專(zhuān)利名稱(chēng)：熱管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種熱管。
技術(shù)背景熱管是一種高效的強(qiáng)化傳熱元件。1942年，美國(guó)人高格勒提出熱管的工作 原理，但未引起人們的注意。1964年，因?yàn)楹教旒夹g(shù)的需要，美國(guó)人格羅弗發(fā) 明了這種新型的傳熱元件。根據(jù)歷史記錄，直到20世紀(jì)的60年代，熱管才普 遍地受到人們的重視，逐漸走出實(shí)驗(yàn)室成為一種提高傳熱效率的元件。在20世 紀(jì)80年代之前，熱管的造價(jià)相當(dāng)高，只是使用在政府和衛(wèi)星上的系統(tǒng)等等一些 高科技和重要領(lǐng)域上。當(dāng)時(shí)，對(duì)于廣大的電子產(chǎn)品的消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，熱管還是奢 侈品。到了20世紀(jì)80年代，作為高端電子產(chǎn)品的散熱設(shè)備，熱管逐漸被市場(chǎng) 接受，隨著熱管的普及，快速增長(zhǎng)的需求降低了熱管的制造成本。降低成本后 的熱管就使得散熱設(shè)備的設(shè)計(jì)者們可以將熱管應(yīng)用于更多的產(chǎn)品中。到了近期 的十多年，熱管開(kāi)始被用于大量的家用電器，最近幾年也開(kāi)始計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。熱 管在早幾年前就在筆記本電腦的散熱系統(tǒng)中作為必不可少導(dǎo)熱元件使用了，由 于臺(tái)式機(jī)CPU的發(fā)熱量不斷增大，近年來(lái)臺(tái)式機(jī)CPU的散熱使用也普遍。近年 來(lái)還有用于LED燈方面的專(zhuān)利申請(qǐng)方案不斷出現(xiàn)。目前的熱管基本上是以一根管狀結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，使用時(shí)均是以套接方式連接 于發(fā)熱器件和散熱器件，其存在著使用不夠方便和散熱效果不夠理想，不能滿 足焊接的性能要求，制造須專(zhuān)用設(shè)備等的不足。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種熱管。本發(fā)明的另一目的在于提出一種熱管的制造方法。 本發(fā)明 的還有一目的在于提出本發(fā)明的熱管用途。本發(fā)明的熱管，是基于熱管技術(shù)的基本原理提出的。熱管技術(shù)的原理比較 簡(jiǎn)單，熱管是一種高效的強(qiáng)化傳熱元件，1942年，美國(guó)人高格勒提出熱管的工 作原理；熱管是封閉系統(tǒng)，由管殼、吸液芯和工質(zhì)組成。熱管利用工質(zhì)相變的 物理過(guò)程來(lái)傳遞熱量。當(dāng)熱量從蒸發(fā)段傳入時(shí)，吸液芯內(nèi)的工質(zhì)受熱蒸發(fā)，蒸 氣在冷凝段接觸到冷的吸熱芯表面，放出熱量。而工質(zhì)在蒸發(fā)段蒸發(fā)，使氣液 交界面下凹，形成許多彎月形液面，產(chǎn)生毛細(xì)壓頭，把冷凝液送回蒸發(fā)段，完 成閉合循環(huán)。這樣，工質(zhì)的蒸發(fā)和冷凝便把熱量源源不斷地從熱端傳到冷端。 其主要是利用工作流體的蒸發(fā)與冷凝來(lái)傳遞熱量(熱管工作流體涵蓋從低溫應(yīng) 用的氦、氮，到高溫應(yīng)用的鈉、鉀等液態(tài)金屬；較為常見(jiàn)的熱管工作流體則有氨、水、丙酬及甲醇等)。熱管一般是由管殼、吸液芯和端蓋三個(gè)部分組成。將 管內(nèi)抽至較高的真空度后充以適量的工作流體，使得緊貼管內(nèi)壁的吸液芯毛細(xì) 多孔材料中充滿液體后加以密封。熱管有兩端，分別為蒸發(fā)端(加熱端)和冷 凝端(散熱端)，兩端之間可根據(jù)需要采取絕熱措施。當(dāng)熱管的一端受熱時(shí)(即 兩端出現(xiàn)溫差時(shí))，毛細(xì)芯中的液體蒸發(fā)汽化，蒸汽在壓差之下流向另一端放出 熱量并凝結(jié)成液體，液體再沿多孔材料依靠毛細(xì)作用流回蒸發(fā)端。如此循環(huán)不 已，熱量得以沿?zé)峁苎杆賯鬟f。由于蒸發(fā)——冷凝的傳熱過(guò)程中，管內(nèi)工作流 體處于飽和狀態(tài)，因此熱管幾乎是在等溫下傳遞熱量。本發(fā)明的熱管，熱管的管殼一般為金屬無(wú)縫鋼管，根據(jù)不同需要可以采用 不同材料，如銅、鋁、碳鋼、不銹鋼、合金鋼等。管子為標(biāo)準(zhǔn)圓形或橢圓形，長(zhǎng)度可以從幾毫米到100米以上。低溫?zé)峁軗Q熱器的管材一般采用銅、鋁作為 原料。采用有色金屬作管材主要是為了滿足與工作液體相容性的要求。其特征在于由主管(1)上設(shè)有支管(4)。其支管(4) 一般要比主管(1)小或小很 多的小支管。由于現(xiàn)有技術(shù)的熱管，均是其管本身的兩頭作接頭，與應(yīng)用器件 進(jìn)行套接方式連接；使用不夠方便或不能滿定諸多場(chǎng)合的要求。因此，本發(fā)明 設(shè)計(jì)了帶接頭的熱管，其特征在于主管(1)上設(shè)有以焊接或鑄造或鍛造(包 括冷鍛造、熱鍛造) 一體成型等結(jié)構(gòu)形式連接為一體的接頭(3)。其主管(1) 上可設(shè)置一個(gè)或多個(gè)接頭(3)， 一般設(shè)不少于2個(gè)接頭(3)為佳；為方便安裝，接頭(3)上還可設(shè)置至少一個(gè)安裝連接孔(6)。為提高接頭的傳熱效率乃至用 于連接時(shí)可焊接目的，其接頭(3)的h尺寸優(yōu)選為大于主管(1)直徑(d)。當(dāng) 接頭(3)具備有一定足夠大的體積，在焊接時(shí)的熱量得到吸收使熱管保持在可 承受范圍內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)可焊接性能。為安裝的方便，接頭(3)的連接平面，可 根據(jù)需要制成各種形狀的平面， 一般平面多為三角形、長(zhǎng)方形、方形、圓形、 橢園形等為佳。為適應(yīng)安裝的需要，主管(1)與接頭(3)可具有一夾角(a)， 夾角(a) —般可在0-180度范圍。其接頭(3)可設(shè)在主管(1)的兩端或管的 側(cè)面，或端面和管的側(cè)面均設(shè)有接頭(3)的形式，以滿足不同使用的要求。其 支管(4)上設(shè)有封頭(5)，其封頭(5)可采用焊接封頭或閥式封頭或螺帽式 封頭之一的封頭。其主管(1)的管腔(2)的內(nèi)壁是非加工的原本管壁；或經(jīng) 加工處理的光滑面；或經(jīng)加工處理的勾槽；為使其導(dǎo)熱效果更好，管腔(2)的 內(nèi)壁上可設(shè)有毛細(xì)多孔材料結(jié)構(gòu)；或設(shè)有毛細(xì)多孔材料結(jié)構(gòu)的吸液芯。本發(fā)明的熱管的制造方法，包括機(jī)械加工一焊接加工一除氣一充裝一封接 過(guò)程，其特征在于包括焊接加工的主管(1)與支管(4)的安裝聯(lián)接加工； 除氣一充裝或充裝一除氣；封接等過(guò)程。其機(jī)械加工、焊接加工包括主管(1) 分別與支管(4)、接頭(3)的安裝聯(lián)接加工。其除氣一充裝或充裝一除氣；封 接其優(yōu)選是通過(guò)支管(4)來(lái)完成。改變了現(xiàn)有技術(shù)由在較大的主管(1)進(jìn)行除氣、充裝、封接工序，其除氣、充裝、封接工序通過(guò)較小于的支管(4)來(lái)完 成，使得其加工須由專(zhuān)用的旋壓封頭機(jī)等較大的設(shè)備完成，可改用小的、通用 設(shè)備或通用工具來(lái)完成。也是由于其除氣、充裝、封接工序通過(guò)較小于的支管(4)來(lái)完成，其生產(chǎn)不僅可用小型通用設(shè)備完成；還可用通用工具手工操作來(lái) 完成。其封頭(5)可采用焊接封頭或閥式或螺帽式之一的封頭。由此可見(jiàn)，其 實(shí)現(xiàn)了、具有了可維修性和易維修性。本發(fā)明的熱管，可適合于各行各業(yè)的使用，由于設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)接頭(3) 及其平面，特別適合電器、電子、LED燈等產(chǎn)品的配套使用，可有效解決其一直 被困擾LED燈的散熱技術(shù)難題。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是1、 本發(fā)明提出了由于主管(1)上設(shè)有支管(4)和以焊接或鑄造或煅造一體 成型等結(jié)構(gòu)形式連接為一體的接頭(3)而構(gòu)成的新型結(jié)構(gòu)熱管；其接口 簡(jiǎn)化、安裝方便；且使用導(dǎo)熱效果可顯著提高；2、 可使產(chǎn)品提高到適應(yīng)焊接聯(lián)接的新水平，可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱效率最大的效果；3、 特別適合LED燈配套使用，LED燈直接安裝在接頭(3)的平面上，可有效 解決其一直被困擾的散熱技術(shù)難題；4、 改變了現(xiàn)有技術(shù)由在較大的主管(1)進(jìn)行除氣、充裝、封接工序，其除 氣、充裝、封接工序通過(guò)較小于的支管(4)來(lái)完成，使得加工由專(zhuān)用的 旋壓封頭機(jī)等較大的設(shè)備，可改用小的、通用設(shè)備或通用工具，使得更易 制造，生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品質(zhì)量更易控制，產(chǎn)品質(zhì)量更可靠，可有效降低成本;5、 其除氣、充裝、封接工序通過(guò)較小于的支管(4)來(lái)完成，設(shè)備為小型通 用設(shè)備或通用工具，使得熱管產(chǎn)品具有可維修性和易維修性。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。 圖1、主剖示意la、不另設(shè)接頭的熱管主視示意lb、 一端設(shè)有接頭(3)的形式示意lc、支管(4)的另一設(shè)置方案示意2、角度說(shuō)明示意3接頭(3)的設(shè)置方案之一示意3-l、 圖3的左視示意4 、接頭(3)的設(shè)置方案之二示意5、接頭(3)的設(shè)置方案之三示意6、接頭(3)的設(shè)置方案之四示意7、圖6的左視之一示意8 、圖6的左視之二示意8、接頭(3)的設(shè)置方案之五示意9 、圖8的左視示意10、接頭(3)的設(shè)置方案之六示意11、圖10的左視之一示意12、圖10的左視之二示意13、圖10的右視示意14、接頭(3)的設(shè)置方案之七示意15 LRD燈使用示意中主管(1)，管腔(2)，接頭(3)，支管(4)，封頭(5)，安裝連接 孔(6)，角度(a)，主管(1)直徑(d)，熱管(A)、 (B)、 (C)、 (D)、 (E)， 散熱片或熱交換器(F)，天花板(G)， LED燈(LED)。
具體實(shí)施方式
1、 管殼熱管的管殼大多為金屬無(wú)縫鋼管，根據(jù)不同需要可以采用不同材料，如銅、 鋁、碳鋼、不銹鋼、合金鋼等。管子為標(biāo)準(zhǔn)圓形或橢圓形無(wú)縫鋼管；管徑可以 從2ram到200mm;長(zhǎng)度可以從幾毫米到100米以上。2、 工作介質(zhì)-可選用現(xiàn)有技術(shù)的氨、水、丙酬、甲醇氦、氮，鈉、鉀等液態(tài)金屬。3、 熱管的制造過(guò)程，包括下面的工藝操作 機(jī)械加工一焊接加工一除氣一充裝一封接過(guò)程首先將管子安要求進(jìn)行切割機(jī)械加工；管芯制作或不制作管芯；管與管或 接頭等的焊接加工；除氣抽真空、充裝工作介質(zhì)或先充裝工作介質(zhì)、除氣抽真 空；在不設(shè)有閥式或螺帽式封頭的，封接一般可采用在支管的中間某個(gè)位置進(jìn) 行壓扁使之暫時(shí)密封的操作后，卸下抽真空接頭，將支管管口用焊縫構(gòu)成永久 性密封、即得產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1、一種熱管，管殼材料為圓形或橢圓形金屬無(wú)縫管，其特征在于主管(1)上設(shè)有比主管(1)小的支管(4)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管，其特征在于主管(1)上設(shè)有以 焊接或鑄造或鍛造一體成型的結(jié)構(gòu)形式連接為一體的接頭(3)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管，其特征在于其主管(1)上至少 設(shè)有2個(gè)接頭(3)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管，其特征在于主管(1)上的接頭(3)上至少設(shè)有l(wèi)個(gè)孔(6)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管，其特征在于主管(1)上的接頭(3)的h尺寸優(yōu)選為大于主管(1)的直徑(d)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管，其特征在于主管(1)與接頭(3) 具有一夾角(a)，夾角(a)的角度在0-180度范圍。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管，其特征在于其支管(4)上設(shè)有 封頭(5),其封頭(5)為焊接封頭或閥式封頭或螺帽式封頭之
8、 熱管的制造方法，包括機(jī)械加工一焊接加工一除氣一充裝一封 接過(guò)程，其特征在于其除氣一充裝一封接是通過(guò)支管(4)來(lái) 完成。
9、 本發(fā)明的熱管，其特征在于用于電器或電子或LED燈產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明的熱管，是基于熱管技術(shù)的基本原理提出的，熱管的管殼為金屬無(wú)縫鋼管，由主管(1)上設(shè)有比主管(1)小的支管(4)和接頭(3)而構(gòu)成；其接口簡(jiǎn)化、安裝方便；導(dǎo)熱效果顯著提高；產(chǎn)品可適應(yīng)焊接聯(lián)接，可獲得最大的導(dǎo)熱效率效果；特別適合LED燈配套使用，LED燈直接安裝在接頭(3)的平面上，可有效解決一直被困擾的散熱技術(shù)難題；其除氣、充裝、封接過(guò)程，可改用通過(guò)較小的支管(4)來(lái)完成，使得更易制造，生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品質(zhì)量更易控制，產(chǎn)品質(zhì)量更可靠，可有效降低成本。
文檔編號(hào)B23P15/26GK101236056SQ20081002663
公開(kāi)日2008年8月6日 申請(qǐng)日期2008年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月5日
發(fā)明者健 張, 張雅靜, 李先蘭 申請(qǐng)人:李先蘭