TWI436021B - 熱管結構 - Google Patents

Description

熱管結構

一種熱管結構，尤指可降低熱管中內部腔室之壓力阻抗大幅提升內部工作流體之汽液循環效率的熱管結構。

按，熱管，其表觀上的熱傳導率是銅、鋁等金屬的數倍至數十倍左右而相當的優異，因此是作為冷卻用元件而被運用於各種熱對策相關機器。從形狀來看，熱管可分成圓管形狀的熱管、扁平形狀的熱管。為了冷卻CPU或其他因執行運算產生熱之電子零件等的電子機器的被冷卻零件，基於容易安裝於被冷卻零件且能獲得寬廣接觸面積的觀點，宜使用扁平型熱管來進行散熱。隨著冷卻機構的小型化、省空間化，在使用熱管的冷卻機構的情況，更有嚴格要求該熱管的極薄型化之必要。

在熱管內部設有空間來作為工作流體的流路，收容於該空間內的工作流體，經由蒸發、冷凝等的相變化和移動等，而進行熱的轉移。

業界採用熱管作為導熱之元件，將熱管穿設於散熱鰭片中，利用熱管內部充填之低沸點工作液體在發熱電子元件處(蒸發端)吸熱蒸發，向散熱鰭片移動，在散熱鰭片處(冷凝端)將發熱電子元件產生之熱量傳遞至散熱鰭片，利用散熱風扇將產生之熱量帶走，完成對電子元件之散熱。

而該熱管之製造方法係透過於一中空管體中填入金屬粉末，並將該金屬粉末透過燒結之方式於該中空管體內壁形成一完整毛 細結構層，其後對該管體進行抽真空填入工作流體最後封管，而因電子設備之薄型化需求，致需將熱管予以壓扁製作成薄型扁平熱管。

習知技術之薄型扁平熱管結構，其腔室中填充有毛細結構供給工作流體汽液循環得以順利作用，然而由於所述毛細結構係佈滿該薄型扁平熱管之腔室表面，當工作流體由蒸發端受熱蒸發後擴散至該冷凝端，並該工作流體於該蒸發端係為汽態，由該蒸發端離開後向該冷凝端擴散時逐步受冷卻冷凝轉換為液態，並且再透過毛細結構回流至該蒸發端，故部分工作流體係尚未完全到達冷凝端前已由汽態轉為液態並順著工作流體回流至蒸發端，則設於冷凝端之部分毛細結構無法發揮作用，形成材料上之浪費；另外，該薄型扁平熱管之腔室由於受壓扁處理而造成空間狹隘，致使汽態易受液態之阻礙無法至冷凝端進行冷卻散熱。

再者，因設於冷凝端之毛細結構於冷凝端造成壓力阻抗，令汽態工作流體循環效率降低，造成部分液態之工作流體滯留於該冷凝端而產生無法回流至蒸發端之現象進而使熱管之熱傳導效率降低。

爰此，為解決上述習知技術之缺點，本發明之主要目的，係提供一種可提升導熱及散熱效率的熱管結構。

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；該管體具有一腔室及工作流體及一第一毛細結構，該腔室係界定至少一第一區段及一第二區段及一第三區段，所述第一、二、 三區段相互連接，所述第一毛細結構設置於該第二區段。

透過本發明之結構係可降低腔室之阻抗，大幅增加腔室內工作流體之汽液循環效率者。

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之立體及A-A剖視圖，如圖所示，所述熱管結構，係包含：一管體1；所述管體1具有一腔室11、工作流體12及一第一毛細結構13，該腔室11係界定至少一第一區段111及一第二區段112及一第三區段113，所述第一、二、三區段111、112、113相互連接，所述第一毛細結構13設置於該第二區段112，所述腔室11內壁係為平滑管壁。

所述第一毛細結構13係為燒結粉末及網格體及纖維體及多孔性結構體其中任一，本實施例係以燒結粉末作為說明，但並不引以為限。

請參閱第3a、3b、3c圖，係為本發明之熱管結構第二實施例之剖視圖，如圖所示，本實施例係與前述第一實施例部分結構相同，故在此將不再贅述，惟本實施例與前述第一實施例不同之處係為所述第三區段113係設置有一鍍膜15(如第3a圖所示)，又或者，該第一區段111設置有一鍍膜15(如第3b圖所示)及該第一、三區段皆設有一鍍膜15(如第3c圖所示)，其上所稱之鍍膜15得是親水性或疏水性或具毛細力之微結構體其中任一者。

請參閱第4圖，係為本發明之熱管結構第三實施例之剖視圖， 如圖所示，本實施例係與前述第一實施例部分結構相同，故在此將不再贅述，惟本實施例與前述第一實施例不同之處係為所述腔室11更具有一第一側114及一第二側115，該第一、二側114、115係相互對應，該第一毛細結構13係設置於第一側114，並界定一第一流道116。

請參閱第5圖，係為本發明之熱管結構第四實施例之剖視圖，如圖所示，本實施例係與前述第三實施例部分結構相同，故在此將不再贅述，惟本實施例與前述第三實施例不同之處係為所述腔室11更具有一第三側117及一第四側118，所述第一毛細結構13係設於前述第三、四側117、118間，並與該第三、四側117、118相連接，並界定一第一流道116及一第二流道119。

請參閱第6圖，係為本發明之熱管結構第五實施例之剖視圖，如圖所示，本實施例係與前述第四實施例部分結構相同，故在此將不再贅述，惟本實施例與前述第四實施例不同之處係為所述腔室11更具有一第三側117及一第四側118，所述第三、四側117、118間係設置有複數第一毛細結構13，並與該第三、四側117、118相連接，並界定複數第一流道116。

請參閱第7圖，係為本發明之熱管結構第六實施例之剖視圖，如圖所示，本實施例係與前述第一實施例部分結構相同，故在此將不再贅述，惟本實施例與前述第一實施例不同之處係為所述腔室11表面更具有一第二毛細結構14，該第二毛細結構14係為溝槽及親/疏水性之薄膜及具毛細力之微結構體其中任一，本實施例係以溝槽作為說明但並不引以為限，係於該管體1腔室11壁面設置溝槽，其後於該第二區段112設置前述第一毛細結構13。

請參閱第8圖，係為本發明之熱管結構第七實施例之剖視圖，如圖所示，本實施例係與前述第一實施例部分結構相同，故在此將不再贅述，惟本實施例與前述第一實施例不同之處係為所述第一毛細結構13係由該第二區段112延伸至該第一區段111。

請參閱第9圖，係為本發明之薄型散熱管結構作動示意圖，如圖所示，將所述第一區段111定義為一蒸發區，所述第三區段113定義為一冷凝區，該冷凝區係與至少一散熱元件2接設，所述蒸發區與至少一發熱源3接設，所述第一毛細結構13設於該第二區段112，當蒸發區吸收該發熱源3之熱量，位於該蒸發區中之液態工作流體121轉換為汽態工作流體122，並由該第一區段111(蒸發區)沿該第二區段112向該第三區段113(即冷凝區)擴散，並逐漸產生冷凝轉換為液態工作流體121，因腔室11內之第一毛細結構13並未延伸至該第三區段113(冷凝區)，亦即為該第三區段113部分未設有第一毛細結構13，大幅降低第三區段113(冷凝區)之阻抗壓力，可增加汽態工作流體122由第一區段111(蒸發區)向冷凝區擴散之效率，並令冷凝後轉換為液態之液態工作流體121迅速透過第一毛細結構13回流至第一區段111(蒸發區)，此一結構另一優點係可令液態工作流體121可迅速回流至第一區段111(蒸發區)而不滯留於第三區段113(冷凝區)大幅提升熱傳效果；反之，亦可將上述之第一區段111定義為一冷凝區，所述第三區段113定義為一蒸發區。

1‧‧‧管體

11‧‧‧腔室

111‧‧‧第一區段

112‧‧‧第二區段

113‧‧‧第三區段

114‧‧‧第一側

115‧‧‧第二側

116‧‧‧第一流道

117‧‧‧第三側

118‧‧‧第四側

119‧‧‧第二流道

12‧‧‧工作流體

13‧‧‧第一毛細結構

14‧‧‧第一毛細結構

15‧‧‧鍍膜

2‧‧‧散熱元件

3‧‧‧發熱源

第1圖係為本發明之熱管結構第一實施例之立體圖；第2圖係為本發明之熱管結構第一實施例之A-A剖視圖； 第3a圖係為本發明之熱管結構第二實施例之剖視圖；第3b圖係為本發明之熱管結構第二實施例之剖視圖；第3c圖係為本發明之熱管結構第二實施例之剖視圖；第4圖係為本發明之熱管結構第三實施例之剖視圖；第5圖係為本發明之熱管結構第四實施例之剖視圖；第6圖係為本發明之熱管結構第五實施例之剖視圖；第7圖係為本發明之熱管結構第六實施例之剖視圖；第8圖係為本發明之熱管結構第七實施例之剖視圖；第9圖係為本發明之薄型散熱管結構作動示意圖。

1‧‧‧本體

11‧‧‧腔室

12‧‧‧工作流體

111‧‧‧第一區段

112‧‧‧第二區段

113‧‧‧第三區段

13‧‧‧第一毛細結構

Claims (7)

1. 一種熱管結構，係包含：一管體，具有一腔室及工作流體及一第一毛細結構，該腔室係界定至少一第一區段及一第二區段及一第三區段，所述第一、二、三區段相互連接，所述第一毛細結構設置於該第二區段，所述腔室內壁係為平滑管壁，所述第一區段及第三區段其中任一設置有一鍍膜。
2. 如申請專利範圍第1項所述之熱管結構，其中所述腔室表面更具有一第二毛細結構，該第二毛細結構係為溝槽及親/疏水性之薄膜及具毛細力之微結構體其中任一。
3. 如申請專利範圍第1項所述之熱管結構，其中所述第一毛細結構可由該第二區段延伸至該第一區段及第三區段其中任一。
4. 如申請專利範圍第1項所述之熱管結構，其中所述第一毛細結構係為燒結粉末及網格體及纖維體及多孔性結構體其中任一。
5. 如申請專利範圍第1項所述之熱管結構，其中所述腔室更具有一第一側及一第二側，該第一、二側係相互對應，該第一毛細結構係設置於第一側，並界定一第一流道。
6. 如申請專利範圍第5項所述之熱管結構，其中所述腔室更具有一第三側及一第四側，所述第一毛細結構係設於前述第三、四側間，並與該第三、四側相連接，並界定一第一流道及一第二流道。
7. 如申請專利範圍第5項所述之熱管結構，其中所述腔室更具有 一第三側及一第四側，所述第三、四側間係設置有複數第一毛細結構，並與該第三、四側相連接，並界定複數第一流道。