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扁平型導熱管的制作方法

文檔序號:12443725閱讀:425來源:國知局
扁平型導熱管的制作方法與工藝

本實用新型涉及通過密封在扁平型容器內部的工作液體的蒸發產生的吸熱以及冷凝產生的放熱來傳遞熱的扁平型導熱管。



背景技術:

搭載于電氣、電子器械的半導體元件等電子部件,由于伴隨著高性能化的高密度搭載等,其發熱量增加,所以,近年來,其冷卻變得更為重要。作為電子部件的冷卻方法,有時使用扁平型導熱管。

但是,扁平型導熱管與管狀的導熱管相比,存在如下問題:內部的流路面積減少,進一步導致在扁平型導熱管的蒸發部,工作液體與其氣化的蒸汽進行交換的吸液芯與蒸汽流路之間的邊界面積減小,從而熱傳遞量降低。

另外,還存在如下問題:在扁平型導熱管的冷凝部,也是由于吸液芯與蒸汽流路之間的邊界面積減小,從而冷凝的工作液體不能被充分攝入吸液芯,導致工作液體在冷凝部發生液體滯留,尤其在冷凝部的角部發生液體滯留,從而使得扁平型導熱管的熱傳遞量降低。

此處,作為現有的扁平型導熱管,已知有如下利用吸液芯的圓弧形狀使吸液芯外部具有毛細管力的扁平型導熱管:具有與通過擠壓變形所形成的容器相對應而變形的、橢圓形狀的吸液芯材料的扁平型導熱管(專利文獻1);具有由半橢圓柱狀燒結金屬形成的吸液芯結構體的扁平型導熱管(專利文獻2)等。

但是,在專利文獻1、2的扁平型導熱管中,未能充分降低在冷凝部所發生的工作液體的液體滯留,另外,在為了消除工作液體的液體滯留而搭載更多的吸液芯結構體的情況下,蒸汽流路相應變窄,所以,工作液體氣化后的蒸汽從扁平型導熱管的蒸發部流向冷凝部時,蒸汽流的壓力損失增加,仍然存在熱傳遞量降低的問題。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1日本特開2004-198096號公報

專利文獻2日本特開2009-180437號公報



技術實現要素:

實用新型所要解決的課題

鑒于上述問題,本實用新型的目的在于提供一種扁平型導熱管,其降低工作液體氣化后的蒸汽流的壓力損失,并且能夠防止在冷凝部發生工作液體的液體滯留。

解決課題的手段

本實用新型的實施方式的扁平型導熱管,具有:密封的扁平型容器;工作液體,被密封在所述扁平型容器的內部;中央部吸液芯結構體,設置在所述扁平型容器的內部;以及蒸汽流路,設置在所述中央部吸液芯結構體的兩側,以使所述工作液體的氣化物沿所述扁平型容器的長度方向流動,其中,連接所述中央部吸液芯結構體在所述扁平型容器的一方平坦部上的端部與所述中央部吸液芯結構體在所述扁平型容器的與所述一方平坦部相對的另一方平坦部上的端部,形成中央部直線,由所述中央部直線與在所述蒸汽流路中露出的一方平坦部所形成的銳角部,以及由所述中央部直線與在所述蒸汽流路露出的另一方平坦部所形成的銳角部為10°以上且小于90°的角度,在垂直于所述扁平型容器的長度方向的橫截面中,吸液芯結構體在所述扁平型容器的內部空間中的面積占有率為40~80%。

吸液芯結構體在平坦部上的端部,相當于吸液芯結構體與扁平型容器的平坦部內壁相接觸的部位之中的、垂直于扁平型容器的長度方向的前端部。

本實用新型的實施方式的扁平型導熱管,在相對于上述扁平型容器的長度方向垂直的方向上的兩側端部或一側端部,還設有端部吸液芯結構體。

在本實用新型的實施方式的扁平型導熱管中,連接所述端部吸液芯結構體在所述一方平坦部上的端部與所述端部吸液芯結構體在所述另一方平坦部上的端部,形成端部直線,所述端部直線與在所述蒸汽流路中露出的所述一方平坦部形成的銳角部,以及所述端部直線與在所述蒸汽流路中露出的所述另一方平坦部形成的銳角部為10°以上且小于90°的角度。

在本實用新型的實施方式的扁平型導熱管中,所述吸液芯結構體由粉末狀 金屬材料燒結形成。

在本實用新型的實施方式的扁平型導熱管中,所述端部吸液芯結構體為金屬絞線、金屬絲網或編織線。

在本實用新型的實施方式的扁平型導熱管中,由所述中央部直線與在所述蒸汽流路中露出的一方平坦部所形成的銳角部,以及由所述中央部直線與在所述蒸汽流路露出的另一方平坦部所形成的銳角部為20°~60°的角度。

在本實用新型的實施方式的扁平型導熱管中,所述端部直線與在所述蒸汽流路中露出的所述一方平坦部形成的銳角部,以及所述端部直線與在所述蒸汽流路中露出的所述另一方平坦部形成的銳角部為30°~60°的角度。

本實用新型的實施方式的扁平型導熱管,具有:密封的扁平型容器;工作液體,被密封在所述扁平型容器內部;設置在所述扁平型容器的內部的中央部吸液芯結構體以及端部吸液芯結構體;以及蒸汽流路,設置在所述中央部吸液芯結構體與所述端部吸液芯結構體之間,以使所述工作液體的氣化物沿所述扁平型容器的長度方向流動,其中,連接所述端部吸液芯結構體在所述一方平坦部上的端部與所述端部吸液芯結構體在所述另一方平坦部上的端部,形成端部直線,所述端部直線與在所述蒸汽流路中露出的所述一方平坦部形成的銳角部,以及所述端部直線與在所述蒸汽流路中露出的所述另一方平坦部形成的銳角部為10°以上且小于90°的角度,在垂直于所述扁平型容器的長度方向的橫截面中,吸液芯結構體在所述扁平型容器的內部空間中的面積占有率為40~80%。

在本實用新型的實施方式的扁平型導熱管中,所述中央部吸液芯結構體在垂直于所述扁平型容器的長度方向上的橫截面形狀為矩形、半圓形或橢圓狀。

在本實用新型的實施方式的扁平型導熱管中,所述吸液芯結構體由粉末狀金屬材料燒結形成。

在本實用新型的實施方式的扁平型導熱管中,所述中央部吸液芯結構體為金屬絞線、金屬絲網或編織線。

在本實用新型的實施方式的扁平型導熱管中,相對于所述中央部吸液芯結構體,所述端部吸液芯結構體的所述工作液體的流動阻抗較小。

本實用新型的實施方式的扁平型導熱管,在所述扁平型容器的內壁面形成有具有毛細管力的溝槽。

本實用新型的實施方式的導熱管,在密封容器的長度方向上的一部分上具 有上述扁平型導熱管的結構。

實用新型的効果

根據本實用新型的實施方式,由在蒸汽流路中露出的一方平坦部與中央部直線所形成的銳角部及由在蒸汽流路中露出的另一方平坦部與中央部直線所形成的銳角部為10°以上且小于90°的角度,由此,從垂直于扁平型容器的長度方向的兩端部至吸液芯結構體的端部的距離縮短,從而冷凝的工作液體能夠順利地攝入吸液芯結構體,從而能夠防止在冷凝部發生工作液體的液體滯留。另外,根據本實用新型的實施方式,吸液芯結構體在垂直于扁平型容器的長度方向上的橫截面中的面積占有率為40~80%,由此,能夠防止液體滯留的發生,同時還能夠降低工作液體氣化后的蒸汽流的壓力損失。

如上所述,在防止液體滯留的發生的同時,還降低了工作液體氣化后的蒸汽流的壓力損失,因此提高了扁平型導熱管的熱傳遞量。

根據本實用新型的實施方式,在相對扁平型容器的長度方向的垂直方向上的兩端或一端,進一步設有端部吸液芯結構體,由此,能夠更順利地將冷凝的工作液體攝入吸液芯結構體,從而能夠進一步可靠地防止在冷凝部發生工作液體的液體滯留。

根據本實用新型的實施方式,由端部直線與在蒸汽流路中露出的一方平坦部所形成的銳角部及由端部直線與在蒸汽流路中露出的另一方平坦部所形成的銳角部為10°以上且小于90°的角度,由此在不增加端部吸液芯結構體的面積占有率的情況下,可以進一步縮短中央部吸液芯結構體的端部與端部吸液芯結構體的端部之間的距離,因此,能夠在降低蒸汽流的壓力損失的同時,可靠地防止工作液體的液體滯留。

附圖說明

圖1為根據本實用新型第1實施方式的扁平型導熱管的側面橫截面圖。

圖2為根據本實用新型第2實施方式的扁平型導熱管的側面橫截面圖。

圖3為根據本實用新型第3實施方式的扁平型導熱管的側面橫截面圖。

圖4為根據本實用新型第4實施方式的扁平型導熱管的側面橫截面圖。

圖5為根據本實用新型第5實施方式的扁平型導熱管的側面橫截面圖。

圖6為根據本實用新型第6實施方式的扁平型導熱管的側面橫截面圖。

圖7為根據本實用新型第7實施方式的扁平型導熱管的側面橫截面圖。

圖8為根據本實用新型第1實施方式的扁平型導熱管的制造方法的說明圖。

圖9中,(a)、(b)均為根據本實用新型的其他實施方式的扁平型導熱管的側面橫截面圖。

圖10為根據本實用新型實施方式的扁平型導熱管的其他制造方法的說明圖。

圖11中,(a)為導熱管的一部分為扁平型的實施方式的說明圖,(b)為上述實施方式的A-A’橫截面圖,(c)為上述實施方式的B-B’橫截面圖。

圖12為顯示導熱管的一部分為扁平型的實施方式的使用例的說明圖。

圖13為顯示本實用新型的實施方式1的結果的圖表。

圖14為顯示本實用新型的實施方式2的結果的圖表。

圖15為顯示本實用新型的實施方式3的參數與結果的圖表。

附圖標記說明

1、10、20、30、40,50,60 扁平型導熱管

2 扁平型容器

3、23、43、63 中央部吸液芯結構體

4 一方平坦部

5 另一方平坦部

6、16、26、36 蒸汽流路

13、13’、33、33’ 端部吸液芯結構體

具體實施方式

以下,利用附圖對根據本實用新型第1實施方式的扁平型導熱管進行說明。如圖1所示,根據第1實施方式的扁平型導熱管1具有:扁平型容器2;密封在扁平型容器2的內部的工作液體(未圖示);設置在扁平型容器2的內部且在垂直于扁平型容器2的長度方向上的中央部的中央部吸液芯結構體3;蒸汽流路6,其在與扁平型容器2的長度方向垂直的方向上,在中央部吸液芯結構體3的兩側分別設置有1個。

扁平型容器2的一方平坦部4和扁平型容器2的另一方平坦部5相互對置,一方平坦部4的內側表面形成在與另一方平坦部5的內側表面的平行方向。在扁平型容器2中,在一方平坦部4及另一方平坦部5的、相對于扁平型容器2 的長度方向的垂直方向的兩端部形成有曲線部7、7’。

中央部吸液芯結構體3固定在扁平型容器2的一方平坦部4的一部分區域以及扁平型容器2的另一方平坦部5的一部分區域上。在圖1中,中央部吸液芯結構體3被設置在扁平型容器2的長度方向的垂直方向的中央。中央部吸液芯結構體3在垂直于扁平型容器2的長度方向上的橫截面形狀形成為:連接中央部吸液芯結構體3在一方平坦部4上的端部P1與中央部吸液芯結構體3在另一方平坦部5上的端部P2的中央部直線S1與在蒸汽流路6中露出的一方平坦部4所形成的銳角部θ1、以及中央部直線S1與在蒸汽流路6中露出的另一方平坦部5所形成的銳角部θ2,分別為10°以上且小于90°的范圍的角度。

圖1中,中央部吸液芯結構體3在垂直于扁平型容器2的長度方向上的橫截面形狀為大致平行四邊形。即,扁平型導熱管1中,銳角部θ1與銳角部θ2都為大致相同角度,此處,均大致為45°。由此,在中央部吸液芯結構體3的兩側分別各設置1個的蒸汽流路6彼此具有大致相同的尺寸和大致相同的形狀。另外,在扁平型導熱管1中,中央部吸液芯結構體3在一方平坦部4上的面積與在另一方平坦部5上的上述面積大致相同,因此,不論是來自一方平坦部4側的熱量輸入還是來自另一方平坦部5側的熱量輸入,都能夠發揮相同的熱傳遞效果。

在上述橫截面形狀為大致平行四邊形的中央部吸液芯結構體3中,具有端部P1和端部P2的相互為大致平行關系的兩條邊與蒸汽流路6連接。另外,針對具有2個端部P1的邊,其整體或者大致整體固定在一方平坦部4上,與上述具有2個端部P1的邊大致平行的、具有2個端部P2的邊,其整體或者大致整體固定在另一方平坦部5上。

上述橫截面形狀為大致平行四邊形的中央部吸液芯結構體3,在平行于扁平型容器2的長度方向的方向上,從扁平型容器2的一方端部延伸至另一方端部。另外,與此對應,蒸汽流路6也從扁平型容器2的一方端部延伸至另一方端部。

中央部吸液芯結構體3的上述橫截面形狀為大致平行四邊形,由此,在保持與上述橫截面形狀為正方形或長方形的吸液芯結構體的橫截面積相同的同時,即在不增加工作液體的氣化物流動的壓力損失的同時,能夠縮短從垂直于扁平型容器2的長度方向的兩端部至中央部吸液芯結構體3的端部P1、P2的距離。由此,冷凝的工作液體被順利地攝入中央部吸液芯結構體3,從而能夠防止在冷 凝部發生工作液體的液體滯留。

上述銳角部θ1和銳角部θ2的角度,只要為10°以上且小于90°即可,沒有特殊的限制,但從可靠地增加熱傳遞量的觀點考慮,優選分別為20°~60°范圍內,從獲得優異的熱傳遞量的觀點考慮,特別優選為30°~50°。

在垂直于扁平型容器2的長度方向的橫截面中,中央部吸液芯結構體3在扁平型容器2內部空間中的面積占有率為40~80%范圍內。在中央部吸液芯結構體3的外表面與扁平型容器2的內壁面之間所形成的空間部為蒸汽流路6,因此,2個蒸汽流路6在上述橫截面中的面積占有率總計為20~60%范圍內。通過使中央部吸液芯結構體3在扁平型容器2內部空間中的面積占有率為40~80%范圍內,能夠改善工作液體氣化后的蒸汽流從蒸發部流向冷凝部時的壓力損失。

只要中央部吸液芯結構體3的面積占有率為40~80%范圍內即可,沒有特殊限定,從進一步降低上述壓力損失來獲得優異的熱傳遞量的觀點考慮,優選為50~70%,從良好地平衡防止在冷凝部發生液體滯留和降低上述壓力損失的觀點考慮,特別優選55~65%。

需要說明的是,除了中央部吸液芯結構體3,在配置其他吸液芯結構體的情況下,調整吸液芯結構體在上述橫截面中的面積,使得所有的吸液芯結構體的總面積占有率為40~80%范圍內。

扁平型容器2的材質,沒有特殊限制,例如,從熱導率優異的觀點考慮,可以使用銅,從輕量的觀點考慮,可以使用鋁等。吸液芯結構體的材質沒有特殊限制,可以使用銅、不銹鋼等燒結金屬。燒結金屬可以通過將上述金屬的粉體進行燒結而使得粉體結合來制造,通過燒結形成多孔結構。

接下來,對根據本實用新型第1實施方式的扁平型導熱管1的熱傳遞機制進行說明。扁平型導熱管1在接收來自熱連接在蒸發部上的發熱體的熱時,通過蒸發部工作液體發生氣化。該工作液體的氣化物在扁平型容器2的長度方向從蒸發部向冷凝部流過蒸汽流路6,由此將來自發熱體的熱從蒸發部傳遞至冷凝部。從蒸發部傳遞至冷凝部的來自發熱體的熱通過設置有熱交換裝置的冷凝部液化工作液體的氣化物,從而作為潛熱被釋放。在冷凝部所釋放的潛熱通過在冷凝部設置的上述熱交換裝置從冷凝部釋放到扁平型導熱管1的外部環境。在冷凝部液化的工作液體,被攝入中央部吸液芯結構體3,通過中央部吸液芯結構 體3的毛細管力,從冷凝部返回蒸發部。

接下來,利用附圖對根據本實用新型的其他實施方式的扁平型導熱管進行說明。需要說明的是,對于與根據第1實施方式的扁平型導熱管1相同的構成要素,使用相同的標記進行說明。

如圖2所示,根據第2實施方式的扁平型導熱管10,除了大致平行四邊形的中央部吸液芯結構體3之外,進一步,在垂直于扁平型容器2的長度方向的兩端部分別設有端部吸液芯結構體13、13’。在根據第2實施方式的扁平型導熱管10中,端部吸液芯結構體13、13’固定在扁平型容器2的曲線部7、7’的內壁面以覆蓋曲線部7、7’的內壁面,設置成填充扁平型容器2的曲線部7、7’。在中央部吸液芯結構體3與作為一方端部吸液芯結構體的端部吸液芯結構體13之間的空間部、中央部吸液芯結構體3與作為另一方端部吸液芯結構體的端部吸液芯結構體13’之間的空間部,分別形成1個蒸汽流路16。

上述端部吸液芯結構體13、13’在與扁平型容器2的長度方向垂直的方向的橫截面中的形狀,沒有特別限制,例如優選為:由連接端部吸液芯結構體13、13’在一方平坦部4上的端部P3與端部吸液芯結構體13、13’在另一方平坦部5上的端部P4的端部直線S2與在蒸汽流路16中露出的一方平坦部4所形成的銳角部θ4、以及由端部直線S2與在蒸汽流路16中露出的另一方平坦部5所形成的銳角部θ3,分別為10°以上且小于90°的角度。通過上述實施方式,可以在不增加端部吸液芯結構體13、13’的面積占有率的情況下,縮短中央部吸液芯結構體3的端部P1、P2與端部吸液芯結構體13、13’的端部P3、P4之間的距離,因此,能夠在降低蒸汽流的壓力損失的同時,可靠地防止工作液體發生液體滯留。

進一步從可靠地增加熱傳遞量的觀點考慮,所述銳角部θ3和銳角部θ4的角度優選分別為30°~60°范圍內,從獲得優異的熱傳遞量的觀點考慮,特別優選為40°~50°。

在圖2中,形成為如下形狀:端部吸液芯結構體13、13’與蒸汽流路16之間的邊界面相對于隔著蒸汽流路16對置的中央部吸液芯結構體3與形成中央部直線S1的蒸汽流路16之間的邊界面,為平行或大致平行。另外,在扁平型導熱管10中,銳角部θ1和銳角部θ2都為大致相同角度,此處大致為45°。銳角部θ3和銳角部θ4也都為大致相同角度,此處大致為45°。即,銳角部θ1、銳角部θ2、銳角部θ3及銳角部θ4都為大致相同角度。因此,在中央部吸液芯結構 體3的兩側分別各設置的1個蒸汽流路16相互為大致相同尺寸且大致相同形狀。

另外,在圖2的扁平型導熱管10中,作為一方端部吸液芯結構體的端部吸液芯結構體13與作為另一方端部吸液芯結構體的端部吸液芯結構體13’,具有相同的形狀和相同的尺寸。由此,在一方平坦部4上,中央部吸液芯結構體3與端部吸液芯結構體13、13’的總計面積,與在另一方平坦部5上的上述總計面積大致相同,因此,不管是從一方平坦部4側導入熱還是從另一方平坦部5側導入熱,發揮相同的熱傳遞效果。

接下來,對根據本實用新型第3實施方式的扁平型導熱管進行說明。如圖3所示,根據第3實施方式的扁平型導熱管20,取代根據第2實施方式的扁平型導熱管10中的、垂直于扁平型容器2的長度方向的橫截面形狀為大致平行四邊形的中央部吸液芯結構體3,在垂直于扁平型容器2的長度方向的中央處設置有該橫截面形狀為長方形的中央部吸液芯結構體23。因此,端部吸液芯結構體13、13’的垂直于扁平型容器2的長度方向的橫截面形狀為,連接端部吸液芯結構體13、13’在一方平坦部4上的端部P3與端部吸液芯結構體13、13’在另一方平坦部5上的端部P4的端部直線S2與在蒸汽流路26中露出的一方平坦部4所形成的銳角部θ4、以及端部直線S2與在蒸汽流路26中露出的另一方平坦部5所形成的銳角部θ3,分別為10°以上且小于90°的角度。

通過上述方式的端部吸液芯結構體13、13’,在不增加端部吸液芯結構體13、13’的面積占有率的情況下,即使中央部吸液芯結構體23的橫截面形狀為長方形,也可縮短端部吸液芯結構體13、13’的端部P3、P4與中央部吸液芯結構體23之間的距離。因此,能夠在降低蒸汽流的壓力損失的同時,可靠地防止工作液體發生液體滯留。

所述銳角部θ3和銳角部θ4的角度,只要是10°以上且小于90°即可,沒有特殊的限定,但從可靠地增加熱傳遞量的觀點考慮,優選30°~60°范圍內,從獲得良好的熱傳遞量的觀點考慮,特別優選40°~50°。扁平型導熱管20,銳角部θ3和銳角部θ4都為大致相同角度,大約45°。由此,作為一方端部吸液芯結構體的端部吸液芯結構體13與蒸汽流路16之間的邊界面相對于作為另一方端部吸液芯結構體的端部吸液芯結構體13’與蒸汽流路16之間的邊界面,為平行或大致平行。

在垂直于扁平型容器2的長度方向的橫截面中,中央部吸液芯結構體23和 端部吸液芯結構體13、13’在扁平型容器2內部空間中的面積占有率總計為40~80%范圍內。由中央部吸液芯結構體23的外表面與端部吸液芯結構體13、13’的外表面之間所形成的空間部,成為蒸汽流路26,因此,2個蒸汽流路26在上述橫截面中的面積占有率總計為20~60%范圍內。通過使中央部吸液芯結構體23和端部吸液芯結構體13、13’在扁平型容器2內部空間中的面積占有率總計為40~80%范圍內,能夠改善工作液體氣化后的蒸汽流從蒸發部流向冷凝部時的壓力損失。

只要中央部吸液芯結構體3和端部吸液芯結構體13、13’的面積占有率總計為40~80%范圍內即可,沒有特殊限制,但從通過進一步降低上述壓力損失來獲得優異的熱傳遞量的觀點考慮,優選為50~70%,從防止冷凝部發生液體滯留與降低上述壓力損失的良好平衡的觀點考慮,特別優選為55~65%。

接下來,對于根據本實用新型第4實施方式的扁平型導熱管進行說明。在根據第3實施方式的扁平型導熱管20中,端部吸液芯結構體13與蒸汽流路16之間的邊界面相對于端部吸液芯結構體13’與蒸汽流路16之間的邊界面,為平行或大致平行,取而代之,如圖4所示,在根據第4實施方式的扁平型導熱管30中,作為一方端部吸液芯結構體的端部吸液芯結構體33與蒸汽流路36之間的邊界面相對于作為另一方端部吸液芯結構體的端部吸液芯結構體33’與蒸汽流路36之間的邊界面,非平行或大致平行。

連接端部吸液芯結構體33、33’在一方平坦部4上的端部P3和端部吸液芯結構體33、33’在另一方平坦部5上的端部P4的端部直線S2與在蒸汽流路36中露出的一方平坦部4形成銳角部θ5,而非形成鈍角部。端部直線S2與在蒸汽流路36中露出的另一方平坦部5不是形成銳角部,而僅形成鈍角部θ6。銳角部θ5分別為10°以上且小于90°,鈍角部θ6分別為超過90°且小于170°。

圖4中,端部吸液芯結構體33所形成的銳角部θ5和端部吸液芯結構體33’所形成的銳角部θ5為大致相同角度,為約45°。端部吸液芯結構體33所形成的鈍角部θ6和端部吸液芯結構體33’所形成的鈍角部θ6為大致相同角度,為約135°。

扁平型導熱管30中,在另一方平坦部5側上的、端部吸液芯結構體33、33’的端部P4與中央部吸液芯結構體23之間的距離,比在一方平坦部4上的端部吸液芯結構體33、33’的端部P3與中央部吸液芯結構體23之間的距離短,即, 在另一方平坦部5上的端部吸液芯結構體33、33’的面積要大于在一方平坦部4上的端部吸液芯結構體33、33’的面積。由此,扁平型導熱管30對于從另一方平坦部5側導入的熱發揮特別良好的熱傳遞效果。

接下來,對于根據本實用新型第5實施方式的扁平型導熱管進行說明。在根據第3實施方式的扁平型導熱管20中,是上述橫截面形狀為長方形的中央部吸液芯結構體23,取而代之,如圖5所示,在根據第5實施方式的扁平型導熱管40中,是上述橫截面形狀為半圓形的中央部吸液芯結構體43。在圖5中,一方平坦部4的內壁面接觸中央部吸液芯結構體43的圓弧部,在另一方平坦部5上固定中央部吸液芯結構體43的底邊部。

在扁平型導熱管40中,在另一方平坦部5側的、中央部吸液芯結構體43和端部吸液芯結構體13、13’的總計面積,大于在一方平坦部4側的上述總計面積,因此,對于來自另一方平坦部5側的熱量輸入發揮特別良好的熱傳遞效果。

接下來,對于根據本實用新型第6實施方式的扁平型導熱管進行說明。在根據第4實施方式的扁平型導熱管30中,是上述橫截面形狀為長方形的中央部吸液芯結構體23,取而代之,如圖6所示,根據第6實施方式的扁平型導熱管50中,是上述橫截面形狀為半圓形的中央部吸液芯結構體43。圖6中,一方平坦部4的內壁面接觸中央部吸液芯結構體43的圓弧部,另一方平坦部5上固定中央部吸液芯結構體43的底邊部。

在扁平型導熱管50中,在另一方平坦部5側的、中央部吸液芯結構體43和端部吸液芯結構體33、33’的總計面積,大于在一方平坦部4側的上述總計面積,因此,對于從另一方平坦部5側的熱量輸入發揮特別良好的熱傳遞效果。

接下來,對于根據本實用新型第7實施方式的扁平型導熱管進行說明。在根據第3實施方式的扁平型導熱管20中,是上述橫截面形狀為長方形的中央部吸液芯結構體23,取而代之,如圖7所示,在根據第7實施方式的扁平型導熱管60中,是上述橫截面形狀為橢圓形的中央部吸液芯結構體63。圖7中,一方平坦部4的內壁面與另一方平坦部5的內壁面接觸中央部吸液芯結構體63的圓弧部。

扁平型導熱管60,在一方平坦部4側的中央部吸液芯結構體43和端部吸液芯結構體13、13’的總計面積,與在另一方平坦部5側的上述總計面積大致相同,因此,不管是從一方平坦部4側的熱量輸入還是從另一方平坦部5側的熱量輸 入,發揮相同的熱傳遞效果。

接下來,利用附圖對本實用新型的扁平型導熱管的制造方法例進行說明。制造方法沒有特殊的限制,例如,對于根據第1實施方式的扁平型導熱管1,如圖8所示,沿著圓狀的管材62的長軸方向,插入具有2個預定形狀的缺口部64的芯棒65,在管材62的內壁面與缺口部64外面之間所形成的2個空隙部填充成為吸液芯結構體的粉末狀金屬材料。接著,進行加熱處理,形成相互相對的2個具有平面部的吸液芯結構體66。此后,將芯棒65從管材62拔出,以吸液芯結構體66的平面部之間相互抵接且在該平面部間不產生間隙的方式,對管材62進行扁平加工以形成大致平行四邊形狀的中央部吸液芯結構體3,由此來制造扁平型導熱管1。

接下來,對于根據本實用新型的扁平型導熱管的其他實施方式進行說明。在上述各實施方式的扁平型導熱管中,均使用由燒結金屬形成的吸液芯結構體,但不限于此,例如,可以使端部吸液芯結構體為燒結金屬,中央部吸液芯結構體為金屬絞線、金屬絲網或編織線,也可以是中央部吸液芯結構體為燒結金屬而端部吸液芯結構體為金屬絞線、金屬絲網或編織線。另外,在上述各實施方式中,端部吸液芯結構體設置在扁平型容器的兩側端部,但也可以取而代之,僅設置在一側端部。另外,可以為如下實施方式,即端部吸液芯結構體與中央部吸液芯結構體相比,工作液體的流動阻抗小,具體而言,例如通過使用粒度為約100~約200μm范圍內的粉末狀金屬材料作為原料的燒結金屬,形成具有高工作液體流動性的端部吸液芯結構體的實施方式,也可以為利用如下燒結金屬而形成具有較高毛細管力的中央部吸液芯結構體的實施方式,所述燒結金屬是使用粒度比端部吸液芯結構體所使用的上述金屬材料相對較小的粉末狀金屬材料(例如粒度約50~約100μm范圍內)作為原料。

在上述各實施方式的扁平型導熱管中,扁平型容器2的內壁面均是平滑的,取而代之,也可以在扁平型容器2的內壁面形成具有毛細管力的溝槽。

在上述各實施方式的扁平型導熱管中,在與扁平型容器2的長度方向垂直的方向上,所述中央部吸液芯結構體或所述端部吸液芯結構體的、在蒸汽流路中露出部位的形狀,為直線狀,但該形狀沒有特殊限制,例如,也可以為曲線狀。

另外,根據第1實施方式的扁平型導熱管1中的銳角部θ1及銳角部θ2,根 據第2實施方式的扁平型導熱管10中的銳角部θ1、銳角部θ2、銳角部θ3及銳角部θ4,根據第3實施方式的扁平型導熱管20中的銳角部θ3及銳角部θ4,根據第4實施方式的扁平型導熱管30中的2個銳角部θ5,分別為大致相同的角度,但不限于此,也可為不同的角度。

另外,在上述各實施方式中,在扁平型容器內最多配置了3個吸液芯結構體,即1個中央部吸液芯結構體和2個端部吸液芯結構體,但是,吸液芯結構體的配置個數沒有特殊限制,例如,可以通過設置多個中央部吸液芯結構體,從而配置總計4個以上的吸液芯結構體。

另外,取代中央部吸液芯結構體的上述橫截面形狀為大致平行四邊形的扁平型導熱管1,如圖9所示,也可以為形成有中央部吸液芯結構體83的扁平型導熱管80,該中央部吸液芯結構體83與蒸汽流路86之間的邊界面的上述橫截面形狀為三角形狀(圖9(a)),也可以取代扁平型導熱管20的端部吸液芯結構體13、13’,而形成具有端部吸液芯結構體93、93’的扁平型導熱管90(圖9(b)),所述端部吸液芯結構體93、93’與蒸汽流路96之間的邊界面的上述橫截面形狀為三角形狀。

在上述制造方法例中,制造成平面部間不產生間隙,即在大致平行四邊形狀的中央部吸液芯結構體3的內部、長方形狀的中央部吸液芯結構體23的內部不產生狹縫,但是,取而代之,也可以如下制造:在大致平行四邊形狀的中央部吸液芯結構體的內部、長方形狀的中央部吸液芯結構體的內部產生狹縫。

例如,如圖10所示,沿著圓狀的管材62的長軸方向,插入具有2個大致三角形狀的缺口部68的芯棒69,在管材62的內壁面與大致三角形狀缺口部68外面之間形成的2個空隙部填充成為吸液芯結構體的粉末狀金屬材料。接著,進行加熱處理,形成相互對置的2個大致三角形狀吸液芯結構體70。此后,將芯棒69從管材62拔出,進行扁平加工以使得大致三角形狀的吸液芯結構體70與蒸汽流路之間的邊界面相對扁平型容器2的平坦部適當傾斜。由此,成為大致平行四邊形的中央部吸液芯結構體71,進一步,可以在中央部吸液芯結構體71上設置狹縫72來降低在工作液體從冷凝部還流至蒸發部時的工作液體的流動阻抗。另外,對于中央部吸液芯結構體71,也可以通過使2個大致三角形狀的吸液芯結構體70一邊相互加壓壓縮一邊使其接觸,使得2個大致三角形狀的吸液芯結構體70相互干涉,形成毛細管力較高的中央部吸液芯結構體71。

另外,取代上述各實施方式的扁平型導熱管,如圖11的(a)所示,也可以為容器長度方向的一部分上適用上述各實施方式的扁平型導熱管的導熱管100。導熱管100包括:具有上述各實施方式的扁平型導熱管(圖11中為第2實施方式的扁平型導熱管10)的結構的扁平部10’,以及與扁平部10’相連接的、不具有上述各實施方式的扁平型導熱管的結構的非扁平部101。

如圖11的(b)的A-A’橫截面圖所示,在扁平部10’的內部,與根據第2實施方式的扁平型導熱管10同樣地,設置有大致平行四邊形的中央部吸液芯結構體3、以及分別設置在垂直于導熱管100的長度方向的兩端部的端部吸液芯結構體13、13’。另外,在中央部吸液芯結構體3與作為一方端部吸液芯結構體的端部吸液芯結構體13之間的空間部,以及在中央部吸液芯結構體3與作為另一方端部吸液芯結構體的端部吸液芯結構體13’之間的空間部,分別形成1個蒸汽流路16。

另一方面,如圖11的(c)中的B-B’橫截面圖所示,在非扁平部101(圖11中為圓狀的管材)的內部設有筒狀的吸液芯結構體103,以覆蓋作為容器的圓狀管材的內壁面的圓周方向。另外,筒狀的吸液芯結構體103的中心所形成的空間部成為蒸汽流路106。扁平部10’的蒸汽流路16與非扁平部101的蒸汽流路106相連通,因此,導熱管100構成為,工作液體的氣化物在扁平部10’的蒸汽流路16與非扁平部101的蒸汽流路106之間自由流通。

作為導熱管100的使用方法例,可以列舉出適用于散熱機器。如圖12所示,例如可以如下組裝散熱機器:在發熱部(圖12中為受熱板104)熱連接非扁平部101,在扁平部10’熱連接熱交換裝置(圖12中為多個散熱片105),進一步,為了冷卻散熱片105,在散熱片105的相鄰位置處設置風扇107以使來自風扇107的冷卻風的流動方向相對于扁平部10’的平坦部表面為大致平行方向。

當導熱管100從熱連接于非扁平部101的受熱板104接受熱時,工作液體在非扁平部101發生氣化。該工作液體的氣化物沿導熱管100的長度方向從非扁平部101的蒸汽流路106流向扁平部10’的蒸汽流路16,由此,來自受熱板104的熱從非扁平部101傳遞至扁平部10’。

從非扁平部101傳遞至扁平部10’的、來自受熱板104的熱,通過工作液體氣化物在設置有散熱片105的扁平部10’發生液化,而作為潛熱被釋放。此時,為了提高熱交換效率,通過嵌插扁平部10’而與扁平部10’熱連接的散熱片105, 通過由風扇107所提供的冷卻風而被冷卻。在扁平部10’所釋放的潛熱,通過在扁平部10’設置的散熱片105,從扁平部10’被釋放至導熱管100的外部環境。在扁平部10’液化的工作液體,被攝入中央部吸液芯結構體3和端部吸液芯結構體13、13’,通過中央部吸液芯結構體3和端部吸液芯結構體13、13’的毛細管力,被從扁平部10’送回扁平部10’與非扁平部101之間的邊界部。被從扁平部10’送回至扁平部10’與非扁平部101之間的邊界部的工作液體,通過筒狀吸液芯結構體103的毛細管力,被從上述邊界部返送至非扁平部101。

如上所述,通過使用扁平部10’作為對熱交換裝置進行熱連接的導熱管的部位,可以降低從風扇107所提供的冷卻風的壓力損失,因此能夠以節省空間的方式有效放熱。

實施例

接下來,對于本實用新型的實施方式進行說明。首先,通過實施例1來評價根據本實用新型第1實施方式的扁平型導熱管的最大熱傳遞量。

將外徑6mm、長度200mm的銅管(壁厚0.25mm)擠壓成厚度1.5mm的扁平型,構成橫向寬度(垂直于扁平型容器的長度方向的尺寸)9mm的扁平型容器。在該扁平型容器內的平坦部的中央部燒結銅粉末,以構成垂直于扁平型容器的長度方向的長度為4mm的、上述橫截面形狀為平行四邊形的中央部吸液芯結構體。此后,將純水工作液體注入扁平型容器內,將扁平型容器內部進行減壓密封而形成扁平型導熱管。使中央部吸液芯結構體的銳角部θ1和銳角部θ2的角度相同(即中央部吸液芯結構體為平行四邊形),測定了銳角部θ1和銳角部θ2(以下,示為角度θ)為20°~90°的情況下的最大熱傳遞量(Watt)。需要說明的是,在測定最大熱傳遞量時,使蒸發部的長度為一方端部40mm、冷凝部的長度為另一方端部100mm。其結果如圖13所示。

如圖13所示,角度θ為90°,即上述橫截面形狀為長方形的中央部吸液芯結構體的最大熱傳遞量為15Watt。對應于角度θ小于90°,最大熱傳遞量增加,在角度θ=45°時,最大熱傳遞量增加至20Watt。

接下來,通過實施例2,對本實用新型第3實施方式的扁平型導熱管的最大熱傳遞量進行評價。

將外徑6mm、長度200mm的銅管(壁厚0.25mm)擠壓成厚度T=1.5mm的扁平型,構成橫向寬度(垂直于扁平型容器的長度方向的尺寸)W=9mm的扁 平型容器。在該扁平型容器內的平坦部的中央部燒結銅粉末,以構成垂直于扁平型容器的長度方向的長度L=3mm的上述橫截面形狀為長方形的中央部吸液芯結構體,以及在其兩端部,分別構成垂直于扁平型容器的長度方向的長度L’=1.5mm的端部吸液芯結構體。此后,將純水工作液體注入扁平型容器內,將扁平型容器內部進行減壓密封而形成扁平型導熱管。使端部吸液芯結構體的銳角部θ3和銳角部θ4的角度相同,測定了銳角部θ3和銳角部θ4(以下,示為角度θ)為30°~90°的情況下的最大熱傳遞量(Watt)。需要說明的是,在測定最大熱傳遞量時,使蒸發部的長度為一方端部40mm、冷凝部的長度為另一方端部100mm。其結果如圖14所示。

如圖14所示,角度θ為90°的端部吸液芯結構體的最大熱傳遞量為17Watt。對應于角度θ小于90°,最大熱傳遞量得到增加,在角度θ=45°時,最大熱傳遞量提高至23Watt。

接下來,通過實施例3,對本實用新型第2、3實施方式的扁平型導熱管的最大熱傳遞量與扁平型容器的內部空間中吸液芯結構體的面積占有率之間的關系進行了評價。

將外徑10mm、長度200mm的銅管(壁厚0.25mm)擠壓成厚度T=1.0mm的扁平型,構成橫向寬度(垂直于扁平型容器的長度方向的尺寸)15mm的扁平型容器。在該扁平型容器內的平坦部的中央部燒結銅粉末,以在扁平型容器內的平坦部的中央部,構成寬度(垂直于扁平型容器的長度方向的尺寸)L、銳角部θ1與銳角部θ2的角度相同(以下,示為角度θ’)的上述橫截面形狀為平行四邊形的中央部吸液芯結構體或上述橫截面形狀為長方形的中央部吸液芯結構體,在扁平型容器內的兩端部,分別構成寬度(垂直于扁平型容器的長度方向的尺寸)L’、銳角部θ3和銳角部θ4的角度相同(以下,示為角度θ)的端部吸液芯結構體。此后,將純水工作液體注入扁平型容器內,將扁平型容器內部進行減壓密封而形成扁平型導熱管。扁平型容器的內部空間中的吸液芯結構體的面積占有率為60~64%。需要說明的是,在最大熱傳遞量的測定中,一方端部的蒸發部的長度為40mm,另一方端部的冷凝部的長度為100mm。

另外,作為比較例,制備了如下的扁平型導熱管:僅僅構成有長方形(角度θ’=90°)的中央部吸液芯結構體的扁平型導熱管(比較例1),以及構成有長方形中央部吸液芯結構體和不具有銳角部(即角度θ=90°)的端部吸液芯結構 體的扁平型導熱管(比較例2)。扁平型容器的寬度L、寬度L’、角度θ及角度θ’的各參數、及最大熱傳遞量的測定結果如圖15所示。

如圖15所示,即使吸液芯結構體的面積占有率為相同程度,比較例1的最大熱傳遞量為22Watt,比較例2的最大熱傳遞量為23Watt,相對于此,在中央部吸液芯結構體的θ’為40°~60°及/或端部吸液芯結構體的θ為20°~40°的情況下,得到25~28Watt的最大熱傳遞量,尤其是,在中央部吸液芯結構體的θ’為40°,端部吸液芯結構體的θ為20°的情況下,最大熱傳遞量為28Watt,提高最多。

產業上的可利用性

本實用新型的扁平型導熱管能夠降低工作液體氣化后的蒸汽流的壓力損失,并且能夠防止工作液體在冷凝部發生液體滯留,因此,在例如對以高密度搭載有電子部件的電氣、電子器械進行冷卻的領域,具有較高利用價值。

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