TWI655404B - Heat pipe and sealing method thereof - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種熱管及其封口方法，此熱管的封口方法之步驟如下，先提供一金屬管體，金屬管體一端具有一封閉端，另一端延伸有一縮口段，縮口段內部具有一通道；再提供一擠壓模具，擠壓模具對縮口段進行擠壓且朝遠離金屬管體方向移動，而令縮口段被壓合延伸變形成一壓合延伸柱並封閉通道；最後，對壓合延伸柱進行點焊封口作業，以令壓合延伸柱的末端形成一封口塊。藉此，提升熱管彎管、壓扁、測試等作業之工作效率，且增加金屬管體的長度，進而加強熱管之導熱性能。

Description

熱管及其封口方法

本發明係有關於一種散熱結構，尤指一種熱管及其封口方法。

熱管為內部含有工作流體之封閉腔體，藉由工作流體吸、放熱的汽液二相變化循環，使腔體表面呈現快速均溫的特性而達到傳熱之目的。另外，熱管具有體積小、重量輕、可配合熱源位置設計等優點，使熱管成為重要的散熱元件之一。

傳統熱管封口方法，其係提供一金屬管體，金屬管體一端封閉及另一端具有開口，再透過開口在金屬管體內部披覆毛細結構、填充工作流體及進行除氣作業，最後如圖1所示，對熱管A的開口處擠壓且進行焊接封口作業而形成一封口頭B。

然而，上述封口頭B體積過大而造成以下缺點：其一、熱管A在彎管作業中，封口頭B必須水平擺放，否則熱管A後續進行壓扁作業時，封口頭B容易發生破裂而報廢；其二、封口頭B在彎管、壓扁、測試等作業中若被碰撞，封口頭B容易彎曲而報廢。

有鑑於此，本發明人遂針對上述現有技術，特潛心研究並配合學理的運用，盡力解決上述之問題點，即成為本發明人開發之目標。

本發明之一目的，在於提供一種熱管及其封口方法，其係利用擠壓模具對熱管一端壓合延伸出一壓合延伸柱，而完成第一次封口，再對壓合延伸柱的末端點焊出一封口塊，而完成第二次封口，使壓合延伸柱與封口塊的體積較習知熱管之封口頭的體積小、壓合延伸柱與封口塊的硬度較習知熱管之封口頭的硬度高，從而提升熱管彎管、壓扁、測試等作業之工作效率，且增加金屬管體的長度，進而加強熱管之導熱性能。

為了達成上述之目的，本發明係提供一種熱管的封口方法，其步驟包括：a)提供一金屬管體，該金屬管體一端具有一封閉端，另一端延伸有一縮口段，該縮口段內部具有一通道，該金屬管體的外徑大於該縮口段的外徑；b)提供一擠壓模具，該擠壓模具包含二半模塊，每一該半模塊一側設有一半擠壓槽，該二半擠壓槽的內壁靠合擠壓於該縮口段兩側，每一該半擠壓槽為一半多邊形槽，該擠壓模具對該縮口段進行擠壓且朝遠離該金屬管體方向移動，而令該縮口段被壓合延伸變形成一壓合延伸柱並封閉該通道，該壓合延伸柱為一多邊形柱；以及c)對該壓合延伸柱進行點焊封口作業，以令該壓合延伸柱的末端形成一封口塊，該壓合延伸柱的外徑小於該封口塊的外徑。

為了達成上述之目的，本發明係提供一種熱管，包括：一金屬管體，內部具有一密閉空間，該金屬管體一端具有一封閉端，另一端具有朝遠離該金屬管體方向延壓成型的一壓合延伸柱，該壓合延伸柱為一多邊形柱且末端具有一封口塊，該金屬管體的外徑大於該縮口段的外徑，該壓合延伸柱的外徑小於該封口塊的外徑；一毛細結構，披覆於該金屬管體的內壁；以及一工作流體，填充於該密閉空間。

本發明還具有以下功效：

第一、擠壓模具對縮口段進行擠壓且朝遠離金屬管體方向移動，而令縮口段被壓合延伸變形成壓合延伸柱，此壓合延伸柱因受擠壓力及遠離金屬管體方向的拉伸力，使壓合延伸柱由底部至頂部皆確實地封閉通道，以加強熱管的封口能力。

第二、對壓合延伸柱進行點焊封口作業，以令壓合延伸柱的末端形成封口塊，封口塊由熔融壓合延伸柱的末端所構成，使封口塊與壓合延伸柱一體成型且熱膨脹係數相同，讓封口塊與壓合延伸柱熱脹冷縮也不易破裂，且能縮短壓合延伸柱的長度，進而縮短熱管的無效端長度，而增加熱管的有效端長度。

第三、壓合延伸柱被擠壓延伸變形為三角形、矩形、五邊形或六邊形等的多邊形柱，使壓合延伸柱具有複數角端，進而加強壓合延伸柱的結構強度，以達到壓合延伸柱具有不易折斷之優點。

<習知>

A‧‧‧熱管

B‧‧‧封口頭

<本發明>

10‧‧‧熱管

1‧‧‧金屬管體

11‧‧‧封閉端

12‧‧‧縮口段

121‧‧‧通道

13‧‧‧壓合延伸柱

131‧‧‧封口塊

2‧‧‧毛細結構

100‧‧‧擠壓模具

101‧‧‧半模塊

102‧‧‧半擠壓槽

d1、d2、d3、d4‧‧‧外徑

s‧‧‧密閉空間

步驟a~步驟c

圖1 係習知熱管封口之示意圖。

圖2 係本發明熱管的封口方法之步驟流程圖。

圖3 係本發明擠壓模具欲對縮口段進行擠壓之示意圖。

圖4 係本發明擠壓模具朝遠離金屬管體方向移動之示意圖。

圖5 係本發明縮口段被壓合延伸變形成壓合延伸柱之示意圖。

圖6 係本發明對壓合延伸柱進行點焊封口作業之示意圖。

圖7 係本發明熱管之立體示意圖。

圖8 係本發明熱管之剖面示意圖。

圖9 本發明熱管之另一立體示意圖。

圖10 係本發明壓合延伸柱另一實施例之立體示意圖係。

有關本發明之詳細說明及技術內容，將配合圖式說明如下，然而所附圖式僅作為說明用途，並非用於侷限本發明。

請參考圖2至圖10所示，本發明係提供一種熱管及其封口方法，此熱管10主要包括一金屬管體1、一毛細結構2及一工作流體。

如圖2所示，係本發明熱管10的封口方法之步驟流程。第一步驟，如圖2之步驟a及圖3所示，提供一金屬管體1，金屬管體1一端具有一封閉端11，另一端延伸有一縮口段12，縮口段12內部具有一通道121。其中，金屬管體1的外徑d1大於縮口段12的外徑d2。

另外，參考圖4所示，本發明步驟a更提供一毛細結構2，毛細結構2披覆於金屬管體1的內壁，毛細結構2為顆粒燒結體、金屬網體、蝕刻溝槽或其組合所構成。

再者，本發明熱管10的封口方法更包括在b步驟之前的一個步驟b’，其中b’步驟中對金屬管體1依序進行填充工作流體作業及抽真空作業。

第二步驟，如圖2之步驟b及圖4至圖6所示，提供一擠壓模具100，擠壓模具100對縮口段12進行擠壓且朝遠離金屬管體1方向移動，而令縮口段12被壓合延伸變形成一壓合延伸柱13並封閉通道121。其中，壓合延伸柱13的外徑d3小於封口塊131的外徑d4，即金屬管體1的外徑d1大於壓合延伸柱13的外徑d3，壓合延伸柱13的外徑d3小於封口塊131的外徑d4。

另外，如圖4至圖8及圖10所示，擠壓模具100包含二半模塊101，每一半模塊101一側設有一半擠壓槽102，二半擠壓槽102的內壁靠合擠壓於縮口 段12兩側，每一半擠壓槽102可為三角形、矩形、五邊形或六邊形等的半多邊形槽，而令壓合延伸柱13被擠壓延伸變形為三角形、矩形、五邊形或六邊形等的多邊形柱。

同理，每一半擠壓槽102也可為一半圓弧形槽，而令壓合延伸柱13被擠壓延伸變形為一圓形柱或一橢圓形柱。

第三步驟，如圖2之步驟c及圖6至圖8所示，對壓合延伸柱13進行點焊封口作業，以令壓合延伸柱13的末端形成一封口塊131。藉此，上述步驟a至步驟c以完成本發明熱管10之成品，最後再如圖9所示，對熱管10進行壓扁作業。

另外，封口塊131由熔融壓合延伸柱13的末端所構成，所以封口塊131與壓合延伸柱13一體成型且材質相同。再者，點焊封口作業為對壓合延伸柱13的末端進行電子束焊接法、氬弧焊接法或雷射焊接法。

本發明熱管10之組合，其係利用金屬管體1內部具有密閉空間s，金屬管體1一端具有封閉端11，另一端具有壓合延伸柱13，壓合延伸柱13末端具有封口塊131；毛細結構2披覆於金屬管體1的內壁；工作流體填充於密閉空間s。藉此，擠壓模具100對金屬管體1一端壓合延伸出一壓合延伸柱13，而完成第一次封口，再對壓合延伸柱13的末端點焊出一封口塊131，而完成第二次封口，且壓合延伸柱13末端已經封口，所以壓合延伸柱13末端需要焊接區域較小，以達到熱管10的封口處具有密合度高及成本低廉之優點。

另外，擠壓模具100對縮口段12進行擠壓且朝遠離金屬管體1方向移動，而令縮口段12被壓合延伸變形成壓合延伸柱13，此壓合延伸柱13因受擠壓力及遠離金屬管體1方向的拉伸力，使壓合延伸柱13由底部至頂部皆確實地封閉通道121，以加強熱管10的封口能力。

再者，對壓合延伸柱13進行點焊封口作業，以令壓合延伸柱13的末端形成封口塊131，從而產生以下優點：其一、因壓合延伸柱13與封口塊131的體積較習知熱管之封口頭的體積小，所以金屬管體1進行彎管作業時，壓合延伸柱13與封口塊131沒有擺放方向問題，以提升彎管作業之工作效率；其二、壓合延伸柱13經過延壓再點焊，所以壓合延伸柱13與封口塊131的硬度較習知熱管之封口頭的硬度高，後續進行彎管、壓扁、測試等作業中若被碰撞，壓合延伸柱13與封口塊131也不易彎曲而報廢；其三、本發明熱管10與習知熱管相同長度下，因壓合延伸柱13與封口塊131的長度較習知熱管之封口頭的長度短，所以能增加金屬管體1的長度，進而加強熱管10之導熱性能。

又，封口塊131由熔融壓合延伸柱13的末端所構成，使封口塊131與壓合延伸柱13一體成型且熱膨脹係數相同，讓封口塊131與壓合延伸柱13熱脹冷縮也不易破裂，且壓合延伸柱13的末端熔融成封口塊131，能再縮短壓合延伸柱13的長度，進而縮短熱管10的無效端長度，而增加熱管10的有效端(金屬管體1)長度。

此外，壓合延伸柱13被擠壓延伸變形為三角形、矩形、五邊形或六邊形等的多邊形柱，使壓合延伸柱13具有複數角端，角端處結構加厚，進而加強壓合延伸柱13的結構強度，以達到壓合延伸柱13具有不易折斷之優點。

綜上所述，本發明之熱管及其封口方法，亦未曾見於同類產品及公開使用，並具有產業利用性、新穎性與進步性，完全符合新型專利申請要件，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。

Claims (8)

1. 一種熱管的封口方法，其步驟包括：a)提供一金屬管體，該金屬管體一端具有一封閉端，另一端延伸有一縮口段，該縮口段內部具有一通道，該金屬管體的外徑大於該縮口段的外徑；b)提供一擠壓模具，該擠壓模具包含二半模塊，每一該半模塊一側設有一半擠壓槽，該二半擠壓槽的內壁靠合擠壓於該縮口段兩側，每一該半擠壓槽為一半多邊形槽，該擠壓模具對該縮口段進行擠壓且朝遠離該金屬管體方向移動，而令該縮口段被壓合延伸變形成一壓合延伸柱並封閉該通道，該壓合延伸柱為一多邊形柱；以及c)對該壓合延伸柱進行點焊封口作業，以令該壓合延伸柱的末端形成一封口塊，該壓合延伸柱的外徑小於該封口塊的外徑。
2. 如請求項1所述之熱管的封口方法，其中步驟c)中該封口塊由熔融該壓合延伸柱的末端所構成。
3. 如請求項1所述之熱管的封口方法，其中步驟c)中該點焊封口作業為對該壓合延伸柱的末端進行電子束焊接法、氬弧焊接法或雷射焊接法。
4. 如請求項1所述之熱管的封口方法，其中步驟a)中提供一毛細結構，該毛細結構披覆於該金屬管體的內壁，該毛細結構為顆粒燒結體、金屬網體、蝕刻溝槽或其組合所構成。
5. 如請求項4所述之熱管的封口方法，其更包括在b)步驟之前的一個步驟b’)，其中b’)步驟中對該金屬管體依序進行填充工作流體作業及抽真空作業。
6. 一種熱管，包括： 一金屬管體，內部具有一密閉空間，該金屬管體一端具有一封閉端，另一端具有朝遠離該金屬管體方向延壓成型的一壓合延伸柱，該壓合延伸柱為一多邊形柱且末端具有一封口塊，該金屬管體的外徑大於該壓合延伸柱的外徑，該壓合延伸柱的外徑小於該封口塊的外徑；一毛細結構，披覆於該金屬管體的內壁；以及一工作流體，填充於該密閉空間。
7. 如請求項6所述之熱管，其中該封口塊與該壓合延伸柱一體成型且材質相同。
8. 如請求項6所述之熱管，其中該毛細結構為顆粒燒結體、金屬網體、蝕刻溝槽或其組合所構成。