一部分延伸至所述第三部分。
5.根据权利要求4所述的导热管，其特征在于，所述吸液芯的材料为人造纤维。
6.根据权利要求4所述的导热管，其特征在于，还包括：支撑件，所述支撑件设置在所述腔体内，用于支撑所述吸液芯。
7.根据权利要求6所述的导热管，其特征在于，所述支撑件为螺旋形，均匀分布在所述腔体内。
8.根据权利要求7所述的导热管，其特征在于，所述支撑件的材料为SWP。
9.根据权利要求1～8中的任一项所述的导热管，其特征在于，所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分依次连接，所述连通的腔体两端封堵且其内为真空或负压；
所述第一部分伸入所述外部热源并与之紧密配合连接；所述第三部分伸入所述外部冷却设备并与之紧密配合连接。
10.根据权利要求1～8中的任一项所述的导热管，其特征在于，所述第一部分和所述第三部分为金属管。
11.根据权利要求10所述的导热管，其特征在于，所述金属管材料为C1012。
12.根据权利要求1～8中的任一项所述的导热管，其特征在于，所述第二部分为柔性绝缘材料。
13.根据权利要求12所述的导热管，其特征在于，所述柔性绝缘材料为塑胶或橡胶。
14.一种电子设备，其特征在于，包括：
上述权利要求1～13中的任一项所述的导热管；发热元件，所述导热管的所述第一部分与所述发热元件进行热交换；散热元件，所述导热管的所述第三部分与所述散热元件进行热交换。
15.根据权利要求14所述的电子设备，其特征在于，还包括：第一部位和与所述第一部位连接的第二部位，所述第一部位和所述第二部位处于两个不同的平面上；所述发热元件处于所述第一部位和所述第二部位中的其中一个，所述散热元件处于所述第一部位和所述第二部位中的另一个；所述导热管的所述第一部分与所述发热元件处于相同的一个部位，所述导热管的所述第三部分与所述散热元件处于相同的另一个部位。
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