热导管及其制造方法.pdf

一种热导管，包括一纵长的管体、设于管体内壁的主毛细结构、设于主毛细结构内壁的至少一辅助毛细结构及填充于管体内的工作介质，该至少一辅助毛细结构沿该管体的轴向延伸，该至少一辅助毛细结构的至少一端固定于该管体的端部上。

1.  一种热导管，包括一纵长的管体、设于管体内壁的主毛细结构、设于主毛细结构内壁的至少一辅助毛细结构及填充于管体内的工作介质，该至少一辅助毛细结构沿该管体的轴向延伸，其特征在于：该至少一辅助毛细结构的至少一端固定于该管体的端部上。

2.  如权利要求1所述的热导管，其特征在于：该辅助毛细结构包括一中间部及位于两端的两端部，该辅助毛细结构的两端部分别固定于该管体的两端部上，该中间部的一部分管壁与主毛细结构的内壁相贴合。

3.  如权利要求1所述的热导管，其特征在于：该辅助毛细结构的一端部固定于该管体的端部，该辅助毛细结构的另一端部自由设于该管体内。

4.  如权利要求1所述的热导管，其特征在于：该辅助毛细结构为中空管体状，该辅助毛细结构的底部管壁与主毛细结构贴合，而两侧及顶部的管壁与主毛细结构间隔。

5.  如权利要求1所述的热导管，其特征在于：该辅助毛细结构是由若干丝线编织而成的单层或多层网状结构。

6.  如权利要求1所述的热导管，其特征在于：该辅助毛细结构有多个，该多个辅助毛细结构相互贴合。

7.  如权利要求1所述的热导管，其特征在于：该管体为圆形或扁平状。

8.  一种热导管的制造方法，包括以下步骤：
提供内壁设有主毛细结构的一管体；
将该管体的两端进行缩管而得到缩管部；
提供至少一辅助毛细结构并置入管体内，该辅助毛细结构至少一端延伸至管体端部的缩管部位置处；
密封该管体，并将该辅助毛细结构的至少一端固定于该管体的缩管部上。

9.  如权利要求8所述的热导管的制造方法，其特征在于：密封该管体时，先密封管体一端的缩管部，将该辅助毛细结构的一端部固定于该缩管部上，再密封管体另一端的缩管部，使该辅助毛细结构的另一端部自由设于该管体内。

10.  如权利要求8所述的热导管的制造方法，其特征在于：密封该管体两端的缩管部时，将该辅助毛细结构的两端部分别固定于该管体两端的缩管部上。

热导管及其制造方法
技术领域
本发明是关于一种热导管，特别是关于一种具良好传热性能的热导管及其制造方法。
背景技术
现阶段，热导管因其具有较高传热量的优点，已被广泛应用于具较大发热量的电子元件中。
热导管工作时，利用管体内部填充的低沸点工作介质在其蒸发部吸收发热电子元件产生的热量后蒸发汽化，带着热量运动至冷凝部，并在冷凝部液化凝结将热量释放出去，对电子元件进行散热。该汽化后的工作介质在热导管壁部毛细结构的作用下回流至蒸发部，继续蒸发汽化及液化凝结，使工作介质在热导管内部循环运动，将电子元件产生的热量源源不断的散发出去。
该工作过程中，若毛细结构不能够及时使热导管冷凝部的工作介质回流至蒸发部，将使该热导管因蒸发部的工作介质过少而烧干，进而使热导管丧失传热性能而令发热元件因不能及时散热而烧毁，因此，增强毛细结构的液体输送能力以设计出具较高传热性能的热导管为目前亟需解决的课题。
现有热导管的毛细结构为开设于热导管的管壁上的沟槽或与管壁紧密贴合的丝网或烧结粉末。这些传统的单一毛细结构已不能满足现代的传热需求，于是业界开始思考采用复合式毛细结构的热导管设计，比如在管内增设辅助毛细结构。通常，该辅助毛细结构有补足热导管主毛细结构的毛细力及增加流体输送能力的作用。然而，因该辅助毛细结构仅被松动地置入该管体内而未被固定，使得该辅助毛细结构因重力作用易在管体内移动或堆积，造成输送工作液体的能力下降，使工作介质不能及时回流至蒸发部，从而导致最大热传量下降，热阻增加，进而导致该热导管性能下降。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种具较高传热性能的热导管及其制造方法。
一种热导管，包括一纵长的管体、设于管体内壁的主毛细结构、设于主毛细结构内壁的至少一辅助毛细结构及填充于管体内的工作介质，该至少一辅助毛细结构沿该管体的轴向延伸，该至少一辅助毛细结构的至少一端固定于该管体的端部上。
一种热导管的制造方法，包括以下步骤：提供内壁设有主毛细结构的一管体；将该管体的两端进行缩管而得到缩管部；提供至少一辅助毛细结构并置入管体内，该辅助毛细结构至少一端延伸至管体端部的缩管部位置处；密封该管体，并将该辅助毛细结构的至少一端固定于该管体的缩管部上。
本发明热导管内设置的辅助毛细结构具有补足热导管主毛细结构的毛细力及增加流体输送能力的作用。该辅助毛细结构两端的至少一端固定于管体上，可避免该辅助毛细结构因重力作用而在管体内堆积或移动而导致热阻增加。
附图说明
图1为本发明热导管第一实施方式沿轴向的纵向剖面示意图。
图2为图1所示热导管的径向剖面示意图。
图3为图1所示热导管的一制造方法的流程图。
图4为图3所示的制造方法中缩管后置入辅助毛细结构的示意图。
图5为本发明热导管第二实施方式沿轴向的纵向剖面示意图。
图6为图5所示热导管的径向剖面示意图。
图7为本发明热导管第三实施方式沿轴向的横向剖面示意图。
图8为图7所示热导管的径向剖面示意图。
图9为本发明热导管第四实施方式的径向剖面示意图。
具体实施方式
请参阅图1和图2，该热导管10包括一管体12、一主毛细结构14及一辅助毛细结构16，该管体12内容纳有工作介质。
该管体12呈中空纵长结构，其由铜等具良好导热性的材料制成。该管体12可将其外部的热量传递至其内部。该管体12包括一直管部11及位于直管部11两端的缩管部13。该直管部11包括一蒸发段111、一冷凝段112及位于该蒸发段111与冷凝段112之间的一绝热段113，该蒸发段111及冷凝段112分别毗邻两端的缩管部13。该管体12两端的缩管部13分别从蒸发段111和冷凝段112的末端向轴向外侧渐缩延伸至完全封闭。
该主毛细结构14环设于该管体12的整个内壁，从管体12一端的缩管部13经直管部11延伸至另一端的缩管部13。该主毛细结构14的内壁围成一蒸汽通道15，该蒸汽流道15自该管体12的蒸发段111延伸至冷凝段112。该主毛细结构14可为沟槽型、粉末烧结型、丝网型或纤维型等，本实施方式中的主毛细结构14为粉末烧结型。
该辅助毛细结构16设于该主毛细结构14内壁。该辅助毛细结构16呈一纵长的中空管状结构，其内部形成一可使蒸气经过的气流通道160，并在其管壁形成若干细小的孔隙，所述孔隙可由铜、不锈钢、纤维等材料制成的丝线编织后形成。本实施方式中，该辅助毛细结构16是由铜线编织而成的单层网状结构。在其他实施方式中，该辅助毛细结构16也可为多层网状结构。
该辅助毛细结构16沿轴向设于管体12内部，从管体12一端的缩管部13经直管部11延伸至另一端的缩管部13。该辅助毛细结构16的轴向两端分别固定于该管体12两端的缩管部13的末端。该辅助毛细结构16的横截面为一圆环，该圆环的外径小于该主毛细结构14的内径。该辅助毛细结构16沿轴向可分为一中间部161及位于两端的两端部163。该中间部161与直管部11对应，端部163与缩管部13对应。该中间部161底部的管壁沿径向与该主毛细结构14相贴合，该中间部161的两侧及顶部的管壁沿径向远离该主毛细结构14。该辅助毛细结构16的端部163的底部管壁与主毛细结构14相间隔。
该工作介质填充于管体12内，为水、蜡、酒精、甲醇等具较低沸点的物质。当蒸发段111与热源接触时，该工作介质从管体12的蒸发段111处吸热蒸发，接着经过绝热段113向冷凝段112移动，在冷凝段112放热后凝结成液体，将热量释放出去，完成对发热元件的散热。该主毛细结构14提供毛细力使在管体12的冷凝段112凝结形成的工作介质回流至蒸发段111，实现工作介质在管体12内的循环运动，以完成对发热元件的持续散热。
该辅助毛细结构16管壁的孔隙可产生毛细力以吸附主毛细结构14内的工作介质，使该工作介质可通过所述孔隙而在该主毛细结构14及辅助毛细结构16间运动，因此该辅助毛细结构16可辅助该主毛细结构14为工作介质的流动提供动力，从而避免工作介质不能及时回流而导致局部聚积而影响热导管10的性能。且该辅助毛细结构16的两端固定于管体12的两端，从而防止该辅助毛细结构16因重力的作用而在管体12内而发生移动或堆积而导致毛细力减弱及热阻增加，从而使该热导管10与传统辅助毛细结构未固定的热导管(以下简称传统型热导管)相比具有较高的传热量。
如图3及图4所示，该热导管10可由以下步骤制得：提供内壁设有主毛细结构14的一管体12a；将该管体12a的两端进行缩管得到缩管部13a；提供一长度大于管体12a的辅助毛细结构16a。置入管体12a内，并使该辅助毛细结构16a从该管体12a一端的缩管部13a延伸至另一端的缩管部13a；密封管体12a一端的缩管部13a的管口(定义该端为管尾)，同时将辅助毛细结构16a的一端固定于管尾；在管体12a内填充适量工作介质并抽真空；密封管体12a另一缩管部13a的管口(定义该端为管头)，同时将辅助毛细结构16a的另一端固定于管头，得到所需热导管10。其中，密封管头时先将管头夹扁，然后采用焊接等方法密封管头，将辅助毛细结构16a固定于管头。
该热导管10仅需在封管时将辅助毛细结构16的两端分别固定于管体12的两端，即可固定该辅助毛细结构16，制造方法简单易行，便于量产。
请同时参阅图5和图6，该热导管50为本发明的第二实施方式，该热导管50为上述实施方式的热导管10被压扁后的形态。该热导管50中的辅助毛细结构56沿管体52轴向设置，该辅助毛细结构56的底部的管壁与主毛细结构54的内壁贴合。该辅助毛细结构56两侧及顶部的管壁远离该主毛细结构54，且与位于该辅助毛细结构56上方的主毛细结构54相间隔。在热导管50被压扁成型时，该辅助毛细结构56未受到损坏而保有其原有的功能，相对于传统型被压扁的热导管，该热导管50具有更好的传热性能。
下面以具体实验数据说明本发明热导管比传统型热导管的传热性能强。
表1规格为(6(200mm的传统型热导管与相同规格的热导管10的性能对比