專利名稱：均溫板及其交錯(cuò)式毛細(xì)結(jié)構(gòu)以及二者的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱管，特別涉及熱管的毛細(xì)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
熱管(heat pipe)的原理是利用工作流體(working fluid)的潛熱 (latent heat)而產(chǎn)生熱量的移轉(zhuǎn)，其結(jié)構(gòu)主要是在一封閉管體內(nèi)置入工 作流體及毛細(xì)結(jié)構(gòu)，并使管內(nèi)形成低壓狀態(tài)。管體可區(qū)分為蒸發(fā)部及 冷凝部，工作流體于蒸發(fā)部(evaporating part)吸收外界熱量而蒸發(fā)成氣 體，該氣態(tài)工作流體(vapor phase working fluid)會(huì)朝向j氐溫JM氐壓的冷 凝部(condensing part)流動(dòng)，通過(guò)位于冷凝端的散熱器吸收氣態(tài)工作流 體所帶的潛熱，而使氣態(tài)工作流體變?yōu)橐簯B(tài)。該液態(tài)(liquid phase)工作 流體再借助毛細(xì)結(jié)構(gòu)所具有的毛細(xì)壓力(capillary pressure)牽引而回流 (reflux)到蒸發(fā)端，如此重復(fù)循環(huán)，可達(dá)到極好的傳熱效果。
均溫板的原理與熱管極為類似，但其形體為平板狀，而非熱管的 管狀，其蒸發(fā)部與冷凝部為二維(2D)的面狀，不同于熱管的一維(ID) 線狀。故均溫板的熱交換效率遠(yuǎn)高于熱管，并可將發(fā)熱組件發(fā)熱面所 產(chǎn)生的熱量快速且均勻地傳遞至大面積的均溫板上。由于近來(lái)個(gè)人計(jì) 算機(jī)的中央處理器(CPU)的散熱需求急劇升高，甚至熱管的傳熱效率 已難以滿足新型CPU的散熱需求，均溫板或類似的板狀熱管(flatplate type heat pipe)因此而受到重一見(jiàn)。
熱管或均溫板的熱傳性好壞主要決定于毛細(xì)結(jié)構(gòu)，而毛細(xì)結(jié)構(gòu)的 特性主要又決定于其材料及其設(shè)置的方式或型態(tài)，其中在材料方面已 有許多成熟的進(jìn)展，如多孔性燒結(jié)物(porous sintered compound)及纖維 管束(fiber bundle)均具有極為優(yōu)異的親水性及毛細(xì)性，且已被廣泛的采 用。但在毛細(xì)結(jié)構(gòu)的設(shè)置型態(tài)上則仍存有極大的改進(jìn)空間，如圖l所 示即為 一公知均溫板剖視圖，由于均溫板內(nèi)部需維持低壓(低于外部大
氣壓力)，為避免均溫板的板狀殼體因壓力而凹陷，需在其內(nèi)部設(shè)置支
撐體，頂靠于兩板面之間，圖中所示的均溫板是將毛細(xì)結(jié)構(gòu)(la)設(shè)定 為以多孔性材料制成的浪板形態(tài)，夾合于上下兩板面(2a， 3a)之間。該 毛細(xì)結(jié)構(gòu)(la)的浪板形態(tài)一方面可形成支撐作用，另一方面可形成液 態(tài)工作流體的回流路徑，但由于該毛細(xì)結(jié)構(gòu)(la)本質(zhì)上為片狀體，為 使其稍具可形變的彈性，其厚度極為有限，故該毛細(xì)結(jié)構(gòu)(la)所能產(chǎn) 生的毛細(xì)路徑數(shù)量相對(duì)受到限制，其所能輸送液態(tài)工作流體的能力有 所不足，再加上該毛細(xì)結(jié)構(gòu)(la)在兩板面(2a, 3a)形成斜向路徑，其長(zhǎng) 度比垂直距離長(zhǎng)，液態(tài)工作流體輸送所需時(shí)間即相對(duì)被延長(zhǎng)，使得這 種均溫板極易發(fā)生干燒(dry-out)情形，因工作流體已完全氣化，但毛 細(xì)結(jié)構(gòu)(la)無(wú)法及時(shí)將液態(tài)工作流體輸送至蒸發(fā)端。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的，在于提供一種均溫板及其交錯(cuò)式毛細(xì)結(jié)構(gòu)， 以及二者的制造方法，該毛細(xì)結(jié)構(gòu)具有交錯(cuò)式立體形的多孔體，可提 供大量且充分的毛細(xì)路徑供液態(tài)工作流體回流之用，有效提高工作流 體的輸送能力。
本發(fā)明的另一目的，在于提供一種均溫板的交錯(cuò)式毛細(xì)結(jié)構(gòu)及其 制造方法，其多孔體系垂直于均溫板的板面，使液態(tài)工作流體的輸送 距離縮小到最短，縮短輸送所需的時(shí)間。
為達(dá)成上述目的，按照本發(fā)明提供的均溫板的毛細(xì)結(jié)構(gòu)，包括 板片，開(kāi)設(shè)有多組成對(duì)的[]形溝槽，每一組溝槽的二單邊溝槽所圍繞 的板面區(qū)間形成分別向不同側(cè)凹入的片體，所述二片體分別對(duì)向扭轉(zhuǎn) 而與垂直于板片的兩側(cè)；二多孔層，布設(shè)于所述板片的兩側(cè)；多個(gè)多 孔體，成柱狀，固定于每一所述片體內(nèi)。
按照本發(fā)明的一種實(shí)施方案提供的均溫板，以一殼體封合所述毛 細(xì)結(jié)構(gòu)，所述殼體的內(nèi)壁布設(shè)有多孔層，而每一組對(duì)向多孔體的高度 介于所述殼體的內(nèi)壁間距與所述多孔層間距之間，使片體及多孔體與 殼體的多孔層緊密接觸。
按照本發(fā)明的另 一種實(shí)施方案提供的均溫板，以一殼體封合所述
毛細(xì)結(jié)構(gòu)，所述殼體的內(nèi)壁布設(shè)有多孔層，而每一組對(duì)向多孔體的高 度介于殼體的內(nèi)壁間距與多孔層間距之間，使所述片體的所述尖錐受 殼體的壓迫而潰縮，而所述多孔體則與殼體的多孔層緊密接觸。
按照本發(fā)明提供的均溫板的毛細(xì)結(jié)構(gòu)制造方法，包括下列步驟 提供一金屬板片；在所述金屬板片上開(kāi)設(shè)多組[]形溝槽；在每一組溝 槽的二單邊溝槽所圍繞的板面區(qū)間內(nèi)分別向不同側(cè)沖壓成半圓柱形片 體；在所述板片表面布設(shè)多孔層及各所述片體內(nèi)固定多孔體；對(duì)向扭 轉(zhuǎn)同 一組溝槽內(nèi)的多孔體及片體使其垂直于板片的兩側(cè)。
按照本發(fā)明提供的均溫板制造方法，包括提供均溫板的殼體； 在殼體的內(nèi)壁布設(shè)多孔層；將前述制作完成的毛細(xì)結(jié)構(gòu)封合于所述殼 體內(nèi)。
按照本發(fā)明提供的均溫板及其交錯(cuò)式毛細(xì)結(jié)構(gòu)，以及二者的制造 方法相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)
由于該毛細(xì)結(jié)構(gòu)具有交錯(cuò)式立體形的多孔體，因而可提供大量且 充分的毛細(xì)路徑供液態(tài)工作流體回流之用，有效提高工作流體的輸送 能力。另外，由于多孔體垂直于均溫板的板面，使液態(tài)工作流體的輸 送距離縮小到最短，縮短輸送所需的時(shí)間。


圖1為公知均溫板的剖視圖； 圖2為本發(fā)明的板片部分的第一狀態(tài)正視圖； 圖3為本發(fā)明的板片部分的第二狀態(tài)立體圖； 圖4A為圖3的剖-現(xiàn)圖4B為本發(fā)明的板片部分的第三狀態(tài)剖^L圖； 圖4C為本發(fā)明的板片部分的第四狀態(tài)剖視圖； 圖5為圖4C的立體圖6為本發(fā)明的毛細(xì)結(jié)構(gòu)與殼體的分解剖視圖； 圖7為本發(fā)明的毛細(xì)結(jié)構(gòu)與殼體的組合剖視圖； 圖8為圖7的立體圖； 圖9為本發(fā)明的制造方法的流程圖；圖IO為本發(fā)明的板片部分的另一實(shí)施例的正視圖。
組件代表符號(hào)
一、 />知部分
la…毛細(xì)結(jié)構(gòu) 2a， 3a…板面
二、 本發(fā)明部分
I. ..金屬板片
II. ..溝槽 110...溝槽
lla， llb...單邊溝槽
llla, lllb."片體
112a， 112b…多孔體
113a， 113b…多孔層
114…尖錐
2…殼體
21…上殼體
22…下殼體
211. 221…多孔層
S1 S8…步驟
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合

本發(fā)明的 一 優(yōu)選實(shí)施例。但以下說(shuō)明中所述的 "水平"、"垂直，，或"上下，，等相對(duì)性用語(yǔ)，通常是為了便于解釋而 配合附圖的視角或方向而采用，若未特別說(shuō)明，即非為一絕對(duì)或恒定 的狀態(tài)。
圖2為本發(fā)明的板片部分的第一狀態(tài)正視圖，首先提供一金屬板 片1，其形狀對(duì)應(yīng)于待組裝的均溫板，圖中以矩形表示，當(dāng)然也可為 圓形、三角形或其它平面的形狀。在板片1開(kāi)設(shè)多個(gè)組成對(duì)的{ }形溝槽ll，每一組溝槽11由二對(duì)向的單邊溝槽lla， llb所組成，其排列 方式以如圖所示的交錯(cuò)矩陣形態(tài)為最佳，因?yàn)檫@種方式可在同一面積 內(nèi)設(shè)置最多數(shù)量的溝槽11，其設(shè)置密度以每10mmx 10mm的面積內(nèi) 設(shè)置一至四組溝槽11為優(yōu)選。次于每一組溝槽11的每一單邊溝槽lla， lib所圍繞的板面區(qū)間內(nèi)分別向板片1的不同側(cè)沖壓成半圓柱形片體 llla， lllb,其中位于同一排的溝槽11的同一側(cè)單邊溝槽lla或llb， 其所沖壓的片體llla， lllb皆朝向板片l的同一側(cè)，即每一組溝槽ll 內(nèi)的兩片體llla， lllb反向設(shè)置于板片l的兩側(cè)，且片體llla， lllb 的軸線方向平行于溝槽11的短邊，即如圖3及圖4A所示。
再將板片l放置成水平狀態(tài)，使一側(cè)片體llla位于下方即圖4A 的狀態(tài)。在板片1的上方板面上及位于下方的片體llla內(nèi)布設(shè)金屬粉 末，并加以燒結(jié)，以形成一位于板面上的多孔層113b及位于片體llla 內(nèi)的近似圓柱形的多孔體112a。且多孔層113b及多孔體112a形成接 續(xù)狀態(tài)。接著將板片1翻轉(zhuǎn)180度，再以相同的步驟在另一側(cè)板面上 制作相對(duì)應(yīng)的多孔層113a及多孔體112b，即如圖4B所示，其后再將 每一多孔體112a, 112b暨片體llla， lllb向片體llla, lllb凹入的 方向分別扭轉(zhuǎn)90度，使每一組溝槽lla, lib內(nèi)的多孔體112a， 112b 以對(duì)向方式直立于板片l上，即多孔體112a, 112b與板片l垂直于板 片1的兩側(cè)，如圖4C及圖5所示。由于溝槽11系為{ }形開(kāi)"&,其長(zhǎng) 邊的中央處會(huì)形成一尖錐114，尖錐114凸出于圓柱形多孔體112a， 112b的兩端面，此即完成毛細(xì)結(jié)構(gòu)的制作。
接著請(qǐng)參見(jiàn)圖6，均溫板由一殼體2與前述毛細(xì)結(jié)構(gòu)封合而成， 殼體2主要由上殼體21及下殼體22對(duì)應(yīng)組成。在進(jìn)行封合作業(yè)之前， 上下殼體21, 22的內(nèi)側(cè)壁面先行分別布設(shè)多孔層211， 221,多孔層 211， 221優(yōu)選地可為與多孔體112相同的金屬4分末燒結(jié)而成，而每一 組對(duì)向多孔體112a, 112b的總高度介于上下殼體21， 22的內(nèi)壁間距 與多孔層211， 221間距之間。因此在上下殼體21, 22封合后，片體 llla， lllb的尖錐114會(huì)受上下殼體21, 22的壓迫而略為潰縮，以確 保片體llla, lllb可與上下殼體21, 22緊密接觸，形成穩(wěn)定的支撐 作用。而多孔體112a， 112b則同時(shí)分別與殼體2的多孔層211， 221緊密接觸，因板片1表面上的多孔層113a, 113b不僅可蘊(yùn)涵大量的液 態(tài)工作流體，并可銜接上下錯(cuò)置的多孔體112a, 112b,形成完整且綿 密的液態(tài)工作流體的輸送路徑，即如圖7、 8所示。
圖9為本發(fā)明的均溫板的毛細(xì)結(jié)構(gòu)及使用該毛細(xì)結(jié)構(gòu)的均溫板的 制造方法的流程圖。該方法包括提供一金屬板片Sl,在該金屬板片 上開(kāi)設(shè)多組{ }形溝槽S2，在每一組溝槽的每一單邊溝槽所圍繞的板面 區(qū)間內(nèi)分別向不同側(cè)沖壓成半圓柱形片體S3,在該板片表面布設(shè)多孔 層及各該片體內(nèi)固定多孔體S4,對(duì)向扭轉(zhuǎn)同一組溝槽內(nèi)的二多孔體及 片體使其分別垂直于板片的兩側(cè)S5，此即完成毛細(xì)結(jié)構(gòu)的制作。另行 提供均溫板的殼體S6，并于殼體的內(nèi)壁布設(shè)多孔層S7，再將前述制 作完成的毛細(xì)結(jié)構(gòu)封合于殼體內(nèi)S8,即完成均溫板的制作。但此處所 指的完成，僅指與本發(fā)明有關(guān)部分的完成，并未包含如灌注工作流體 及除氣等公知且必要的步驟。
另有一種雖非優(yōu)選但仍然可行的實(shí)施例，即如圖IO所示，即溝槽 110開(kāi)設(shè)成[]形，去除長(zhǎng)邊中央處的彎曲尖點(diǎn)。這種溝槽110所形成 片體不具有前述的尖錐114，只要能確保溝槽110內(nèi)片體的高度及位 置的精準(zhǔn)度，則以這種形狀的溝槽110所形成的片體也可達(dá)到極好的 支撐作用。
以上所述僅為本發(fā)明的 一優(yōu)選實(shí)施例的具體說(shuō)明，并不具有限制 性，其它未變更實(shí)質(zhì)的等效變換，均應(yīng)屬于本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù) 范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種均溫板的毛細(xì)結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括板片，開(kāi)設(shè)有多組成對(duì)的[]形溝槽，每一組溝槽的二單邊溝槽所圍繞的板面區(qū)間形成分別向不同側(cè)凹入的片體，所述二片體分別對(duì)向扭轉(zhuǎn)而與垂直于板片的兩側(cè)；二多孔層，布設(shè)于所述板片的兩側(cè)；多個(gè)多孔體，成柱狀，固定于每一所述片體內(nèi)。
2. 如權(quán)利要求1所述的毛細(xì)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述板片的溝槽 呈{}形，且每一單邊溝槽內(nèi)的片體的一端分別形成有一尖錐，所述尖 錐凸出多孔體的端面。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的毛細(xì)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述片體成 半圓柱形。
4. 如權(quán)利要求3所述的毛細(xì)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多孔體為圓 柱形。
5. 如權(quán)利要求3所述的毛細(xì)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述半圓柱形片 體的軸線方向平^f亍于所述溝槽的短邊。
6. 如權(quán)利要求1或2所述的毛細(xì)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多孔體 及多孔層為燒結(jié)金屬粉末。
7. 如權(quán)利要求1或2所述的毛細(xì)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述板片上 所開(kāi)設(shè)的多個(gè)組溝槽以交錯(cuò)矩陣形態(tài)排列。
8. 如權(quán)利要求1或2所述的毛細(xì)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多個(gè)組 溝槽的設(shè)置密度為每10mmx 10mm的板片面積內(nèi)設(shè)置一至四組溝槽。
9. 一種使用如權(quán)利要求1所述的毛細(xì)結(jié)構(gòu)的均溫板，所述均溫板 以一殼體封合所述毛細(xì)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述殼體的內(nèi)壁布設(shè)有多孔層，而每一組對(duì)向多孔體的高度介于所述殼體的內(nèi)壁間距與所述多 孔層間距之間，使片體及多孔體與殼體的多孔層緊密接觸。
10. —種使用如權(quán)利要求2所述的毛細(xì)結(jié)構(gòu)的均溫板，所述均溫 板以一殼體封合所述毛細(xì)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述殼體的內(nèi)壁布^:有 多孔層，而每一組對(duì)向多孔體的高度介于殼體的內(nèi)壁間距與多孔層間 距之間，使所述片體的所述尖錐受殼體的壓迫而潰縮，而所述多孔體 則與殼體的多孔層緊密接觸。
11. 如權(quán)利要求9或IO所述的均溫板，其特征在于，所述片體為 半圓柱形。
12. 如4又利要求11所述的均溫板，其特征在于，所述多孔體為圓 柱形。
13. 如權(quán)利要求12所述的均溫板，其特征在于，所述半圓柱形片 體的軸線方向平行于所述溝槽的短邊。
14. 如權(quán)利要求9或IO所述的均溫板，其特征在于，所述多孔體 及多孔層為燒結(jié)金屬粉末。
15. 如權(quán)利要求9或IO所述的均溫板，其特征在于，所述板片上 所開(kāi)設(shè)的多個(gè)組溝槽以交錯(cuò)矩陣形態(tài)排列。
16. 如權(quán)利要求9或IO所述的均溫板，其特征在于，所述多個(gè)組 溝槽的設(shè)置密度為每10mmx 10mm的板片面積內(nèi)設(shè)置一至四組溝槽。
17. —種均溫板的毛細(xì)結(jié)構(gòu)制造方法，包括下列步驟 提供一金屬板片；在所述金屬板片上開(kāi)設(shè)多組[]形溝槽；在每一組溝槽的二單邊溝槽所圍繞的板面區(qū)間內(nèi)分別向不同側(cè)沖 壓成半圓柱形片體；對(duì)向扭轉(zhuǎn)同 一組溝槽內(nèi)的多孔體及片體使其垂直于板片的兩側(cè)。
18. 如權(quán)利要求17所述的毛細(xì)結(jié)構(gòu)制造方法，其特征在于，所述 板片的溝槽呈{ }形，且每 一 單邊溝槽內(nèi)的片體的 一 端分別形成有 一 尖錐。
19. 一種使用如權(quán)利要求17或18所制成毛細(xì)結(jié)構(gòu)的均溫板制造 方法，包括提供均溫板的殼體； 在殼體的內(nèi)壁布設(shè)多孔層； 將前述制作完成的毛細(xì)結(jié)構(gòu)封合于所述殼體內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種均溫板及其交錯(cuò)式毛細(xì)結(jié)構(gòu)，以及該毛細(xì)結(jié)構(gòu)的制造方法。該方法是主要在一金屬板片上切割出多個(gè)組成對(duì)的{}形溝槽，以交錯(cuò)方式排列于板片上，于每一組溝槽的每一單邊溝槽所圍繞的板面區(qū)間中分別向不同側(cè)沖壓成半圓柱形片體，在板片的板面布設(shè)多孔層，并于每一片體內(nèi)分別固定一圓柱形多孔體，再將每一組溝槽內(nèi)的二多孔體及半圓柱形片體反向垂直扭轉(zhuǎn)使其與板片成垂直狀態(tài)，最后將板片及多孔體一并置入一殼體內(nèi)，使多孔體及片體的兩端面分別接觸殼體的板面，即形成一均溫板。
文檔編號(hào)B21D53/02GK101354222SQ20071013003
公開(kāi)日2009年1月28日 申請(qǐng)日期2007年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月25日
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