专利名称：长效型热管及其制作方法
技术领域：
本发明涉及一种热管，尤指一种长效型热管及其制作方法。
技术背景随着计算机的中央处理器(CPU)的运算速度不断提升，其所产生的发热量也越来越高，以往由铝挤型散热器及风扇所组成的散热装置，已不能满足目 前的中央处理器的使用需求，于是有业内人士陆续开发出具有更高导热效能的热管(heatpipe)，并将其与散热器作组合，以有效地解决现阶段的散热问题； 然而，热管内部的结构设计与工作流体多少，将关系到热管的导热速度及效能， 当工作流体太多时将造成热管内部的气体通道縮小，而大幅度的影响到导热效 能；反之，当工作流体太少则易使热管内部产生干烧(dry out)现象，而使热 管损坏报废。公知的具有气、液体通道的热管，如中国台湾省公开号为200720614的专 利所揭示，该热管包含金属管、毛细组织、工作流体及汽-液两相分流隔板， 该毛细组织使金属管内部形成至少两个隔开的空腔部，该工作流体填注在该金 属管内部，该汽-液两相分流隔板设在该金属管中部的毛细组织朝向空腔部的 表面上。然而，公知的具有气、液体通道的热管，虽然设置有汽、液体分隔流道， 但其气体通道分别形成液体通道的内外周缘，当热管的一端受热后其蒸汽前进 方向与液体回流方向，在热管的受热部及放热部依旧相反，往往令向上移动的 汽体与向下移动的液体产生相互干涉阻扰，进而降低其导热效能；另，其必须 依靠毛细组织的毛细作用，将液体从放热部的一端传递到受热部的一端，其效 能也将随着传递长度而递减。此外，其制作方法是以毛细组织对分流隔板进行包覆后，将上述的组合结 构置入金属管内部，再将工作流体填入金属管内部，并对金属管进行除气及封 口压合。 一般热管的外缘直径都不大，以毛细组织对分流隔板作包覆时已相当 的不容易，又要将此组合结构置入金属管内部，并与金属管内壁面相贴附接触， 如此更令热管的制作难度提高。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种长效型热管及其制作方法，使 热管有效地避免干烧损坏，具有很好的导热效能和导热速度，且制作方法简单。，
为了达成上述的目的，本发明的长效型热管，包括金属管、受热部、毛细 组织及工作流体，其中该金属管内部形成有容腔，在该容腔内成型有气体通道 及与该气体通道相互连通的液体通道；该受热部形成在该金属管上，并对应于
该气体通道及该液体通道的一段；该毛细组织设在该受热部的该气体通道及该 液体通道内；该工作流体则填注在该容腔内部。
为了达成上述的目的，本发明的长效型热管的制作方法，其步骤包括
a) 提供金属管，在该金属管内部成型有气体通道及与该气体通道相连通的 液体通道；
b) 以焊接装置对所述金属管的一端焊接封口；
c) 将芯棒插入所述气体通道中，并在该芯棒外缘及所述气体通道之间形成 有间隙；
d) 将金属粉末填入所述间隙及所述液体通道内；
e) 对所述金属粉末进行加温烧结，在所述气体通道及所述液体通道内形成 有毛细组织；
f) 将所述芯棒取出；以及
g) 将工作流体填入所述金属管内部，并对所述金属管进行除气及封口压合。 通过上述技术方案，本发明的长效型热管及其制作方法，借由在金属管上
成型的气、液体通道，利用蒸汽将冷凝液体由液体通道推回受热部的一端，不仅可避免热管的干烧(dry out)损坏，而大幅延长热管有效工作长度，不受毛
细组织的毛细力限制影响；且能提高热管的导热速度与效能，并能提升热管的 制作合格率。
图1为本发明热管的轴向剖面示意图； 图2为图1中所示热管沿2-2线的剖面示意图； 图3为本发明热管的制作流程图4为本发明中热管在芯棒插入气体通道时的轴向剖面示意图5为本发明中热管在完成烧结制作程序时的轴向剖面示意图6为本发明中热管在芯棒已从气体通道拔出时的轴向剖面示意图7为本发明中热管应用于电子发热组件状态下的轴向剖面示意图8为本发明中热管的第二实施例的径向剖面示意图9为本发明中热管的第三实施例的径向剖面示意图IO为本发明中热管的第四实施例的径向剖面示意图。
附图标记说明
金属管10
分隔板101、 102槽沟103
容腔11气体通道12
液体通道13连通区14
受热部15放热部16
杆体17
毛细组织20
工作流体30
金属编织网40
斗缺 心萍57间隙 51 散热鳍片组 6电子发热组件7步骤a、 b、 c、 d、 e、 f、 g具体实施方式
有关本发明的详细说明及技术内容，配合
如下。请参照图l及图2所示，分别为本发明热管的轴向剖面示意图及图1中所 示热管沿2-2线的剖面示意图，本发明的长效型热管(heatpipe)，主要包括金 属管(Metal Tube ) 10、受热部(Heat-absorption Part ) 15、放热部(Heat-dissipation Part) 16、毛细组织(Capillary) 20及工作流体(Working Fluid ) 30，此金属管 10内部具有容腔(Chamber) 11,在容腔11内成型有气体通道(Vapor Channel) 12及与气体通道12相互连通的液体通道(Liquid Channel) 13;本实施例中的 液体通道13的长度小于气体通道12的长度，借以在气体通道12的首、末两端 分别形成有连通区14。该受热部15及放热部16分别形成于金属管10上，并 分别对应于气体通道12及液体通道13的后段及前段。该毛细组织20可为多孔 性烧结金属，其设在受热部15的气体通道12及液体通道13内，其中受热部 15的气体通道12部分被毛细组织20环形布设，而呈中空状；而在受热部15 的液体通道13则全部被毛细组织20所布设填满，而呈实心型态；借以构成防 止汽体通过的结构。该工作流体30可为纯水等，其填注于容腔ll内部。请参照图3至图5所示，分别为本发明热管的制作流程图及本发明中热管 在芯棒插入气体通道时的轴向剖面示意图、本发明中热管在完成烧结制作程序 时的轴向剖面示意图，其步骤包括a)提供金属管10，在该金属管10内部成型有气体通道12及与该气体通 道12相连通的液体通道13 (如图4所示)，在此步骤中，此金属管10可由铜 等导、散热性良好的材料所制成，且其形状可为圆形或其它各种不同几何形状； 在抽制此金属管10时，利用特殊模具(图未示)，在金属管10内壁直接凸伸成型有两块半圆弧状分隔板101、 102(参阅图2)。再以成型工具对该两块分隔板101、 102进行压掣加工，而使此两块分隔板IOI、 102产生塑性变形，并使该 两块分隔板的端面相互贴接封合，从而形成有气体通道12及液体通道13。此 外，以刀具(Tool)对该两块分隔板101、 102的前、后两端进行加工，而在金 属管IO的内部分别形成有连通区14 (如图l所示)。b)以焊接装置对该金属管IO的一端焊接封口 (如图4所示)；在此步骤中， 以焊枪等焊接装置(图未示)对金属管IO的底端进行焊接(Welding)封口。c )将芯棒5插入该气体通道12中，并在该芯棒5外缘及该气体通道12之 间形成有间隙51 (如图4所示)；在此步骤中，将外周缘尺寸小于气体通道12 的内周缘尺寸的芯棒5插入该气体通道12中，借以在芯棒5外周缘及气体通道 12内周缘之间形成有间隙51。d) 将金属粉末填入该间隙51及该液体通道13内(如图5所示)；在此步 骤中，将金属材料所制成的粉末(图未示)填入步骤c中的间隙51及液体通道 13内，此金属粉末的量少于液体通道13及间隙51的容积，本实施例的金属粉 末量低于液体通道13及间隙51的容积的1/3，仅在间隙51及液体通道13的下 方处填设有这些金属粉末，借以避免占据金属管IO内部的有限容置空间。e) 对该金属粉末进行加温烧结，在该气体通道12及该液体通道13内形成 有毛细组织20 (如图5所示)；在此步骤中，以加温烧结(Sintering)制作过 程对填入的金属粉末进行烧结，而在气体通道12及液体通道13下方处内部形 成有相互连接的毛细组织20。f) 将该芯棒5取出(如图6所示)；在此步骤中，可左、右摇晃此芯棒5， 而使毛细组织20与芯棒5产生松动现象，再将芯棒5从气体通道12中取出； 如此，可在受热部15的气体通道12形成中空状，而在受热部15的液体通道 13形成实心状，借以构成防止气体通过的结构。g) 将工作流体30填入该金属管10内部，并对该金属管IO进行除气及封 口压合；在此步骤中，将工作流体30填注在容腔11内部(如图l所示)，可将 金属管10呈直立状或倾斜状摆设，再将纯水等工作流体30填入金属管10的容腔U内部。其次以加温等除气装置将金属管10内部的气体排出，并利用金属 管IO的另一端进行封口压合。
请参照图7所示，为本发明中热管应用于电子发热组件状态下的轴向剖面
示意图，该放热部16可供散热鳍片组6套接，受热部15则与电子发热组件7 相互贴附接触，此电子发热组件7运作后将产生高热量，此热量将令工作流体 30汽化，
此汽化流体因相变化产生潜热而带走大量热量，借由容腔11内部构成有防 止气体通过的结构，而使汽化流体将沿着气体通道12朝向散热鳍片组6的一端 作高速移动，并经连通区14再进入液体通道13的前端，此时利用此散热鳍片 组6的散热作用，而使这些汽化流体被冷凝成液体，并借由汽体高低压差效应 或重力作用，通过液体通道13前段再流至后段的毛细组织20处，利用此毛细 组织20的毛细作用力，而回流到热管与电子发热组件7相互贴接的一端，如此 以构成热管的连续循环运作。
请参照图8、 9、 IO所示，分别为本发明中热管的其它各种实施例的径向剖 面示意图，其中图8的两块分隔板101、 102分别呈直立状，且其端面相互贴接 封合；另在金属管10内壁成型有等间距布设的两个或两个以上槽沟103，这些 沟槽103形成在气体通道12及液体通道13内，借以增加热交换面积。图9的 分隔板IOI为单一的呈直立状，且端面与金属管IO的内壁面相互贴接封合；图 IO则是在金属管10的内壁铺设金属编织网40，再在金属管IO内部插设中空圆 形杆体17,此杆体17的部分外缘面与金属编织网40的内侧面相互贴接，且此 金属编织网40夹设在金属管10的内壁及毛细组织20之间；如此，也具有上述 实施例的等同效果。
综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
权利要求
1、一种长效型热管，其特征在于，其包括金属管，内部形成有容腔，在该容腔内成型有气体通道及与该气体通道相互连通的液体通道；受热部，形成在该金属管上，并对应于所述气体通道及所述液体通道的一段；毛细组织，设在所述受热部的所述气体通道及所述液体通道内；以及工作流体，填注在所述容腔内部。
2、 如权利要求l所述的长效型热管，其特征在于，所述金属管内壁凸伸有 相互对应的两块半圆弧状分隔板，该两块分隔板的端面相互贴接封合。
3、 如权利要求l所述的长效型热管，其特征在于，所述金属管内壁凸伸有 相互对应的两块直立状分隔板，该两块分隔板的端面相互贴接封合。
4、 如权利要求l所述的长效型热管，其特征在于，所述金属管内壁凸伸有 直立状分隔板，该分隔板的端面与所述金属管的内壁面相互贴接封合。
5、 如权利要求l所述的长效型热管，其特征在于，所述金属管内部容设有 中空的杆体，该杆体的部分外缘面与所述金属管的内壁面相互贴接。
6、 如权利要求l所述的长效型热管，其特征在于，所述金属管内壁成型有 两个或两个以上槽沟，所述槽沟形成于所述气体通道及所述液体通道内。
7、 如权利要求l所述的长效型热管，其特征在于，所述液体通道的长度小 于所述气体通道的长度，在所述气体通道的首、末两端分别形成有连通区。
8、 如权利要求1所述的长效型热管，其特征在于，所述毛细组织为多孔性 烧结金属。
9、 如权利要求l所述的长效型热管，其特征在于，所述受热部的所述气体 通道为部分被所述毛细组织所布设而呈中空状。
10、 如权利要求9所述的长效型热管，其特征在于，所述受热部的所述液 体通道为全部被所述毛细组织所布设并形成防止气体通过的结构。
11、 如权利要求1所述的长效型热管，其特征在于，其还包括放热部，该 放热部形成于所述金属管上，并对应于所述气体通道及所述液体通道的另 一段。
12、 如权利要求l所述的长效型热管，其特征在于，其还包括金属编织网， 该金属编织网被夹设于所述金属管内壁及所述毛细组织之间。
13、 一种长效型热管制作方法，其特征在于，其步骤包括a) 提供金属管，在该金属管内部成型有气体通道及与该气体通道相连通的 液体通道；b) 以焊接装置对所述金属管的一端焊接封口；c) 将芯棒插入所述气体通道中，并在该芯棒外缘及所述气体通道之间形成 有间隙；d) 将金属粉末填入所述间隙及所述液体通道内；e) 对所述金属粉末进行加温烧结，在所述气体通道及所述液体通道内形成 有毛细组织；f) 将所述芯棒取出；以及g )将工作流体填入所述金属管内部，并对所述金属管进行除气及封口压合。
14、 如权利要求13所述的长效型热管制作方法，其特征在于，所述步骤a 中的所述金属管内壁凸伸有相互对应的两块半圆弧状分隔板，该两块分隔板的 端面相互贴接封合。
15、 如权利要求13所述的长效型热管制作方法，其特征在于，所述步骤a 中的所述金属管内壁凸伸有相互对应的两块直立状分隔板，该两块分隔板的端 面相互贴接封合。
16、 如权利要求13所述的长效型热管制作方法，其特征在于，所述步骤a 中的所述金属管内壁凸伸有直立状分隔板，所述分隔板的端面与所述金属管的 内壁面相互贴接封合。
17、 如权利要求13所述的长效型热管制作方法，其特征在于，所述步骤a 中的所述金属管内部容设有中空的杆体，所述杆体的部分外缘面与所述金属管 的内壁面相互贴接。
18、如权利要求13所述的长效型热管制作方法，其特征在于，所述步骤d 中所述填入的金属粉末的量少于所述液体通道及所述间隙的容积。
全文摘要
本发明公开了一种长效型热管及其制作方法，其中长效型热管包括金属管、受热部、毛细组织及工作流体，金属管内部形成有容腔，在容腔内部成型有气体通道及与气体通道相互连通的液体通道，受热部形成在金属管上，并对应于气体通道及液体通道的一段，毛细组织设在受热部的气体通道及液体通道内，工作流体则填注在容腔内部；借由在金属管上成型的气、液体通道，利用蒸汽将冷凝液体由液体通道推回受热部的一端，不仅可避免热管的干烧(dry out)损坏，而大幅延长热管有效工作长度，不受毛细组织的毛细力限制影响；且能提高热管的导热速度与效能，并能提升热管的制作合格率。
文档编号F28D15/02GK101545734SQ20081008777
公开日2009年9月30日 申请日期2008年3月26日 优先权日2008年3月26日
发明者廖邦宏, 张文才, 曾国峰, 王证都 申请人:超众科技股份有限公司