熱管的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種熱管，其包含一管殼、一吸液芯、以及一彈性層。管殼形成一封閉腔體且包含一蒸發(fā)端以及一冷凝端。吸液芯緊密貼合于管殼的內(nèi)表面，其中位于蒸發(fā)端內(nèi)的吸液芯的部分外側(cè)與管殼形成至少一間隙。彈性層緊密包覆位于間隙的吸液芯外側(cè)，用以阻隔冷凝液穿透至間隙，且當冷凝液冷凝后，帶動吸液芯恢復原狀。
【專利說明】熱管

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種散熱器，尤其有關(guān)于一種熱管。

【背景技術(shù)】
[0002]近代的電子產(chǎn)品運算速度不斷提升，其所產(chǎn)生的熱量也越來越高，故以往由鋁擠型散熱器及風扇所組成的散熱裝置已不能應付目前運算器的使用需求。尤其現(xiàn)今電子產(chǎn)品的趨勢是把產(chǎn)品越做越小，但也因此限制了散熱的空間。在這兩個重要的因素影響之下，散熱的技術(shù)面臨嚴峻的考驗，因此開發(fā)出具有更高導熱效能的熱管，以有效地解決現(xiàn)階段的散熱問題，是目前的當務之急。
[0003]已知的熱管包括一管殼與一吸液芯，其中吸液芯是設置在銅管的內(nèi)部側(cè)壁上，管殼包含一蒸發(fā)端與一冷凝端。此外，于管殼內(nèi)部還包括有冷凝液，此冷凝液例如為水。當管殼用以散熱時，管殼的蒸發(fā)端連接一熱源，故位于其中的冷凝液吸收此處的熱量而蒸發(fā)為氣體。此時，由于壓力差的關(guān)系，冷凝液會流往冷凝端。冷凝液于冷凝端冷卻凝結(jié)后進入吸液芯的孔隙中，之后再通過吸液芯的毛細力而回流至蒸發(fā)端。
[0004]然而已知的熱管傳熱能力會受到蒸發(fā)段徑向傳熱能力的限制，如果蒸發(fā)段徑向熱流密度過大，則吸液芯中冷凝液的回圈可能受到阻礙，傳熱能力受到限制。當蒸發(fā)段熱流密度過大時，吸液芯內(nèi)液體沸騰，若沸騰產(chǎn)生的氣泡能順利地排出管芯，則傳熱可以增強；否則氣泡將堵塞毛細孔，吸液芯中液體工質(zhì)回圈受到破壞，從而吸液芯局部干涸，使傳熱能力下降。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此本發(fā)明的目的就是在提供一種熱管，其包含一管殼、一吸液芯、以及一彈性層。管殼形成一封閉腔體且包含一蒸發(fā)端以及一冷凝端。吸液芯緊密貼合于管殼的內(nèi)表面，其中位于蒸發(fā)端內(nèi)的吸液芯的部分外側(cè)與管殼形成至少一間隙。彈性層緊密包覆位于間隙的吸液芯外側(cè)，用以阻隔冷凝液穿透至間隙，且當冷凝液冷凝后，帶動吸液芯恢復原狀。當管殼中的冷凝液于蒸發(fā)端沸騰時，封閉腔體與至少一間隙形成一壓差，壓差作用下吸液芯向間隙拉伸，吸液芯的毛細孔變大，冷凝液沸騰產(chǎn)生的氣泡從毛細孔排出強化了蒸發(fā)端與冷凝端傳熱性，氣泡流向冷凝端放出熱量冷凝為冷凝液，吸液芯在彈性層作用下恢復原狀。
[0006]依據(jù)本發(fā)明另一實施例，蒸發(fā)端的截面積大于冷凝端的截面積。
[0007]依據(jù)本發(fā)明另一實施例，蒸發(fā)端的截面積大于管殼其他部分的截面積。
[0008]依據(jù)本發(fā)明另一實施例，彈性層為水氣阻絕層。
[0009]依據(jù)本發(fā)明另一實施例，位于蒸發(fā)端內(nèi)的吸液芯的不與熱源接觸的部分外側(cè)與管殼形成至少一間隙。
[0010]依據(jù)本發(fā)明另一實施例，管殼的材質(zhì)包含銅或鋁。
[0011]依據(jù)本發(fā)明另一實施例，封閉腔體及至少一間隙為真空腔。
[0012]依據(jù)本發(fā)明另一實施例，管殼截面形狀為圓形或多邊形，所述多邊形可為長方形。
[0013]依據(jù)本發(fā)明另一實施例，冷凝液包含氨、甲醇、乙醇或水。
[0014]依據(jù)本發(fā)明另一實施例，吸液芯為一金屬粉末燒結(jié)結(jié)構(gòu)。
[0015]已知熱管的吸液芯內(nèi)冷凝液沸騰時，氣泡產(chǎn)生過快而無法從吸液芯的毛細孔順暢排出，從而使熱管傳熱能力下降的問題。本發(fā)明為了改善此一現(xiàn)象，設計的熱管能有效改善毛細孔堵塞的問題。本發(fā)明的熱管其冷凝液沸騰形成氣態(tài)時，吸液芯向間隙拉伸，于是內(nèi)部的毛細孔就變大。因此，吸液芯內(nèi)的氣泡得以順利被排除，從而改善了氣泡堵塞毛細孔與熱管傳熱能力下降的問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是繪示本發(fā)明的熱管示意圖；
[0017]圖2是繪示沿圖1的熱管的剖面線2-2’的剖面圖；
[0018]圖3是繪示沿圖2的熱管的剖面線3-3’的剖面圖；
[0019]圖4是繪示本發(fā)明的熱管另一實施例剖面圖。

【具體實施方式】
[0020]以下將以附圖及詳細說明清楚說明本發(fā)明的精神，任何所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者在了解本發(fā)明的較佳實施例后，當可由本發(fā)明所教示的技術(shù)，加以改變及修飾，其并不脫離本發(fā)明的精神與范圍。
[0021]為解決已知熱管的吸液芯內(nèi)液體沸騰時，液體氣泡產(chǎn)生過快而無法從吸液芯的毛細孔順暢排出，從而使熱管傳熱能力下降的問題。本發(fā)明的熱管能有效改善上述毛細孔堵塞液體氣泡的問題。請參照圖1，其是繪示本發(fā)明的熱管示意圖。本發(fā)明的熱管100具有一管殼102。管殼102包含一蒸發(fā)端104以及一冷凝端108。蒸發(fā)端104連接一熱源500，用以吸收熱源500的熱量。冷凝端108連接一散熱器600，用以將蒸發(fā)端104傳來的熱能排除。管殼102的材質(zhì)一般為銅或者是鋁，使用銅材質(zhì)的原因是銅具有較佳傳熱效果，而使用鋁則能降低成本。
[0022]應注意的是，以上列舉的管殼102的材質(zhì)選用僅為例示，非用以限定本發(fā)明，本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者應視實際需要，選用適當?shù)牟馁|(zhì)。
[0023]請參照圖2，其繪示沿圖1的熱管的剖面線2-2’的剖面圖。本發(fā)明的熱管100包含一管殼102、一吸液芯110、以及一彈性層140。管殼102形成一封閉腔體120且包含一蒸發(fā)端104以及一冷凝端108。吸液芯110緊密貼合于管殼102的內(nèi)表面，其中位于蒸發(fā)端104內(nèi)的吸液芯110的部分外側(cè)與管殼102形成至少一間隙130。彈性層140緊密包覆位于間隙130的吸液芯110外側(cè)，用以阻隔冷凝液穿透至間隙130，且當冷凝液冷凝后，帶動吸液芯110恢復原狀。當管殼102中的冷凝液于蒸發(fā)端104沸騰時，封閉腔體120與至少一間隙130形成一壓差，壓差作用下吸液芯110向間隙130拉伸，吸液芯110的毛細孔變大，冷凝液沸騰產(chǎn)生的氣泡從毛細孔排出強化了蒸發(fā)端104 (見圖1)與冷凝端108 (見圖1)傳熱性，氣泡流向冷凝端108放出熱量冷凝為冷凝液，吸液芯110在彈性層140作用下恢復原狀。在本發(fā)明的一實施例中，蒸發(fā)端104的截面積大于冷凝端108的截面積。在本發(fā)明的另一實施例中，蒸發(fā)端104的截面積大于管殼102其他部分的截面積。管殼102的封閉腔體120內(nèi)置入一冷凝液。吸液芯110位于封閉腔體120的內(nèi)側(cè)，借以吸收及傳遞冷凝液。冷凝液通過其氣液相變化以吸收或釋放熱能，將熱能從蒸發(fā)端104傳遞至冷凝端108，并在冷凝后回流至蒸發(fā)端104再次吸收熱能。有關(guān)于散熱機制，之后會有更加詳細的說明。冷凝液可以是氨、甲醇、乙醇或水，因其容易取得，且兼具成本低、流動性佳、散熱能力好等優(yōu)點，固列舉以上材質(zhì)，非用以限定本發(fā)明。
[0024]請同時參考圖1及圖2。當本發(fā)明的熱管100的蒸發(fā)端104，接觸一熱源500時，熱能會由熱源500傳導進入蒸發(fā)端104，再由蒸發(fā)端104傳導進入位于蒸發(fā)端104的液態(tài)冷凝液，液態(tài)冷凝液吸收熱量之后，進行相變化，由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，形成氣態(tài)冷凝液。
[0025]請參考圖2。蒸發(fā)端104在吸收熱量之后，液態(tài)冷凝液沸騰形成氣態(tài)冷凝液，并在吸液芯110產(chǎn)生液態(tài)氣泡。由于沸騰現(xiàn)象造成封閉腔體120壓力增加，吸液芯110循方向210向間隙130拉伸，毛細孔就變大，于是氣泡得以較順利的排除。當沸騰產(chǎn)生的氣泡順利排出，不存在壓差時，彈性層140以及吸液芯110便恢復之前的形狀。彈性層140為水氣阻絕層，因此液態(tài)冷凝液無法穿越到間隙130。在已知的熱管結(jié)構(gòu)中，吸液芯的毛細孔的體積無法變大，因此氣泡產(chǎn)生過快時常無法順利排出，影響導熱能力。蒸發(fā)端104與冷凝端108之間具有微小的壓力差，使得氣態(tài)冷凝液會沿著方向150流動，將熱量帶至冷凝端108受到冷凝，再沿著方向160回到蒸發(fā)端104再進行吸熱，形成熱循環(huán)。
[0026]管殼102內(nèi)的封閉腔體120及間隙130為一真空腔室，因此不但可以降低冷凝液的氣化點，使其容易進行相變化，加速整個散熱機制。另外，還能避免其他氣體干擾氣態(tài)冷凝液對流以及散布的現(xiàn)象，使氣態(tài)冷凝液能快速散布至冷凝端108。上述真空腔室一般指的是粗略真空，壓力在760?1托爾(Torr)的范圍，所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者亦可視實際需要抽成所需的真空程度。
[0027]請參考圖3，其繪示沿圖2的熱管的剖面線3-3’的剖面圖。由圖上可看到管殼102截面形狀為圓形。一般圓形的管殼102是以吹制法制成，其成本低廉，制造快速，因此廣受業(yè)界使用。本實施例中吸液芯110為金屬粉末燒結(jié)結(jié)構(gòu)，因其制作良率高且穩(wěn)定，因此被業(yè)界所接受。由本圖可以看出，位于蒸發(fā)端104的管殼102的不與熱源接觸的部分R與吸液芯110之間形成至少一間隙130。因此與熱源500所接觸的管殼102，其內(nèi)部的吸液芯110與管殼102直接接觸，使得吸液芯110內(nèi)部的液態(tài)冷凝液得以有效地吸收來自熱源500的熱量。當液態(tài)冷凝液沸騰形成氣態(tài)冷凝液，并在吸液芯110產(chǎn)生液態(tài)氣泡。由于沸騰現(xiàn)象造成封閉腔體120壓力增加，吸液芯110循方向210向間隙130拉伸，毛細孔就變大，于是氣泡得以較順利的排除。當沸騰產(chǎn)生的氣泡順利排出，不存在壓差時，彈性層140以及吸液芯110便恢復之前的形狀。彈性層140為水氣阻絕層，因此液態(tài)冷凝液無法穿越到間隙130。
[0028]應注意的是，以上列舉管殼102截面形狀為圓形的設計僅為例示，非用以限定本發(fā)明，本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者應視實際需要，選用適當?shù)脑O計安排。
[0029]請參考圖4，圖4是繪示本發(fā)明的熱管另一實施例剖面圖。本發(fā)明的管殼截面形狀可為圓形或多邊形，在本實施例中多邊形為長方形。由圖上可看到管殼102’截面形狀為長方形，一般長方形的管殼102’截面，是為了能與方形的熱源500做緊密接觸，以達到最佳的傳熱效果。其管殼102’亦可視需求制成多邊形。位于蒸發(fā)端104的管殼102的不與熱源接觸的部分R’內(nèi)側(cè)與吸液芯110之間形成至少一間隙130。吸液芯110內(nèi)部的液態(tài)冷凝液吸收來自熱源500的熱量之后，液態(tài)冷凝液沸騰形成氣態(tài)冷凝液，并在吸液芯110產(chǎn)生液態(tài)氣泡。由于沸騰現(xiàn)象造成封閉腔體120壓力增加，吸液芯110循方向220向間隙130拉伸，毛細孔就變大，于是氣泡得以較順利的排除。當沸騰產(chǎn)生的氣泡順利排出，不存在壓差時，彈性層140以及吸液芯110便恢復之前的形狀。彈性層140為水氣阻絕層，因此液態(tài)冷凝液無法穿越到間隙130。
[0030]已知熱管的吸液芯內(nèi)冷凝液沸騰時，氣泡產(chǎn)生過快而無法從吸液芯的毛細孔順暢排出，從而使熱管傳熱能力下降的問題。本發(fā)明為了改善此一現(xiàn)象，設計的熱管能有效改善毛細孔堵塞的問題。本發(fā)明的熱管其冷凝液沸騰形成氣態(tài)時，吸液芯向間隙拉伸，于是內(nèi)部的毛細孔就變大。因此，吸液芯內(nèi)的氣泡得以順利被排除，從而改善了氣泡堵塞毛細孔與熱管傳熱能力下降的問題。
【權(quán)利要求】
1.一種熱管，其特征在于，包含: 一管殼，形成一封閉腔體且包含一蒸發(fā)端以及一冷凝端；以及 一吸液芯，緊密貼合于該管殼的內(nèi)表面； 其中，位于該蒸發(fā)端內(nèi)的該吸液芯的部分外側(cè)與該管殼形成至少一間隙，一彈性層緊密包覆位于該至少一間隙的吸液芯外側(cè)，用以阻隔冷凝液穿透至該間隙，且當冷凝液冷凝后，帶動該吸液芯恢復原狀； 當該管殼中的冷凝液于該蒸發(fā)端沸騰時，該封閉腔體與該至少一間隙形成一壓差，壓差作用下該吸液芯向該至少一間隙拉伸，該吸液芯的毛細孔變大，該冷凝液沸騰產(chǎn)生的氣泡從該毛細孔排出，借以強化蒸發(fā)端與冷凝端傳熱性，該氣泡流向該冷凝端放出熱量冷凝為該冷凝液，該吸液芯在該彈性層作用下恢復原狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管，其特征在于，該蒸發(fā)端的截面積大于該冷凝端的截面積。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管，其特征在于，該蒸發(fā)端的截面積大于該管殼其他部分的截面積。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管，其特征在于，該彈性層為水氣阻絕層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管，其特征在于，位于該蒸發(fā)端的該管殼的不與熱源接觸的部分內(nèi)側(cè)與該吸液芯之間形成至少一該間隙。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管，其特征在于，該管殼的材質(zhì)包含銅或鋁。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管，其特征在于，該封閉腔體及該至少一間隙為真空腔。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管，其特征在于，該管殼截面形狀為圓形或多邊形。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管，其特征在于，該冷凝液包含氨、甲醇、乙醇或水。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管，其特征在于，該吸液芯為一金屬粉末燒結(jié)結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】F28D15/04GK104422320SQ201310370053
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月21日
【發(fā)明者】賴靈俊, 舒濤 申請人:英業(yè)達科技有限公司, 英業(yè)達股份有限公司