CN211823992U - 热管 - Google Patents

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Abstract

本实用新型的目的在于提供一种在电子部件的放热量进一步增大的情形等更严格的使用条件下也能够发挥优异的热输送特性的热管。本实用新型的解决手段是提供一种热管，其是具有容器、烧结体层以及工作流体的热管，所述容器具有一个端部的端面和另一个端部的端面被密封的管形状且具有形成有槽部的内壁面，所述烧结体层设置于所述容器的内壁面并且是粉体被烧结而成，所述工作流体被封入所述容器的空腔部，其中，所述烧结体层具有：第一烧结部，该第一烧结部位于所述热管的蒸发部；以及第二烧结部，该第二烧结部与该第一烧结部连续，并且位于所述蒸发部与所述热管的冷凝部之间的绝热部，所述第一烧结部的毛细管力比所述第二烧结部的毛细管力大。

Description

热管
技术领域
本实用新型涉及一种具有优异的最大热输送量、热电阻小且发挥优异的热输送特性的热管。
背景技术
装载于台式电脑、服务器等电气/电子设备的半导体元件等电子部件因高功能化等原因导致放热量增大，其冷却变得更加重要。作为电子部件的冷却机构，有时使用热管。
因此，作为放热量增大的半导体元件等电子部件的冷却构件，例如，提出了一种热管，该热管具有在外周面装载有放热体的管构件以及配置在管构件内而接受放热体的热并放热的多孔质的烧结体，烧结体具有基座，所述基座接触与装载于管构件的外周面上的放热体对应的内周面(专利文献1)。
在专利文献1中，将烧结体设为传热性好的金属的烧结金属，获得了改善热管的蒸发部侧的沸腾性和液体抽吸性且改善了热管的冷凝部侧的冷却液的液体抽吸性的烧结体，从而提高了热管的冷却性能。但是，在电子部件的放热量进一步增大的情形等更严格的使用条件下，专利文献1的热管存在有时不能获得充分的放热特性的问题。
另外，有时热管设置在寒冷的环境中。在该情况下，特别是，在热管不运行的状态下，有时液相的工作流体局部地储存在容器中。在寒冷地区，如果储存在容器中的液相的工作流体冻结从而工作流体的体积膨胀，则存在容器变形、被破坏的频率变得更高的问题。另外，如果使用防冻液来防止工作流体的冻结、或者使容器的壁厚增厚来防止工作流体的冻结导致的容器变形、破坏，则存在热管的热输送特性降低的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-318085号公报。
实用新型内容
鉴于上述情况，本实用新型的目的在于，提供一种在电子部件的放热量进一步增大的情形等更严格的使用条件下也能够发挥优异的热输送特性的热管。
本实用新型的构成的要旨，如下所述。
[1]一种热管，其是具有容器、烧结体层以及工作流体的热管，所述容器具有一个端部的端面和另一个端部的端面被密封的管形状且具有形成有槽部的内壁面，所述烧结体层设置于所述容器的内壁面并且是粉体被烧结而成，所述工作流体被封入所述容器的空腔部，其中，所述烧结体层具有：第一烧结部，该第一烧结部位于所述热管的蒸发部；以及第二烧结部，该第二烧结部与该第一烧结部连续，并且位于所述蒸发部与所述热管的冷凝部之间的绝热部，所述第一烧结部的毛细管力比所述第二烧结部的毛细管力大。
[2]如[1]所述的热管，其中，所述烧结体层设置在所述一个端部和所述容器的长度方向中央部，未设置在所述另一个端部。
[3]如[1]所述的热管，其中，所述烧结体层设置在所述容器的长度方向中央部，未设置在所述一个端部和所述另一个端部。
[4]如[1]至[3]中任一项所述的热管，其中，所述烧结体层未设置在所述冷凝部，在所述冷凝部中所述槽部露出。
[5]如[1]至[4]中任一项所述的热管，其中，所述烧结体层是金属粉的烧结体。
[6]如[4]所述的热管，其中，作为所述第一烧结部的原料的第一金属粉的平均一次粒径比作为所述第二烧结部的原料的第二金属粉的平均一次粒径小。
[7]如[1]至[6]中任一项所述的热管，其中，所述第一烧结部的毛细管力比位于所述蒸发部的所述槽部的毛细管力大。
[8]如[1]至[7]中任一项所述的热管，其中，所述第二烧结部的毛细管力比位于所述绝热部的所述槽部的毛细管力大。
[9]如[1]至[8]中任一项所述的热管，其中，位于所述绝热部的槽部内的所述第二烧结部的空隙率比位于所述蒸发部的槽部内的所述第一烧结部的空隙率大。
[10]如[1]至[9]中任一项所述的热管，其中，在与所述容器的长度方向垂直的剖面，在所述第一烧结部的表面形成有凹凸部。
[11]如[1]至[10]中任一项所述的热管，其中，所述第一烧结部的平均厚度比所述第二烧结部的平均厚度薄。
[12]如[1]至[10]中任一项所述的热管，其中，所述第一烧结部的平均厚度比所述第二烧结部的平均厚度厚。
[13]如[6]所述的热管，其中，所述第二金属粉的平均一次粒径相对于所述第一金属粉的平均一次粒径的比为1.3～2.0。
在上述[1]的方案中，在容器内壁面上，在与蒸发部和绝热部对应的部位设有烧结体层。另外，在容器内壁面上具有槽部露出的部位和被烧结体层包覆的部位。在具有第一烧结部和第二烧结部的烧结体层形成有第一烧结部与第二烧结部的边界部。另外，烧结体层作为产生毛细管力的吸液芯结构体(Wick structure)发挥作用。由于第一烧结部的毛细管力比第二烧结部的毛细管力大，因此，第二烧结部内部中的液相的工作流体的通道阻力比第一烧结部内部中的液相的工作流体的通道阻力小。
另外，在上述[1]的方案中，如果在设有烧结体层的容器中，使与第一烧结部对应的部位作为蒸发部(接受热部)发挥作用、使与第二烧结部对应的部位作为绝热部发挥作用且使未设置烧结体层的部位作为冷凝部(放热部)发挥作用，则在毛细管力相对大的第一烧结部的毛细管作用下，从冷凝部向设有第一烧结部的蒸发部回流的液相的工作流体在第一烧结部内部向设有第二烧结部的绝热部方向顺利地扩散。在第一烧结部内部扩散的液相的工作流体从被冷却体接受热，从而从液相相变为气相。从液相相变为气相的工作流体从蒸发部向冷凝部流通，在冷凝部释放潜热。在槽部的毛细管力和绝热部的第二烧结部的毛细管力的作用下，释放潜热并从气相相变为液相的工作流体从容器的冷凝部向设有第一烧结部的蒸发部回流。由于在绝热部设有第二烧结部，因此，在绝热部产生容器内壁面的槽部所具有的毛细管力和第二烧结部所具有的毛细管力。
根据本实用新型的方案，由于第二烧结部内部的通道阻力比第一烧结部内部的通道阻力小，因此，液相的工作流体能够从冷凝部顺利地向蒸发部回流。另外，由于在绝热部产生容器内壁面的槽部所具有的毛细管力和第二烧结部所具有的毛细管力，因此，能够防止液相的工作流体从冷凝部向蒸发部方向的回流被从蒸发部向冷凝部方向流通的气相的工作流体阻碍。进一步，由于位于蒸发部的第一烧结部的毛细管力比位于绝热部的第二烧结部的毛细管力大，因此，向蒸发部回流的液相的工作流体能够在第一烧结部内部顺利地向设有第二烧结部的绝热部方向扩散，其结果是，液相的工作流体在整个第一烧结部扩散。因此，能够防止蒸发部中的液相的工作流体的干涸。因此，本实用新型的热管具有优异的热输送特性。因此，在电子部件的放热量进一步增大的情形等更严格的使用条件下本实用新型的热管也能够发挥优异的热输送特性。
另外，根据本实用新型的方案，在热管不运行的状态下，回流到第一烧结部的液相的工作流体在第一烧结部内部顺利地扩散，而不会在第一烧结部中积液。因此，即使在热管不运行的状态下也能够防止容器的蒸发部中的液相的工作流体的积液，因而抑制了液相的工作流体的冻结。因此，即使在设置在寒冷的环境下等更严格的使用条件下也能够发挥优异的热输送特性。另外，即使液相的工作流体冻结也能防止液相的工作流体的局部积液，因此，缓和了工作流体的局部体积膨胀，能够防止容器的变形。
另外，根据本实用新型的方案，作为工作流体不需要使用防冻液，能够使用壁厚薄的容器，因此，能够发挥优异的热输送特性。
另外，根据本实用新型的方案，烧结体层是金属粉的烧结体，即，第一烧结部和第二烧结部均为金属粉的烧结体，从而能够在第一烧结部与第二烧结部之间赋予优异的接合力。另外，第一烧结部和第二烧结部均为金属粉的烧结体，因此，与第一烧结部和第二烧结部为不同的材料(例如，一个烧结部是金属网，另一个烧结部是金属粉的烧结体等)的情况相比，简化了烧结体层的形成工序，从而提高了烧结体层的制造效率。
另外，根据本实用新型的方案，第二烧结部的毛细管力比位于绝热部的槽部的毛细管力大，从而能够可靠地防止液相的工作流体从冷凝部向蒸发部方向的回流被从蒸发部向冷凝部方向流通的气相的工作流体阻碍。因此，本实用新型的热管能够发挥更优异的热输送特性。
另外，根据本实用新型的方案，位于绝热部的槽部内的第二烧结部的空隙率比位于蒸发部的槽部内的第一烧结部的空隙率大，从而液相的工作流体能够在位于绝热部的第二烧结部的内部更顺利地回流，而且提高了在蒸发部中容器和第一烧结部之间的热传导性。因此，本实用新型的热管能够发挥更优异的热输送特性。
另外，根据本实用新型的方案，在与容器的长度方向垂直的剖面，在第一烧结部的表面形成有凹凸部，从而第一烧结部的表面积增大，因此，降低了液相的工作流体的蒸发阻力，其结果是能够发挥更优异的热输送特性。
另外，根据本实用新型的方案，第一烧结部的平均厚度比第二烧结部的平均厚度薄，从而能够减薄蒸发部中的液相的工作流体的液膜，因此，降低了液相的工作流体的蒸发阻力，其结果是能够发挥更优异的热输送特性。
附图说明
图1的(a)图是说明本实用新型的第一实施方式例的热管的概要的侧剖视图，(b)图是沿(a)图的A-A的剖视图，(c)图是沿(a)图的B-B剖视图。
图2是说明本实用新型的第二实施方式例的热管的概要的侧剖视图。
图3是说明本实用新型的第三实施方式例的热管的概要的主剖视图。
图4是说明本实用新型的第四实施方式例的热管的概要的侧剖视图。
图5是说明本实用新型的实施方式例的热管的使用方法例的说明图。
其中，附图标记的说明如下。
1、2、3、4：热管；10：容器；11：一个端部；12：另一个端部；13：槽部；14：烧结体层；15：第一烧结部；16：第二烧结部；17：空腔部；19：中央部。
具体实施方式
下面，对本实用新型的实施方式例的热管进行说明。图1的(a)图是说明本实用新型的第一实施方式例的热管的概要的侧剖视图，(b)图是沿(a)图的A-A的剖视图，(c)图是沿(a)图的B-B剖视图。图2是说明本实用新型的第二实施方式例的热管的概要的侧剖视图。图3是说明本实用新型的第三实施方式例的热管的概要的主剖视图。图4是说明本实用新型的第四实施方式例的热管的概要的侧剖视图。图5是本实用新型的实施方式例的热管的使用方法例的说明图。
首先，在本实用新型的第一实施方式例的热管中，使用附图进行说明。如图1中(a)所示，第一实施方式例的热管1具有：管形状的容器10，一个端部11的端面和另一个端部12的端面密封；槽部13，由在容器10的内壁面上沿着容器10的长度方向形成的复数个细槽构成的槽部13；烧结体层14，设置在容器10的一个端部11的内壁面和中央部19的内壁面上，且由粉体被烧结而成；以及工作流体(未图示)，其被封入容器10的空腔部17。
容器10是封闭的大致直线状的管材，对与长度方向正交的方向(即，与长度方向垂直)的剖面形状没有特别的限定，如图1中(b)、(c)所示，热管1呈大致圆形状。对容器10的壁厚没有特别的限定，例如为0.1～0.8mm。对容器10的径向的尺寸没有特别的限定，例如为5～20mm。
如图1中(a)、(b)、(c)所示，在容器10的内壁面上，从一个端部11到另一个端部12沿着容器10的长度方向形成了由复数个细槽构成的槽部13即凹槽。因此，槽部13形成在一个端部11、另一个端部12以及一个端部11与另一个端部12之间的中央部19。另外，槽部13形成在容器10的整个内周面上。槽部13具有所需要的毛细管力。
在形成有槽部13的容器10的内壁面上，在一个端部11和中央部19设有粉体被烧结而成的烧结体层14。烧结体层14形成在容器10的整个内周面上。因此，在一个端部11的内壁面和中央部19的内壁面上，槽部13被烧结体层14包覆。此外，在热管1中，在容器10的另一个端部12未设有烧结体层14。因此，在容器10的另一个端部12，槽部13向容器10的内部空间(空腔部17)露出。
另外，烧结体层14具有设置在一个端部11的第一烧结部15以及与第一烧结部15连续且设置在中央部19的第二烧结部16。在第一烧结部15与第二烧结部16的边界形成有边界部18。此外，在热管1中，在一个端部11的端面上也设有第一烧结部15。
另外，如图1中(a)所示，在热管1中，第一烧结部15的表面大致平滑，第二烧结部16的表面也大致平滑。另外，第一烧结部15的厚度大致均匀，第二烧结部16的厚度也大致均匀。进一步，第一烧结部15的平均厚度与第二烧结部16的平均厚度大致相同。因此，在边界部18未形成台阶，其是平坦的。
第一烧结部15是第一粉体的烧结体，第二烧结部16是第二粉体的烧结体。第一烧结部15的毛细管力比第二烧结部16的毛细管力大。在热管1中，作为第一烧结部15的原料的第一粉体的平均一次粒径比作为第二烧结部16的原料的第二粉体的平均一次粒径小，从而成为第一烧结部15的毛细管力比
第二烧结部16的毛细管力大的方案。因此，与第一烧结部15内部相比，在第二烧结部16内部存在空隙(未图示)，成为第二烧结部16内部的空隙率比第一烧结部15内部的空隙率大的方案。另外，第二烧结部16内部的液相的工作流体的通道阻力比第一烧结部15内部的液相的工作流体的通道阻力小。
因此，如图1中(b)、(c)所示，成为槽部13内的第二烧结部16的空隙率比槽部13内的第一烧结部15的空隙率大的方案。因此，在热管1中，容器10与第一烧结部15之间的热连续性优异，从容器10向第一烧结部15顺利地传导热。另外，即使在容器10的内壁面设有第二烧结部16，在槽部13内部，液相的工作流体也能够顺利地从冷凝部向蒸发部方向回流。
需要说明的是，为了便于说明，在图1中(b)中，第一烧结部15填充在槽部13内，在图1中(c)中，成为第二烧结部16没有设置在槽部13内的方案。
另外，在热管1中，第一烧结部15的毛细管力比位于一个端部11的槽部13的毛细管力大，第二烧结部16的毛细管力比位于中央部19的槽部13的毛细管力大。在一个端部11，在槽部13上直接形成有第一烧结部15，第一烧结部15的表面向容器10的内部空间(空腔部17)露出。在中央部19，在槽部13上直接形成有第二烧结部16，第二烧结部16的表面向容器10的内部空间(空腔部17)露出。因此，在烧结体层14上没有进一步设置吸液芯结构体。
对第二金属粉的平均一次粒径相对于第一金属粉的平均一次粒径的比没有特别的限定，从第一烧结部15内部的毛细管力和第二烧结部16内部的通道阻力降低的平衡出发，优选为1.3～2.0，特别优选为1.4～1.7。另外，只要第一粉体的平均一次粒径是比第二粉体的平均一次粒径小的值，对第一粉体的平均一次粒径和第二粉体的平均一次粒径就没有特别的限定。例如，第一粉体的平均一次粒径优选为50μm以上且100μm以下，第二粉体的平均一次粒径优选为80μm以上且150μm以下。对于第一粉体、第二粉体而言，例如通过用筛分选粉体，能够获得上述平均一次粒径的范围的粉体。
如图1中(a)、(b)、(c)所示，容器10的内部空间是空腔部17，空腔部17作为气相的工作流体的蒸气通道发挥作用。即，在容器10的一个端部11和中央部19，烧结体层14的表面成为蒸气通道的壁面，在容器10的另一个端部12，形成有槽部13的容器10的内壁面成为蒸气通道的壁面。另外，空腔部17沿着热管1的热输送方向延伸。
在容器10的长度方向上，第一烧结部15的长度(L1)/第二烧结部16的长度(L2)的值能够根据热管的使用条件等适当选择，没有特别的限定，例如优选为0.2～3.0，特别优选为0.7～1.7。另外，在容器10的长度方向上，容器10的长度(L3)/烧结体层14的长度(L4)的值能够根据热管的使用条件等适当选择，没有特别的限定，例如优选为1.3～1.8，特别优选为1.4～1.6。
对容器10的材质没有特别的限定，例如，从热传导率优异的方面出发，能够举例铜、铜合金；从轻量性的方面出发，能够举例铝、铝合金；从改善机械强度的方面出发，能够举例不锈钢等金属。另外，根据热管1的使用情况，也可以使用锡、锡合金、钛、钛合金、镍和镍合金等。对作为烧结体层14的原料的第一粉体和第二粉体的材质没有特别的限定，例如，能够举例包括金属粉的粉体，作为具体例，能够举例铜粉和不锈钢粉等金属粉、铜粉和碳粉的混合粉、上述粉体的纳米粒子等。因此，作为烧结体层14，能够举例包括金属粉的粉体的烧结体，作为具体例，能够举例铜粉和不锈钢粉等金属粉的烧结体、铜粉和碳粉的混合粉的烧结体、上述粉体的纳米粒子的烧结体等。第一粉体的材质和第二粉体的材质既可以相同也可以不同。
如果第一烧结部15和第二烧结部16为同种材料，例如均为金属粉的烧结体，则能够在第一烧结部15与第二烧结部16之间赋予优异的接合力，提高烧结体层14的机械强度。另外，通过第一烧结部和第二烧结部为同种材料(例如均为金属粉的烧结体)，提高了烧结体层14的制造效率。
另外，作为封入容器10的工作流体，根据容器10的材质能够适当选择，例如能够举例水、氟利昂替代物、全氟化碳、环戊烷等。如上所述，在热管1中，由于作为工作流体不需要使用防冻液，因此能够发挥优异的热输送特性。
然后，对本实用新型的第一实施方式例的热管1的热输送的机理进行说明。对于热管1，通过将放热体100与设有第一烧结部15的一个端部11热连接，一个端部11作为蒸发部(受热部)发挥作用，通过将热交换机构(未图示)与未设置烧结体层14的另一个端部12热连接，另一个端部12作为冷凝部(放热部)发挥作用。另外，设有第二烧结部16的中央部19作为绝热部发挥作用。如果在热管1的蒸发部从放热体100接受热，则工作流体从液相相变为气相。在空腔部17即蒸气通道中，相变为气相的工作流体在容器10的长度方向上从蒸发部向冷凝部(在热管1中为另一个端部12)流动，来自放热体100的热从蒸发部被输送至冷凝部。在设有热交换机构的冷凝部，气相的工作流体相变为液相，从而从蒸发部被输送至冷凝部的来自放热体100的热以潜热的形式释放。在冷凝部释放的潜热通过设置在冷凝部的热交换机构从冷凝部被释放到热管1的外部环境。通过槽部13的毛细管力使在冷凝部相变为液相的工作流体从冷凝部向绝热部回流，通过槽部13的毛细管力和第二烧结部16的毛细管力使在冷凝部相变为液相的工作流体从绝热部向蒸发部回流。
在第一实施方式例的热管1中，由于位于绝热部(在热管1中为中央部19)的第二烧结部16内部的通道阻力比位于蒸发部(在热管1中为一个端部11)的第一烧结部15内部的通道阻力小，因此，液相的工作流体能够从冷凝部经由绝热部顺利地向蒸发部回流。另外，在绝热部中，不仅产生容器10的内壁面的槽部13所具有的毛细管力，而且也产生第二烧结部16所具有的毛细管力，第二烧结部16的毛细管力比位于绝热部的槽部13的毛细管力大，因此，能够更可靠地防止液相的工作流体从冷凝部向蒸发部方向的回流被从蒸发部向冷凝部方向流通的气相的工作流体阻碍。进一步，位于蒸发部的第一烧结部15的毛细管力比位于绝热部的第二烧结部16的毛细管力大，因此，向蒸发部回流的液相的工作流体能够在第一烧结部15内部顺利地扩散。能够在第一烧结部15内部顺利地扩散的结果是，能够降低蒸发部中的液相的工作流体的液膜的厚度从而抑制液相的工作流体的蒸发电阻，另外，能够防止蒸发部中的液相的工作流体的干涸。根据上述各种效果，热管1具有优异的热输送特性。因此，在作为容器10的冷却对象的电子部件的放热量进一步增大的情形等更严格的使用条件下热管1也能够发挥优异的热输送特性。
另外，在第一实施方式例的热管1中，在热管1不运行的状态下，回流到第一烧结部15的液相的工作流体在第一烧结部15内部顺利地扩散，而不会在第一烧结部15的局部积液。因此，即使在热管1不运行的状态下，也能够防止容器10的蒸发部中的液相的工作流体的局部积液，因此，在寒冷的使用环境下也能抑制液相的工作流体的冻结。因此，热管1在设置于寒冷的环境等更严格的使用条件下也能够发挥优异的热输送特性。另外，即使液相的工作流体冻结，也能防止液相的工作流体的局部积液，因此，缓和了工作流体的局部体积膨胀，从而能够防止容器10的变形。因此，由于不需要使用壁厚厚的容器10，提高了从放热体100向第一烧结部15的热传导性，从而能够发挥优异的热输送特性。
另外，在第一实施方式例的热管1中，位于绝热部的槽部13内的第二烧结部16的空隙率比位于蒸发部的槽部13内的第一烧结部15的空隙率大，从而液相的工作流体能够更顺利地在第二烧结部16的内部从冷凝部向蒸发部方向回流，而且也发挥了提高在蒸发部中容器10与第一烧结部15之间的热传导性的效果。
然后，使用附图对本实用新型的第二实施方式例的热管进行说明。需要说明的是，由于第二实施方式例的热管的主要构成与上述第一实施方式例的热管相同，因此使用相同的符号对相同的构成要素进行说明。
在第一实施方式例的热管1中，在容器10的内壁面中，在一个端部11和中央部19设有烧结体层14，但是，代替上述构成，如图2所示，在第二实施方式例的热管2中，在容器10的长度方向的中央部19设有烧结体层14，在容器10的长度方向的一个端部11和另一个端部12未设置烧结体层14。另外，在烧结体层14中，第一烧结部15设置在烧结体层14的长度方向的中央14-1，与第一烧结部15连续的第二烧结部16在烧结体层14的长度方向的一端14-2和另一端14-3各设置一个，总计两个。
在热管2中，容器10的长度方向的形状呈具有直线状、弯曲部的形状等，没有特别的限定，但是，在热管2中，容器10的长度方向的形状呈大致U字状，在弯曲部及其附近也设有烧结体层14。在热管2中，在容器10的长度方向的中央部19中，放热体100与和第一烧结部15对应的部位热连接，从而与第一烧结部15对应的部位成为蒸发部。另外，通过将热交换机构(未图示)与容器10的长度方向的一个端部11和另一个端部12热连接，一个端部11和另一个端部12成为冷凝部。在容器10的长度方向的中央部19中，与第二烧结部16对应的部位成为绝热部。在容器10的长度方向的中央部19设有烧结体层14的热管2也发挥与上述同样的效果。
然后，使用附图对本实用新型的第三实施方式例的热管进行说明。需要说明的是，由于第三实施方式例的热管的主要构成与上述第一、第二实施方式例的热管相同，因此使用相同的符号对相同的构成要素进行说明。
在第一实施方式例的热管1中，第一烧结部15的表面为大致平滑，第二烧结部16的表面也大致平滑，但是，代替上述构成，如图3所示，在第三实施方式例的热管3中，在烧结体层14的表面形成有凹凸部34。在热管3中，至少在第一烧结部15的表面形成有凹凸部34。凹凸部34既可以形成在第一烧结部15的整个表面上，也可以仅形成在第一烧结部15的表面的一部分区域。在图3中，在第一烧结部15的整个周向形成有凹凸部34。此外，根据需要在第二烧结部(图3中未图示)的表面也可以形成有凹凸部34。
在热管3中，凹凸部34的形状是沿着容器10的周向反复形成有凹部和凸部的波形形状。
在热管3中，在第一烧结部15的表面形成有凹凸部34，从而第一烧结部15的表面积增大，因此，液相的工作流体的蒸发面积增大，进而降低了液相的工作流体的蒸发阻力，其结果是能够发挥更优异的热输送特性。
然后，使用附图对本实用新型的第四实施方式例的热管进行说明。需要说明的是，由于第四实施方式例的热管的主要构成与上述第一～第三实施方式例的热管相同，因此使用相同的符号对相同的构成要素进行说明。
在第一实施方式例的热管1中，第一烧结部15的厚度和第二烧结部16的厚度大致相同，在边界部18未形成台阶，但是，代替上述构成，如图4所示，在第四实施方式例的热管4中，第一烧结部15的厚度比第二烧结部16的厚度薄。因此，在边界部18形成有台阶。
第一烧结部15的厚度比第二烧结部16的厚度薄，从而能够减薄位于一个端部11的蒸发部中的液相的工作流体的液膜，因此，降低了液相的工作流体的蒸发阻力，其结果是，能够发挥更优异的热输送特性。
然后，对本实用新型的热管的制造方法例进行说明。此处，以第一实施方式例的热管1为例进行说明。对所述制造方法没有特别的限定，例如，对于第一实施方式例的热管1，从在内壁面形成有槽部13的圆形状的管材的长度方向上的一个端部至中央部插入规定形状的芯棒。在形成于管材的内壁面与芯棒的外表面之间的空隙部中，从管材的另一个端部依次填充作为第一烧结部15的原料的规定量的第一粉体和作为第二烧结部16的原料的规定量的第二粉体。然后，对填充有第一粉体和第二粉体的管材进行加热处理并从管材中抽出芯棒，从而能够制造在一个端部11具有第一烧结部15且在中央部19具有第二烧结部16的热管1。
此外，在第一烧结部15形成有凹凸部34的第三实施方式例的热管3，通过以下方法制造：插入具有与凹凸部34对应的规定的切口部的芯棒，不仅在形成于管材的内壁面与芯棒的外表面之间的空隙部中填充作为第一烧结部的原料的第一粉体，而且在形成于管材的内壁面与切口部之间的空隙部中也填充作为第一烧结部的原料的第一粉体，然后，进行加热处理。
然后，对本实用新型的热管的使用方法例进行说明。本实用新型的热管能够用于散热器。例如，如图5的散热器200所示，将复数个第一实施方式例的热管1的一个端部11并列配置从而形成热管组。需要说明的是，在第一实施方式例的热管1中，使用长度方向的形状具有弯曲部的形状(在图5中为大致L字状)的容器来代替长度方向的形状为大致直线状的容器。另外，对于配置于热管组的左侧一半的热管1而言，另一个端部12向左方向延伸，对于配置在热管组的右侧一半的热管1而言，另一个端部12向右方向延伸。
对于各热管1，在未设置烧结体层的另一个端部12设置沿着另一个端部12的长度方向并列配置有复数个散热片211的散热片组210，从而使另一个端部12作为冷凝部发挥作用。另外，对于各热管1，经由受热板220使放热体100与设有第一烧结部的一个端部11热连接，从而使一个端部11作为蒸发部发挥作用。另外，热管1的中央部19与散热片组210和受热板220均不进行热连接，其作为绝热部发挥作用。如上所述，热管1能够用作一个端部11作为蒸发部发挥作用且另一个端部12作为冷凝部发挥作用的散热器200。
然后，对本实用新型的其他实施方式例的热管进行说明。在上述各实施方式例中，与容器的长度方向正交的方向的剖面形状呈大致圆形状，但是，对该形状没有特别的限定，例如可以为椭圆形状、扁平形状。
另外，在第一实施方式例的热管中，第一烧结部的厚度和第二烧结部的厚度大致相同，在第四实施方式例的热管中，第一烧结部的厚度比第二烧结部的厚度薄，但是，代替上述构成，也可以是第一烧结部的厚度比第二烧结部的厚度厚。通过第一烧结部的厚度比第二烧结部的厚度厚，第一烧结部的毛细管力比第二烧结部的毛细管力显著变大。因此，即使在作为热管的冷却对象的放热体的放热量、放热密度极大的情况下，也能够可靠地防止蒸发部中的液相的工作流体的干涸，发挥优异的热输送特性。
本实用新型的热管中，液相的工作流体能够顺利地在绝热部回流，因此，能够防止液相的工作流体的回流被气相的工作流体的流动阻碍，因此，能够发挥优异的热输送特性。因此，本实用新型的热管在电子部件的放热量进一步增大的情形等更严格的条件下使用的领域中利用价值高。

Claims (40)

1.一种热管，其是具有容器、烧结体层以及工作流体的热管，所述容器具有一个端部的端面和另一个端部的端面被密封的管形状且具有形成有槽部的内壁面，所述烧结体层设置于所述容器的内壁面并且由粉体被烧结而成，所述工作流体被封入所述容器的空腔部，其中，
所述烧结体层具有：第一烧结部，该第一烧结部位于所述热管的蒸发部；以及第二烧结部，该第二烧结部与该第一烧结部连续，并且位于所述蒸发部与所述热管的冷凝部之间的绝热部，所述第一烧结部的毛细管力比所述第二烧结部的毛细管力大。
2.如权利要求1所述的热管，其中，
所述烧结体层设置在所述一个端部和所述容器的长度方向中央部，未设置在所述另一个端部。
3.如权利要求1所述的热管，其中，
所述烧结体层设置在所述容器的长度方向中央部，未设置在所述一个端部和所述另一个端部。
4.如权利要求1～3中任一项所述的热管，其中，
所述烧结体层未设置在所述冷凝部，在所述冷凝部中露出所述槽部。
5.如权利要求1～3中任一项所述的热管，其中，
所述烧结体层是金属粉的烧结体。
6.如权利要求4所述的热管，其中，
所述烧结体层是金属粉的烧结体。
7.如权利要求4所述的热管，其中，
作为所述第一烧结部的原料的第一金属粉的平均一次粒径比作为所述第二烧结部的原料的第二金属粉的平均一次粒径小。
8.如权利要求1～3、6～7中任一项所述的热管，其中，
所述第一烧结部的毛细管力比位于所述蒸发部的所述槽部的毛细管力大。
9.如权利要求4所述的热管，其中，
所述第一烧结部的毛细管力比位于所述蒸发部的所述槽部的毛细管力大。
10.如权利要求5所述的热管，其中，
所述第一烧结部的毛细管力比位于所述蒸发部的所述槽部的毛细管力大。
11.如权利要求1～3、6～7、9～10中任一项所述的热管，其中，
所述第二烧结部的毛细管力比位于所述绝热部的所述槽部的毛细管力大。
12.如权利要求4所述的热管，其中，
所述第二烧结部的毛细管力比位于所述绝热部的所述槽部的毛细管力大。
13.如权利要求5所述的热管，其中，
所述第二烧结部的毛细管力比位于所述绝热部的所述槽部的毛细管力大。
14.如权利要求8所述的热管，其中，
所述第二烧结部的毛细管力比位于所述绝热部的所述槽部的毛细管力大。
15.如权利要求1～3、6～7、9～10、12～14中任一项所述的热管，其中，
位于所述绝热部的槽部内的所述第二烧结部的空隙率比位于所述蒸发部的槽部内的所述第一烧结部的空隙率大。
16.如权利要求4所述的热管，其中，
位于所述绝热部的槽部内的所述第二烧结部的空隙率比位于所述蒸发部的槽部内的所述第一烧结部的空隙率大。
17.如权利要求5所述的热管，其中，
位于所述绝热部的槽部内的所述第二烧结部的空隙率比位于所述蒸发部的槽部内的所述第一烧结部的空隙率大。
18.如权利要求8所述的热管，其中，
位于所述绝热部的槽部内的所述第二烧结部的空隙率比位于所述蒸发部的槽部内的所述第一烧结部的空隙率大。
19.如权利要求11所述的热管，其中，
位于所述绝热部的槽部内的所述第二烧结部的空隙率比位于所述蒸发部的槽部内的所述第一烧结部的空隙率大。
20.如权利要求1～3、6～7、9～10、12～14、16～19中任一项所述的热管，其中，
在与所述容器的长度方向垂直的剖面，在所述第一烧结部的表面形成有凹凸部。
21.如权利要求4所述的热管，其中，
在与所述容器的长度方向垂直的剖面，在所述第一烧结部的表面形成有凹凸部。
22.如权利要求5所述的热管，其中，
在与所述容器的长度方向垂直的剖面，在所述第一烧结部的表面形成有凹凸部。
23.如权利要求8所述的热管，其中，
在与所述容器的长度方向垂直的剖面，在所述第一烧结部的表面形成有凹凸部。
24.如权利要求11所述的热管，其中，
在与所述容器的长度方向垂直的剖面，在所述第一烧结部的表面形成有凹凸部。
25.如权利要求15所述的热管，其中，
在与所述容器的长度方向垂直的剖面，在所述第一烧结部的表面形成有凹凸部。
26.如权利要求1～3、6～7、9～10、12～14、16～19、21～25中任一项所述的热管，其中，
所述第一烧结部的平均厚度比所述第二烧结部的平均厚度薄。
27.如权利要求4所述的热管，其中，
所述第一烧结部的平均厚度比所述第二烧结部的平均厚度薄。
28.如权利要求5所述的热管，其中，
所述第一烧结部的平均厚度比所述第二烧结部的平均厚度薄。
29.如权利要求8所述的热管，其中，
所述第一烧结部的平均厚度比所述第二烧结部的平均厚度薄。
30.如权利要求11所述的热管，其中，
所述第一烧结部的平均厚度比所述第二烧结部的平均厚度薄。
31.如权利要求15所述的热管，其中，
所述第一烧结部的平均厚度比所述第二烧结部的平均厚度薄。
32.如权利要求20所述的热管，其中，
所述第一烧结部的平均厚度比所述第二烧结部的平均厚度薄。
33.如权利要求1～3、6～7、9～10、12～14、16～19、21～25中任一项所述的热管，其中，
所述第一烧结部的平均厚度比所述第二烧结部的平均厚度厚。
34.如权利要求4所述的热管，其中，
所述第一烧结部的平均厚度比所述第二烧结部的平均厚度厚。
35.如权利要求5所述的热管，其中，
所述第一烧结部的平均厚度比所述第二烧结部的平均厚度厚。
36.如权利要求8所述的热管，其中，
所述第一烧结部的平均厚度比所述第二烧结部的平均厚度厚。
37.如权利要求11所述的热管，其中，
所述第一烧结部的平均厚度比所述第二烧结部的平均厚度厚。
38.如权利要求15所述的热管，其中，
所述第一烧结部的平均厚度比所述第二烧结部的平均厚度厚。
39.如权利要求20所述的热管，其中，
所述第一烧结部的平均厚度比所述第二烧结部的平均厚度厚。
40.如权利要求7所述的热管，其中，
所述第二金属粉的平均一次粒径相对于所述第一金属粉的平均一次粒径的比为1.3～2.0。
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