熱管及其傳熱方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種熱管，其包括：密封的殼體；覆蓋于殼體內(nèi)壁的毛細結(jié)構(gòu)，其內(nèi)形成供液態(tài)工質(zhì)流動的液態(tài)工質(zhì)流動通道；配置在毛細結(jié)構(gòu)內(nèi)壁中間段的一層包覆層，其內(nèi)部形成用于供氣態(tài)工質(zhì)流動的氣態(tài)工質(zhì)流動通道；其中，氣態(tài)工質(zhì)流動通道與液態(tài)工質(zhì)流動通道互相連通；其中，殼體的一端用于安置在熱源上以便形成蒸發(fā)段，殼體的另一端用于安置在冷源上以便形成冷凝段；其中，在蒸發(fā)段蒸發(fā)處理后形成的氣態(tài)工質(zhì)沿著氣態(tài)工質(zhì)流動通道流動到冷凝段進行冷凝處理，冷凝后形成的液態(tài)工質(zhì)沿著液態(tài)工質(zhì)流動通道回流到蒸發(fā)段。本發(fā)明的熱管，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，散熱性能好，傳熱效率高，熱管的熱利用率高；此外，本發(fā)明還提供一種上述熱管傳熱的方法。
【專利說明】熱管及其傳熱方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及散熱【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種用于對電子產(chǎn)品進行散熱的熱管及其傳熱方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著市場對電子產(chǎn)品輕薄度的要求，熱傳導(dǎo)體亦更加輕薄化，現(xiàn)有技術(shù)中通常采用熱管來及時排出熱源所產(chǎn)生的熱量。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)的熱管普遍采用在銅制殼體內(nèi)壁覆蓋毛細結(jié)構(gòu)、以形成液態(tài)工質(zhì)和氣態(tài)工質(zhì)流動通道的結(jié)構(gòu)，但該種結(jié)構(gòu)的熱管由于內(nèi)部換熱空間的限制，在熱管工作時，液態(tài)工質(zhì)和氣態(tài)工質(zhì)的對流阻力增加，使得液態(tài)工質(zhì)的回流受阻，因此會導(dǎo)致熱源熱量不斷堆疊在熱管中，從而導(dǎo)致傳熱不良，使熱管無法達到快速散熱的目的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題，提供一種熱管，其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，散熱性能好，傳熱效率高，極大提高熱管的熱利用率；此外，本發(fā)明還提供一種使用上述熱管進行傳熱的方法。
[0005]為實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明的一種熱管的傳熱方法包括如下步驟:
[0006]將毛細結(jié)構(gòu)覆蓋在熱管殼體的內(nèi)壁上，以便在熱管的毛細結(jié)構(gòu)內(nèi)形成液態(tài)工質(zhì)流動通道；
[0007]在毛細結(jié)構(gòu)內(nèi)壁的中間段配置一層包覆層，以便在熱管的包覆層內(nèi)部形成用于使氣態(tài)工質(zhì)從熱管一端流向另一端的氣態(tài)工質(zhì)流動通道，從而形成具有互相連通的液態(tài)工質(zhì)流動通道和氣態(tài)工質(zhì)流動通道的熱管；
[0008]將熱管的一端安置在熱源上，以便形成熱管的蒸發(fā)段；
[0009]將熱管的另一端安置在冷源上，以便形成熱管的冷凝段；
[0010]其中，所述熱管的蒸發(fā)段蒸發(fā)處理后形成的氣態(tài)工質(zhì)沿著所述氣態(tài)工質(zhì)流動通道流動到所述熱管的冷凝段進行冷凝處理，冷凝后形成的液態(tài)工質(zhì)沿著所述液態(tài)工質(zhì)流動通道回流到所述熱管的蒸發(fā)段。
[0011]其中，所述包覆層通過電鍍的方法配置在所述毛細結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁。
[0012]或者，所述包覆層通過涂覆的方法配置在所述毛細結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁。
[0013]或者，所述包覆層通過燒結(jié)的方法配置在所述毛細結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁。
[0014]其中，所述包覆層內(nèi)壁光滑。
[0015]其中，所述包覆層為涂膠層。
[0016]其中，所述包覆層由導(dǎo)熱材料制成。
[0017]優(yōu)選的，所述包覆層由金屬材料制成。
[0018]本發(fā)明還提供一種用于上述傳熱方法的熱管，其包括:密封的殼體；覆蓋于殼體內(nèi)壁的毛細結(jié)構(gòu)，其內(nèi)形成供液態(tài)工質(zhì)流動的液態(tài)工質(zhì)流動通道；配置在毛細結(jié)構(gòu)內(nèi)壁中間段的一層包覆層，其內(nèi)部形成用于供氣態(tài)工質(zhì)流動的氣態(tài)工質(zhì)流動通道；其中，所述氣態(tài)工質(zhì)流動通道與所述液態(tài)工質(zhì)流動通道互相連通；其中，所述殼體的一端用于安置在熱源上以便形成蒸發(fā)段，所述殼體的另一端用于安置在冷源上以便形成冷凝段；其中，在所述蒸發(fā)段蒸發(fā)處理后形成的氣態(tài)工質(zhì)沿著所述氣態(tài)工質(zhì)流動通道流動到所述冷凝段進行冷凝處理，冷凝后形成的液態(tài)工質(zhì)沿著所述液態(tài)工質(zhì)流動通道回流到所述蒸發(fā)段。
[0019]其中，所述包覆層為金屬層。
[0020]優(yōu)選的，所述包覆層為銅層或鋁箔層。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的熱管及其傳熱方法具有如下有益效果:
[0022]I)本發(fā)明的熱管在毛細結(jié)構(gòu)內(nèi)壁配置包覆層，并通過包覆層將液態(tài)工質(zhì)流動通道和氣態(tài)工質(zhì)流動通道相隔離，從而使氣態(tài)、液態(tài)工質(zhì)不會產(chǎn)生對流，進而減少氣液的對流阻力，提聞散熱效率；
[0023]2)本發(fā)明的包覆層由導(dǎo)熱性能良好的材料制成，因此導(dǎo)熱性能好，從而提高傳熱效率；
[0024]3)本發(fā)明的熱管結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，熱管利用率高，散熱性能好。
[0025]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明熱管的半剖視圖；
[0027]圖2是本發(fā)明熱管內(nèi)工質(zhì)的流動方向的示意圖；
[0028]圖3是圖1所示熱管A-A向剖視圖的第一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖4是圖1所示熱管B-B向剖視圖的第一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖5是圖1所示熱管A-A向剖視圖的第二種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖6是圖1所示熱管B-B向剖視圖的第二種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]附圖標記說明:1-殼體；2_毛細結(jié)構(gòu)；3_包覆層；4_蒸發(fā)段；5_冷凝段。

【具體實施方式】
[0033]如圖1所示，為本發(fā)明的熱管的結(jié)構(gòu)示意圖，由圖可知，熱管包括:密封的殼體I ;將殼體I內(nèi)壁完全覆蓋的毛細結(jié)構(gòu)2，其內(nèi)形成用于供液態(tài)工質(zhì)流動的液態(tài)工質(zhì)流動通道；配置在毛細結(jié)構(gòu)2內(nèi)壁中間段的一層包覆層3 (如圖3、圖5所示)，其內(nèi)部形成用于供氣態(tài)工質(zhì)流動的氣態(tài)工質(zhì)流動通道；其中，氣態(tài)工質(zhì)流動通道的兩端與液態(tài)工質(zhì)流動通道互相連通。
[0034]其中，殼體I的一端(即熱管的一端)用于安置在熱源上以便形成蒸發(fā)段4，殼體I的另一端(即熱管的另一端)用于安置在冷源上以便形成冷凝段5。優(yōu)選的，處于熱管蒸發(fā)段和冷凝段處的毛細結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁上均沒有配置包覆層(如圖4、圖6所示，其中，圖4、圖6僅示出冷凝段處的熱管的結(jié)構(gòu)，而蒸發(fā)段處的熱管的結(jié)構(gòu)與冷凝段處的相同，故省略附圖)，以便氣態(tài)工質(zhì)流動通道和液態(tài)工質(zhì)流動通道相連通，從而當氣態(tài)工質(zhì)在冷凝段轉(zhuǎn)化為液態(tài)工質(zhì)時，可以從氣態(tài)工質(zhì)流動通道進入到液態(tài)工質(zhì)流動通道，而液態(tài)工質(zhì)在蒸發(fā)段轉(zhuǎn)化為氣態(tài)工質(zhì)時，可以從液態(tài)工質(zhì)流動通道進入到氣態(tài)工質(zhì)流動通道。
[0035]其中，本發(fā)明的包覆層可以由導(dǎo)熱性能良好的材料制成，如由金屬材料制成，優(yōu)選的，包覆層3為銅制成的銅層或鋁制成的鋁箔層；或者，本發(fā)明的包覆層也可以采用涂膠層。
[0036]其中，當本發(fā)明的包覆層3由金屬材料制成時，該包覆層可以通過電鍍的方法配置在毛細結(jié)構(gòu)2的內(nèi)壁，也可以通過涂覆的方法配置在毛細結(jié)構(gòu)2的內(nèi)壁，還可以通過燒結(jié)的方法配置在毛細結(jié)構(gòu)2的內(nèi)壁。而當本發(fā)明的包覆層采用涂膠層時，該包覆層通過涂覆的方式配置在毛細結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁。
[0037]在配置包覆層時，應(yīng)使包覆層的內(nèi)壁平滑，以便形成由包覆層內(nèi)壁所圍成的平滑的氣態(tài)工質(zhì)流動通道，并通過包覆層，將液態(tài)工質(zhì)流動通道和氣態(tài)工質(zhì)流動通道相隔離，使由包覆層隔離的氣態(tài)、液態(tài)工質(zhì)不會產(chǎn)生對流，從而減少氣液的對流阻力。
[0038]其中，本發(fā)明的殼體I可以采用現(xiàn)有技術(shù)的材料制成，毛細結(jié)構(gòu)2可以采用現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)。
[0039]其中，如圖3、圖4所示，本發(fā)明熱管的橫截面形狀可以呈圓形，或者，如圖5、圖6所示，熱管的橫截面形狀也可以呈長圓形，當然，在具體的應(yīng)用過程中，熱管的橫截面形狀還可以采用其它的形狀。
[0040]其中，本發(fā)明的熱源為電子產(chǎn)品的散熱源，如在工作時能產(chǎn)生大量熱量的CPU或GTO等元器件；而本發(fā)明的冷源可以為焊接在熱管冷凝段的一個或多個散熱器，也可以為設(shè)置在熱管冷凝段附近的一個或多個風(fēng)扇，還可以為同時安置在熱管冷凝段的散熱器和風(fēng)扇的組合，通過在熱管冷凝段設(shè)置冷源的方法，使得熱管可以將熱源處的熱量快速傳遞到冷源，從而將熱源產(chǎn)生的熱量被及時的散發(fā)出去。
[0041]在使用時，可以根據(jù)實際情況的需要，通過增大熱管的橫向尺寸等方法增大熱管的熱通量，從而可使熱管快速將熱源的熱量散發(fā)過去，并使熱管適用于功耗更大的系統(tǒng)。
[0042]其中，在加工時，應(yīng)使本發(fā)明的熱管成為負壓力的封閉導(dǎo)體。在使用時，將熱管的一端放置在熱源上，以使熱管的所述一端吸收熱源的熱量成為蒸發(fā)段，而將熱管的另一端放置在冷源上，以使熱管的另一端散發(fā)熱量成為冷凝段。當熱管吸收熱源的熱量時，蒸發(fā)段內(nèi)的液態(tài)工質(zhì)受熱進行蒸發(fā)，在壓差的影響下，蒸發(fā)后形成的氣態(tài)工質(zhì)沿著光滑的氣態(tài)工質(zhì)流動通道流動到熱管的冷凝段進行冷凝處理，冷凝后由氣態(tài)工質(zhì)轉(zhuǎn)化成的液態(tài)工質(zhì)進入到液態(tài)工質(zhì)流動通道，并沿著液態(tài)工質(zhì)流動通道回流到熱管的蒸發(fā)段，以便熱管的蒸發(fā)段對液態(tài)工質(zhì)繼續(xù)進行蒸發(fā)處理。如此無限循環(huán)的重復(fù)動作，可將熱源的熱量快速散發(fā)出去，達到散熱的目的。
[0043]由于本發(fā)明的熱管采用包覆層形成氣態(tài)工質(zhì)流動通道、采用毛細結(jié)構(gòu)形成液態(tài)工質(zhì)流動通道，因此將液態(tài)工質(zhì)和氣態(tài)工質(zhì)的流動通道相隔離，避免了現(xiàn)有技術(shù)中的熱管工作時、液態(tài)和氣態(tài)工質(zhì)因產(chǎn)生對流阻力而使熱量堆疊在熱管內(nèi)、使熱管無法快速散熱的缺陷，從而使本發(fā)明的熱管導(dǎo)熱性能好，極大提高熱管的傳熱效率和散熱效率，提高了熱管的利用率。
[0044]此外，本發(fā)明還提供一種采用上述的熱管進行傳熱的方法，該傳熱方法包括如下步驟:
[0045]將毛細結(jié)構(gòu)2完全覆蓋在熱管封閉殼體I的內(nèi)壁上，以便在熱管的毛細結(jié)構(gòu)2內(nèi)形成液態(tài)工質(zhì)流動通道；
[0046]在毛細結(jié)構(gòu)2內(nèi)壁的中間段配置一層包覆層3，以便在熱管的包覆層3內(nèi)部形成用于使氣態(tài)工質(zhì)從熱管一端流向另一端的氣態(tài)工質(zhì)流動通道，從而形成具有互相連通的液態(tài)工質(zhì)流動通道和氣態(tài)工質(zhì)流動通道的熱管；
[0047]將熱管的一端安置在熱源上，以便熱管的一端吸收熱源的熱量成為蒸發(fā)段；
[0048]將熱管的另一端安置在冷源上，以便熱管的另一端散發(fā)熱量成為冷凝段；
[0049]其中，當熱管吸收熱源的熱量時，蒸發(fā)段內(nèi)的液態(tài)工質(zhì)受熱進行蒸發(fā)形成氣態(tài)工質(zhì)，在壓差的影響下，氣態(tài)工質(zhì)沿著氣態(tài)工質(zhì)流動通道流動到熱管的冷凝段進行冷凝處理，冷凝后轉(zhuǎn)化成的液態(tài)工質(zhì)進入到液態(tài)工質(zhì)流動通道，并沿著液態(tài)工質(zhì)流動通道回流到熱管的蒸發(fā)段。如此無限循環(huán)的重復(fù)動作，使氣、液兩態(tài)工質(zhì)分別沿著圖2中箭頭所示的方向在氣態(tài)工質(zhì)流動通道和液態(tài)工質(zhì)流動通道內(nèi)無限循環(huán)的流動，從而可將熱源的熱量快速散發(fā)出去，達到散熱的目的。
[0050]盡管上文對本發(fā)明作了詳細說明，但本發(fā)明不限于此，本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明的原理進行修改，因此，凡按照本發(fā)明的原理進行的各種修改都應(yīng)當理解為落入本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種熱管的傳熱方法，其特征在于，包括如下步驟: 將毛細結(jié)構(gòu)覆蓋在熱管殼體的內(nèi)壁上，以便在熱管的毛細結(jié)構(gòu)內(nèi)形成液態(tài)工質(zhì)流動通道; 在毛細結(jié)構(gòu)內(nèi)壁的中間段配置一層包覆層，以便在熱管的包覆層內(nèi)部形成用于使氣態(tài)工質(zhì)從熱管一端流向另一端的氣態(tài)工質(zhì)流動通道，從而形成具有互相連通的液態(tài)工質(zhì)流動通道和氣態(tài)工質(zhì)流動通道的熱管； 將熱管的一端安置在熱源上，以便形成熱管的蒸發(fā)段； 將熱管的另一端安置在冷源上，以便形成熱管的冷凝段； 其中，所述熱管的蒸發(fā)段蒸發(fā)處理后形成的氣態(tài)工質(zhì)沿著所述氣態(tài)工質(zhì)流動通道流動到所述熱管的冷凝段進行冷凝處理，冷凝后形成的液態(tài)工質(zhì)沿著所述液態(tài)工質(zhì)流動通道回流到所述熱管的蒸發(fā)段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳熱方法，其特征在于，所述包覆層通過電鍍的方法配置在所述毛細結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳熱方法，其特征在于，所述包覆層通過涂覆的方法配置在所述毛細結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳熱方法，其特征在于，所述包覆層通過燒結(jié)的方法配置在所述毛細結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的傳熱方法，其特征在于，所述包覆層為涂膠層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的傳熱方法，其特征在于，所述包覆層由導(dǎo)熱材料制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的傳熱方法，其特征在于，所述包覆層由金屬材料制成。
8.一種熱管，其特征在于，包括: 密封的殼體； 覆蓋于殼體內(nèi)壁的毛細結(jié)構(gòu)，其內(nèi)形成供液態(tài)工質(zhì)流動的液態(tài)工質(zhì)流動通道； 配置在毛細結(jié)構(gòu)內(nèi)壁中間段的一層包覆層，其內(nèi)部形成用于供氣態(tài)工質(zhì)流動的氣態(tài)工質(zhì)流動通道； 其中，所述氣態(tài)工質(zhì)流動通道與所述液態(tài)工質(zhì)流動通道互相連通； 其中，所述殼體的一端用于安置在熱源上以便形成蒸發(fā)段，所述殼體的另一端用于安置在冷源上以便形成冷凝段； 其中，在所述蒸發(fā)段蒸發(fā)處理后形成的氣態(tài)工質(zhì)沿著所述氣態(tài)工質(zhì)流動通道流動到所述冷凝段進行冷凝處理，冷凝后形成的液態(tài)工質(zhì)沿著所述液態(tài)工質(zhì)流動通道回流到所述蒸發(fā)段。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管，其特征在于，所述包覆層為金屬層。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱管，其特征在于，所述包覆層為銅層或鋁箔層。
【文檔編號】F28D15/04GK104296574SQ201410545819
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月15日
【發(fā)明者】徐阿祥 申請人:合肥聯(lián)寶信息技術(shù)有限公司