CN209978683U - 一种能减小传热阻碍的热管 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及传热元件技术领域，公开了一种能减小传热阻碍的热管，包括外壳、多孔毛细结构、烧结层毛细结构、蒸发区及冷凝区，所述外壳封闭且内部具有空腔，所述蒸发区与所述冷凝区分别位于所述能减小传热阻碍的热管的两端，所述多孔毛细结构包括位于所述外壳的内壁上的若干孔洞，所述烧结层毛细结构包括覆盖于所述多孔毛细结构的表面的粉末烧结层。本实用新型中的热管的毛细结构能减小径向传热阻碍，并增加毛细吸力，能够尽快将蒸发区的热量传递出去，且壳内的液体能顺利回流。
Description
技术领域
本实用新型涉及传热元件技术领域，尤其涉及一种能减小传热阻碍的热管。
背景技术
随着消费者对各类电子产品的要求越来越高，电子产品逐渐朝着小型便携的趋势发展。然而产品体积缩小后，其内部空间也受到了限制，内部元件排列紧凑，不利于散热，容易出现元件过热的问题。为了解决该问题，通常会在易发热元件处设置热管来进行降温。热管一般由外壳、吸液芯及端盖组成，热管内部被抽成负压状态，充入适量沸点较低的液体，其容易挥发。吸液芯位于管壁处，其具有毛细结构。热管的一端为蒸发端，另一端为冷凝端。当热管的蒸发端受热时，管中的液体迅速蒸发，蒸气在微小的压力差下流向冷凝端，在冷凝端遇冷释放出热量重新凝结成液体，液体再沿吸液芯流回蒸发段，如此循环往复，使热量可以被源源不断地传导开来。在此过程中，液体需要借助吸液芯毛细结构的毛细吸力进行回流。传统的毛细结构有烧结层毛细结构，但是，烧结层毛细结构沿径向传热阻碍较大，因此，急需一种能减小传热阻碍的热管。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种能减小传热阻碍的热管，该热管的毛细结构能减小径向传热阻碍，并增加毛细吸力，能够尽快将蒸发区的热量传递出去，且壳内的液体能顺利回流。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
提供了一种能减小传热阻碍的热管，包括外壳、多孔毛细结构、烧结层毛细结构、蒸发区及冷凝区，所述外壳封闭且内部具有空腔，所述蒸发区与所述冷凝区分别位于所述能减小传热阻碍的热管的两端，所述多孔毛细结构包括位于所述外壳的内壁上的若干孔洞，所述烧结层毛细结构包括覆盖于所述多孔毛细结构的表面的粉末烧结层。
作为上述技术方案的改进，所述烧结层远离所述外壳的内侧壁的一侧的表面设有若干凸起和/或凹槽。
作为上述技术方案的进一步改进，从所述蒸发区至所述冷凝区的所述烧结层毛细结构的厚度逐渐减小。
作为上述技术方案的进一步改进，从所述蒸发区至所述冷凝区的所述粉末烧结层的粉末粒径逐渐增大。
作为上述技术方案的进一步改进，所述多孔毛细结构的孔隙率范围为20％-60％，所述孔洞的孔径范围为0.01mm-0.2mm，所述孔洞的深度范围为0.05mm-0.8mm。
作为上述技术方案的进一步改进，从所述蒸发区至所述冷凝区的所述多孔毛细结构的所述孔洞的孔径逐渐增大，孔隙率逐渐减小。
作为上述技术方案的进一步改进，在所述空腔内还设有若干支撑柱。
作为上述技术方案的进一步改进，在所述空腔内还设有支撑板，且所述支撑板上设有若干通孔。
本实用新型的有益效果是：本实用新型中的热管的毛细结构能减小径向传热阻碍，并增加毛细吸力，能够尽快将蒸发区的热量传递出去，且壳内的液体能顺利回流。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：
图1是本实用新型第一实施例中热管的剖视图(不包括支撑柱/板)；
图2是图1中A处的局部放大图；
图3是本实用新型第一实施例中热管的横截面示意图；
图4是本实用新型第二实施例中热管的横截面示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本实用新型的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本实用新型中所使用的上、下、左、右、前、后等描述仅仅是相对于附图中本实用新型各组成部分的相互位置关系来说的。
此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。
参照图1至图3，示出了本实用新型第一实施例中热管的剖视图(不包括支撑柱/板)、局部放大图及热管的横截面示意图。热管包括外壳1与毛细结构2。毛细结构2位于外壳1的内侧壁处。热管的外壳1内部中空且端部封闭，其内部形成有空腔3。空腔3内放置有适量的低熔点的工作液体，如水、乙醇或丙酮等。毛细结构2由多孔毛细结构21与烧结层毛细结构22复合而成。多孔毛细结构21包括位于外壳1内侧壁上的若干微小孔洞211，烧结层毛细结构22包括附着于多孔毛细结构21表面的粉末烧结层。
在外壳1的内侧壁上通过化学蚀刻或电化学蚀刻法制得许多微小的孔洞211，以形成多孔毛细结构21。若是孔洞211的尺寸过大，孔隙率过小，对液体的毛细吸力可能不够，若是孔洞211的尺寸过小，孔隙率过大，虽然其毛细吸力较大，但是液体的流动阻力也因此而增大，因此，孔隙率与孔洞尺寸需要处于一个相对平衡的范围内。通常的，多孔毛细结构21的孔隙率范围为20％-60％，孔洞211的孔径范围为0.01mm-0.2mm，孔洞211的深度范围为0.05mm-0.8mm。
热管的材质可根据蚀刻液或蚀刻电源参数进行调整，通常，可选用铜、铝、不锈钢、钛及钛合金等材质。根据使用需要选择多孔毛细结构的上述各参数，再根据参数选择合适的蚀刻液浓度及电源参数即可。通过蚀刻法在金属表面制得孔洞属于现有技术，在此不再赘述。
在外壳1的内侧壁上制得多孔毛细结构21后，在多孔毛细结构21的表面进行金属粉末烧结，从而在多孔毛细结构21的表面处形成一层烧结层毛细结构22。若是烧结层毛细结构22的厚度过小，则对于工作液体的毛细吸力可能不够，若是烧结层毛细结构22的厚度过大，则其径向传热能力不佳。通常的，将烧结层毛细结构22的厚度范围设置为0.05mm-0.8mm。
在本实施例中，烧结层22的表面为光滑的曲面，还可以在烧结层22远离外壳内壁一侧的表面设置若干凸起和/或凹槽，以增大烧结层22的表面积，从而提高传热效率。
热管设有蒸发区11与冷凝区12，蒸发区11与冷凝区12分别位于热管的两端区域，在蒸发区11与冷凝区12之间的区域为绝热区。蒸发区11处的外壳与热源接触，热源使得蒸发区11处内部的工作液体蒸发成气体。气体在空腔3内流动至冷凝区12，在冷凝区12处的外壳处设有散热鳍片(图中未示出)，并配合设置风扇，以加快该区域的热量传递。气体在该区域内将遇冷液化成液体，液体在毛细结构2的毛细吸力作用下紧贴外壳1的内侧壁回流至蒸发区11。
为了实现工作液体的尽快回流，可以使毛细结构2的参数沿热管轴向变化。使蒸发区11至冷凝区12的多孔毛细结构的孔洞尺寸逐渐增大，孔洞深度逐渐减小，孔隙率逐渐减小。使蒸发区11至冷凝区12的烧结层毛细结构22的厚度逐渐减小，并使粉末烧结层的粉末粒径逐渐增大。通过上述手段，可以使毛细结构2对液体的毛细吸力从蒸发区11到冷凝区12逐渐减小，有利于冷凝区12的液体尽快回流至蒸发区11。
此外，为了增强对热管的管壁支撑，还可以在热管的空腔内放置支撑柱4对其进行支撑，防止其在使用时由于强度过低而产生变形。支撑柱4的两端均固定于热管的内壁。为了避免支撑柱4阻挡空腔3内的流动通道，不可将支撑柱4设置的过于密集。或者，也可设置支撑板，使支撑板的形状与热管的横截面形状尺寸匹配，并在支撑板上设置若干通孔以作为气体流动通道。
在本实施例中，通过将多孔毛细结构与烧结层毛细结构相结合，使热管的性能更优良。既减小了径向热阻，又增大了对工作液体的毛细吸力，从而使热管具有较好的传热能力。
参照图4，示出了本实用新型第二实施例中热管的横截面示意图。本实施例与第一实施例的区别仅在于热管的外壳形状不同。外壳可根据需要改变形状，管状并非唯一的选择。
以上是对本实用新型的较佳实施进行的具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (8)
1.一种能减小传热阻碍的热管，其特征在于，包括外壳、多孔毛细结构、烧结层毛细结构、蒸发区及冷凝区，所述外壳封闭且内部具有空腔，所述蒸发区与所述冷凝区分别位于所述能减小传热阻碍的热管的两端，所述多孔毛细结构包括位于所述外壳的内壁上的若干孔洞，所述烧结层毛细结构包括覆盖于所述多孔毛细结构的表面的粉末烧结层。
2.根据权利要求1所述的能减小传热阻碍的热管，其特征在于，所述烧结层远离所述外壳的内侧壁的一侧的表面设有若干凸起和/或凹槽。
3.根据权利要求1所述的能减小传热阻碍的热管，其特征在于，从所述蒸发区至所述冷凝区的所述烧结层毛细结构的厚度逐渐减小。
4.根据权利要求1所述的能减小传热阻碍的热管，其特征在于，从所述蒸发区至所述冷凝区的所述粉末烧结层的粉末粒径逐渐增大。
5.根据权利要求1所述的能减小传热阻碍的热管，其特征在于，所述多孔毛细结构的孔隙率范围为20％-60％，所述孔洞的孔径范围为0.01mm-0.2mm，所述孔洞的深度范围为0.05mm-0.8mm。
6.根据权利要求1所述的能减小传热阻碍的热管，其特征在于，从所述蒸发区至所述冷凝区的所述多孔毛细结构的所述孔洞的孔径逐渐增大，孔隙率逐渐减小。
7.根据权利要求1所述的能减小传热阻碍的热管，其特征在于，在所述空腔内还设有若干支撑柱。
8.根据权利要求1所述的能减小传热阻碍的热管，其特征在于，在所述空腔内还设有支撑板，且所述支撑板上设有若干通孔。
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| CN110044194A (zh) * | 2019-04-29 | 2019-07-23 | 深圳市尚翼实业有限公司 | 一种能减小传热阻碍的热管 |
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