CN108917444A - 一种柔性平板热管结构 - Google Patents

Abstract

一种柔性平板热管结构，涉及平板热管技术领域，其结构包括柔性导热的平板壳体、充液管以及毛细芯，平板壳体的内部为中空，充液管和平板壳体相连通，毛细芯位于平板壳体内部，所述毛细芯是采用泡沫铜或者铜丝编制条制成的毛细芯，本发明的一种柔性平板热管结构，通过使用柔性导热的平板壳体，以及采用泡沫铜或者铜丝编制条制成的毛细芯，使得平板热管结构可根据需要设置大小、形状和厚度，且具有良好的柔性，可用于曲面结构的电子设备的散热。

Description

一种柔性平板热管结构

技术领域

本发明涉及平板热管技术领域，特别是涉及一种柔性平板热管结构。

背景技术

随着社会的发展，电子设备占据在个人生活的方方面面，为我们带来快捷、高效的生活方式。但是在电子技术向高频、高能、高集成度发展过程中，电子元器件单位体积上的热流密度越来越大。发热带来电子设备故障、性能下降以及使用寿命降低等诸多问题，散热问题已经成为制约电子技术发展的瓶颈。

平板热管是指一种平板形状的热管，平板热管属于热管的一种类型，并且平板热管比一般热管具有更加突出的优点，其形状非常有利于对集中热源进行热扩散。其工作原理为平板热管是一个内壁具有毛细结构的真空腔体，腔体抽成真空并充入工质，当热量由热源传导至蒸发区时，腔体里面的工质在低真空度的环境中会开始产生液相气化的现象，此时工质吸收热能并且体积迅速膨胀，气相的工质会很快充满整个腔体，当气相工质接触到一个比较冷的区域时便会产生凝结的现象，从而释放出在蒸发时累积的热，凝结后的液相工质由于毛细结构的毛细吸附作用再回到蒸发热源处，此过程将在腔体内周而复始进行，如此循环便能带走模块产生的热量。

普通平板热管整体结构偏厚，且体积较大，无法适应微小型电子结构对热管体积的要求。先进的电子设备对热管的结构形状提出了新的要求且传统平板热管因为材料以及防止内部工质气化膨胀导致平板热管变形，传统平板热管不具备良好的弹性，无法使用在一些具有特殊结构的电子元气件中。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种柔性平板热管结构，该柔性平板热管结构可根据需要设置大小、形状和厚度，且具有良好的柔性，可用于曲面结构的电子设备的散热。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

提供一种柔性平板热管结构，包括柔性导热的平板壳体、充液管以及毛细芯，平板壳体的内部为中空，充液管和平板壳体相连通，毛细芯位于平板壳体内部，所述毛细芯是采用泡沫铜或者铜丝编制条制成的毛细芯。

其中，所述平板壳体是采用柔性的铜片制成的平板壳体。

其中，所述平板壳体是采用柔性的钛金属片制成的平板壳体。

其中，所述平板壳体的厚度为0.05至0.1mm。

其中，所述平板壳体的厚度为0.06至0.09mm。

其中，所述平板壳体包括上下对应设置的第一板体和第二板体，第一板体和第二板体的边缘焊接在一起。

其中，所述毛细芯的上、下表面分别与所述平板壳体的第一板体、第二板体的内表面连接。所述毛细芯与所述平板壳体内表面组成截面封闭的通道。

其中，所述毛细芯的上、下表面与所述平板壳体表面通过焊接、粘接或压紧的方式连接在一起。

其中，所述毛细芯的厚度不大于1mm，孔隙率为60％以上。

其中，所述平板壳体的形状为不规则的形状。

本发明的有益效果：

本发明的一种柔性平板热管结构，通过使用柔性导热的平板壳体，以及采用泡沫铜或者铜丝编制条制成的毛细芯，使得平板热管结构可根据需要设置大小、形状和厚度，且具有良好的柔性，可用于曲面结构的电子设备的散热。

本发明具有以下优点：

第一，平板热管在局部位置受热后，能够沿着二维方向迅速向其他位置传热，然后通过更大散热面积将热量向外排散，有效降低热源的热流密度，实现高效散热。

第二，在蒸发区域，壳体与毛细芯外表面接触，毛细芯表面区域的液体工质直接受热蒸发，然后进入封闭通道，不必穿越液体层，减小了流动阻力。

第三，在冷凝区域，气体工质直接与温度较低的板体壁面接触，冷凝为液体后，毛细芯的多孔结构能够快速地转移通道中的液体，使冷壁面重新具有高效冷凝能力，减小了传热热阻，提高冷凝效率。

第四，毛细芯上可以设置一个或多个通孔，使加热一侧的凹槽内的气态工质可以经过通孔直接流入另一侧凹槽内，减小了工质流动阻力。

第五，毛细芯可以改变厚度，在毛细力不变的情况下，减小液体工质在多孔结构内的流动阻力。

因此，本发明的平板热管在散热平面较大时能够有效降低热源的热流密度，均温性好，有效提高传热效率。在反重力情况下也能够实现优异的均温性能。

附图说明

利用附图对发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为本发明的柔性平板热管结构的示意图。

图2为本发明的柔性平板热管结构的分解结构示意图。

图3为本发明的柔性平板热管结构的剖面示意图。

第一板体1、第二板体2、充液管3、毛细芯4、缝隙5。

具体实施方式

为了方便理解本发明，下面将根据相关附图对本发明作一步的说明。附图中给出了本发明比较好的实施例。但是，本发明可以用许多不同的形式来实现，并不仅限于本文所提及的实施例。相反地，展示这些实施例的目的是为了对本发明所公开的内容说明的更详细。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

如图1至图3所示，本实施例提供了一种形状不规则的柔性平板热管，包括平板壳体(未标识)、充液管3以及毛细芯4。平板壳体是厚度为0.08mm的铜片制成的平板壳体，毛细芯是厚度在1mm以下的泡沫铜。

其中，所述平板壳体内部中空设置。所述平板壳体的第一板体1、第二板体2采用不规则形状，所述平板壳体边缘留有缝隙5，所述充液管3通过所述缝隙5加工连接于所述平板壳体上。所述毛细芯4设置于所述平板壳体的内部，且所述毛细芯4的上、下表面分别与所述平板壳体的第一板体1、第二板体2的内表面连接；所述毛细芯4设置于所述平板壳体的内部留有间隔的空隙；所述毛细芯4与平板壳体组成截面封闭的通道。

在本实施例中，所述平板壳体包括上下对应设置的第一板体1、第二板体2。所述第一板体1和第二板体2通过加工边缘对应连接，以此形成容纳毛细芯4的中空结构，而用于固定连接充液管3的缝隙5设置于平板壳体的边缘。

所述毛细芯4的空隙可以是轴对称设置，也可以是错位设置或角度交叉设置，也可以两种方式结合设置。较优的，空隙是错位设置或角度交叉设置。

所述毛细芯4的空隙与平板壳体组成的封闭通道为工质循环流动过程中的气体流动通道，毛细芯4中的多孔结构为液体工质流动通道。

所述毛细芯4的表面与第一板体1、第二板体2的内表面可以通过焊接、粘结或压紧等方式连接。所述毛细芯4的面积小于平板热管的面积。

所述毛细芯4为单一毛细结构，选择孔隙率60％以上。大的孔隙率可以保证较大的渗透率，并且可以减少工质流动的阻力，增加工质流通量。高孔隙率还可以降低冷凝液的回流压力，并且可以增加毛细极限，这些都有利于提高热管的传热性能。

可以理解，本实施例提供的平板热管的任一端均可作为蒸发端，而另一端可以作为冷凝端，且蒸发端与冷凝端之间无明显分界，相互连通。

下述对本发明提供的平板热管工作原理进一步详细说明：

请参阅图2、图3，对上述平板热管工作过程进行说明，通过充液管3向平板热管内部充入工质，当平板热管某一位置受热后，第一板体1或第二板体2的受热区域温度上升，热量迅速向平板热管的内部传递，因为板体内表面与毛细芯4接触，毛细芯4外表面附近区域的液体工质受热蒸发，产生的气体进入两侧空隙中，气体在冷凝端遇冷凝结成液体，工质相变将热量释放，产生的液体被两侧的多孔结构吸附而流入毛细芯4内部。同时，因为毛细芯4外表面液体受热蒸发，毛细芯4内部的液体在毛细力作用下向表面流动，所以冷凝端的液体不断向蒸发端流动。通过工质的气液相变和循环流动，将蒸发端的热量不断向冷凝端传递。

平板热管在一端受热后，可以快速向同一端的其他位置以及另一端表面传热，达到增加散热面积强化散热效果的目的，明显降低了热源的热流密度。在蒸发端，毛细芯4表面区域的液体工质受热蒸发，然后流向两侧空隙，不必穿过液体层，减小了流动阻力；在冷凝端，气体工质直接与温度较低的板体表面接触，凝结为液体后，毛细芯4的多孔结构能快速吸附空隙中的液体，使冷凝端表面重新具有冷凝作用，降低了传热热阻。毛细芯4可以选用孔隙率更大的泡沫铜材料，大的孔隙率可以保证较大的渗透率，并且可以减少工质流动的阻力，增加工质流通量。高孔隙率还可以降低冷凝液的回流压力，并且可以增加毛细极限，这些都有利于提高热管的传热性能。本实施例的平板热管结构不管是平板壳体还是毛细芯的结构都具有良好的柔性，能满足在一定弯曲设置的情况下，热管结构不被破坏，具备良好的均温性能。

现有技术的平板热管一般是使用成型的管子进行压平处理，所以其形状一般为规则的，而本实施例的平板热管，因为是柔性的，且分为第一板体1和第一板体2，所以第一板体1和第二板体2的形状可以设为不规则的形状，即根据实际需求设置平板热管的形状，然后再将第一板体1和第二板体2焊接起来，对应的，毛细芯4也是不规则形状，如图2所示，毛细芯4为树枝状，这样，平板热管在局部位置受热后，能够沿着二维方向迅速向其他位置传热，然后通过更大散热面积将热量向外排散，有效降低热源的热流密度，实现高效散热。

本实施例具有以下优点：

第一，平板热管在局部位置受热后，能够沿着二维方向迅速向其他位置传热，然后通过更大散热面积将热量向外排散，有效降低热源的热流密度，实现高效散热。

第二，在蒸发区域，壳体与毛细芯外表面接触，毛细芯表面区域的液体工质直接受热蒸发，然后进入封闭通道，不必穿越液体层，减小了流动阻力。

第三，在冷凝区域，气体工质直接与温度较低的板体壁面接触，冷凝为液体后，毛细芯的多孔结构能够快速地转移通道中的液体，使冷壁面重新具有高效冷凝能力，减小了传热热阻，提高冷凝效率。

第四，毛细芯上可以设置一个或多个通孔，使加热一侧的凹槽内的气态工质可以经过通孔直接流入另一侧凹槽内，减小了工质流动阻力。

第五，毛细芯可以改变厚度，在毛细力不变的情况下，减小液体工质在多孔结构内的流动阻力。

因此，本实施例的平板热管在散热平面较大时能够有效降低热源的热流密度，均温性好，有效提高传热效率。在反重力情况下也能够实现优异的均温性能。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使说明简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有的可能组合都进行说明。但是，只要这些技术特证的组合方式不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其说明较为具体和详细，但并不能因此而认为对发明专利范围的限制。另外，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的条件下，还可以做出若干改进，这些都属于本发明的保护范围。所以，本发明专利的保护范围应当以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种柔性平板热管结构，其特征在于：包括柔性导热的平板壳体、充液管以及毛细芯，平板壳体的内部为中空，充液管和平板壳体相连通，毛细芯位于平板壳体内部，所述毛细芯是采用泡沫铜或者铜丝编制条制成的毛细芯。

2.如权利要求1所述的一种柔性平板热管结构，其特征在于：所述平板壳体是采用柔性的铜片制成的平板壳体。

3.如权利要求2所述的一种柔性平板热管结构，其特征在于：所述平板壳体是采用柔性的钛金属片制成的平板壳体。

4.如权利要求1所述的一种柔性平板热管结构，其特征在于：所述平板壳体的厚度为0.05至0.1mm。

5.如权利要求4所述的一种柔性平板热管结构，其特征在于：所述平板壳体的厚度为0.06至0.09mm。

6.如权利要求1所述的一种柔性平板热管结构，其特征在于：所述平板壳体包括上下对应设置的第一板体和第二板体，第一板体和第二板体的边缘焊接在一起。

7.如权利要求1所述的一种柔性平板热管结构，其特征在于：所述毛细芯的上、下表面分别与所述平板壳体的第一板体、第二板体的内表面连接。

8.如权利要求1所述的一种柔性平板热管结构，其特征在于：所述毛细芯的上、下表面与所述平板壳体表面通过焊接、粘接或压紧的方式连接在一起。

9.如权利要求1所述的一种柔性平板热管结构，其特征在于：所述毛细芯的厚度不大于1mm，孔隙率为60％以上。

10.如权利要求1所述的一种柔性平板热管结构，其特征在于：所述平板壳体的形状为不规则的形状。