TWI530655B - 扁平熱管 - Google Patents

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TWI530655B
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吳佳鴻
鄭年添
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鴻準精密工業股份有限公司
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    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
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Description

扁平熱管
本發明涉及一種傳熱裝置，特別涉及一種扁平熱管。
熱管具有超靜音、高熱傳導率、重量輕、尺寸小、結構簡單及多用途等特性而被廣泛應用，其基本構造係在密閉管材內壁設有易吸收工作液體的毛細結構層，而其中央的空間則為空腔體狀態，並在抽真空的密閉管材內注入工作液體。熱管依吸收與散出熱量的相關位置分為蒸發段、冷凝段；其工作原理係通過工作液體的汽液兩相變化來傳遞熱量。首先，工作液體在蒸發段吸收來自熱源的熱量，使工作液體蒸發並使蒸汽快速通過管內空間，到達冷凝段冷卻凝結成液體且釋放出熱能，冷凝段的工作液體通過貼於熱管內壁的毛細結構層所提供的毛細力回流至蒸發段，如此熱管通過持續相變化的熱能循環來傳輸熱量。
目前，熱管內的毛細結構通常為單一式的毛細結構，而單一式毛細結構的熱管其冷凝段中凝結液體回流的通道利用與蒸發段於熱源位置相同的毛細結構，使熱管工作的每一局部所能承受的最大熱流密度幾乎係一致的，無法同時具有較小的液體回流阻力與較大的毛細作用力。為此，業界採用多層複合式的毛細結構以提升毛細作用力，而該種設置又會減小熱管內部腔體氣態工作介質的流動空間，尤其在熱管打扁至較薄厚度的情況下，更會影響其導 熱性能。
有鑒於此，有必要提供一種兼顧較大的毛細作用力與較大氣態工作介質流動空間的扁平熱管。
一種扁平熱管，包括一密封的殼體、形成於該殼體內的一腔體及填充於該腔體內的工作介質，該扁平熱管具有一蒸發段及一冷凝段，該殼體的內壁貼設有一第一毛細結構及一第二毛細結構，該第一毛細結構為絲網式毛細結構，且呈圓筒狀，並由扁平熱管的蒸發段延伸至其冷凝段，該第一毛細結構對應扁平熱管的蒸發段的底端設有一開孔，該第二毛細結構設於該開孔處，並與第一毛細結構相連接，第二毛細結構為燒結式，該第二毛細結構的毛細孔徑小於第一毛細結構的毛細孔徑，並透過第一毛細結構上的開孔貼設於殼體的內壁上。
與習知技術相比，該扁平熱管由於採用絲網式的第一毛細結構與燒結式的第二毛細結構的結合，且將毛細孔徑更小的第二毛細結構透過第一毛細結構的開孔設於蒸發段的底壁上，既可達成扁平熱管具有較小的液體回流阻力與較大的毛細作用力，提高扁平熱管於靠近熱源處的毛細作用力，又能保證扁平熱管內部腔體具有較大的空間，防止因打扁而造成氣態工作介質流動空間不足的情況。
100、100a‧‧‧扁平熱管
10‧‧‧殼體
20‧‧‧工作介質
30‧‧‧第一毛細結構
40‧‧‧第二毛細結構
50‧‧‧腔體
102‧‧‧蒸發段
104‧‧‧冷凝段
31‧‧‧絲網
32、32a‧‧‧開孔
圖1本發明扁平熱管的第一實施例的軸向剖面示意圖。
圖2係圖1所示扁平熱管蒸發段的橫截面示意圖。
圖3係本發明扁平熱管的內的絲網展開後的示意圖。
圖4為本發明扁平熱管內的第二實施例的軸向截面示意圖。
圖1為本發明扁平熱管的一實施例的軸向剖面示意圖。該扁平熱管100包括一管狀的殼體10、填充於殼體10內的適量工作介質20及一貼設於殼體10內壁上的第一毛細結構30與第二毛細結構40。該扁平熱管100的一端為蒸發段102，另一端為冷凝段104。
請同時參閱圖2，該殼體10的橫截面為扁平狀，其整體厚度可為2mm以下，可由銅、鋁等導熱性良好的金屬材料製成。該殼體10內形成一密閉的腔體50，該腔體50內通常被抽成真空或接近真空，以利於工作介質20的受熱蒸發。該工作介質20可為水、酒精、氨水及其混合物等潛熱較高的液體。
該第一毛細結構30為絲網式毛細結構，其為圓筒狀，貼設於該殼體10的內壁上，並由扁平熱管100的蒸發段102延伸至其冷凝段104。該第一毛細結構30係由圖3所示的絲網31捲曲而成，該絲網31為長條矩形，其上設有一開孔32。本實施例中，所述開孔32為矩形，其對應設於該扁平熱管100的蒸發段102的底端，即用於與熱源結合的部位，其大小與熱源的大小大致相同。該第二毛細結構40為燒結式毛細結構，其設於該開孔32處並與第一毛細結構30相連接。該第二毛細結構40通過該開孔32與殼體10的內壁相貼合。所述第二毛細結構40的面積與開孔32的面積相同，其毛細孔徑小於第一毛細結構30的毛細孔徑，以提供更強的毛細作用力。由於該扁平熱管100中採用絲網式的第一毛細結構30與燒結式的第二毛細結構40的結合，且將毛細孔徑更小的第二毛細結構40通過 第一毛細結構30的開孔32設於蒸發段102的底壁上，既可達成扁平熱管100具有較小的液體回流阻力與較大的毛細作用力，提高扁平熱管100於靠近熱源處的毛細作用力，增強其導熱性能，又能保證扁平熱管100內部腔體50具有較大的空間，防止因打扁而造成氣態工作介質流動空間不足的情況。
圖4為本發明扁平熱管100的第二實施例的縱向截面示意圖，本實施例的扁平熱管100a與第一實施例的扁平熱管100的結構大致相同，其不同之處在於：所述絲網上除對應蒸發段102設有一開孔32a外，還另外設有多個開孔32a，以進一步增強扁平熱管100a內的氣態工作介質的流動空間，所述第二毛細結構40僅設於蒸發段102的開孔32a處。
具體實施時，所述開孔32、32a及第二毛細結構40的形狀及位置不限於上述實施例的情況，所述開孔32、32a可以僅對應設於蒸發段102，亦可由蒸發段102延伸至其冷凝段104；所述開孔32、32a可以為矩形，亦可為三角形或等腰梯形；所述第二毛細結構40可以僅對應設於蒸發段102的開孔32、32a內，亦可還設於其他部分或全部開孔32、32a內；所述第二毛細結構40的面積可以與開孔32、32a的面積相同亦略大於該開孔32、32a的面積。
可以理解的係，對於本領域的普通技術人員來說，可以根據本發明的技術構思做出其他各種相應的改變與變形，而所有這些改變與變形都應屬於本發明權利要求的保護範圍。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下 之申請專利範圍內。
100‧‧‧扁平熱管
10‧‧‧殼體
20‧‧‧工作介質
30‧‧‧第一毛細結構
40‧‧‧第二毛細結構
102‧‧‧蒸發段
104‧‧‧冷凝段

Claims (9)

  1. 一種扁平熱管，包括一密封的殼體、形成於該殼體內的一腔體及填充於該腔體內的工作介質，該扁平熱管具有一蒸發段及一冷凝段，其改良在於：該殼體的內壁貼設有一第一毛細結構及一第二毛細結構，該第一毛細結構為絲網式毛細結構，且呈圓筒狀，並由扁平熱管的蒸發段延伸至其冷凝段，該第一毛細結構對應扁平熱管的蒸發段的底端設有一開孔，該第二毛細結構設於該開孔處，並與第一毛細結構相連接，第二毛細結構為燒結式，該第二毛細結構的毛細孔徑小於第一毛細結構的毛細孔徑，並透過第一毛細結構上的開孔貼設於殼體的內壁上，所述的第二毛細結構的上下表面均與所述第一毛細結構的上下表面平齊。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的扁平熱管，其中所述第一毛細結構上還另外設有至少一開孔。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的扁平熱管，其中所述第二毛細結構除設於蒸發段的底端的開孔內外還設於其他部分開孔內並與第一毛細結構相連接。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的扁平熱管，其中所述第一毛細結構由一絲網捲曲呈圓筒狀後貼設於殼體的內壁上。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的扁平熱管，其中所述開孔為矩形、三角形或等腰梯形。
  6. 如申請專利範圍第1項或第3項所述的扁平熱管，其中所述第二毛細結構的面積與其對應的開孔的面積相同。
  7. 如申請專利範圍第1項或第3項所述的扁平熱管，其中所述第二毛細結構的面積大於其對應的開孔的面積。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的扁平熱管，其中所述扁平熱管的整體厚度為2mm以下。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的扁平熱管，其中所述工作介質為水、酒精、氨水及其混合物。
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