專利名稱：：熱導(dǎo)管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明是關(guān)于一種熱導(dǎo)管，特別是關(guān)于一種具良好傳熱性能的熱導(dǎo)管及其制造方法。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)階段，熱導(dǎo)管因其具有較高傳熱量的優(yōu)點，已被廣泛應(yīng)用于具較大發(fā)熱量的電子元件中。熱導(dǎo)管工作時，利用管體內(nèi)部填充的低沸點工作介質(zhì)在其蒸發(fā)部吸收發(fā)熱電子元件產(chǎn)生的熱量后蒸發(fā)汽化，帶著熱量運動至冷凝部，并在冷凝部液化凝結(jié)將熱量釋放出去，對電子元件進行散熱。該汽化后的工作介質(zhì)在熱導(dǎo)管壁部毛細結(jié)構(gòu)的作用下回流至蒸發(fā)部，繼續(xù)蒸發(fā)汽化及液化凝結(jié)，使工作介質(zhì)在熱導(dǎo)管內(nèi)部循環(huán)運動，將電子元件產(chǎn)生的熱量源源不斷的散發(fā)出去。該工作過程中，若毛細結(jié)構(gòu)不能夠及時使熱導(dǎo)管冷凝部的工作介質(zhì)回流至蒸發(fā)部，將使該熱導(dǎo)管因蒸發(fā)部的工作介質(zhì)過少而燒干，進而使熱導(dǎo)管喪失傳熱性能而令發(fā)熱元件因不能及時散熱而燒毀，因此，增強毛細結(jié)構(gòu)的液體輸送能力以設(shè)計出具較高傳熱性能的熱導(dǎo)管為目前亟需解決的課題?，F(xiàn)有熱導(dǎo)管的毛細結(jié)構(gòu)為開設(shè)于熱導(dǎo)管的管壁上的溝槽或與管壁緊密貼合的絲網(wǎng)或燒結(jié)粉末。這些傳統(tǒng)的單一毛細結(jié)構(gòu)已不能滿足現(xiàn)代的傳熱需求，于是業(yè)界開始思考采用復(fù)合式毛細結(jié)構(gòu)的熱導(dǎo)管設(shè)計，比如在管內(nèi)增設(shè)輔助毛細結(jié)構(gòu)。通常，該輔助毛細結(jié)構(gòu)有補足熱導(dǎo)管主毛細結(jié)構(gòu)的毛細力及增加流體輸送能力的作用。然而，因該輔助毛細結(jié)構(gòu)僅被松動地置入該管體內(nèi)而未被固定，使得該輔助毛細結(jié)構(gòu)因重力作用易在管體內(nèi)移動或堆積，造成輸送工作液體的能力下降，使工作介質(zhì)不能及時回流至蒸發(fā)部，從而導(dǎo)致最大熱傳量下降，熱阻增加，進而導(dǎo)致該熱導(dǎo)管性能下降。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，有必要提供一種具較高傳熱性能的熱導(dǎo)管及其制造方法?！N熱導(dǎo)管，包括一縱長的管體、設(shè)于管體內(nèi)壁的主毛細結(jié)構(gòu)、設(shè)于主毛細結(jié)構(gòu)內(nèi)壁的至少一輔助毛細結(jié)構(gòu)及填充于管體內(nèi)的工作介質(zhì)，該至少一輔助毛細結(jié)構(gòu)沿該管體的軸向延伸，該至少一輔助毛細結(jié)構(gòu)的至少一端固定于該管體的端部上。—種熱導(dǎo)管的制造方法，包括以下步驟提供內(nèi)壁設(shè)有主毛細結(jié)構(gòu)的一管體；將該管體的兩端進行縮管而得到縮管部；提供至少一輔助毛細結(jié)構(gòu)并置入管體內(nèi)，該輔助毛細結(jié)構(gòu)至少一端延伸至管體端部的縮管部位置處；密封該管體，并將該輔助毛細結(jié)構(gòu)的至少一端固定于該管體的縮管部上。本發(fā)明熱導(dǎo)管內(nèi)設(shè)置的輔助毛細結(jié)構(gòu)具有補足熱導(dǎo)管主毛細結(jié)構(gòu)的毛細力及增加流體輸送能力的作用。該輔助毛細結(jié)構(gòu)兩端的至少一端固定于管體上，可避免該輔助毛細結(jié)構(gòu)因重力作用而在管體內(nèi)堆積或移動而導(dǎo)致熱阻增加。圖1為本發(fā)明熱導(dǎo)管第一實施方式沿軸向的縱向剖面示意圖。圖2為圖1所示熱導(dǎo)管的徑向剖面示意圖。圖3為圖1所示熱導(dǎo)管的一制造方法的流程圖。圖4為圖3所示的制造方法中縮管后置入輔助毛細結(jié)構(gòu)的示意圖。圖5為本發(fā)明熱導(dǎo)管第二實施方式沿軸向的縱向剖面示意圖。圖6為圖5所示熱導(dǎo)管的徑向剖面示意圖。圖7為本發(fā)明熱導(dǎo)管第三實施方式沿軸向的橫向剖面示意圖。圖8為圖7所示熱導(dǎo)管的徑向剖面示意圖。圖9為本發(fā)明熱導(dǎo)管第四實施方式的徑向剖面示意圖。具體實施例方式請參閱圖1和圖2，該熱導(dǎo)管IO包括一管體12、一主毛細結(jié)構(gòu)14及一輔助毛細結(jié)構(gòu)16，該管體12內(nèi)容納有工作介質(zhì)。該管體12呈中空縱長結(jié)構(gòu)，其由銅等具良好導(dǎo)熱性的材料制成。該管體12可將其外部的熱量傳遞至其內(nèi)部。該管體12包括一直管部11及位于直管部11兩端的縮管部13。該直管部11包括一蒸發(fā)段111、一冷凝段112及位于該蒸發(fā)段111與冷凝段112之間的一絕熱段113，該蒸發(fā)段111及冷凝段112分別毗鄰兩端的縮管部13。該管體12兩端的縮管部13分別從蒸發(fā)段111和冷凝段112的末端向軸向外側(cè)漸縮延伸至完全封閉。該主毛細結(jié)構(gòu)14環(huán)設(shè)于該管體12的整個內(nèi)壁，從管體12—端的縮管部13經(jīng)直管部11延伸至另一端的縮管部13。該主毛細結(jié)構(gòu)14的內(nèi)壁圍成一蒸汽通道15，該蒸汽流道15自該管體12的蒸發(fā)段111延伸至冷凝段112。該主毛細結(jié)構(gòu)14可為溝槽型、粉末燒結(jié)型、絲網(wǎng)型或纖維型等，本實施方式中的主毛細結(jié)構(gòu)14為粉末燒結(jié)型。該輔助毛細結(jié)構(gòu)16設(shè)于該主毛細結(jié)構(gòu)14內(nèi)壁。該輔助毛細結(jié)構(gòu)16呈一縱長的中空管狀結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部形成一可使蒸氣經(jīng)過的氣流通道160，并在其管壁形成若干細小的孔隙，所述孔隙可由銅、不銹鋼、纖維等材料制成的絲線編織后形成。本實施方式中，該輔助毛細結(jié)構(gòu)16是由銅線編織而成的單層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。在其他實施方式中，該輔助毛細結(jié)構(gòu)16也可為多層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。該輔助毛細結(jié)構(gòu)16沿軸向設(shè)于管體12內(nèi)部，從管體12—端的縮管部13經(jīng)直管部11延伸至另一端的縮管部13。該輔助毛細結(jié)構(gòu)16的軸向兩端分別固定于該管體12兩端的縮管部13的末端。該輔助毛細結(jié)構(gòu)16的橫截面為一圓環(huán)，該圓環(huán)的外徑小于該主毛細結(jié)構(gòu)14的內(nèi)徑。該輔助毛細結(jié)構(gòu)16沿軸向可分為一中間部161及位于兩端的兩端部163。該中間部161與直管部11對應(yīng)，端部163與縮管部13對應(yīng)。該中間部161底部的管壁沿徑向與該主毛細結(jié)構(gòu)14相貼合，該中間部161的兩側(cè)及頂部的管壁沿徑向遠離該主毛細結(jié)構(gòu)14。該輔助毛細結(jié)構(gòu)16的端部163的底部管壁與主毛細結(jié)構(gòu)14相間隔。該工作介質(zhì)填充于管體12內(nèi)，為水、蠟、酒精、甲醇等具較低沸點的物質(zhì)。當蒸發(fā)段111與熱源接觸時，該工作介質(zhì)從管體12的蒸發(fā)段111處吸熱蒸發(fā)，接著經(jīng)過絕熱段113向冷凝段112移動，在冷凝段112放熱后凝結(jié)成液體，將熱量釋放出去，完成對發(fā)熱元件的散熱。該主毛細結(jié)構(gòu)14提供毛細力使在管體12的冷凝段112凝結(jié)形成的工作介質(zhì)回流至蒸發(fā)段lll，實現(xiàn)工作介質(zhì)在管體12內(nèi)的循環(huán)運動，以完成對發(fā)熱元件的持續(xù)散熱。該輔助毛細結(jié)構(gòu)16管壁的孔隙可產(chǎn)生毛細力以吸附主毛細結(jié)構(gòu)14內(nèi)的工作介質(zhì)，使該工作介質(zhì)可通過所述孔隙而在該主毛細結(jié)構(gòu)14及輔助毛細結(jié)構(gòu)16間運動，因此該輔助毛細結(jié)構(gòu)16可輔助該主毛細結(jié)構(gòu)14為工作介質(zhì)的流動提供動力，從而避免工作介質(zhì)不能及時回流而導(dǎo)致局部聚積而影響熱導(dǎo)管10的性能。且該輔助毛細結(jié)構(gòu)16的兩端固定于管體12的兩端，從而防止該輔助毛細結(jié)構(gòu)16因重力的作用而在管體12內(nèi)而發(fā)生移動或堆積而導(dǎo)致毛細力減弱及熱阻增加，從而使該熱導(dǎo)管10與傳統(tǒng)輔助毛細結(jié)構(gòu)未固定的熱導(dǎo)管(以下簡稱傳統(tǒng)型熱導(dǎo)管)相比具有較高的傳熱量。如圖3及圖4所示，該熱導(dǎo)管IO可由以下步驟制得提供內(nèi)壁設(shè)有主毛細結(jié)構(gòu)14的一管體12a;將該管體12a的兩端進行縮管得到縮管部13a;提供一長度大于管體12a的輔助毛細結(jié)構(gòu)16a。置入管體12a內(nèi)，并使該輔助毛細結(jié)構(gòu)16a從該管體12a—端的縮管部13a延伸至另一端的縮管部13a;密封管體12a—端的縮管部13a的管口(定義該端為管尾)，同時將輔助毛細結(jié)構(gòu)16a的一端固定于管尾；在管體12a內(nèi)填充適量工作介質(zhì)并抽真空；密封管體12a另一縮管部13a的管口(定義該端為管頭)，同時將輔助毛細結(jié)構(gòu)16a的另一端固定于管頭，得到所需熱導(dǎo)管10。其中，密封管頭時先將管頭夾扁，然后采用焊接等方法密封管頭，將輔助毛細結(jié)構(gòu)16a固定于管頭。該熱導(dǎo)管10僅需在封管時將輔助毛細結(jié)構(gòu)16的兩端分別固定于管體12的兩端，即可固定該輔助毛細結(jié)構(gòu)16，制造方法簡單易行，便于量產(chǎn)。請同時參閱圖5和圖6，該熱導(dǎo)管50為本發(fā)明的第二實施方式，該熱導(dǎo)管50為上述實施方式的熱導(dǎo)管10被壓扁后的形態(tài)。該熱導(dǎo)管50中的輔助毛細結(jié)構(gòu)56沿管體52軸向設(shè)置，該輔助毛細結(jié)構(gòu)56的底部的管壁與主毛細結(jié)構(gòu)54的內(nèi)壁貼合。該輔助毛細結(jié)構(gòu)56兩側(cè)及頂部的管壁遠離該主毛細結(jié)構(gòu)54，且與位于該輔助毛細結(jié)構(gòu)56上方的主毛細結(jié)構(gòu)54相間隔。在熱導(dǎo)管50被壓扁成型時，該輔助毛細結(jié)構(gòu)56未受到損壞而保有其原有的功能，相對于傳統(tǒng)型被壓扁的熱導(dǎo)管，該熱導(dǎo)管50具有更好的傳熱性能。下面以具體實驗數(shù)據(jù)說明本發(fā)明熱導(dǎo)管比傳統(tǒng)型熱導(dǎo)管的傳熱性能強。表1規(guī)格為(6(200mm的傳統(tǒng)型熱導(dǎo)管與相同規(guī)格的熱導(dǎo)管10的性能對比<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>以上測試均在相同條件下進行，各熱管規(guī)格及參數(shù)均相同。(L,為熱導(dǎo)管操作溫度在50(C時的最大傳熱量。平均熱阻值1^=(蒸發(fā)段平均溫度(冷凝段平均溫度)/Q,。如表1中所示，本發(fā)明的熱導(dǎo)管10的平均最大傳熱量較傳統(tǒng)型熱導(dǎo)管高出20%以上，其傳熱性能大幅提升。表2上述規(guī)格的傳統(tǒng)型熱導(dǎo)管和熱導(dǎo)管50均被壓扁至厚度為3.Omm后的性能對比<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>以上測試均在相同條件下進行，各熱管規(guī)格及參數(shù)均相同。(L,為熱導(dǎo)管操作溫度在50(C時的最大傳熱量。平均熱阻值1^=(蒸發(fā)段平均溫度(冷凝段平均溫度)/Q,。如表2中所示，在被壓扁至相同規(guī)格的情況下，本發(fā)明的熱導(dǎo)管50的平均最大傳熱量較傳統(tǒng)型熱導(dǎo)管高出54%以上，其傳熱性能大幅提升。圖7及圖8所示為本發(fā)明第三實施方式的熱導(dǎo)管70。該實施方式與上述第一實施方式的不同之處在于該熱導(dǎo)管70內(nèi)設(shè)置了三個輔助毛細結(jié)構(gòu)76，這些輔助毛細結(jié)構(gòu)76的兩端均固定于管體72的兩端。并且這些輔助毛細結(jié)構(gòu)76相互貼合。這些輔助毛細結(jié)構(gòu)76進一步增強了熱導(dǎo)管70的毛細力即液體輸送能力，且這些輔助毛細結(jié)構(gòu)76相互貼合有利于工作介質(zhì)在各輔助毛細結(jié)構(gòu)76間運動，進一步避免工作介質(zhì)的聚積而導(dǎo)致熱阻增加。當然，該多個輔助毛細結(jié)構(gòu)76也可相互間隔設(shè)置。圖9所示為本發(fā)明第四實施方式的熱導(dǎo)管90，該熱導(dǎo)管90為第三實施方式的熱導(dǎo)管70被壓扁后的形態(tài)。該熱導(dǎo)管90內(nèi)設(shè)置了三個輔助毛細結(jié)構(gòu)96，且這些輔助毛細結(jié)構(gòu)96在熱導(dǎo)管90被壓扁時未受到損壞，因而仍保留了這些輔助毛細結(jié)構(gòu)96原有的功能，提升了熱導(dǎo)管90的性能。在上述幾種實施方式中，這些輔助毛細結(jié)構(gòu)的兩端均固定于管體的兩端，在其它的實施方式中，可僅將輔助毛細結(jié)構(gòu)的一端固定于管體的一端，而將輔助毛細結(jié)構(gòu)的另一端自由設(shè)于管體內(nèi)，在使用該熱導(dǎo)管時，將輔助毛細結(jié)構(gòu)已固定的一端置于較高位置處，輔助毛細結(jié)構(gòu)未固定的一端置于較低位置處，或與已因定的一端處于同一水平位便可防止輔助毛細結(jié)構(gòu)在管體內(nèi)的堆積，同樣能提升熱導(dǎo)管的傳熱性能。權(quán)利要求一種熱導(dǎo)管，包括一縱長的管體、設(shè)于管體內(nèi)壁的主毛細結(jié)構(gòu)、設(shè)于主毛細結(jié)構(gòu)內(nèi)壁的至少一輔助毛細結(jié)構(gòu)及填充于管體內(nèi)的工作介質(zhì)，該至少一輔助毛細結(jié)構(gòu)沿該管體的軸向延伸，其特征在于該至少一輔助毛細結(jié)構(gòu)的至少一端固定于該管體的端部上。2.如權(quán)利要求1所述的熱導(dǎo)管，其特征在于該輔助毛細結(jié)構(gòu)包括一中間部及位于兩端的兩端部，該輔助毛細結(jié)構(gòu)的兩端部分別固定于該管體的兩端部上，該中間部的一部分管壁與主毛細結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁相貼合。3.如權(quán)利要求1所述的熱導(dǎo)管，其特征在于該輔助毛細結(jié)構(gòu)的一端部固定于該管體的端部，該輔助毛細結(jié)構(gòu)的另一端部自由設(shè)于該管體內(nèi)。4.如權(quán)利要求l所述的熱導(dǎo)管，其特征在于該輔助毛細結(jié)構(gòu)為中空管體狀，該輔助毛細結(jié)構(gòu)的底部管壁與主毛細結(jié)構(gòu)貼合，而兩側(cè)及頂部的管壁與主毛細結(jié)構(gòu)間隔。5.如權(quán)利要求1所述的熱導(dǎo)管，其特征在于該輔助毛細結(jié)構(gòu)是由若干絲線編織而成的單層或多層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。6.如權(quán)利要求1所述的熱導(dǎo)管，其特征在于該輔助毛細結(jié)構(gòu)有多個，該多個輔助毛細結(jié)構(gòu)相互貼合。7.如權(quán)利要求1所述的熱導(dǎo)管，其特征在于該管體為圓形或扁平狀。8.—種熱導(dǎo)管的制造方法，包括以下步驟提供內(nèi)壁設(shè)有主毛細結(jié)構(gòu)的一管體；將該管體的兩端進行縮管而得到縮管部；提供至少一輔助毛細結(jié)構(gòu)并置入管體內(nèi)，該輔助毛細結(jié)構(gòu)至少一端延伸至管體端部的縮管部位置處；密封該管體，并將該輔助毛細結(jié)構(gòu)的至少一端固定于該管體的縮管部上。9.如權(quán)利要求8所述的熱導(dǎo)管的制造方法，其特征在于密封該管體時，先密封管體一端的縮管部，將該輔助毛細結(jié)構(gòu)的一端部固定于該縮管部上，再密封管體另一端的縮管部，使該輔助毛細結(jié)構(gòu)的另一端部自由設(shè)于該管體內(nèi)。10.如權(quán)利要求8所述的熱導(dǎo)管的制造方法，其特征在于密封該管體兩端的縮管部時，將該輔助毛細結(jié)構(gòu)的兩端部分別固定于該管體兩端的縮管部上。全文摘要一種熱導(dǎo)管，包括一縱長的管體、設(shè)于管體內(nèi)壁的主毛細結(jié)構(gòu)、設(shè)于主毛細結(jié)構(gòu)內(nèi)壁的至少一輔助毛細結(jié)構(gòu)及填充于管體內(nèi)的工作介質(zhì)，該至少一輔助毛細結(jié)構(gòu)沿該管體的軸向延伸，該至少一輔助毛細結(jié)構(gòu)的至少一端固定于該管體的端部上。文檔編號F28D15/04GK101749977SQ20081030642公開日2010年6月23日申請日期2008年12月22日優(yōu)先權(quán)日2008年12月22日發(fā)明者劉悅,吳聲麟,羅友梁,鄭年添,陳文虎申請人:富瑞精密組件(昆山)有限公司;鴻準精密工業(yè)股份有限公司