TW201518671A - 薄板式毛細結構及具有該毛細結構之板式熱管 - Google Patents

Abstract

一種薄板式毛細結構及具有該毛細結構之板式熱管，用以供一蒸發部位作熱傳，包括一毛細邊界部、以及複數主毛細傳輸部；其中，毛細邊界部環圍於所述蒸發部位周緣外，並與所蒸發部位間形成有中空的蒸氣流區，而各主毛細傳輸部則位於蒸氣流區內，並由毛細邊界部朝向所述蒸發部位延伸而分別匯集於所述蒸發部位上。

Description

薄板式毛細結構及具有該毛細結構之板式熱管

本發明係與一種薄型化板式熱管有關，尤指一種薄板式毛細結構及具有該毛細結構之板式熱管。

按，由於現今不少3C電子產品朝向輕、薄、短、小的設計，因此作為其內部之散熱或導熱作用的熱管也需要薄型化，以致有如超薄板式熱管（厚度約為1.5mm以下）的誕生。

然而，因超薄板式熱管的厚度需要薄型化，以致其內部的毛細結構在厚度上也較薄較窄，否則無法於熱管內形成足夠空間的氣流通道，同時也因為毛細結構薄化後造成所能提供工作流體的回流量減少，因此難以再有足夠的空間於板式熱管內設置任何支撐結構。是以，在超薄的板式熱管中，其毛細結構往往也扮演著支撐結構的角色。

惟，在前述的困境下，若未能有效於板式熱管內設計毛細結構的分佈情況，將導致板式熱管內的蒸氣通道區與毛細結構間無法各自發揮其效用，例如毛細結構無法有好的蒸發表面積與冷凝表面積與液體傳輸截斷面積，而板式熱管內又無法兼保有足夠的蒸氣通道區、以及無法產生強度較佳之內部支撐結構，致使板式熱管容易產生凹陷而有接觸熱阻較大等問題產生，如此將無法進一步提升或發揮其熱傳效率。

有鑑於此，本發明人係為改善並解決上述之缺失，乃特潛心研究並配合學理之運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺失之本發明。

本發明之主要目的，在於可提供一種薄板式毛細結構及具有該毛細結構之板式熱管，其係有效率地使毛細結構分佈於板式熱管內的蒸氣流區，使液態的工作流體能以最有效率地方式回流至蒸發部位，並提供足夠的蒸氣流區供汽化的工作流體朝向邊緣處作冷凝，以供板式熱管在薄化的情況下，仍能透過該毛細結構而具有更佳提升或能更進一步發揮其熱傳效率者。

為了達成上述之目的，本發明係提供一種薄板式毛細結構，用以供一蒸發部位作熱傳，包括一毛細邊界部、以及複數主毛細傳輸部；其中，毛細邊界部環圍於所述蒸發部位周緣外，並與所蒸發部位間形成有中空的蒸氣流區，而各主毛細傳輸部則位於蒸氣流區內，並由毛細邊界部朝向所述蒸發部位延伸而分別匯集於所述蒸發部位上。

為了達成上述之目的，本發明係提供一種具有薄板式毛細結構之板式熱管，包括一呈平板狀之中空殼體、以及一上述毛細結構，且上述毛細結構設於殼體內而支撐於殼體上、下內壁。

＜本發明＞

1‧‧‧毛細結構

10‧‧‧毛細蒸發部

100‧‧‧蒸氣流區

101‧‧‧熱傳孔

102‧‧‧支撐結構

11‧‧‧毛細邊界部

110‧‧‧氣道

12‧‧‧主毛細傳輸部

120‧‧‧前端

121‧‧‧連接肋

13‧‧‧次毛細傳輸部

130‧‧‧輔助毛細傳輸部

2‧‧‧殼體

20‧‧‧底座

21‧‧‧頂蓋

22‧‧‧除氣管

23‧‧‧溝紋

第一圖係本發明毛細結構第一實施例之立體示意圖。

第二圖係第一圖之A部份放大詳圖。

第三圖係第一圖之B部份放大詳圖。

第四圖係本發明板式熱管第一實施例之立體分解示意圖。

第五圖係本發明板式熱管第一實施例之立體組合示意圖。

第六圖係本發明板式熱管第二實施例之立體組合示意圖。

第七圖係第六圖之7-7斷面剖面示意圖。

第八圖係本發明板式熱管第三實施例之立體組合示意圖。

第九圖係本發明毛細結構第四實施例之立體分解示意圖。

第十圖係本發明板式熱管第四實施例之立體組合示意圖。

第十一圖係本發明板式熱管第五實施例之立體組合示意圖。

第十二圖係本發明板式熱管第六實施例之局部剖面示意圖。

為了使　貴審查委員能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

請參閱第一圖、第四圖及第五圖，係分別為本發明毛細結構第一實施例之立體示意圖、板式熱管第一實施例之立體分解示意圖及立體組合示意圖。本發明係提供一種薄板式毛細結構及具有該毛細結構之板式熱管，包括一呈平板狀的中空殼體2、以及一薄板狀而設於該殼體2內且支撐於其上、下內壁的毛細結構1；其中：

請一併參閱第一圖、第二圖及第三圖所示，該毛細結構1可為纖維、編織物、或金屬粉末燒結而成，或前述任意組合而成，以製成一薄板狀體。該毛細結構1係設於上述殼體2內，並具有一對應板式熱管蒸發部位（即受熱部位）的毛細蒸發部10、以及一環圍於該毛細蒸發部10周緣外的毛細邊界部11，所述毛細蒸發部10與毛細邊界部11之間形成有中空的蒸氣流區100，而該毛細結構1則更進一步具有位於蒸氣流區100內、並由毛細邊界部11延伸至毛細蒸發部10而分別連接的複數主毛細傳輸部12，以形成工作流體在回流上的主要傳輸路徑。另，該毛細蒸發部10可增設複數熱傳孔101，以增加熱傳效果；又，各主毛細傳輸部12在厚度上可大於該毛細蒸發部10，而各主毛細傳輸部12與毛細邊界部11的厚度則相等，並可於該毛細邊界部11上間隔設置有複數氣道110，且各氣道110係由該毛細邊界部11外緣連通至其內緣而與蒸氣流區100相通。

承上，為增加工作流體可朝向毛細蒸發部10集中的回流傳輸量，於各主毛細傳輸部12間亦可進一步增設有長度不等的複數次毛細傳輸部13、與複數輔助毛細傳輸部130，並皆由毛細邊界部11朝向毛細蒸發部10延伸但未連接至毛細蒸發部10上，以分佈於蒸氣流區100內。所述次毛細傳輸部13與輔助毛細傳輸部130在厚度上皆可與各主毛細傳輸部12相等或較小，所述次毛細傳輸部13在長度上係較輔助毛細傳輸部130為長。

再請一併參閱第四圖及第五圖所示，該殼體2係可包括一底座20與一頂蓋21，並以上、下相蓋合而構成所述平板狀者，其厚度可在0.6mm以下，且當上述毛細結構1設於該殼體2內且接觸於其底座20與頂蓋21的內壁上時，毛細結構1之毛細邊界部11外緣會與殼體2側向內壁間形成一間距d，以供汽化之工作流體在經由蒸氣流區100朝向毛細邊界部11傳遞後，可透過各氣道110進一步傳導至毛細結構1外緣作冷凝，而冷凝成液態工作流體後又可經由毛細邊界部11通過各各主毛細傳輸部12回流至毛細蒸發部10處。另，在本發明所舉實施例中，該殼體2一側處係設有一除氣管22，以便板式熱管能進行充填與除氣等作業，並於完成前述作業後封閉該除氣管22而製成。

另，如第六圖及第七圖所示，為增加液態之工作流體可快速朝向各主毛細傳輸部12作回流，本發明亦可於各主毛細傳輸部12之側向上設有延伸而出且厚度較薄的毛細傳輸面120，進而可透過所述毛細傳輸面120來增加其界於毛細結構1與蒸氣流區100之間的表面積，從而可在維持蒸氣流區100存在的情況下，降底蒸氣流流阻並加大工作流體可回流至毛細結構1上的毛細表面積，以增加板式熱管在薄型化下的良好熱交換效果。

又，如第八圖所示，為增加各主毛細傳輸部12、次毛細傳輸部13、與輔助毛細傳輸部130間之強度而便於生產或製造，相鄰的各主毛細傳輸部12、次毛細傳輸部13、或輔助毛細傳輸部130間，可分別以一連接肋121作側向連接來增加其結構強度，同時可以輔助傳輸液態之工作流體。

再者，如第九圖及第十圖所示，所述毛細蒸發部10亦可為一編織網、燒結粉末或燒結纖維製成，並以如燒結或組合貼接等方式結合於各主毛細傳輸部12的前端120處。

此外，如第十一圖所示，該毛細結構1亦可省略上述毛細蒸發部10來設置；換言之，由於該毛細結構1係用以供一蒸發部位（即板式熱管的受熱部位）作熱傳，而毛細蒸發部10即用以設置於此蒸發部位上，故所述毛細邊界部11也是環圍於此蒸發部位周緣外，並與此蒸發部位間形成所述蒸氣流區100，同時各主毛細傳輸部12亦是由毛細邊界部11延伸至此蒸發部位而分別匯集於其上。又，由於本發明可透過各主毛細傳輸部12提供良好的工作流體回流、以及足夠的蒸氣流區100，因此在蒸氣流區100中也有足夠的空間可以設置複數扁狀的支撐結構102。

值得一提的是：如第十二圖所示，本發明可更進一步於殼體2內壁上設有複數環繞毛細結構1並與毛細結構1部分貼接的溝紋23，所述溝紋23為溝紋深度小於0.03mm者，通常亦小於殼體2之壁厚厚度的30%，因此其結構非常密小，形成於殼體2內壁後並不影響蒸氣流區100的形成，同時又因其係環繞毛細結構1並與毛細結構1部分貼接，故可提供液態之工作流體匯集於毛細結構1上。故此溝紋23可以輔助加強毛細結構1之不足，在狹小的空間內與毛細結構1形成完全覆蓋殼體2內壁的毛細傳輸網路。且在冷凝區能利用此溝紋23作大面積冷凝，並使冷凝的液態工作流體回流至毛細結構1進而減小冷凝熱阻；亦能使蒸發區之毛細結構1利用此溝紋23使遇熱的工作流體擴大其蒸發面積進而減小蒸發熱阻；亦能防止冷凝的工作流體因凝結為細小的水滴並附著於殼體2內壁而未能回流時，妨礙了蒸氣流通，進而減小蒸氣流道熱阻；同時，更可有效降低板式熱管在蒸發區、冷凝區與蒸氣流區100之熱阻。

此外，上述溝紋23除了可以完全形成於殼體2內壁外，也可以視需要而僅形成於殼體1內壁的局部處，並可以前述蒸發部位為中心，以同心圓或螺旋方向（如右螺旋、左螺旋或左右螺旋同時設置）並擴展至該毛細邊界部11而形成於殼體2內壁上，也可以為不規則的形狀構成。

綜上所述，本發明確可達到預期之使用目的，而解決習知之缺失，又因極具新穎性及進步性，完全符合發明專利申請要件，爰依專利法提出申請，敬請詳查並賜准本案專利，以保障發明人之權利。

惟以上所述僅為本發明之較佳可行實施例，非因此即拘限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為之等效技術、手段等變化，均同理皆包含於本發明之範圍內，合予陳明。

 

1‧‧‧毛細結構

10‧‧‧毛細蒸發部

100‧‧‧蒸氣流區

11‧‧‧毛細邊界部

110‧‧‧氣道

12‧‧‧主毛細傳輸部

13‧‧‧次毛細傳輸部

130‧‧‧輔助毛細傳輸部

Claims (17)

1. 一種薄板式毛細結構，用以供一蒸發部位作熱傳，包括：
   一毛細邊界部，環圍於所述蒸發部位周緣外，並與所述蒸發部位間形成有中空的蒸氣流區；以及
   複數主毛細傳輸部，位於該蒸氣流區內，並由該毛細邊界部朝向所述蒸發部位延伸而分別匯集於所述蒸發部位上。
2. 如申請專利範圍第１項所述之薄板式毛細結構，其更包括一設於所述蒸發部位上的毛細蒸發部，且該等主毛細傳輸部係分別連接於該毛細蒸發部上。
3. 如申請專利範圍第２項所述之薄板式毛細結構，其中該毛細蒸發部係為一編織網、燒結粉末或燒結纖維製成，並結合於各該主毛細傳輸部的前端處。
4. 如申請專利範圍第２項所述之薄板式毛細結構，其中該毛細蒸發部上係設複數熱傳孔。
5. 如申請專利範圍第２項所述之薄板式毛細結構，其中各該主毛細傳輸部在厚度上係大於該毛細蒸發部，而各該主毛細傳輸部與該毛細邊界部的厚度則相等。
6. 如申請專利範圍第１項所述之薄板式毛細結構，其中該毛細邊界部上係間隔設置有複數氣道，且各該氣道係由該毛細邊界部外緣連通至其內緣而與所述蒸氣流區相通。
7. 如申請專利範圍第１項所述之薄板式毛細結構，其中該等主毛細傳輸部之間係設有複數次毛細傳輸部，並皆由該毛細邊界部朝向該毛細蒸發部延伸，且與該毛細蒸發部不連接。
8. 如申請專利範圍第７項所述之薄板式毛細結構，其中該等主毛細傳輸部間更設有複數輔助毛細傳輸部，並皆由該毛細邊界部朝向該毛細蒸發部延伸而與該毛細蒸發部不連接，且所述次毛細傳輸部在長度上係較所述輔助毛細傳輸部為長。
9. 如申請專利範圍第８項所述之薄板式毛細結構，其中所述次毛細傳輸部與所述輔助毛細傳輸部在厚度上係與該等主毛細傳輸部相等或較小。
10. 如申請專利範圍第９項所述之薄板式毛細結構，其中相鄰的該等主毛細傳輸部、該等次毛細傳輸部、或該等輔助毛細傳輸部間，係分別以一連接肋作側向連接。
11. 如申請專利範圍第２項所述之薄板式毛細結構，其中各該主毛細傳輸部之側向上係設有延伸而出且厚度較薄的毛細傳輸面。
12. 如申請專利範圍第２項所述之薄板式毛細結構，所述蒸氣流區中係設有複數扁狀的支撐結構。
13. 一種具有薄板式毛細結構之板式熱管，包括：
    一中空殼體，呈平板狀；以及
    一如申請專利範圍第１至１２任一項所述之薄板式毛細結構，設於該殼體內且支撐於其上、下內壁。
14. 如申請專利範圍第１３項所述之具有薄板式毛細結構之板式熱管，其中該殼體係包括一底座與一頂蓋，並以上、下相蓋合而構成所述平板狀者。
15. 如申請專利範圍第１３項所述之具有薄板式毛細結構之板式熱管，其中該毛細結構之毛細邊界部外緣係與該殼體側向內壁間形成一間距。
16. 如申請專利範圍第１３項所述之具有薄板式毛細結構之板式熱管，其中該殼體內壁上係設有複數環繞該毛細結構並與該毛細結構部分貼接的溝紋，所述溝紋的溝紋深度小於該殼體之壁厚厚度的30%。
17. 如申請專利範圍第１６項所述之具有薄板式毛細結構之板式熱管，其中所述溝紋的溝紋深度小於0.03mm者。