CN2829090Y - 一种开槽柱形热管 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种开槽柱形热管，由排气管，顶盖，管体，底板构成密封腔体，内部呈真空状态；管体的下端设有底板，管体的上端装有毛细盖板，在毛细盖板上设有顶盖，顶盖上设有排气管；管体内壁面和底板内表面设有多孔毛细结构的烧结层，与管体上端的毛细盖板连通构成连续的工作液体循环通道，在烧结层和毛细盖板内吸附有工作液体。本实用新型有益的效果是：导热速率快、传热能力大、管体的上下温度均匀；开槽柱形热管内部底板上的烧结层增大了传热面积，强化了蒸发传热；增加了蒸发冷凝相变过程的稳定性，减小了开槽柱形热管工作时的温度波动：散热能力大、热阻小、重量轻，能满足电子元件对散热器功率大、体积小、重量轻的需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种热管，尤其是一种用于发热电子元件(包括个人电脑CPU)的端面受热的开槽柱形热管。
背景技术
随着计算机、通讯、光电照明LED等电子产品以“摩尔定律(Moor’s Law)”等比级数的惊人速率发展及小型化，相对衍生之热处理问题亦趋增加，热流密度也随之提升。如何在有限的空间解决此散热问题，确保电子产品之正常操作，是世界各国散热模组厂家和相关科研机构加大科研投入，积极寻求和研发新型高效、能适合下一代电子产品发展需要的散热组件。
热管是一种在密封的腔体内注入少量液体工质，利用液体的蒸发和冷凝来快速导热，是现有导热最快的传热元件。以热管作为高效传热元件制成的散热模组，已开始进入发热电子元件(包括计算机CPU)散热模组市场，并逐步替代现有的实体散热模组。常用的热管散热模组在基板上焊接一根以上的L形或U形小热管，在小热管上设有复数个层叠在一起的散热片。使用时发热电子元件直接与基板接触，通过基板将热传导给热管，热管再将热量传给散热片，在散热片的侧面安装有风扇，风扇强制空气吹过复数个散热片将热量散发给周围空气中。
由于小热管与基板焊接在一起，电子元件产生的热量首先传导给基板，由基板再将热传导给热管，增加了热阻，且多根小热管上装散热片的加工难度增加，成本较高，影响了这种热管散热器的大规模应用。
发明内容
为了克服现有热管散热器的不足，本实用新型提供一种开槽柱形热管，该开槽柱形热管的一个端面(柱形热管底板)为受热面，直接与发热电子元件接触，开槽柱形热管的整个管体外壁面为散热面，可在其上设置散热片组件构成散热模组，来减小热阻、增大散热面积，提高散热效率和散热功率，减轻散热器的重量。
本实用新型解决其技术问题采用的技术方案：这种开槽柱形热管包括排气管、顶盖、毛细盖板、毛细结构烧结层、管体、底板，由排气管，顶盖，管体，底板构成密封腔体，内部呈真空状态；管体的下端设有底板，管体的上端设有台阶，在台阶上装有毛细盖板，在毛细盖板上设有顶盖，顶盖上设有排气管，排气管呈密封状态；管体内壁面和底板内表面设有多孔毛细结构的烧结层，与管体上端的毛细盖板连通构成连续的工作液体循环通道，在烧结层和毛细盖板内吸附有工作液体。
本实用新型有益的效果是：开槽柱形热管的底板作为受热面，与发热电子元件直接接触吸热，减小了现有技术热管与基板焊接而增加的导热热阻；管体外表面与散热片组件组合成散热模组，由于采用凸条结构，增大了热管与散热片组件结合面积，减小了散热器热阻。开槽柱形热管内部靠工作液体蒸发与冷凝相变传热，导热速率快、传热能力大、管体的上下温度均匀。开槽柱形热管内部底板上的烧结层增大了传热面积，强化了蒸发传热；管体内壁面烧结层增大冷凝传热面积，强化了蒸汽的冷凝；底板内表面上烧结层、管体内壁面上烧结层、管体上端毛细盖板构成相互连通，构成闭合的毛细结构连通体，提供工作液体的连续通畅良好的循环通道，增加了蒸发冷凝相变过程的稳定性，减小了开槽柱形热管工作时的温度波动。因此利用该发明制成的散热模组，散热能力大、热阻小、重量轻，能满足电子元件对散热器功率大、体积小、重量轻的需求。
附图说明
图1是本实用新型立体分解示意图；
图2是本实用新型管体、底板、烧结层立体示意图；
图3是本实用新型管体、底板、烧结层俯视示意图；
图4是本实用新型管体、底板、烧结层剖视结构示意图；
图5是本实用新型平面状顶盖的结构示意图；
图6是本实用新型圆锥形凸起顶盖的结构示意图；
图7是本实用新型呈弧形内凹状顶盖的结构示意图。
附图标记说明：排气管1，顶盖2，台阶2-1，通孔2-2，毛细盖板3，烧结层4，管体5，台阶5-1，凸条5-2，底板6。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
参照图1、图2、图3、图4，这种开槽柱形热管，包括排气管1、顶盖2、毛细盖板3、烧结层4、管体5、底板6。该开槽柱形热管由排气管1、顶盖2、管体5、底板6构成密封腔体，内部呈真空状态；管体5的下端设有底板6，底板6与管体5是一体成型，或是两件焊接在一起，底板6与管体5的外径相同，或是底板6大于管体5的外径，其形状是圆形、或方形、或三角形、或菱形、或其它不规则形。管体5的上端设有台阶5-1，在台阶5-1上装有毛细盖板3，毛细盖板3是由丝网毛细结构，或是铜粉烧结毛细结构，或是纤维毛细结构，或是其他具有一定毛吸力的毛细结构材料构成。在毛细盖板3上设有顶盖2，顶盖2上端设有台阶2-1，顶盖2的外径与管体5上端台阶5-1的内径相配合，顶盖2的高度与管体5上端台阶5-1的高度相配合，使安装后顶盖2高度与管体5上端面平齐；顶盖2上端的台阶2-1与管体5上端台阶5-1的内壁面形成环形槽，用来放置钎焊丝环，以及用作顶盖2与管体5高温焊接时钎焊料的容槽。顶盖2上设有通孔2-2，通孔2中***排气管1，通过焊接方式将排气管1与顶盖2焊接在一起。通过排气管1向开槽柱形热管的烧结层4内注入工作液体，通过排气管1将开槽柱形热管内部的空气抽出后，再将排气管1用夹封和焊接方式封住。管体5内壁面和底板6内表面设有一定厚度的多孔毛细结构烧结层4，烧结层4由一定目数铜粉高温烧结而成，与管体5上端的毛细盖板3连通构成闭合的工作液体循环通道，在烧结层4和毛细盖板3内吸附有工作液体。管体5的外壁面设有复数个凸条5-2，凸条5-2与管体5一体成型。凸条5-2的形状是半圆形、或方形、或三角形、或梯形、或其它形状。凸条5-2沿管体5外壁呈轴向均布，或是呈径向均布，或是呈螺旋分布。
参看图5、图6、图7，顶盖2上端设有台阶2-1，与管体5的台阶5-1内壁面形成环形槽，用来放置钎焊丝环，以及用作顶盖2与管体5高温焊接时钎焊料的容槽。顶盖2还设有通孔2-2，排气管1***通孔2中并与顶盖2焊接在一起。顶盖的形状为有增加承压强度的圆环凸起，或是平面状，或是呈弧形内凹形状，或是呈圆锥形凸起。
使用时，开槽柱形热管的底板作为受热面，与发热电子元件直接接触，管体外表面为散热面，与散热片组件结合，通常是在管体外壁面上设置复数个层叠在一起的散热片组成散热模组，风从侧面平行吹过每个散热片表面；或是管体装在四周设有复数个辐射状散热片的通孔内组成的散热模组，风从顶部向下吹过辐射状的散热片表面。发热电子元件将热量传给开槽柱形热管的底板，在底板内表面烧结层里的工作液体吸收热量而蒸发变成蒸汽，蒸汽在管体内壁面放热冷凝成液体，将热量传给与管体紧密配合的散热片组件，再由风散发到周围环境中。在管体内壁面蒸汽放热而冷凝的液体在烧结层内和毛细盖板内，通过其提供的毛细力返回到底板内表面，以补充底板上因蒸发而减少的工作液体，从而保证工作介质连续不断的蒸发与冷凝循环，源源不断地将发热电子元件产生的热量快速传给散热片组件，再散发到周围环境中。由于本实用新型利用蒸发冷凝相变传热的原理来实现导热，因此传热速率快，传热能力大，体积小，本实用新型为中空密封腔体结构，重量轻；本实用新型的管体外壁面设有凸条，增大了与散热片组件的接触面积，减小了热阻，因此由本实用新型这种高效传热元件组成的散热模组，可满足发热电子元件对散热器散热功率大、体积小、重量轻、性能稳定的要求。
Claims (9)
1、一种开槽柱形热管，包括排气管(1)、顶盖(2)、毛细盖板(3)、烧结层(4)、管体(5)、底板(6)，其特征是：由排气管(1)、顶盖(2)、管体(5)、底板(6)构成密封腔体，内部呈真空状态；管体(5)的下端设有底板(6)，管体(5)的上端设有台阶(5-1)，在台阶(5-1)上装有毛细盖板(3)，在毛细盖板(3)上设有顶盖(2)，顶盖(2)上设有排气管(1)，排气管(1)呈密封状态；管体(5)内壁面和底板(6)内表面设有多孔毛细结构的烧结层(4)，与管体(5)上端的毛细盖板(3)连通构成工作液体循环通道，在烧结层(4)和毛细盖板(3)内吸附有工作液体。
2、根据权利要求1所述的开槽柱形热管，其特征是：所述的烧结层(4)是纯铜粉末经高温一次烧结在管体(5)内壁面和底板(6)内表面上，烧结层(4)与管体(5)上端的毛细盖板(3)连通，构成闭合的毛细结构连通体，提供工作液体的循环通道。
3、根据权利要求1所述的开槽柱形热管，其特征是：所述的管体(5)的上端设有台阶(5-1)。
4、根据权利要求1所述的开槽柱形热管，其特征是：所述的管体(5)的外壁上设有复数个凸条(5-2)，凸条(5-2)与管体(5)一体成型；凸条(5-2)的形状是半圆形、方形、三角形或梯形。
5、根据权利要求1、4所述的开槽柱形热管，其特征是：所述的凸条(5-2)沿管体(5)外壁呈螺旋状分布。
6、根据权利要求1、4所述的开槽柱形热管，其特征是：所述的凸条(5-2)沿管体(5)外壁呈轴向分布。
7、根据权利要求1、4所述的开槽柱形热管，其特征是：所述的凸条(5-2)沿管体(5)外壁呈径向分布。
8、根据权利要求1所述的开槽柱形热管，其特征是：所述的顶盖(2)上端设有台阶(2-1)，顶盖(2)的外径与管体(5)上端台阶(5-1)的内径相配合，顶盖(2)的高度与管体(5)上端台阶(5-1)的高度相配合，顶盖(2)上端的台阶(2-1)与管体(5)上端台阶(5-1)的内壁面形成环形槽；顶盖(2)上设有通孔(2-2)，通孔(2)中***排气管(1)并焊接在一起。
9、根据权利要求1所述的开槽柱形热管，其特征是：所述的毛细盖板(3)是由丝网毛细结构，或是铜粉烧结毛细结构，或是纤维毛细结构所构成。
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