TWI572843B - 熱管及其製造方法 - Google Patents

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Description

熱管及其製造方法
本發明涉及高速光通訊系統，特別涉及一種電光調製器。
熱管是一種利用液、汽相變化來達到快速傳遞熱量之元件，因具有體積小、重量輕、傳熱量高等特點，被廣泛應用於各種電子產品之主要散熱零元件中，其傳熱性能直接影響到產品之運行情況，成為判定商品性能之好壞之一個重要指標。隨著電子產品趨向更小、更輕、性能要求更高方向發展，電子產品之集成度也越來越高，這就需要熱管有更高之傳熱性能。因此，如何提高熱管傳熱性能，成為業內人士急需解決之技術問題。
有鑒於此，有必要提供一種傳熱性能較好之熱管及其製造方法。
一種熱管，包括第一管體以及直徑大於該第一管體之第二管體。該第一管體之一端插入到該第二管體中，另一端位於第二管體之外部，該第一管體和第二管體之間之腔體中形成毛細結構。
一種熱管之製造方法，其包括以下幾個步驟：提供一第一管體；提供一端開口，一端封閉之一第二管體；從所述第二管體之開口端插入芯棒，所述芯棒外徑與所述第二管 體之內徑大致相同，所述芯棒表面開設有凹槽；在芯棒之凹槽與所述第二管體內壁形成之空間中填充粉末，然後燒結粉末使其形成毛細結構；拔出芯棒，使芯棒拔出後留下之空隙形成蒸汽通道；將所述第一管體之一端自所述第二管體之開口端插入所述第二管體中，並且所述第一管體之相對另一端位於所述第二管體外部，將所述第二管體之開口端密封，從而將第一管體與第二管體組合成所述熱管。
上述之熱管包括第一管體和第二管體，較細之第一管體外面增加一較粗之第二管體，能夠提升熱管整體之換熱量，有利於提高熱管之傳熱性能。
100‧‧‧熱管
10‧‧‧第一管體
20‧‧‧第二管體
11‧‧‧收容空間
12、21‧‧‧毛細結構
22‧‧‧蒸汽通道
30‧‧‧芯棒
31‧‧‧凹槽
圖1為本發明一實施方式中之熱管之縱向截面圖。
圖2為圖1中之熱管之第二管體之立體結構示意圖。
圖3為圖2中之熱管之第二管體之端面之橫向截面圖。
圖4為制作圖1中之熱管所利用到之芯棒之橫向截面圖。
以下將結合附圖對本發明作進一步之詳細說明。
請參閱圖1，本發明實施方式提供之一種熱管100包括第一管體10以及第二管體20，該第一管體10部分插入到該第二管體20中。
所述第一管體10為一封閉之長管狀結構，其由導熱性能良好之材料如黃銅、銅合金等一體製成。所述第一管體10內部形成一收容 空間11，該收容空間11內封入有工作流體(圖未示)。所述第一管體10內還形成有毛細結構12，其用於吸附並回流所述工作流體，該毛細結構12可為溝槽結構、由銅、銀或鋁絲等金屬絲編織之編織網結構、由金屬粉末燒結形成之粉末燒結結構或上述三種結構之任意複合毛細結構等。所述第一管體10與其內之毛細結構12及工作流體等共同形成了一輔助熱管，該輔助熱管可為任意一種傳統之熱管。
請接著參閱圖2以及圖3，所述第二管體20也為一長管狀，其直徑大於所述第一管體10之直徑。該第二管體20一端開口、另一端封閉，該第二管體20開口一端漸縮，以使開口之口徑與第一管體10之外徑相同。所述第二管體20內也設有工作流體，且內壁上形成有多個毛細結構21，該多個毛細結構21沿所述第二管體20之軸向延伸，並且相互之間均勻間隔，每兩個相鄰之毛細結構21之間形成蒸汽通道22，從而形成毛細結構21與蒸汽通道22相互交錯且獨立之結構。該蒸汽通道22直接延伸至第二管體20之內壁。所述毛細結構21為銅、銀或鋁絲等金屬粉末燒結形成之粉末燒結結構，其用於吸附並回流所述工作流體。
所述第一管體10之一端從所述第二管體20之開口端插入到所述第二管體20中，並且抵接到所述第二管體20封閉端之內壁上，所述第一管體10之相對另一端則位於所述第二管體20之外部。在本實施例中，所述第二管體20內之毛細結構21大致呈等腰梯形，其外端面與內端面均呈圓弧形，且外端面沿第二管體20圓周方向之長度大於內端面沿第二管體20圓周方向之長度。該毛細結構21之外端面貼設於第二管體20之內表面上，而其內端面貼設於第一管體 10之外表面上。所述每一蒸汽通道22形成於所述第二管體20之內表面、第一管體10之外表面及兩相鄰之毛細結構21之側表面之間。所述第二管體20之開口端與第一管體10進行焊接，從而將第一管體10與第二管體20及其內之毛細結構12、21、工作流體等組合成所述熱管100。
在使用時，所述第一管體10從所述第二管體20延伸出來之一端作為熱管100之吸熱段，所述第二管體20作為熱管100之放熱段。根據Q=CM△T(Q為熱量，C為比熱，M為品質，△T為溫差)可知，當品質M增加，熱量Q也會增加，由於較細之第一管體10外面增加一較粗之第二管體20，可增加了熱管100之品質，從而提升了熱管100整體之換熱量，提高熱管100之傳熱性能。另外，由於所述第二管體20之毛細結構21和蒸汽通道22相互交錯且獨立，使得工作流體從每個毛細結構21中蒸發出來後，可以分別沿著臨近之蒸汽通道22流動，避免了蒸汽相互間之干涉，減少了流動阻力。而且由於第二管體20內之蒸汽通道22延伸至第二管體20之管壁，因此，工作時蒸汽可直接與第二管體20之管壁接觸，藉由管壁放熱，降低了熱管100之蒸汽通道22到管壁之熱阻，提升了傳熱性能。避免了傳統熱管結構之蒸氣通道被毛細結構包含，蒸汽到管壁之間熱阻較大之問題。
另外，本發明還提供了一種熱管之製造方法，其包括以下幾個步驟：
步驟1，提供一第一管體10。所述第一管體10為長管狀結構，其內部形成一收容空間11，該收容空間11內封入有工作流體。所述第一管體10內還形成有毛細結構12。
步驟2，提供一第二管體20，該第二管體20一端開口，一端封閉。
步驟3，從所述第二管體20之開口端插入芯棒30，請參閱圖4，所述芯棒30為柱狀結構，其外徑與所述第二管體20之內徑大致相同，所述芯棒30表面沿其軸向開設有多個凹槽31，該多個凹槽31沿芯棒30之圓周方向相互均勻間隔。
步驟4，在芯棒30之凹槽31與所述第二管體20內壁形成之空間中填充粉末，然後燒結粉末使其形成毛細結構21。在本實施方式中，所述毛細結構21為銅、銀或鋁絲等金屬粉末燒結形成之粉末燒結結構。
步驟5，拔出芯棒，使芯棒拔出後留下之空隙形成蒸汽通道22，從而形成毛細結構21與蒸汽通道22相互交錯之結構。
步驟6，將所述第一管體10之一端自所述第二管體20之開口端插入所述第二管體20中，並且所述第一管體10之相對另一端位於所述第二管體20外部，將所述第二管體20之開口端密封，具體之即將第二管體20之開口端之內徑縮至與所述第一管體10之外徑相同，並進行焊接，從而將第一管體10與第二管體20組合成一熱管100。
另外，本領域技術人員還可在本發明精神內做其他變化，當然，這些依據本發明精神所做之變化，都應包含在本發明所要求保護之範圍之內。
100‧‧‧熱管
10‧‧‧第一管體
20‧‧‧第二管體
11‧‧‧收容空間
12、21‧‧‧毛細結構

Claims (9)

  1. 一種熱管，其改進在於，包括第一管體以及直徑大於該第一管體之第二管體，該第一管體之一端插入到該第二管體中，另一端位於第二管體之外部，該第一管體和第二管體之間之腔體中形成毛細結構，所述毛細結構為多個，沿該第二管體之軸向延伸，且形成在第二管體之內壁上，並且所述多個毛細結構相互間隔，相鄰之毛細結構之間形成蒸汽通道，所述每一毛細結構沿垂直於第二管體的軸向的方向的截面呈梯形，所述毛細結構包括貼設於第二管體之內表面上的外端面及貼設於第一管體之外表面的內端面，該外端面沿第二管體圓周方向之長度大於內端面沿第二管體圓周方向之長度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之熱管，其中：所述第二管體內之毛細結構之外端面貼設於第二管體之內表面上，而內端面貼設於第一管體之外表面上，所述每一蒸汽通道形成於所述第二管體之內表面、第一管體之外表面及兩相鄰之毛細結構之側表面之間。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之熱管，其中：所述第二管體之毛細結構為粉末燒結結構。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之熱管，其中：所述第一管體為一封閉之長管，內部形成有毛細結構以及收容空間，該收容空間內封入有工作流體。
  5. 一種熱管之製造方法，其包括以下幾個步驟：提供一第一管體；提供一端開口，一端封閉之一第二管體；從所述第二管體之開口端插入芯棒，所述芯棒外徑與所述第二管體之內徑大致相同，所述芯棒表面開設有凹槽； 在芯棒之凹槽與所述第二管體內壁形成之空間中填充粉末，然後燒結粉末形成毛細結構；拔出芯棒，使芯棒拔出後留下之空隙形成蒸汽通道；將所述第一管體之一端自所述第二管體之開口端插入所述第二管體中，並且所述第一管體之相對另一端位於所述第二管體外部，將所述第二管體之開口端密封，從而將第一管體與第二管體組合成所述熱管，其中，所述每一毛細結構沿垂直於第二管體的軸向的方向的截面呈梯形，所述毛細結構包括貼設於第二管體之內表面上的外端面及貼設於第一管體之外表面的內端面，該外端面沿第二管體圓周方向之長度大於內端面沿第二管體圓周方向之長度。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之熱管之製造方法，其中：所述凹槽為多個，且沿芯棒之軸向延伸，並於圓周方向相互間隔排列，從而使形成於所述第二管體之毛細結構為多個，且沿該第二管體之軸向延伸，並相互間隔，每相鄰之兩毛細結構之間形成所述蒸汽通道。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之熱管之製造方法，其中：所述第二管體內之毛細結構之外端面貼設於第二管體之內表面上，而內端面貼設於第一管體之外表面上，所述每一蒸汽通道形成於所述第二管體之內表面、第一管體之外表面及兩相鄰之毛細結構之側表面之間。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之熱管之製造方法，其中：所述第二管體之毛細結構為銅、銀或鋁絲粉末燒結形成之粉末燒結結構。
  9. 如申請專利範圍第5項所述之熱管之製造方法，其中：所述第一管體為一封閉之長管，內部形成有毛細結構以及收容空間，該收容空間內封入有工作流體。
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