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(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于具較大發(fā)熱量的電子元件中。
該熱導(dǎo)管工作時(shí)，利用管體內(nèi)部填充的低沸點(diǎn)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(yùn)動(dòng)至冷凝部，并在冷凝部液化凝結(jié)將熱量釋放出去，對(duì)電 子元件進(jìn)行散熱。該汽化后的工作介質(zhì)在熱導(dǎo)管壁部毛細(xì)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(yùn)動(dòng)，將電子元件產(chǎn)生的熱量源源不斷 的散發(fā)出去。
現(xiàn)有熱導(dǎo)管僅采用單一毛細(xì)結(jié)構(gòu)，毛細(xì)結(jié)構(gòu)一般可分為溝槽型、燒結(jié)型、纖維型及絲網(wǎng) 型等，所述毛細(xì)結(jié)構(gòu)開設(shè)于熱導(dǎo)管的管壁上或與管壁緊密貼合，在圓形熱導(dǎo)管內(nèi)可使冷凝部 的工作介質(zhì)及時(shí)回流至熱導(dǎo)管的蒸發(fā)部。但是，當(dāng)熱導(dǎo)管打扁后，所述毛細(xì)結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)變 形、崩解等狀況，使其液體輸送能力大幅下降，并且整個(gè)熱導(dǎo)管的液體輸送能力不能得到其 他方式補(bǔ)充，從而導(dǎo)致熱導(dǎo)管最大傳熱量的大幅下降及熱阻的增加。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，下面以實(shí)施例說明一種具較高傳熱性能的熱導(dǎo)管及其制造方法。 一種熱導(dǎo)管，包括縱長的管體、設(shè)于管體內(nèi)壁的主毛細(xì)結(jié)構(gòu)及填充于管體內(nèi)的工作介質(zhì) ，該管體內(nèi)設(shè)有輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)，該輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)為中空的管狀體，在該輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部形 成氣流通道，該輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)沿其徑向包括相互層疊而成的多層絲網(wǎng)，該輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)的橫 截面尺寸小于該主毛細(xì)結(jié)構(gòu)的橫截面尺寸，該輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)與該主毛細(xì)結(jié)構(gòu)相貼合。
一種熱導(dǎo)管制造方法，包括以下步驟提供一拉桿，將若干股細(xì)繩纏繞于該拉桿的外圓 周面上形成第一層筒狀絲網(wǎng)，每一股細(xì)繩呈螺旋狀于拉桿的軸線方向延伸，相鄰的細(xì)繩交叉
且交替重疊；再提供若干股細(xì)繩，將該若干股細(xì)繩纏繞于第一筒狀絲網(wǎng)上形成第二層筒狀絲
網(wǎng)，每一股細(xì)繩呈螺旋狀于拉桿的軸線方向延伸，相鄰的細(xì)繩交叉且交替重疊；將拉桿從第 一層筒狀絲網(wǎng)中抽出以形成具有多層絲網(wǎng)的輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)，該輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部中空形成一 氣流通道；提供具有主毛細(xì)結(jié)構(gòu)的管體，將該輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)置入管體中，向管體內(nèi)填充工作
4流體，抽真空并密封管體以形成熱導(dǎo)管。
本發(fā)明熱導(dǎo)管內(nèi)設(shè)有輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)，該輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)具有補(bǔ)足熱導(dǎo)管主毛細(xì)結(jié)構(gòu)的毛細(xì) 力及增加流體輸送能力的作用，并且在壓扁折彎成型過程中也因不易受傷害而能保持原有的 功能，增強(qiáng)該熱導(dǎo)管打扁后的傳熱性能。


下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例作進(jìn)一步描述
圖l為本發(fā)明第一較佳實(shí)施方式中熱導(dǎo)管的軸向剖面示意圖2為圖1中熱導(dǎo)管的徑向剖面示意圖3為本發(fā)明第二較佳實(shí)施方式中將熱導(dǎo)管壓扁后的示意圖4為圖1中熱導(dǎo)管的制造方法的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱圖1及圖2，本發(fā)明的第一較佳實(shí)施方式的熱導(dǎo)管10包括管體12、主毛細(xì)結(jié)構(gòu)14、 輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)18及工作介質(zhì)(圖未示)。
該管體12由銅等具良好導(dǎo)熱性的材料制成，可將一發(fā)熱元件產(chǎn)生的熱量傳遞至管體12內(nèi) 部。該管體12為封閉狀，管體12包括位于該管體12兩端的蒸發(fā)部121、冷凝部122及連接該蒸 發(fā)部121及冷凝部122的絕熱部123，管體12內(nèi)部具有一從蒸發(fā)部121延伸至冷凝部122的圓形 的主氣流通道171。
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(diǎn)的物質(zhì)。該工作介質(zhì) 由管體12的蒸發(fā)部121處吸熱蒸發(fā)，帶著熱量向冷凝部122移動(dòng)，在冷凝部122放熱后凝結(jié)成 液體，將熱量釋放出去，完成對(duì)發(fā)熱元件的散熱。
該主毛細(xì)結(jié)構(gòu)14設(shè)于管體12內(nèi)壁，可為溝槽型、燒結(jié)型、絲網(wǎng)型或纖維型等可產(chǎn)生毛細(xì) 力的形態(tài)，用于使在管體12冷凝部122凝結(jié)形成的工作介質(zhì)在該毛細(xì)力的作用下回流至蒸發(fā) 部121，實(shí)現(xiàn)工作介質(zhì)在管體12內(nèi)的循環(huán)運(yùn)動(dòng)，以完成對(duì)發(fā)熱元件的持續(xù)散熱，在本具體實(shí) 施方式中主毛細(xì)結(jié)構(gòu)14為燒結(jié)型。
該輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)18呈一縱長的中空管狀結(jié)構(gòu)，在該管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成一可使蒸氣經(jīng)過的 從氣流通道172，并在其壁部形成若干細(xì)小的孔隙，所述孔隙可由若干銅或不銹鋼等材料制 成的絲線編織后形成。該輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)18的橫截面為一圓環(huán)，該圓環(huán)外壁的直徑小于管體 12內(nèi)孔的直徑。該輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)18的外壁貼設(shè)于該主毛細(xì)結(jié)構(gòu)14內(nèi)壁，該輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)18沿 管體12徑向與該主毛細(xì)結(jié)構(gòu)14相連通，形成一復(fù)合式毛細(xì)結(jié)構(gòu)。該輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)18的橫截面 尺寸小于主毛細(xì)結(jié)構(gòu)14的橫截面尺寸，輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)18的底部外壁沿徑向與該主毛細(xì)結(jié)構(gòu)14靠近發(fā)熱元件的部分相貼合，其兩側(cè)及頂部的管壁沿徑向與該主毛細(xì)結(jié)構(gòu)14間隔，該輔助毛 細(xì)結(jié)構(gòu)18可產(chǎn)生毛細(xì)力以吸附該主毛細(xì)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(xì)結(jié)構(gòu)14及輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)18間運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而使該復(fù)合式毛細(xì)結(jié)構(gòu)可有效吸附工作介 質(zhì)，避免工作介質(zhì)因重力作用形成局部聚積而導(dǎo)致熱阻增加。
該輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)18沿軸向設(shè)于該管體12內(nèi)，由該管體12之蒸發(fā)部121延伸至冷凝部122， 在管體12內(nèi)形成由蒸發(fā)部121延伸至冷凝部122的從氣流通道172，以輔助工作介質(zhì)在管體12 內(nèi)的循環(huán)，可補(bǔ)足原有熱導(dǎo)管的毛細(xì)力及流體輸送能力，增加管體12的蒸發(fā)部121與冷凝部 122之間的熱交換，提升蒸發(fā)部121與冷凝部122間的質(zhì)量流率，使具有該輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)18的 熱導(dǎo)管10與具有傳統(tǒng)毛細(xì)結(jié)構(gòu)的熱導(dǎo)管相比具有較高的傳熱量。
輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)18沿輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)18的徑向由內(nèi)向外包括相互層疊而成的第一層絲網(wǎng)181 及第二層絲網(wǎng)182，即第一層絲網(wǎng)181位于輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)18的最內(nèi)層，第二層絲網(wǎng)182位于輔 助毛細(xì)結(jié)構(gòu)18的最外層，第一層絲網(wǎng)181及第二層絲網(wǎng)182分別由若干股細(xì)繩編織而成，每一 股細(xì)繩由若干根絲線相互纏繞而成，每一股細(xì)繩呈螺旋狀于管體12的軸線方向延伸，每一層 相鄰的細(xì)繩交叉且交替重疊。相對(duì)于單層輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)而言，雙層輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)18的橫截面 積較大，孔隙更多，具有更強(qiáng)的毛細(xì)作用力。
進(jìn)一步而言，編織第一層絲網(wǎng)181所采用的絲線的線徑大于第二層絲網(wǎng)182所采用的絲線 ，即輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)18的每一層的絲線線徑沿徑向由內(nèi)向外逐層變細(xì)。輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)18的第一 層絲網(wǎng)181為輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)18的最內(nèi)層，起到主要支撐輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)18的整體骨架的作用， 需要較佳機(jī)械強(qiáng)度，當(dāng)輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)18為多層時(shí)，第一層絲網(wǎng)181將承受更大的負(fù)荷，故第 一層絲網(wǎng)181的絲線較粗，具有較佳機(jī)械強(qiáng)度，可承受較大負(fù)荷，使得輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)18不易 崩塌，更好地保持輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)18原有的孔隙及氣流通道。第二層絲網(wǎng)182為輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu) 18的最外層，其與主毛細(xì)結(jié)構(gòu)14直接貼合，為了使得輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)18吸附更多主毛細(xì)結(jié)構(gòu) 14中的工作介質(zhì)，當(dāng)?shù)诙咏z網(wǎng)182所采用的絲線線徑較細(xì)，則第二層絲網(wǎng)182的孔隙較小可 增加第二層絲網(wǎng)182的毛細(xì)作用力。
如圖3示出本發(fā)明的第二較佳實(shí)施方式，其中將圓形的熱導(dǎo)管10打扁后形成扁平狀的熱 導(dǎo)管50，主氣流通道171呈方框狀，輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)18僅其底部的管壁與主毛細(xì)結(jié)構(gòu)14相貼合 ，而其兩側(cè)及頂部的管壁仍然與主毛細(xì)結(jié)構(gòu)14間隔，故打扁時(shí)不會(huì)對(duì)輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)18造成損 害。扁平狀熱導(dǎo)管50適用于要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊的場合，如筆記本電腦散熱中。
如圖4所示，上述又一較佳實(shí)施方式的熱導(dǎo)管的一種制造方法包括以下步驟
提供若干根絲線，將其中每四根絲線相互纏繞成一股細(xì)繩，從而形成若干股細(xì)繩。提供一圓柱形的拉桿，將10股細(xì)繩呈螺旋狀纏繞于該拉桿的外圓周面上形成第一筒狀絲 網(wǎng)，該第一筒狀絲網(wǎng)作為輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)18的第一層絲網(wǎng)181，每一股細(xì)繩呈螺旋狀于拉桿的 軸線方向延伸，相鄰的細(xì)繩交叉且交替重疊。
另提供10股細(xì)繩，將該10股細(xì)繩呈螺旋狀纏繞于第一筒狀絲網(wǎng)上形成第二筒狀絲網(wǎng)，第 二筒狀絲網(wǎng)作為輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)18的第二層絲網(wǎng)182，每一股細(xì)繩呈螺旋狀于拉桿的軸線方向 延伸，相鄰的細(xì)繩交叉且交替重疊。
將拉桿從第一筒狀絲網(wǎng)中抽出以形成輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)18，該輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)18內(nèi)部中空形成 一氣流通道172。
提供一具有主毛細(xì)結(jié)構(gòu)14的管體12，將該輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)18置入管體12中，向管體內(nèi)填充
工作液體，抽真空并封閉筒體的二端以形成熱導(dǎo)管io。
下面以具體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說明本發(fā)明的較佳實(shí)施方式的具有該輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)18的熱導(dǎo)管10比 具有傳統(tǒng)毛細(xì)結(jié)構(gòu)的熱導(dǎo)管的傳熱性能強(qiáng)。
表l規(guī)格為(6(160mm的傳統(tǒng)溝槽圓型熱導(dǎo)管與相同規(guī)格的本發(fā)明的第一較佳實(shí)施方式的 熱導(dǎo)管10的性能對(duì)比
熱導(dǎo)管型式取測試樣品數(shù)量 (單位支)平均最大傳熱量 Qmax (單位W)平均熱阻值Rth (單位(C/W)
傳統(tǒng)溝槽熱導(dǎo)管45650. 025
本發(fā)明第一較佳實(shí)施方式的熱導(dǎo)管io4595. 50. 024
表l中Qmax為熱導(dǎo)管操作溫度在50 (C時(shí)的最大傳熱量，平均熱阻值Rt！^ (蒸發(fā)部平均溫度 (冷凝部平均溫度)/Qmax。
如表1中所示，本發(fā)明第一較佳實(shí)施方式的熱導(dǎo)管io的最大傳熱量平均較傳統(tǒng)的溝槽熱
導(dǎo)管高出40%，其傳熱性能大幅提升。
表2規(guī)格為(6(160mm的圓管壓扁至3. 5mm厚后傳統(tǒng)熱導(dǎo)管與相同規(guī)格的本發(fā)明的第二較佳 實(shí)施方式的熱導(dǎo)管50的性能對(duì)比
熱導(dǎo)管型式取測試樣品數(shù)量 (單位支)平均最大傳熱量 Qmax(單位W)平均熱阻值Rth (單位(C/W)
傳統(tǒng)溝槽熱導(dǎo)管10320. 055
本發(fā)明第二較佳實(shí)施 例的熱導(dǎo)管5010640. 033
表2中Q皿x為熱導(dǎo)管操作溫度在50 (C時(shí)的最大傳熱量，平均熱阻值Rt！^ (蒸發(fā)部平均溫度
7(冷凝部平均溫度)/Qmax。
如表2中所示，本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的熱導(dǎo)管50可提供的最大傳熱量(Q^)為傳統(tǒng)溝槽 型式的熱導(dǎo)管2倍，平均熱阻值皆遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)熱導(dǎo)管，其傳熱性能大幅提升。
另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可于本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，如采用5-8根絲線編織一股細(xì) 繩，輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)的每一層采用ll-20股細(xì)繩編織，只要其不偏離本發(fā)明的技術(shù)效果均可。 這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種熱導(dǎo)管，包括縱長的管體、設(shè)于管體內(nèi)壁的主毛細(xì)結(jié)構(gòu)及填充于管體內(nèi)的工作介質(zhì)，其特征在于該管體內(nèi)設(shè)有輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)，該輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)為中空的管狀體，在該輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成氣流通道，該輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)沿其徑向包括相互層疊而成的多層絲網(wǎng)，該輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)的橫截面尺寸小于該主毛細(xì)結(jié)構(gòu)的橫截面尺寸，該輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)與該主毛細(xì)結(jié)構(gòu)相貼合。
2 如權(quán)利要求l所述的熱導(dǎo)管，其特征在于該輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)的每一 層絲網(wǎng)由若干股細(xì)繩編織而成，每一股細(xì)繩由若干根絲線相互纏繞而成。
3 如權(quán)利要求2所述的熱導(dǎo)管，其特征在于該輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)的每一 層絲網(wǎng)的細(xì)繩股數(shù)為10-20股。
4 如權(quán)利要求2所述的熱導(dǎo)管，其特征在于每一層絲網(wǎng)的每一股細(xì) 繩呈螺旋狀于管體的軸線方向延伸，每一層絲網(wǎng)中相鄰的細(xì)繩交叉且交替重疊。
5 如權(quán)利要求2所述的熱導(dǎo)管，其特征在于每一股細(xì)繩的絲線的根數(shù)為4-8根。
6 如權(quán)利要求2所述的熱導(dǎo)管，其特征在于絲線為銅絲。
7 如權(quán)利要求l所述的熱導(dǎo)管，其特征在于該輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)的每一層絲網(wǎng)由絲線編織而成，每一層絲網(wǎng)的絲線線徑沿徑向由內(nèi)向外逐層變細(xì)。
8 如權(quán)利要求l所述的熱導(dǎo)管，其特征在于該輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)僅其底 部的管壁與主毛細(xì)結(jié)構(gòu)相貼合，而輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)的兩側(cè)及頂部的管壁與主毛細(xì)結(jié)構(gòu)間隔。
9 一種熱導(dǎo)管制造方法，包括以下步驟 提供一拉桿，將若干股細(xì)繩纏繞于該拉桿的外圓周面上形成第一層筒狀絲網(wǎng)，每一股 細(xì)繩呈螺旋狀于拉桿的軸線方向延伸，相鄰的細(xì)繩交叉且交替重疊；再提供若干股細(xì)繩，將該若干股細(xì)繩纏繞于第一筒狀絲網(wǎng)上形成第二層筒狀絲網(wǎng)，每 一股細(xì)繩呈螺旋狀于拉桿的軸線方向延伸，相鄰的細(xì)繩交叉且交替重疊；將拉桿從第一層筒狀絲網(wǎng)中抽出以形成具有多層絲網(wǎng)的輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)，該輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部中空形成一氣流通道；提供具有主毛細(xì)結(jié)構(gòu)的管體，將該輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)置入管體中，向管體內(nèi)填充工作流體 ，抽真空并密封管體以形成熱導(dǎo)管。
10.如權(quán)利要求9所述的熱導(dǎo)管制造方法，其特征在于每一層絲網(wǎng) 的每一股細(xì)繩由若干絲線相互纏繞而成。
全文摘要
一種熱導(dǎo)管，包括縱長的管體、設(shè)于管體內(nèi)壁的主毛細(xì)結(jié)構(gòu)及填充于管體內(nèi)的工作介質(zhì)，該管體內(nèi)設(shè)有輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)，該輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)為中空的管狀體，在該輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成氣流通道，該輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)沿其徑向包括相互層疊而成的多層絲網(wǎng)，該輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)的橫截面尺寸小于該主毛細(xì)結(jié)構(gòu)的橫截面尺寸，該輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)與該主毛細(xì)結(jié)構(gòu)相貼合。本發(fā)明熱導(dǎo)管內(nèi)設(shè)有輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)，該輔助毛細(xì)結(jié)構(gòu)具有補(bǔ)足熱導(dǎo)管主毛細(xì)結(jié)構(gòu)的毛細(xì)力及增加流體輸送能力的作用，并且在壓扁折彎成型過程中也因不易受傷害而能保持原有的功能，增強(qiáng)該熱導(dǎo)管打扁后的傳熱性能。
文檔編號(hào)F28D15/04GK101634532SQ20081030642
公開日2010年1月27日 申請(qǐng)日期2008年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月22日
發(fā)明者代升亮, 吳聲麟, 羅友梁, 鄭年添 申請(qǐng)人:富瑞精密組件(昆山)有限公司;鴻準(zhǔn)精密工業(yè)股份有限公司