CN212286543U - 一种扁平单向传热热管 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种扁平单向传热热管，扁平单向传热热管包括第一金属片、第二金属片和保持架，第一金属片和第二金属片相对设置，第一金属片和第二金属片之间具有预定间隙，第一金属片和第二金属片相对的内侧表面具有微结构并做亲水性处理，预定间隙与保持架之间形成中空层。此扁平单向传热热管，内部充入工作液体，热管内部的上下层为带微结构的表面，并经过亲水性处理，能够使液体发生单向流动，当发生故障情况导致冷凝段的温度比蒸发段的温度高时，由于单向流动的特性，工作液体不能形成反向循环，热管只能单向传热，从而起到保护蒸发段的电子元件的作用，此实用新型用于热管技术领域。

Description

一种扁平单向传热热管

技术领域

本实用新型涉及热管技术领域，特别是涉及一种扁平单向传热热管。

背景技术

随着科技的发展，各种高功率的电子产品随之增加，用于高功率电子产品散热的元件的需求也逐渐提高。热管作为高效的传热元件，广泛用于电子器件的散热。但是随着电子器件的工作环境的复杂化，常用的热管渐渐不能满足特殊的需求。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芯片的温度，这样会把外界的温度传送到芯片处，会造成重要、昂贵的元件如芯片等损坏，这会造成巨大的损失。

实用新型内容

本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种扁平单向传热热管，能够实现单向传热，起到保护重要电子元件的作用。

根据本实用新型的实施例，提供一种扁平单向传热热管，包括：

第一金属片和第二金属片，所述第一金属片和第二金属片相对设置，所述第一金属片和第二金属片之间具有预定间隙，所述第一金属片和第二金属片相对的内侧表面具有方向一致的微结构并做亲水性处理；以及

保持架，所述保持架呈环形，设置在所述第一金属片和第二金属片之间，所述预定间隙与所述保持架的内壁面之间形成中空层。

有益效果：此扁平单向传热热管，内部两端分别为蒸发段和冷凝段，内部充入工作液体，热管内部的上下层为带微结构的表面，并经过亲水性处理，能够使液体发生单向流动，相当于吸液芯，为液道，第一金属片和第二金属片之间的中空层相当于气道，工作液体在蒸发段和冷凝段之间，经液道和气道循环流动，实现热量的传递，当发生故障情况导致冷凝段的温度比蒸发段的温度高时，由于单向流动的特性，工作液体不能形成反向循环，热管只能单向传热，从而起到保护蒸发段的电子元件的作用。

根据本实用新型实施例所述的扁平单向传热热管，所述第一金属片和第二金属片相对的内侧表面上设有凸台，所述凸台与所述保持架嵌合，所述凸台上加工所述微结构以及做亲水性处理。通过凸台与保持架中空部分的嵌合实现第一金属片和第二金属片的定位，能够提高密封性能，以及减小第一金属片和第二金属片之间的距离，中空层的预定间隙较小时，液体的单向流动效果更好，液体更容易附着于微结构上。

根据本实用新型实施例所述的扁平单向传热热管，所述微结构包括若干凸粒组，所述凸粒组沿所述第一金属片或第二金属片的长度方向和宽度方向均匀排列，所述凸粒组包括第一凸粒和第二凸粒，所述第一凸粒和第二凸粒间隔呈V字型。凸粒组呈V字型，具有方向性，通过凸粒组的均匀排列实现液体在该表面上的单向流动特性。

根据本实用新型实施例所述的扁平单向传热热管，所述第一金属片与保持架之间、以及所述第二金属片与保持架之间通过耐高温胶密封连接，以保证内部的密封性。

根据本实用新型实施例所述的扁平单向传热热管，所述保持架的一侧设有连接所述中空层与外界的贯穿孔，所述贯穿孔连接有充液管。通过充液管向热管内部注入工作液体，并且通过充液管抽真空处理，使液体更容易蒸发成蒸汽。

根据本实用新型实施例所述的扁平单向传热热管，所述贯穿孔包括管孔和注液孔，所述管孔连接所述充液管，所述注液孔的两端分别连接所述中空层和管孔，所述注液孔的直径小于所述管孔的直径。管孔直径较大，用于安装充液管，注液孔的直径较小，用于连通内部较小的中空层。

根据本实用新型实施例所述的扁平单向传热热管，所述保持架的一侧设有凸起，所述管孔和注液孔设于所述凸起处。凸起能够增加该位置的壁厚，方便加工。

根据本实用新型实施例所述的扁平单向传热热管，所述第一金属片和第二金属片的材质为铜，铜具有良好的导热性能。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型实施例的外部结构示意图；

图2是本实用新型实施例的分解结构示意图；

图3是本实用新型实施例第一金属片或第二金属片的结构示意图；

图4是本实用新型实施例第一金属片或第二金属片的局部放大图；

图5是本实用新型实施例保持架的剖切结构示意图；

图6是本实用新型实施例的工作原理示意图；

附图标记：第一金属片10、凸台11、第二金属片20、保持架30、凸起31、管孔32、注液孔33、微结构40、凸粒组41、第一凸粒411、第二凸粒412、中空层50、充液管60。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1，本实用新型实施例提供一种扁平单向传热热管，其外部两端分别为加热端和散热端，刻有“热”字样的一端为加热端，一般放置发热元器件，如芯片等；刻有“冷”字样的一端为散热端，常将电风扇等散热器件安放于此端。本实施例的扁平单向传热热管，能够实现单向传热，加热端的热量沿扁平单向传热热管传递至散热端，在相反方向时传热效率很低或者完全不能传热。

参照图2和图6，本实施例的扁平单向传热热管，包括第一金属片10、第二金属片20和保持架30，保持架30呈环形，第一金属片10和第二金属片20结构相同，材质为铜或其他导热性能良好的金属，以利于热量传递，第一金属片10和第二金属片20上下相对设置，保持架30设置在第一金属片10和第二金属片20之间，第一金属片10和第二金属片20相对的内侧表面均加工有方向一致的微结构40并做亲水性处理，第一金属片10与保持架30之间、以及第二金属片20与保持架30之间通过耐高温胶密封连接，以保证内部的密封性，连接后第一金属片10和第二金属片20之间具有预定间隙，预定间隙与保持架30的内壁面之间形成中空层50。

热管内部的上下层为带微结构40的表面，并经过亲水性处理，能够使液体附着在上面并发生单向流动，在相反方向液体流动阻力较大或者不能流动。

保持架30的其中一侧设有连接中空层50与外界的贯穿孔，贯穿孔连接外部的充液管60，充液管60可以采用铜管，通过充液管60向热管内部注入工作液体，并且使用抽真空装置连接充液管60，可对热管内部进行抽真空处理，可减小热管内部的压力，使工作液体的沸点降低，液体更容易蒸发形成蒸汽，从而使得热管可以在温度较低的情况下正常工作。完成注液和抽真空处理后，将充液管60的入口密封，使热管内部处于密封状态。

参照图3和图4，为第一金属片10或者第二金属片20的结构，在本实施例中，第一金属片10和第二金属片20相对的表面上均加工有凸台11，在凸台11上加工微结构40以及做亲水性处理，凸台11可与保持架30嵌合配合，以定位第一金属片10和第二金属片20的位置，并且能够提高密封性能，以及减小第一金属片10与第二金属片20之间的预定间隙的距离，预定间隙较小时，液体的单向流动效果更好，液体更容易附着于微结构40上。

具体地，微结构40包括若干凸粒组41，凸粒组41沿第一金属片10或第二金属片20的长度方向和宽度方向均匀排列，凸粒组41包括第一凸粒411和第二凸粒412，第一凸粒411和第二凸粒412间隔呈V字型。凸粒组41呈V字型，具有方向性，通过凸粒组41的均匀排列实现液体在该表面上的单向流动特性，V字型的宽口方向和窄口方向决定了液体的流动方向。

可以理解的是，微结构40不限于上述的结构，只要能够实现液体的单向流动即可。

参照图5，贯穿孔包括管孔32和注液孔33，其中管孔32连接外部的充液管60，注液孔33的两端分别连接中空层50和管孔32。管孔32直径较大，用于安装固定充液管60，注液孔33的直径较小，用于连通内部较小的中空层50。

保持架30的其中一侧设有凸起31，管孔32和注液孔33设于凸起31处，凸起31能够增加该位置的壁厚，方便加工出管孔32和注液孔33。

参照图6，本实施例的扁平单向传热热管工作原理如下：

热管内部两端分别为蒸发段和冷凝段，分别对应外部的加热端和散热端，热管内部冲入工作液体，工作液体可以直接采用水，热管内部的上下层为带微结构40的表面，并经过亲水性处理，能够使工作液体附着在微结构40上并发生单向流动，相当于吸液芯，为液道，第一金属片10和第二金属片20之间的中空层50为空气层，相当于气道，工作液体蒸发形成的蒸汽在中空层50形成流动。

热管的左侧为蒸发段，接触外部的发热元件，热管的右侧为冷凝段，接触散热元件。

在正常情况下，蒸发段的温度比冷凝段的温度高，工作液体在蒸发段时，由于温度较高，吸热相变形成蒸汽，蒸汽通过中空层50流向冷凝段；由于冷凝段接触散热元件，温度较低，使蒸汽放热相变形成液体，由于液体在上下层具有微结构40的表面上能够单向流动，因此液体沿着微结构40流到蒸发段，再通过吸热相变形成蒸汽，如此循环往复，在相变的过程中发生吸热和放热的过程，最终实现热量的传递，降低发热元件的温度。

而当电子器件发生故障如散热器件着火等特殊情况时，可能会导致散热端的温度比加热端的温度要高，即热管内部冷凝段的温度高于蒸发段的温度，此时，冷凝段中的液体由于温度较高，吸热相变形成蒸汽，蒸汽通过中空层50流到蒸发段，由于蒸发段的温度较低，蒸汽放热相变形成液体，但是由于液体在上下层具有微结构40的表面上具有单向流动的特性，液体不能流动到冷凝段，因此不能形成循环，时传热效率降低或者完全不能传热，最终起到保护蒸发段的重要元件的作用。

本实施例的扁平单向传热热管，整体呈扁平状，厚度小，结构紧凑，占用空间小，适用于小体积的电气装置内。

本实施例的扁平单向传热热管的加工方法，具体步骤如下：

S1.通过激光切割装置初步切割第一金属片10、第二金属片20和保持架30的形状，其中保持架30呈环形；

S2.分别加工第一金属片10和第二金属片20，利用机床将第一金属片10的一个表面上的四周铣削一层，第二金属片20做同样处理，使第一金属片10和第二金属片20的一表面中部形成凸台11形状；

S3.使用钻床在保持架30的一侧加工出注液孔33和管孔32；

S4.通过激光雕刻机分别在第一金属片10和第二金属片20的凸台11上加工微结构40，并对凸台11进行亲水性处理；

S5.将第一金属片10和第二金属片20分别安装于保持架30的上下两侧，凸台11与保持架30的中空部分嵌合，保持架30的管孔32位置插入充液管60，第一金属片10与保持架30之间、以及第二金属片20与保持架30之间通过耐高温胶密封连接；

S6.通过充液管60注入工作液体，以及通过充液管60进行抽真空处理；

S7.对充液管60进行冲压使其发生形变，再对管口进行焊接密封处理，使热管内部形成密封状态。

S8.对热管进行单向传热测试，确保能够正常使用。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (8)

1.一种扁平单向传热热管，其特征在于，包括：

第一金属片和第二金属片，所述第一金属片和所述第二金属片相对设置，所述第一金属片和所述第二金属片之间具有预定间隙，所述第一金属片和所述第二金属片相对的内侧表面具有方向一致的微结构并做亲水性处理；以及

保持架，所述保持架呈环形，设置在所述第一金属片和所述第二金属片之间，所述预定间隙与所述保持架的内壁面之间形成中空层。

2.根据权利要求1所述的扁平单向传热热管，其特征在于：所述第一金属片和第二金属片相对的内侧表面上设有凸台，所述凸台与所述保持架嵌合，所述凸台上加工所述微结构以及做亲水性处理。

3.根据权利要求1所述的扁平单向传热热管，其特征在于：所述微结构包括若干凸粒组，所述凸粒组沿所述第一金属片或第二金属片的长度方向和宽度方向均匀排列，所述凸粒组包括第一凸粒和第二凸粒，所述第一凸粒和第二凸粒间隔呈V字型。

4.根据权利要求1所述的扁平单向传热热管，其特征在于：所述第一金属片与保持架之间、以及所述第二金属片与保持架之间通过耐高温胶密封连接。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的扁平单向传热热管，其特征在于：所述保持架的一侧设有连接所述中空层与外界的贯穿孔，所述贯穿孔连接有充液管。

6.根据权利要求5所述的扁平单向传热热管，其特征在于：所述贯穿孔包括管孔和注液孔，所述管孔连接所述充液管，所述注液孔的两端分别连接所述中空层和所述管孔，所述注液孔的直径小于所述管孔的直径。

7.根据权利要求6所述的扁平单向传热热管，其特征在于：所述保持架的一侧设有凸起，所述管孔和所述注液孔设于所述凸起处。

8.根据权利要求1所述的扁平单向传热热管，其特征在于：所述第一金属片和第二金属片的材质为铜。

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