CN201740439U - 具有涡卷式芯材的扁状热管 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有涡卷式芯材的扁状热管，其包括：扁状密闭壳体、工作流体及涡卷式芯材；扁状密闭壳体具有光滑的内壁面，工作流体填注于扁状密闭壳体的内部，涡卷式芯材沿着扁状密闭壳体的中心轴线设置以支撑扁状密闭壳体的上、下内壁面，涡卷式芯材的二侧与扁状密闭壳体的左、右内壁面之间形成供工作流体的蒸汽流通的二气流通道，涡卷式芯材是由金属编织网卷绕至少二圈所制成并供工作流体流通，涡卷式芯材的中央并形成回流通道；借此，涡卷式芯材作为毛细组织以供工作流体流通，因此可减少制作成本与时间。

Description

具有涡卷式芯材的扁状热管

技术领域

本实用新型关于一种热管，尤指一种具有涡卷式芯材的扁状热管。

背景技术

随着科技的日新月异，电子组件的功率与效能日益提升，连带地在操作时也产生更多的热量；倘若这些热量未能及时散逸出去而累积在该电子组件的内部，将会导致该电子组件的温度升高且影响其效能，甚至严重者将导致该电子组件故障损坏。所以，业界一直不断地研发各种散热装置以解决电子组件的问题，热管(heat pipe)就是一种很常见的散热装置。

传统的热管大致上呈中空圆管状，其内壁布设有金属编织网或金属粉末烧结而成的毛细组织，而于热管内部空间填注工作流体，再经过抽真空与封口作业之后便形成热管。热管的二端分成接触电子发热组件的蒸发段及远离蒸发段的冷凝段，位于蒸发段的工作流体吸收电子发热组件的热量之后会汽化成蒸汽而流向冷凝段，到达冷凝段的蒸汽经过热交换之后会将热量散逸出去而恢复成液态的工作流体并回流至蒸发段，借由工作流体在热管内的循环及汽液相变化，就可以将电子发热组件的热量传导至其他预定位置。

随着电子装置的日益薄型化，所以传统的圆形热管所占据的高度与空间相较之下就显得较大，因此逐渐开发出一种扁状热管，其内部结构与传统圆形热管无异，只是其壳体经过最后的挤压加工而制成扁状以缩减其高度及垂直方向上所占据的空间，借此符合薄型化的需求。

然而，上述传统扁状热管具有以下的问题：当壳体受力而被压扁的时候，扁状热管的壳体内壁上布设的毛细组织可能会因受力而产生破裂或断裂，尤其是金属粉末烧制成的毛细组织的断裂情形更为严重，导致毛细组织中供工作液体流动的路径变得不连续而影响工作流体的回流速率；另外，由于毛细组织布设在壳体的内壁面，而工作流体的蒸汽则沿着壳体与毛细组织之间的空间而流到冷凝段，所以蒸汽在毛细组织的粗糙多孔表面上的流动速度当然比在平滑表面上的流动速度更慢，因此上述毛细组织存在着无法使蒸汽流速达到优化的问题。而且，为了制作毛细组织，势必要铺设金属编织网或金属粉末，然后再经过烧制而使毛细组织确实粘着于壳体内壁上，如此一来，又导致材料成本与制作过程的耗费。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有涡卷式芯材的扁状热管，其利用金属编织网卷绕而成的涡卷式芯材作为毛细组织以供工作流体流通，因此可减少制作成本与时间，但丝毫不影响扁状热管本身的导热效果且符合薄型化的需求。

为了达成上述目的，本实用新型具有涡卷式芯材的扁状热管包括：

扁状密闭壳体，其具有光滑的内壁面；

工作流体，填注于该扁状密闭壳体的内部；以及

供该工作流体流通的涡卷式芯材，沿着该扁状密闭壳体的中心轴线设置以支撑该扁状密闭壳体的上、下内壁面，该涡卷式芯材的二侧与该扁状密闭壳体的左、右内壁面之间形成供该工作流体的蒸汽流通的二气流通道，该涡卷式芯材由金属编织网卷绕至少二圈所制成，该涡卷式芯材的中央形成回流通道。

所述扁状热管具有蒸发段及远离该蒸发段的冷凝段。

所述相邻二圈的金属编织网之间具有间隙。

相较于先前技术，本实用新型具有以下功效：

由于本实用新型的涡卷式芯材是由金属编织网卷绕至少二圈所制成并供该工作流体流通，换句话说，本实用新型的特点在于涡卷式芯材作为毛细组织之用，所以可以免去先前技术中利用烧结方式制作毛细组织的成本与制作过程。

另外，由于涡卷式芯材与扁状密闭壳体的左、右内壁面之间形成供该工作流体的蒸汽流通的二气流通道，所以，工作流体的蒸汽主要沿着扁状密闭壳体的光滑内壁流通，所以其气体流动速率会比通过粗糙多孔的传统毛细组织要来得更快，借此增加扁状热管本身的导热效率。

另一方面，传统的热管中，工作流体的蒸汽只有从蒸发段流向冷凝段的单一方向，且往往蒸发段附近的蒸汽量大于冷凝段附近的蒸汽量而在此二段之间形成一股蒸汽压力差；倘若位于冷凝段的蒸汽量堆积过多或其冷凝成液态的速度太慢，将会妨碍蒸汽的整体流动性，进而影响热管的传热效率；有鉴于此，根据本实用新型，涡卷式芯材是由金属编织网卷绕至少二圈所制成且其中央另外形成回流通道，此回流通道用以供冷凝段处累积的少部分蒸汽得以回流至蒸发段，如此才不会妨碍蒸发段中的蒸汽流向冷凝段的流动性。

附图说明

图1是本实用新型的扁状热管分解立体图。

图2是本实用新型的扁状热管组合透视图。

图3是本实用新型的扁状热管轴向剖面图。

图4是本实用新型的扁状热管侧向剖面图。

图5是本实用新型的操作示意图。

主要组件符号说明

1 扁状热管        2 蒸发段       3 冷凝段

10 扁状密闭壳体   11 上内壁面    12 下内壁面

13 左内壁面       14 右内壁面    15 气流通道

16 气流通道       20 工作流体    30 涡卷式芯材

31 金属编织网     32 回流通道    G 间隙

100 电子发热组件  200 散热鳍片组

具体实施方式

有关本实用新型的详细说明及技术内容，将配合附图说明如下，然而所附附图仅作为说明用途，并非用于局限本实用新型。

如图5所示，本实用新型中具有涡卷式芯材的扁状热管1(以下简称为扁状热管1)，用以对电子发热组件100进行导热。如图4所示，此扁状热管1的结构组成包括：扁状密闭壳体10、工作流体20(图中虚线所示)、及涡卷式芯材30。就实际传热时的操作特性来看，如图5所示，扁状热管1可以分成热接触电子发热组件100的蒸发段2及远离该蒸发段2的冷凝段3。

扁状密闭壳体10为具有良好导热性的金属材料制成，其具有光滑的内壁面，内壁面并未设置任何槽沟；为了便于说明，在本实用新型的实施例中，将扁状密闭壳体10的内壁面根据扁状热管1的中心轴线方向而分成上内壁面11、下内壁面12、左内壁面13及右内壁面14。

工作流体20填注于扁状密闭壳体10的内部，利用工作流体20在扁状密闭壳体10内的汽液相循环变化，扁状热管1可以将电子发热组件100所产生的热量持续传递出去，至于工作流体20的汽液相传热机制稍后将详细说明。

如图3所示，涡卷式芯材30沿着扁状密闭壳体10的中心轴线设置以支撑扁状密闭壳体10的上、下内壁面11与12，如图4所示，这是因为扁状热管1的中心轴线位置其抗压强度较二侧为低，所以涡卷式芯材30设置在中心轴线处能够提供部分的支撑效果，以防止扁状热管1的中央部位因外力而凹陷。

涡卷式芯材30的二侧与扁状密闭壳体10的左、右内壁面13与14之间则形成二气流通道15与16，用以供工作流体20的蒸汽从蒸发段2流向冷凝段3，如图5中虚线箭头所示；由于蒸汽的主要流通路径沿着扁状密闭壳体10的光滑内壁面，所以蒸汽流动速度较传统沿着毛细组织的粗糙多孔表面更快，借此提升扁状热管1的传热效率。

涡卷式芯材30是由金属编织网31卷绕至少二圈所制成以供工作流体20流通，从图4可以清楚看出，涡卷式芯材30是由金属编织网31卷绕三圈而成，而且相邻二圈的金属编织网31之间具有间隙G而并非紧密贴合在一起，每圈金属编织网31之间的间隙G能够提供少部分的工作流体20的蒸汽从冷凝段3回流至蒸发段2之用。

要特别说明的是，根据本实用新型，涡卷式芯材30的中央形成有回流通道32而非实心的芯材，此回流通道32的主要用途是要让工作流体20的少部分蒸汽能够从冷凝段3回流至蒸发段2，如图5中央的箭头所示，以减少蒸汽过多累积于冷凝段3上而影响整体蒸汽的流动性。

如图5所示，以下将说明本实用新型的实际操作原理。扁状热管1的蒸发段2热接触电子发热组件100，此时蒸发段2附近的工作流体20便吸收电子发热组件100的热量而汽化成为蒸汽，这些蒸汽分别利用涡卷式芯材30的二侧与扁状密闭壳体10的左、右内壁面13与14之间所形成的气流通道15与16且沿着扁状密闭壳体10的光滑内壁面快速流向冷凝段3，因此能够增加工作流体20的蒸汽流动速率，而达成较高的传热效果。

扁状热管1的冷凝段3外侧可以另外连接散热鳍片组200，用以将冷凝段3的热量散逸到外界；倘若冷凝段3内的蒸汽因冷凝成液体的速率较慢而使蒸汽堆积在冷凝段3时，则来自蒸发段2的蒸汽压力会自然迫使位于冷凝段3的部分的蒸汽沿着回流通道32而回流到蒸发段2，借此防止蒸汽过多累积于冷凝段3而妨碍整体蒸汽的流动性。

因此，相较于先前技术，本实用新型具有以下功效：

由于本实用新型的涡卷式芯材30是由金属编织网卷绕至少二圈所制成并供工作流体20流通，换句话说，本实用新型的特点在于涡卷式芯材30作为毛细组织之用，所以可以免去先前技术中以烧结方式制作毛细组织的成本与制作过程。

另外，由于涡卷式芯材30与扁状密闭壳体10的左、右内壁面11与12之间形成供工作流体20的蒸汽流通的二气流通道15与16，所以，工作流体20的蒸汽主要沿着扁状密闭壳体10的光滑内壁流通，所以其气体流动速率会比通过粗糙多孔的传统毛细组织要来得更快，借此增加扁状热管1的导热效率。

另一方面，传统的热管中，工作流体的蒸汽只有从蒸发段流向冷凝段的单一方向，且往往蒸发段附近的蒸汽量大于冷凝段附近的蒸汽量而在此二段之间形成蒸汽压力差；倘若冷凝段的蒸汽量堆积过多或其冷凝为液态的速度太慢，将会妨碍蒸汽的整体流动性；有鉴于此，根据本实用新型，涡卷式芯材30是由金属编织网卷绕至少二圈所制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处累积的蒸汽得以回流至蒸发段2，如此才不会妨碍蒸发段2中的蒸汽流向冷凝段3的流动性。

Claims (3)

1.一种具有涡卷式芯材的扁状热管，其特征在于，包括：

扁状密闭壳体，其具有光滑的内壁面；

工作流体，填注于该扁状密闭壳体的内部；以及

供该工作流体流通的涡卷式芯材，沿着该扁状密闭壳体的中心轴线设置以支撑该扁状密闭壳体的上、下内壁面，该涡卷式芯材的二侧与该扁状密闭壳体的左、右内壁面之间形成供该工作流体的蒸汽流通的二气流通道，该涡卷式芯材由金属编织网卷绕至少二圈所制成，该涡卷式芯材的中央形成回流通道。

2.如权利要求1所述的具有涡卷式芯材的扁状热管，其特征在于，所述扁状热管具有蒸发段及远离该蒸发段的冷凝段。

3.如权利要求2所述的具有涡卷式芯材的扁状热管，其特征在于，所述相邻二圈的金属编织网之间具有间隙。

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