具有渦卷式芯材的扁狀熱管的製作方法

2023-05-02 00:27:11 1

專利名稱：具有渦卷式芯材的扁狀熱管的製作方法
技術領域：
本實用新型關於一種熱管，尤指一種具有渦卷式芯材的扁狀熱管。
背景技術：
隨著科技的日新月異，電子組件的功率與效能日益提升，連帶地在操作時也產生 更多的熱量；倘若這些熱量未能及時散逸出去而累積在該電子組件的內部，將會導致該電 子組件的溫度升高且影響其效能，甚至嚴重者將導致該電子組件故障損壞。所以，業界一直 不斷地研發各種散熱裝置以解決電子組件的問題，熱管(heat pipe)就是一種很常見的散 熱裝置。傳統的熱管大致上呈中空圓管狀，其內壁布設有金屬編織網或金屬粉末燒結而成 的毛細組織，而於熱管內部空間填注工作流體，再經過抽真空與封口作業之後便形成熱管。 熱管的二端分成接觸電子發熱組件的蒸發段及遠離蒸發段的冷凝段，位於蒸發段的工作流 體吸收電子發熱組件的熱量之後會汽化成蒸汽而流向冷凝段，到達冷凝段的蒸汽經過熱交 換之後會將熱量散逸出去而恢復成液態的工作流體並回流至蒸發段，藉由工作流體在熱管 內的循環及汽液相變化，就可以將電子發熱組件的熱量傳導至其他預定位置。隨著電子裝置的日益薄型化，所以傳統的圓形熱管所佔據的高度與空間相較之下 就顯得較大，因此逐漸開發出一種扁狀熱管，其內部結構與傳統圓形熱管無異，只是其殼體 經過最後的擠壓加工而製成扁狀以縮減其高度及垂直方向上所佔據的空間，藉此符合薄型 化的需求。然而，上述傳統扁狀熱管具有以下的問題當殼體受力而被壓扁的時候，扁狀熱管 的殼體內壁上布設的毛細組織可能會因受力而產生破裂或斷裂，尤其是金屬粉末燒製成的 毛細組織的斷裂情形更為嚴重，導致毛細組織中供工作液體流動的路徑變得不連續而影響 工作流體的回流速率；另外，由於毛細組織布設在殼體的內壁面，而工作流體的蒸汽則沿著 殼體與毛細組織之間的空間而流到冷凝段，所以蒸汽在毛細組織的粗糙多孔表面上的流動 速度當然比在平滑表面上的流動速度更慢，因此上述毛細組織存在著無法使蒸汽流速達到 優化的問題。而且，為了製作毛細組織，勢必要鋪設金屬編織網或金屬粉末，然後再經過燒 制而使毛細組織確實粘著於殼體內壁上，如此一來，又導致材料成本與製作過程的耗費。

實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種具有渦卷式芯材的扁狀熱管，其利用金屬編織網 卷繞而成的渦卷式芯材作為毛細組織以供工作流體流通，因此可減少製作成本與時間，但 絲毫不影響扁狀熱管本身的導熱效果且符合薄型化的需求。為了達成上述目的，本實用新型具有渦卷式芯材的扁狀熱管包括扁狀密閉殼體，其具有光滑的內壁面；工作流體，填注於該扁狀密閉殼體的內部；以及供該工作流體流通的渦卷式芯材，沿著該扁狀密閉殼體的中心軸線設置以支撐該扁狀密閉殼體的上、下內壁面，該渦卷式芯材的二側與該扁狀密閉殼體的左、右內壁面之間 形成供該工作流體的蒸汽流通的二氣流通道，該渦卷式芯材由金屬編織網卷繞至少二圈所 製成，該渦卷式芯材的中央形成回流通道。所述扁狀熱管具有蒸發段及遠離該蒸發段的冷凝段。所述相鄰二圈的金屬編織網之間具有間隙。
相較於先前技術，本實用新型具有以下功效由於本實用新型的渦卷式芯材是由金屬編織網卷繞至少二圈所製成並供該工作 流體流通，換句話說，本實用新型的特點在於渦卷式芯材作為毛細組織之用，所以可以免去 先前技術中利用燒結方式製作毛細組織的成本與製作過程。另外，由於渦卷式芯材與扁狀密閉殼體的左、右內壁面之間形成供該工作流體的 蒸汽流通的二氣流通道，所以，工作流體的蒸汽主要沿著扁狀密閉殼體的光滑內壁流通，所 以其氣體流動速率會比通過粗糙多孔的傳統毛細組織要來得更快，藉此增加扁狀熱管本身 的導熱效率。另一方面，傳統的熱管中，工作流體的蒸汽只有從蒸發段流向冷凝段的單一方向， 且往往蒸發段附近的蒸汽量大於冷凝段附近的蒸汽量而在此二段之間形成一股蒸汽壓力 差；倘若位於冷凝段的蒸汽量堆積過多或其冷凝成液態的速度太慢，將會妨礙蒸汽的整體 流動性，進而影響熱管的傳熱效率；有鑑於此，根據本實用新型，渦卷式芯材是由金屬編織 網卷繞至少二圈所製成且其中央另外形成回流通道，此回流通道用以供冷凝段處累積的少 部分蒸汽得以回流至蒸發段，如此才不會妨礙蒸發段中的蒸汽流向冷凝段的流動性。

圖1是本實用新型的扁狀熱管分解立體圖。圖2是本實用新型的扁狀熱管組合透視圖。圖3是本實用新型的扁狀熱管軸向剖面圖。圖4是本實用新型的扁狀熱管側向剖面圖。圖5是本實用新型的操作示意圖。主要組件符號說明1扁狀熱管2蒸發段3冷凝段10扁狀密閉殼體 11上內壁面 12下內壁面13左內壁面14右內壁面 15氣流通道16氣流通道20工作流體 30渦卷式芯材31金屬編織網 32回流通道 G間隙100電子發熱組件200散熱鰭片組
具體實施方式
有關本實用新型的詳細說明及技術內容，將配合附圖說明如下，然而所附附圖僅 作為說明用途，並非用於局限本實用新型。如圖5所示，本實用新型中具有渦卷式芯材的扁狀熱管1 (以下簡稱為扁狀熱管 1)，用以對電子發熱組件100進行導熱。如圖4所示，此扁狀熱管1的結構組成包括扁狀密閉殼體10、工作流體20 (圖中虛線所示)、及渦卷式芯材30。就實際傳熱時的操作特性來看，如圖5所示，扁狀熱管1可以分成熱接觸電子發熱組件100的蒸發段2及遠離該蒸發段 2的冷凝段3。扁狀密閉殼體10為具有良好導熱性的金屬材料製成，其具有光滑的內壁面，內壁 面並未設置任何槽溝；為了便於說明，在本實用新型的實施例中，將扁狀密閉殼體10的內 壁面根據扁狀熱管1的中心軸線方向而分成上內壁面11、下內壁面12、左內壁面13及右內 壁面14。工作流體20填注於扁狀密閉殼體10的內部，利用工作流體20在扁狀密閉殼體10 內的汽液相循環變化，扁狀熱管1可以將電子發熱組件100所產生的熱量持續傳遞出去，至 於工作流體20的汽液相傳熱機制稍後將詳細說明。如圖3所示，渦卷式芯材30沿著扁狀密閉殼體10的中心軸線設置以支撐扁狀密 閉殼體10的上、下內壁面11與12，如圖4所示，這是因為扁狀熱管1的中心軸線位置其抗 壓強度較二側為低，所以渦卷式芯材30設置在中心軸線處能夠提供部分的支撐效果，以防 止扁狀熱管1的中央部位因外力而凹陷。渦卷式芯材30的二側與扁狀密閉殼體10的左、右內壁面13與14之間則形成二 氣流通道15與16，用以供工作流體20的蒸汽從蒸發段2流向冷凝段3，如圖5中虛線箭頭 所示；由於蒸汽的主要流通路徑沿著扁狀密閉殼體10的光滑內壁面，所以蒸汽流動速度較 傳統沿著毛細組織的粗糙多孔表面更快，藉此提升扁狀熱管1的傳熱效率。渦卷式芯材30是由金屬編織網31卷繞至少二圈所製成以供工作流體20流通，從 圖4可以清楚看出，渦卷式芯材30是由金屬編織網31卷繞三圈而成，而且相鄰二圈的金屬 編織網31之間具有間隙G而並非緊密貼合在一起，每圈金屬編織網31之間的間隙G能夠 提供少部分的工作流體20的蒸汽從冷凝段3回流至蒸發段2之用。要特別說明的是，根據本實用新型，渦卷式芯材30的中央形成有回流通道32而非 實心的芯材，此回流通道32的主要用途是要讓工作流體20的少部分蒸汽能夠從冷凝段3 回流至蒸發段2，如圖5中央的箭頭所示，以減少蒸汽過多累積於冷凝段3上而影響整體蒸 汽的流動性。如圖5所示，以下將說明本實用新型的實際操作原理。扁狀熱管1的蒸發段2熱 接觸電子發熱組件100，此時蒸發段2附近的工作流體20便吸收電子發熱組件100的熱量 而汽化成為蒸汽，這些蒸汽分別利用渦卷式芯材30的二側與扁狀密閉殼體10的左、右內壁 面13與14之間所形成的氣流通道15與16且沿著扁狀密閉殼體10的光滑內壁面快速流 向冷凝段3，因此能夠增加工作流體20的蒸汽流動速率，而達成較高的傳熱效果。扁狀熱管1的冷凝段3外側可以另外連接散熱鰭片組200，用以將冷凝段3的熱量 散逸到外界；倘若冷凝段3內的蒸汽因冷凝成液體的速率較慢而使蒸汽堆積在冷凝段3時， 則來自蒸發段2的蒸汽壓力會自然迫使位於冷凝段3的部分的蒸汽沿著回流通道32而回 流到蒸發段2，藉此防止蒸汽過多累積於冷凝段3而妨礙整體蒸汽的流動性。因此，相較於先前技術，本實用新型具有以下功效由於本實用新型的渦卷式芯材30是由金屬編織網卷繞至少二圈所製成並供工作 流體20流通，換句話說，本實用新型的特點在於渦卷式芯材30作為毛細組織之用，所以可 以免去先前技術中以燒結方式製作毛細組織的成本與製作過程。[0041]另外，由於渦卷式芯材30與扁狀密閉殼體10的左、右內壁面11與12之間形成供 工作流體20的蒸汽流通的二氣流通道15與16，所以，工作流體20的蒸汽主要沿著扁狀密 閉殼體10的光滑內壁流通，所以其氣體流動速率會比通過粗糙多孔的傳統毛細組織要來 得更快，藉此增加扁狀熱管1的導熱效率。另一方面，傳統的熱管中，工作流體的蒸汽只有從蒸發段流向冷凝段的單一方向， 且往往蒸發段附近的蒸汽量大於冷凝段附近的蒸汽量而在此二段之間形成蒸汽壓力差；倘 若冷凝段的蒸汽量堆積過多或其冷凝為液態的速度太慢，將會妨礙蒸汽的整體流動性；有 鑑於此，根據本實用新型，渦卷式芯材30是由金屬編織網卷繞至少二圈所製成且其中央另 外形成回流通道32，此回流通道32用以供冷凝段3處累積的蒸汽得以回流至蒸發段2，如 此才不會妨礙蒸發段2中的蒸汽流向冷凝段3的流動性。
權利要求一種具有渦卷式芯材的扁狀熱管，其特徵在於，包括扁狀密閉殼體，其具有光滑的內壁面；工作流體，填注於該扁狀密閉殼體的內部；以及供該工作流體流通的渦卷式芯材，沿著該扁狀密閉殼體的中心軸線設置以支撐該扁狀密閉殼體的上、下內壁面，該渦卷式芯材的二側與該扁狀密閉殼體的左、右內壁面之間形成供該工作流體的蒸汽流通的二氣流通道，該渦卷式芯材由金屬編織網卷繞至少二圈所製成，該渦卷式芯材的中央形成回流通道。
2.如權利要求1所述的具有渦卷式芯材的扁狀熱管，其特徵在於，所述扁狀熱管具有 蒸發段及遠離該蒸發段的冷凝段。
3.如權利要求2所述的具有渦卷式芯材的扁狀熱管，其特徵在於，所述相鄰二圈的金 屬編織網之間具有間隙。
專利摘要本實用新型公開了一種具有渦卷式芯材的扁狀熱管，其包括扁狀密閉殼體、工作流體及渦卷式芯材；扁狀密閉殼體具有光滑的內壁面，工作流體填注於扁狀密閉殼體的內部，渦卷式芯材沿著扁狀密閉殼體的中心軸線設置以支撐扁狀密閉殼體的上、下內壁面，渦卷式芯材的二側與扁狀密閉殼體的左、右內壁面之間形成供工作流體的蒸汽流通的二氣流通道，渦卷式芯材是由金屬編織網卷繞至少二圈所製成並供工作流體流通，渦卷式芯材的中央並形成回流通道；藉此，渦卷式芯材作為毛細組織以供工作流體流通，因此可減少製作成本與時間。
文檔編號H05K7/20GK201740439SQ201020262719
公開日2011年2月9日 申請日期2010年7月19日 優先權日2010年7月19日
發明者喬治麥爾, 孫建宏, 謝明魁, 陳介平 申請人:索士亞科技股份有限公司