TW202242335A - 熱管結構 - Google Patents

Abstract

一種熱管結構，係包含：一管體、複數毛細結構、一工作流體；該管體具有一氣密腔室；該等毛細結構由該溝槽、網格體、燒結粉末由外向內分層所組成，該等溝槽具有一開放側及一封閉側，該開放側寬度小於該封閉側之寬度；該工作流體填充於該管體之氣密腔室內，並藉由前述毛細結構進行擴散及回流，透過本發明熱管結構可係在環境溫度 0 ~-90度管體內能發生相變化潛熱熱交換的低溫啟動相變化者。

Description

熱管結構

一種熱管結構，尤指一種在環境溫度 0 ~-90度管體內能發生相變化潛熱熱交換的低溫啟動相變化潛熱的熱管結構。

傳統熱管係具有一中空殼（管）體，並於該殼（管）體內部設置毛細吸液芯、工作流體(水、 冷媒、甲醇、丙酮、液氨等)，該中空殼（管）體目前市面上大多選用以銅、 鋁等材料所製成，因為中空殼（管）體其內部工作流體發生相變潛熱機制來進行熱傳導。 但當前應用在電子產品散熱領域均為以銅材質加水 (度opper tube + Pure Water)所製成之熱管，由於銅具有較好的導熱性，工作液體具有較好的潛熱，所能符合大多數正常環境所使用；但其仍會遭受到應用條件限制，如戶外（ 5G、6G 基地站、戶外光伏電原IGBT 散熱、車用或任何戶內、外需散熱之應用），工作液體在環境溫度 0 度時所產生的結冰問題，及結冰分子力對結構強度的影響等條件限制。 故如何提供適當的防止內部工作液體在低溫時發生結冰等問題，進而破壞熱管內部汽液循環工作之進行則為熟悉該項技藝之人士首重之目標。

爰此，為有效解決上述之問題，本發明之主要目的，係提供一種在環境溫度 0 ~-90度管殼內能發生相變化潛熱熱交換低溫啟動相變化潛熱熱管結構。 為達上述之目的，本發明係提供一種熱管結構，係包含：一管體、複數毛細結構、一工作流體；該管體具有一氣密腔室；該等毛細結構由該溝槽、網格體、燒結粉末由外向內分層所組成，該等溝槽具有一開放側及一封閉側，該開放側寬度小於該封閉側之寬度；該工作流體填充於該管體之氣密腔室內，並透過該等毛細結構進行擴散及回流，該網格體之設置係用以進一步將燒結粉末體與該溝槽分離，防止該燒結粉末體之粉末掉落入該溝槽內部而阻塞了該溝槽，進而影響汽態之工作流體於該溝槽內擴散之路徑，透過本發明之熱管結構係可在環境溫度 0 ~-90度，管體內仍能發生相變化潛熱熱交換的低溫啟動相變化者。

本發明之上述目的及其結構與功能上的特性，將依據所附圖式之較佳實施例予以說明。 請參閱第1、2圖，係為本發明之熱管結構第一實施例立體分解及組合剖視圖，如圖所示，本發明熱管結構，係包含：一管體11、複數毛細結構12、一工作流體2； 該管體11具有一氣密腔室111，所述管體11材質係為鋁（其中鋁材質又以型號 A3003、Al6063為例但並不引以為限，該管體11壁厚約為0.5mm，該溝槽112深度為0.3mm寬度0.3mm）、銅、不鏽鋼、鈦其中任一，並所述管體11係為圓管、扁管、方管其中任一，其中管體具有一蒸發區域（可設置在管體之一端或中段處）及散熱區域（可設置在管體之其一端）。 該等毛細結構12由一溝槽121、一網格體122、一燒結粉末123由外向內分層所組成，該等溝槽121環形陣列設置於該管體11之管壁上，並該等溝槽121具有一開放側1211及一封閉側1212，該開放側1211寬度小於該封閉側1212之寬度，所述溝槽121之截面形狀係呈倒梯形或歐姆型或三角形，所述網格體122外圍表面透過燒結或擴散接合之方式與該管體11之內壁面進行接合，並該網格體122之材質係為銅、鋁、不鏽鋼、鈦其中任一，其中鋁材質又以型號 A3003、Al6063為例但並不引以為限，所述網格體號數較佳為200#，但並不引以為限。 該工作流體2填充於該管體11之氣密腔室111內，所述工作流體2當工作時由蒸發區域會將液態工作流體蒸發轉換成汽態工作流體並於該氣密腔室111及或溝槽中進行擴散或流動到散熱區域進行散熱冷卻 ，當汽態工作流體冷凝後產生凝結轉換成液態工作流體，轉換為液態工作流體後透過網格體122及燒結粉末123及或溝槽121產生毛細現象將液態工作流體引導回流至管體11的蒸發區域(與熱源接觸之部位)，該溝槽121可供前述冷凝後的液態工作流體回流或蒸發後的汽態工作流體進行擴散。 該網格體122之設置主要係用以將燒結粉末123與該溝槽121分離，防止該燒結粉末123之粉末掉落入該溝槽121內部而阻塞了該溝槽121，進而影響液態之工作流體22於該溝槽121內擴散之路徑，以令本發明可在環境溫度 0 ~-90度管體11內仍能發生相變化潛熱熱交換的低溫啟動相變化。 所述網格體122具有一外圍表面1221及一內圍表面1222，該外圍表面1221與該溝槽121之開放側1211相對應貼設，該內圍表面122設置有一粉末燒結體3，所述燒結粉末體3係為銅粉、鋁粉、鎳粉其中任一所燒結之結構體。 所述工作流體2填充於該管體11之氣密腔室111內。 本發明提供一種多尺度毛細吸液芯低溫熱管，其管體11以其一實施例說明主要透過選用鋁材質 並於該管體11內壁面設置“Ω”型溝槽並加上鋁材質網格體以及燒結粉末體，最後抽真空填入工作液體(冷媒 (液相點 -90度)，令其工作溫度區間為 -90 度~100度，對於應用在戶外場景（如5G、6G基地台晶片散熱，光伏電源IBGT 散熱，車載晶片散熱），在環境溫度 0 ~-90度管體能發生相變化潛熱熱交換，低溫啟動相變化潛熱熱管，即低溫熱管結構，令熱管應用於低溫環境時，內部工作液體不產生結冰現象而保持熱管內部汽液循環工作正常進行。

11:管體 111:氣密腔室 12:複數毛細結構 121:溝槽 1211:開放側 1212:封閉側 122:網格體 1221:外圍表面 1222:內圍表面 123:燒結粉末 2:該工作流體 3:粉末燒結體

第1圖係為本發明之熱管結構第一實施例立體分解圖； 第2圖係為本發明之熱管結構第一實施例組合剖視圖。

11:管體

111:氣密腔室

12:複數毛細結構

121:溝槽

1211:開放側

1212:封閉側

122:網格體

1221:外圍表面

1222:內圍表面

123:燒結粉末

2:工作流體

3:粉末燒結體

Claims (5)

1. 一種熱管結構，係包含： 一管體，具有一氣密腔室； 複數毛細結構，該等毛細結構由一溝槽、一網格體、一燒結粉末由外向內分層所組成，該等溝槽具有一開放側及一封閉側，該開放側寬度小於該封閉側之寬度，並設置於該氣密腔室內； 一工作流體，填充於該管體之氣密腔室內，並透過前述毛細結構進行擴散及回流。
2. 如申請專利第1項所述之熱管結構，其中所述溝槽之截面形狀係呈倒梯形或歐姆型或三角形。
3. 如申請專利第1項所述之熱管結構，其中所述燒結粉末係為銅粉、鋁粉、鎳粉其中任一所燒結之結構體。
4. 如申請專利第1項所述之熱管結構，其中所述網格體之材質係為銅、鋁、不鏽鋼、鈦其中任一。
5. 如申請專利第1項所述之熱管結構，其中所述管體材質係為鋁、銅、不鏽鋼、鈦其中任一。

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