专利名称：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。
该热导管工作时，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。
现有热导管仅采用单一毛细结构，毛细结构一般可分为沟槽型、烧结型、纤维型及丝网 型等，所述毛细结构开设于热导管的管壁上或与管壁紧密贴合，在圆形热导管内可使冷凝部 的工作介质及时回流至热导管的蒸发部。但是，当热导管打扁后，所述毛细结构容易出现变 形、崩解等状况，使其液体输送能力大幅下降，并且整个热导管的液体输送能力不能得到其 他方式补充，从而导致热导管最大传热量的大幅下降及热阻的增加。
发明内容
有鉴于此，下面以实施例说明一种具较高传热性能的热导管及其制造方法。 一种热导管，包括纵长的管体、设于管体内壁的主毛细结构及填充于管体内的工作介质 ，该管体内设有辅助毛细结构，该辅助毛细结构为中空的管状体，在该辅助毛细结构内部形 成气流通道，该辅助毛细结构沿其径向包括相互层叠而成的多层丝网，该辅助毛细结构的横 截面尺寸小于该主毛细结构的横截面尺寸，该辅助毛细结构与该主毛细结构相贴合。
一种热导管制造方法，包括以下步骤提供一拉杆，将若干股细绳缠绕于该拉杆的外圆 周面上形成第一层筒状丝网，每一股细绳呈螺旋状于拉杆的轴线方向延伸，相邻的细绳交叉
且交替重叠；再提供若干股细绳，将该若干股细绳缠绕于第一筒状丝网上形成第二层筒状丝
网，每一股细绳呈螺旋状于拉杆的轴线方向延伸，相邻的细绳交叉且交替重叠；将拉杆从第 一层筒状丝网中抽出以形成具有多层丝网的辅助毛细结构，该辅助毛细结构内部中空形成一 气流通道；提供具有主毛细结构的管体，将该辅助毛细结构置入管体中，向管体内填充工作
4流体，抽真空并密封管体以形成热导管。
本发明热导管内设有辅助毛细结构，该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，并且在压扁折弯成型过程中也因不易受伤害而能保持原有的 功能，增强该热导管打扁后的传热性能。
下面参照附图结合实施例作进一步描述
图l为本发明第一较佳实施方式中热导管的轴向剖面示意图2为图1中热导管的径向剖面示意图3为本发明第二较佳实施方式中将热导管压扁后的示意图4为图1中热导管的制造方法的流程示意图。
具体实施例方式
请参阅图1及图2，本发明的第一较佳实施方式的热导管10包括管体12、主毛细结构14、 辅助毛细结构18及工作介质(图未示)。
该管体12由铜等具良好导热性的材料制成，可将一发热元件产生的热量传递至管体12内 部。该管体12为封闭状，管体12包括位于该管体12两端的蒸发部121、冷凝部122及连接该蒸 发部121及冷凝部122的绝热部123，管体12内部具有一从蒸发部121延伸至冷凝部122的圆形 的主气流通道171。
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。该工作介质 由管体12的蒸发部121处吸热蒸发，带着热量向冷凝部122移动，在冷凝部122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设于管体12内壁，可为沟槽型、烧结型、丝网型或纤维型等可产生毛细 力的形态，用于使在管体12冷凝部122凝结形成的工作介质在该毛细力的作用下回流至蒸发 部121，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，在本具体实 施方式中主毛细结构14为烧结型。
该辅助毛细结构18呈一纵长的中空管状结构，在该管状结构内部形成一可使蒸气经过的 从气流通道172，并在其壁部形成若干细小的孔隙，所述孔隙可由若干铜或不锈钢等材料制 成的丝线编织后形成。该辅助毛细结构18的横截面为一圆环，该圆环外壁的直径小于管体 12内孔的直径。该辅助毛细结构18的外壁贴设于该主毛细结构14内壁，该辅助毛细结构18沿 管体12径向与该主毛细结构14相连通，形成一复合式毛细结构。该辅助毛细结构18的横截面 尺寸小于主毛细结构14的横截面尺寸，辅助毛细结构18的底部外壁沿径向与该主毛细结构14靠近发热元件的部分相贴合，其两侧及顶部的管壁沿径向与该主毛细结构14间隔，该辅助毛 细结构18可产生毛细力以吸附该主毛细结构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18间运动，进而使该复合式毛细结构可有效吸附工作介 质，避免工作介质因重力作用形成局部聚积而导致热阻增加。
该辅助毛细结构18沿轴向设于该管体12内，由该管体12之蒸发部121延伸至冷凝部122， 在管体12内形成由蒸发部121延伸至冷凝部122的从气流通道172，以辅助工作介质在管体12 内的循环，可补足原有热导管的毛细力及流体输送能力，增加管体12的蒸发部121与冷凝部 122之间的热交换，提升蒸发部121与冷凝部122间的质量流率，使具有该辅助毛细结构18的 热导管10与具有传统毛细结构的热导管相比具有较高的传热量。
辅助毛细结构18沿辅助毛细结构18的径向由内向外包括相互层叠而成的第一层丝网181 及第二层丝网182，即第一层丝网181位于辅助毛细结构18的最内层，第二层丝网182位于辅 助毛细结构18的最外层，第一层丝网181及第二层丝网182分别由若干股细绳编织而成，每一 股细绳由若干根丝线相互缠绕而成，每一股细绳呈螺旋状于管体12的轴线方向延伸，每一层 相邻的细绳交叉且交替重叠。相对于单层辅助毛细结构而言，双层辅助毛细结构18的横截面 积较大，孔隙更多，具有更强的毛细作用力。
进一步而言，编织第一层丝网181所采用的丝线的线径大于第二层丝网182所采用的丝线 ，即辅助毛细结构18的每一层的丝线线径沿径向由内向外逐层变细。辅助毛细结构18的第一 层丝网181为辅助毛细结构18的最内层，起到主要支撑辅助毛细结构18的整体骨架的作用， 需要较佳机械强度，当辅助毛细结构18为多层时，第一层丝网181将承受更大的负荷，故第 一层丝网181的丝线较粗，具有较佳机械强度，可承受较大负荷，使得辅助毛细结构18不易 崩塌，更好地保持辅助毛细结构18原有的孔隙及气流通道。第二层丝网182为辅助毛细结构 18的最外层，其与主毛细结构14直接贴合，为了使得辅助毛细结构18吸附更多主毛细结构 14中的工作介质，当第二层丝网182所采用的丝线线径较细，则第二层丝网182的孔隙较小可 增加第二层丝网182的毛细作用力。
如图3示出本发明的第二较佳实施方式，其中将圆形的热导管10打扁后形成扁平状的热 导管50，主气流通道171呈方框状，辅助毛细结构18仅其底部的管壁与主毛细结构14相贴合 ，而其两侧及顶部的管壁仍然与主毛细结构14间隔，故打扁时不会对辅助毛细结构18造成损 害。扁平状热导管50适用于要求结构设计紧凑的场合，如笔记本电脑散热中。
如图4所示，上述又一较佳实施方式的热导管的一种制造方法包括以下步骤
提供若干根丝线，将其中每四根丝线相互缠绕成一股细绳，从而形成若干股细绳。提供一圆柱形的拉杆，将10股细绳呈螺旋状缠绕于该拉杆的外圆周面上形成第一筒状丝 网，该第一筒状丝网作为辅助毛细结构18的第一层丝网181，每一股细绳呈螺旋状于拉杆的 轴线方向延伸，相邻的细绳交叉且交替重叠。
另提供10股细绳，将该10股细绳呈螺旋状缠绕于第一筒状丝网上形成第二筒状丝网，第 二筒状丝网作为辅助毛细结构18的第二层丝网182，每一股细绳呈螺旋状于拉杆的轴线方向 延伸，相邻的细绳交叉且交替重叠。
将拉杆从第一筒状丝网中抽出以形成辅助毛细结构18，该辅助毛细结构18内部中空形成 一气流通道172。
提供一具有主毛细结构14的管体12，将该辅助毛细结构18置入管体12中，向管体内填充
工作液体，抽真空并封闭筒体的二端以形成热导管io。
下面以具体实验数据说明本发明的较佳实施方式的具有该辅助毛细结构18的热导管10比 具有传统毛细结构的热导管的传热性能强。
表l规格为(6(160mm的传统沟槽圆型热导管与相同规格的本发明的第一较佳实施方式的 热导管10的性能对比
热导管型式取测试样品数量 (单位支)平均最大传热量 Qmax (单位W)平均热阻值Rth (单位(C/W)
传统沟槽热导管45650. 025
本发明第一较佳实施方式的热导管io4595. 50. 024
表l中Qmax为热导管操作温度在50 (C时的最大传热量，平均热阻值Rt！^ (蒸发部平均温度 (冷凝部平均温度)/Qmax。
如表1中所示，本发明第一较佳实施方式的热导管io的最大传热量平均较传统的沟槽热
导管高出40%，其传热性能大幅提升。
表2规格为(6(160mm的圆管压扁至3. 5mm厚后传统热导管与相同规格的本发明的第二较佳 实施方式的热导管50的性能对比
热导管型式取测试样品数量 (单位支)平均最大传热量 Qmax(单位W)平均热阻值Rth (单位(C/W)
传统沟槽热导管10320. 055
本发明第二较佳实施 例的热导管5010640. 033
表2中Q皿x为热导管操作温度在50 (C时的最大传热量，平均热阻值Rt！^ (蒸发部平均温度
7(冷凝部平均温度)/Qmax。
如表2中所示，本发明第二较佳实施例的热导管50可提供的最大传热量(Q^)为传统沟槽 型式的热导管2倍，平均热阻值皆远低于传统热导管，其传热性能大幅提升。
另外，本领域技术人员还可于本发明精神内做其它变化，如采用5-8根丝线编织一股细 绳，辅助毛细结构的每一层采用ll-20股细绳编织，只要其不偏离本发明的技术效果均可。 这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
权利要求
1.一种热导管，包括纵长的管体、设于管体内壁的主毛细结构及填充于管体内的工作介质，其特征在于该管体内设有辅助毛细结构，该辅助毛细结构为中空的管状体，在该辅助毛细结构内部形成气流通道，该辅助毛细结构沿其径向包括相互层叠而成的多层丝网，该辅助毛细结构的横截面尺寸小于该主毛细结构的横截面尺寸，该辅助毛细结构与该主毛细结构相贴合。
2 如权利要求l所述的热导管，其特征在于该辅助毛细结构的每一 层丝网由若干股细绳编织而成，每一股细绳由若干根丝线相互缠绕而成。
3 如权利要求2所述的热导管，其特征在于该辅助毛细结构的每一 层丝网的细绳股数为10-20股。
4 如权利要求2所述的热导管，其特征在于每一层丝网的每一股细 绳呈螺旋状于管体的轴线方向延伸，每一层丝网中相邻的细绳交叉且交替重叠。
5 如权利要求2所述的热导管，其特征在于每一股细绳的丝线的根数为4-8根。
6 如权利要求2所述的热导管，其特征在于丝线为铜丝。
7 如权利要求l所述的热导管，其特征在于该辅助毛细结构的每一层丝网由丝线编织而成，每一层丝网的丝线线径沿径向由内向外逐层变细。
8 如权利要求l所述的热导管，其特征在于该辅助毛细结构仅其底 部的管壁与主毛细结构相贴合，而辅助毛细结构的两侧及顶部的管壁与主毛细结构间隔。
9 一种热导管制造方法，包括以下步骤 提供一拉杆，将若干股细绳缠绕于该拉杆的外圆周面上形成第一层筒状丝网，每一股 细绳呈螺旋状于拉杆的轴线方向延伸，相邻的细绳交叉且交替重叠；再提供若干股细绳，将该若干股细绳缠绕于第一筒状丝网上形成第二层筒状丝网，每 一股细绳呈螺旋状于拉杆的轴线方向延伸，相邻的细绳交叉且交替重叠；将拉杆从第一层筒状丝网中抽出以形成具有多层丝网的辅助毛细结构，该辅助毛细结构内部中空形成一气流通道；提供具有主毛细结构的管体，将该辅助毛细结构置入管体中，向管体内填充工作流体 ，抽真空并密封管体以形成热导管。
10.如权利要求9所述的热导管制造方法，其特征在于每一层丝网 的每一股细绳由若干丝线相互缠绕而成。
全文摘要
一种热导管，包括纵长的管体、设于管体内壁的主毛细结构及填充于管体内的工作介质，该管体内设有辅助毛细结构，该辅助毛细结构为中空的管状体，在该辅助毛细结构内部形成气流通道，该辅助毛细结构沿其径向包括相互层叠而成的多层丝网，该辅助毛细结构的横截面尺寸小于该主毛细结构的横截面尺寸，该辅助毛细结构与该主毛细结构相贴合。本发明热导管内设有辅助毛细结构，该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，并且在压扁折弯成型过程中也因不易受伤害而能保持原有的功能，增强该热导管打扁后的传热性能。
文档编号F28D15/04GK101634532SQ20081030642
公开日2010年1月27日 申请日期2008年12月22日 优先权日2008年12月22日
发明者代升亮, 吴声麟, 罗友梁, 郑年添 申请人:富瑞精密组件(昆山)有限公司;鸿准精密工业股份有限公司