專利名稱：平板式環(huán)路型熱管(二)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于一種平板式環(huán)路型熱管，特別涉及一種熱傳量大、均溫性佳，且對于存在熱管內的非凝結性氣體對回路系統(tǒng)特性影響不大的熱交換結構。
背景技術：
現(xiàn)有的熱管，由于具有相當好的熱傳遞性，已被廣泛地應用于電子組件的散熱組件。通常熱管式的散熱組件，具有一熱管1，在電子組件端設有一導熱塊11，導熱塊11與熱管1的一端相接，熱管1的另一端能經另一導熱塊與熱交換裝置相接，或是熱管1另一端直接夾設有數散熱鰭片12，如

圖1所示，即是散熱鰭片12式的熱管。
熱管的制造，有相當高的一部份成本是用于熱管內清潔與除氣的步驟，也就是熱管內進行潔凈與抽真空的作業(yè)，潔凈度與真空度越高，所能達成的熱交換作用效果越好，越能確保熱傳導的穩(wěn)定性，但是，信道中仍存在微量的非凝結性氣體(non-condensing gas)，非凝結性氣體在熱管內的信道，會產生積聚，其積聚的區(qū)域與受熱端的蒸發(fā)區(qū)溫差很大，便影響到熱管運作的順暢性。其中非凝結性氣體易于累積在冷凝區(qū)信道處的末端，而使其均溫性與熱傳功能大幅下降。
熱管1在導熱塊11為熱區(qū)的蒸發(fā)區(qū)提供蒸氣流的產生，使蒸氣流順著信道朝另一端為冷區(qū)的冷凝區(qū)流動，然后在冷區(qū)的信道處使蒸氣流冷凝形成冷凝液體流，再借助于信道內的毛細組織13快速地將冷凝液體流由冷區(qū)朝熱區(qū)導引流動，用以補充蒸發(fā)區(qū)液體蒸發(fā)成氣體的部份，以構成循環(huán)的流動。
當熱管1一端受熱而使熱管內的液體蒸發(fā)，蒸氣朝冷凝區(qū)流動，并冷凝成液體，經毛細組織使液體回流至蒸發(fā)區(qū)，由于熱管的流體往返回路為設置在同一信道內，會使蒸氣流與液體流的流動方向在該信道中相互沖突，而使熱傳量降低，且信道中殘存的非凝結性氣體積存于冷凝區(qū)，形成溫差大的區(qū)域，降低了均溫性，熱傳性因而也大幅降低，故傳統(tǒng)上對熱管的制造條件與保持皆嚴格要求，因此使成本大幅提高，售價上升，相當不符合經濟性，為了提供更符合實際需求的物品，本發(fā)明人進行了研發(fā)，以解決現(xiàn)有熱管熱傳性不佳的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供一種平板式環(huán)路型熱管，在熱管中形成多信道與多回路式的結構，將蒸發(fā)區(qū)、蒸氣信道、冷凝區(qū)、流體返回信道依序串聯(lián)成一回路，其中蒸氣信道能以單一信道或兩信道以上相互并聯(lián)設置，流體返回信道也能以單一信道或兩信道以上相互并聯(lián)設置，便能形成單回路式的串、并聯(lián)組合的架構，即組成更有效率的熱交換裝置，回路主要是利用信道流阻的導引作用，即蒸氣信道的流阻小于流體返回信道，讓回路中的流體自動產生循環(huán)性且穩(wěn)定的單方向且相同方向的流動。而使熱管幾乎不會有燒千現(xiàn)象發(fā)生，故能產生很好的熱傳遞性，在有限空間下可有極大的熱傳量。信道中所形成蒸氣流(vapor flow)與冷凝的液體流(liquid flow)皆為順著同一方向流動而不相沖突。而且同一平面上的各回路能形成不均勻配置狀態(tài)，以適應實際需求。
本發(fā)明另一目的在于提供一種上述的平板式環(huán)路型熱管，在于以經濟性考慮的前題下，能以低成本進行熱管的制造，但仍維持有熱管的熱傳遞功能和效果，而且能產生更快速的引導，運用回路內信道熱流不對稱的現(xiàn)象與回路結構上的引導，使熱交換中的蒸氣信道、冷凝區(qū)、流體返回信道、蒸發(fā)區(qū)所依序串聯(lián)回路成為循環(huán)狀的信道，即能使殼體內所存在的非凝結性氣體無法固定積聚在信道的冷凝區(qū)，而讓非凝結性氣體順著信道依據設計方向不斷地循環(huán)流動，大幅提高熱管的均溫性，故熱管的殼體內即使有非凝結性氣體，對熱管的功能特性均影響不大，并能延長熱管的使用壽命。
本發(fā)明的又一目的在于提供上述的平板式環(huán)路型熱管，可以在同樣的熱傳導量下，得到比現(xiàn)有技術更薄的結構，因為本發(fā)明可僅由殼體與信道引導組件所組成，無需毛細組織，便使熱管厚度比現(xiàn)有技術更為薄，且現(xiàn)有技術方案會產生流體往返相沖突的流動，其流阻大，自然會形成較厚的結構，本發(fā)明為同平面的回路引導流動，故在相同流阻下熱板厚度比現(xiàn)有技術方案更簿。
為達到上述目的，本發(fā)明結構為包括一殼體與數引導組件構成數信道并置于中空殼體內，讓引導組件使殼體內形成具有至少一回路，回路形成為依序串聯(lián)的蒸發(fā)區(qū)、蒸氣信道、冷凝區(qū)、流體返回信道，且在殼體中充填有適量液體，其中流體返回信道與蒸氣信道是各自有其獨立而不相共享的信道，且能干流體返回信道內設有毛細組織，并使蒸氣信道的流阻小于流體返回信道，當蒸發(fā)區(qū)受熱，冷凝區(qū)散熱，使回路內所有的流體皆朝同一方向穩(wěn)定流動不相沖突，且所有流體皆可流經回路各處，故回路內存在的非凝結性氣體對回路的均溫性影響不大，且順著回路流動，而使回路熱板成為均溫性佳且熱傳量極大的熱交換裝置。其中蒸氣信道為可二信道以上并聯(lián)設置，流體返回信道為可二信道以上并朕設置。
為進一步說明本發(fā)明為達成預定目的所采取的技術、手段及功能和效果，下面結合附圖進一步說明本發(fā)明較佳、可行的實施例，相信本發(fā)明的目的、特征與優(yōu)點，可由此得以深入且具體的了解。
圖2為本發(fā)明的立體分解圖；圖3為圖2中本發(fā)明組合后的3-3線剖視圖；圖4為圖2中本發(fā)明不具頂殼的上視圖，且顯示液體在引導組件中的流向示意圖。
在圖2、3、4中，本發(fā)明的一種平板式環(huán)路型熱管，具有一殼體3，殼體3為中空封閉體，并于殼體3內充填有液體，具有至少一引導組件4，引導組件4直接設置在殼體3內，并通過引導組件4使殼體3內形成具有至少一回路2，其中的殼體3是由頂殼31與底殼32所組成，以頂殼31的周緣與底殼32的周緣相接后密閉形成殼體3。
在圖2、圖3中，顯示出在殼體3的頂殼31、底殼32內面與引導組件4間分別設置有一板狀毛細組織7、8，以增加熱傳功能，其中能設置兩塊板狀毛細組織8，其可分別直接設置在殼體3的內面上，是為一種整面式的毛細組織，如圖2所示，另外，在圖2中，板狀毛細組織7上設有多個寬信道，該信道相當于引導組件4的寬信道，同樣地也能分別設于殼體3的內面上，或是與殼體一體制成者，亦能僅于殼體的一側內面處設置其中任一板狀毛細組織7或8。
引導組件4在圖2中為形成一板體40，且于板體40上開設有數突起或凹陷的信道，各該信道設置為配合回路的需求形成此外，引導組件4的另一種型式，為以條狀或弧狀的引導組件依設計的需求，連接接設于殼體3的內面，或由殼體的內面以突起或凹陷的方式直接加工成形，通常薄的殼體3較適合以沖壓方式形成引導組件4，而且能同時將各回路一次制成，也就是能將圖2所示為引導組件4的形式直接設置于殼體3，不局限是單獨設于頂殼或底殼。
在圖2中，引導組件4為呈方形，但不以該形狀為限，也為圓形等，且板體40上形成四等分的各一回路使用狀態(tài)，每回路組由二區(qū)隔條40a、b與二邊緣條47的相鄰部份所組成，該對區(qū)隔條40a、b間形成一導通孔的中心缺口48。
在區(qū)隔條40a、b與角狀的二邊緣條47所框圍的空間內，以四條的第一隔條41、42、43、44與垂直區(qū)隔條40a并列于其間形成四條寬信道，再以一第二隔條45兩側分別與第一隔條44、邊緣條47并列于其間形成二條次寬信道，在另一側的水平區(qū)隔條40b并列有一底隔條46，使其間區(qū)隔成一條較窄信道，并使底隔條46與第一隔條44相接成L狀，以形成由寬信道、次寬信道、較窄信道的串聯(lián)回路，并于兩側邊形成一凹入的邊槽，該邊槽為連接區(qū)域49；但上述的結構僅為一較佳實施例。
其中以寬信道形成蒸氣信道22，以較窄信道形成流體返回信道24，缺口48處為蒸發(fā)區(qū)21，以次寬信道所在的板邊緣處為冷凝區(qū)23，填充于殼體內液體，其流向如圖4所示。且寬信道的靠冷凝區(qū)部份已具有為冷凝區(qū)的功用。
回路2由依序串聯(lián)的蒸發(fā)區(qū)21、蒸氣信道22、冷凝區(qū)23、流體返回信道24所組成，在回路2中充填有適量的液體，液體的充填量是指由填入殼體內所能出現(xiàn)與存在的毛細組織至填滿引導組件的各回路的信道內約80-90％體積的范圍。
其中流體返回信道24與蒸氣信道22是不相共享的信道，也就是蒸氣信道22是一獨立的信道，流體返回信道24也是一獨立的信道，這是不同于現(xiàn)有傳統(tǒng)熱管的蒸氣信道與流體返回信道共享同一信道的結構。
本發(fā)明的回路2的區(qū)域，在圖4中，為在上、下方各形成兩組回路2，且上方或下方的一對回路為左右對稱設置，即形成中間的蒸發(fā)區(qū)21與周邊的冷凝區(qū)23，使蒸氣進入四條寬信道所并聯(lián)組成的蒸氣信道22，然后進入冷凝區(qū)23的次寬信道，冷凝成的液體順著較窄信道所形成的流體返回信道24回到蒸發(fā)區(qū)21，便完成一次的循環(huán)動作，而回路的形狀能配合需求設置，在圖2中是將蒸發(fā)區(qū)設置在中心位置，也能為偏心的狀態(tài)，或是在角落處，均能應用本發(fā)明的方式，形成多種的形狀。
且本發(fā)明使在流體返回信道24內的流阻大于蒸氣信道22，這是刻意造成殼體信道內熱流的不平衡，以形成殼體3信道內流體流動的不對稱結構，使由蒸發(fā)區(qū)21形成的蒸氣很容易且自然穩(wěn)定地單方向朝冷凝區(qū)23流動，并在冷凝區(qū)23冷凝形成冷凝液體流，讓冷凝的液體流與非凝結性氣體，連同末冷凝的蒸氣流，在回路的流阻不同作用下與信道結構的導引下，一齊朝向流體返回信道24穩(wěn)定地單方向流動，且經流體返回信道24回流至蒸發(fā)區(qū)21。
本發(fā)明所指的蒸發(fā)區(qū)21就是回路2受熱位置部份，如圖3所示，其能以一熱源5與殼體3的一端面(底面)中心處相接，而熱源是指電子組件的易發(fā)熱表面，通常是指中央處理器，但不局限于該組件。所以，蒸發(fā)區(qū)與欲散熱的熱交換裝置相接，欲散熱的熱交換裝置可為熱源的傳熱塊、受熱鰭片組、受熱水套或如本發(fā)明另一組回路的冷凝區(qū)，其中的另一組回路是指本發(fā)明兩回路的串接型式。
此外，本發(fā)明冷凝區(qū)23就是回路散熱的位置，此部份為主要的散熱區(qū)域，當然信道的本身也是良好的散熱結構，能使冷凝區(qū)(或是殼體3的另一端面(頂面))與一熱交換裝置6相接，如圖3所示，也就是冷凝區(qū)與一作為散熱的熱交換裝置相接，熱交換裝置為一體式的散熱器、散熱鰭片組、冷卻水塔或如本發(fā)明另一組回路的蒸發(fā)區(qū)。
另外，在圖2中所示的蒸氣信道22為多個信道，也就是說能設有一或兩條以上相互并聯(lián)的蒸氣信道22，以使各蒸氣信道的流阻總和小于流體返回信道，其中的流阻控制為改變回路總截面積或總長度或其組合，以形成蒸氣信道內的流阻小、流速大的狀態(tài)，而流體返回信道內的流阻大、流速小的狀態(tài)，使回路中刻意形成的熱流不對稱，促使流動方向的確定且，流體返回信道24在圖中為數信道，但也能設有兩條以上相互并聯(lián)的流體返回信道，只要符合前述的具有較大流阻條件，并且使冷凝液體只能經過流體返回信道返回蒸發(fā)區(qū)，自然產生回路的導引流動，且此種流動的現(xiàn)象為穩(wěn)定的單方向流動，且被刻意限制的，僅能朝設計的方向流動，不會發(fā)生違反設計的隨意流動。
或讓流體返回信道中充滿液體以形成液封，其能干流體返回信道中完全置滿一毛細組織(圖中末表示，但類似圖2的板狀毛細組織)以形成，亦能縮小氣體通過空間以達成上述的液封效果，即以增加流阻的不對稱性，而使流體循環(huán)更穩(wěn)定朝設計方向流動，但此時因液體返回信道會影響非凝結氣體的通過性，使該實施的均溫性較差，可以透過對回路的除氣程序，以消除非凝結氣體，提高均溫性。
由于回路2內已被設置成串聯(lián)式，且有順序的單方向循環(huán)流動，使存在于回路的非凝結性氣體沒有積聚停留的空間與時間，只能順著蒸氣流流動或冷凝液體流在回路中流動，所以，本發(fā)明在回路內可以形成蒸氣信道空間內含有大部份蒸氣流的氣體與少部份冷凝后液體流的液體與非凝結性氣體，而，流體返回信道空間內大部份為冷凝的液體與少部份的蒸氣流氣體與非凝結性氣體，構成快速地單方向循環(huán)流動。使熱管內所有流體皆朝向同一方向流動，不相沖突，且所有流體于任何時間都能通過系統(tǒng)內任何信道，故熱傳性佳，熱傳量大，且溫差小。
本發(fā)明能為于流體返回信道24上置入1毛細組織(圖略)，毛細組織其長度僅及于冷凝液體流所在的流體返回信道24的長度，使其內信道變小且流阻變大，或單獨延伸至蒸發(fā)區(qū)或單獨延伸至冷凝區(qū)，或同時延伸至蒸發(fā)區(qū)與冷凝區(qū)，也更能在整個回路內設有毛細組織，但要符合蒸氣信道的流阻小于流體返回信道。其中毛細組織可為陶瓷、燒結粉末、發(fā)泡金屬、編織網、燒結網、溝槽狀板、纖雛束或螺旋線。其中流體返回信道要設有空間讓蒸氣與非凝結性氣體通過。
在中心缺口48處形成蒸發(fā)區(qū)21的匯流空間，而將各隔條直接設置于板體40上，形成兩面突出的形狀，而冷凝區(qū)在板體40上形成前后兩側各一條缺槽狀信道的冷凝區(qū)23a，如此使冷凝區(qū)更有蒸發(fā)信道后半段的空間，且使其于垂直區(qū)隔條40a不與周邊的邊緣相接區(qū)隔時，具有兩相鄰回路間的匯流效果。
所以，圖4為不設頂殼31的上視狀態(tài)，且圈設有各作用區(qū)域的標示，中間為凝結液蒸發(fā)區(qū)21，在蒸氣信道22靠內半部信道為蒸發(fā)流的蒸發(fā)區(qū)，即是廣義的蒸發(fā)區(qū)域21a，且于蒸氣信道22靠外半部信道為蒸氣流冷凝區(qū)，也與原冷凝區(qū)組合成廣義的冷凝區(qū)域23a，其兩側各為凝結液流與非凝結氣流返回區(qū)26，又在蒸氣信道22與流體返回信道24間設有連通的信道27(如圖2中所示)，但廣義而言，為設有一連接區(qū)域49，含有前述的信道27板40的邊緣凹陷如槽狀冷凝區(qū)23，也是界于蒸發(fā)區(qū)域21a與冷凝區(qū)域23a之間，如圖4所示。而引導組件4能以粉末燒結制成，使其本身具有毛細結構者，也能配合前述的毛細組織使其覆蓋于引導組件的兩側表面處。
綜上所述的結構，本發(fā)明運用獨立的分流機構，并構成蒸氣信道與流體返回信道間流阻不相等的架構，配合所產生的熱流不平衡、毛細現(xiàn)象等的原理，形成串聯(lián)式的順序單方向流體循環(huán)結構，而且蒸氣信道與流體返回信道也能各自形成多信道并聯(lián)式的結構，只要在流體返回信道24內的流阻大于蒸氣信道22的大前題下，便能產生連通環(huán)狀回路，如此，本發(fā)明于制作過程中，不需經過除氣的程序，亦能操作傳熱，若回路經除氣程序后，則熱傳導性更佳，且操作溫度范圍更廣；如此，使回路更容易組成，在實際使用上與習知熱管相比較，其熱傳導流動的速度快于習知的熱管，熱均溫性高，熱傳遞性佳，則熱傳量更大更快，故本發(fā)明不需除氣制程，且清洗的潔凈制程亦不重要，使其制程簡單，則成本低，售價亦能降低，具有更好的經濟性，且功能特性更佳，所以本發(fā)明能提供很好的使用性，本發(fā)明與習知的熱管為完全不同的機構。
以上所述為本發(fā)明的較佳實施例的詳細說明與圖式，并非用來限制本發(fā)明，本發(fā)明的所有范圍應以下述的專利范圍為難，凡專利范圍的精神與其類似變化的實施例與近似結構，皆應包含于本發(fā)明之中。
權利要求
1.一種平板式環(huán)路型熱管(二)，其特征在于包括一殼體，其為中空封閉體，并于其內充填有液體；及至少一引導組件，其是接設于殼體內，并以引導組件讓殼體內形成回路，回路依序由蒸發(fā)區(qū)、蒸氣信道、冷凝區(qū)及流體返回信道串聯(lián)所組成，其中流體返回信道與蒸氣信道是設有各自獨立的信道，且使于流體返回信道內的流阻大于蒸氣信道，使回路形成不對稱的導引效應；當液體由蒸發(fā)區(qū)受熱形成的蒸氣流，流至冷凝區(qū)形成冷凝的液體流，讓冷凝的液體流，與殼體回路內所具有的非凝結性氣體，連同末冷凝的部份蒸氣流，在回路熱流不對稱導引下，一齊朝向流體返回信道以單一同方向流動，而回流至蒸發(fā)區(qū)，再流入蒸發(fā)信道，形成回路的循環(huán)流動。
2.如權利要求1所述的平板式環(huán)路型熱管(二)，其特征在于所述的殼體相對于回路的蒸發(fā)區(qū)為偏心設置。
3.如權利要求1所述的平板式環(huán)路型熱管(二)，其特征在于所述的殼體為以一端面的蒸發(fā)區(qū)與一熱源相接，殼體另一端面與一熱交換裝置相接，以進行熱交換與散熱。
4.如權利要求1所述的平板式環(huán)路型熱管(二)，其特征在于所述的殼體內液體的充填量，是指由填入殼體內所能出現(xiàn)與存在的毛細組織至填滿引導組件各回路內80-90％體積。
5.如權利要求1所述的平板式環(huán)路型熱管(二)，其特征在于所述的引導組件是以數隔條組成，且各隔條為與殼體的內表面一體制成。
6.如權利要求1所述的平板式環(huán)路型熱管(二)，其特征在于所述的引導組件是直接一體制成，各回路的信道是于引導組件上以突起或凹陷形成，其中蒸氣信道與流體返回信道間有相連通的信道。
7.如權利要求6所述的平板式環(huán)路型熱管(二)，其特征在于所述的引導組件是以具有毛細的材質一體制成。
8.如權利要求7所述的平板式環(huán)路型熱管(二)，其特征在于所述的的毛細材質為陶瓷、燒結粉末或發(fā)泡金屬。
9.如權利要求1所述的平板式環(huán)路型熱管(二)，其特征在于所述的的引導組件在至少一側邊形成一凹入的邊槽。
10.如權利要求1所述的平板式環(huán)路型熱管(二)，其特征在于所述的引導組件具有一中心缺口，且以中心缺口成為各回路的蒸發(fā)區(qū)。
11.如權利要求1所述的平板式環(huán)路型熱管(二)，其特征在于所述的在引導組件的回路表面均設置一毛細組織，以利液體返回蒸發(fā)區(qū)，但流體返回信道的流阻仍需大于蒸氣通路。
12.如權利要求1所述的平板式環(huán)路型熱管(二)，其特征在于所述的引導組件的蒸氣信道為以兩信道以上相互并聯(lián)設置。
13.如權利要求1所述的平板式環(huán)路型熱管(二)，其特征在于所述的于引導組件的流體返回信道內設有一毛細組織以形成較大的流阻，并同時導引冷凝液體返回蒸發(fā)區(qū)。
14.如權利要求13所述的平板式環(huán)路型熱管(二)，其特征在于所述的毛細組織更延伸至蒸發(fā)區(qū)及/或冷凝區(qū)，毛細組織為陶瓷、燒結粉末、發(fā)泡金屬、編織網、燒結網、溝槽狀板、纖維束或螺旋線。
15.如權利要求1所述的平板式環(huán)路型熱管(二)，其特征在于所述的引導組件的流體返回信道的流阻大于蒸氣信道是指使流體返回信道的信道斷面積減小或使信道長度增長或其組合。
16.如權利要求1所述的平板式環(huán)路型熱管(二)，其特征在于所述的引導組件的流體返回信道是以液體形成液封。
17.如權利要求1所述的平板式環(huán)路型熱管(二)，其特征在于所述的引導組件的流體返回信道為以兩信道以上相互并聯(lián)設置。
18.如權利要求1所述的平板式環(huán)路型熱管(二)，其特征在于所述的更設有至少一板狀毛細組織，其是設于殼體的至少一內面與引導組件間，以增加熱傳功能。
19.如權利要求18所述的平板式環(huán)路型熱管(二)，其特征在于所述的板狀毛細組織為直接設置于殼體的內面上。
20.如權利要求18所述的平板式環(huán)路型熱管(二)，其特征在于所述的板狀毛細組織上設置有信道。
全文摘要
一種平板式環(huán)路型熱管，以多個引導組件構成信道且置于中空殼體內，讓引導組件使殼體內形成具有至少一回路，回路形成為依序串聯(lián)的蒸發(fā)區(qū)、蒸氣信道、冷凝區(qū)、流體返回信道，在殼體中充填有適量液體，流體返回信道與蒸氣信道各為獨立信道，流體返回信道設有毛細組織，其中蒸氣信道的流阻小于流體返回信道，當蒸發(fā)區(qū)受熱，冷凝區(qū)散熱，使回路內所有的流體皆朝同一方向穩(wěn)定流動不相沖突，且所有流體皆可流經回路各處，故回路內存在的非凝結性氣體順著回路流動，故其對回路產生的均溫性影響不大，使熱管的均溫性佳且熱傳量大。
文檔編號F28D15/02GK1403778SQ01131199
公開日2003年3月19日 申請日期2001年9月6日 優(yōu)先權日2001年9月6日
發(fā)明者李嘉豪 申請人:李嘉豪