專利名稱：新型平板熱管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及換熱技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于相變換熱的新型平板熱管。
背景技術(shù)：
與自然對流和強(qiáng)制對流的換熱方式相比，由于相變換熱的方式傳熱效率高，利用相變換熱技術(shù)的換熱器在工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，在此類相變換熱器技術(shù)中，最典型的要屬熱管換熱器技術(shù)，熱管的主要傳熱方式為蒸發(fā)和冷凝，具有傳熱能力大、溫度控制能力強(qiáng)、傳熱效率高的特點。其中振蕩型熱管雖然傳熱效率較高，但該種傳熱元件需要起振溫差，應(yīng)用范圍受到很大限制；普通的毛細(xì)芯熱管其制作工藝如毛細(xì)芯材料的制備以及維護(hù)過程非常復(fù)雜，也使得其應(yīng)用受到很大的限制。為了利用熱管的優(yōu)勢，現(xiàn)有技術(shù)將熱管并排排列，外貼金屬傳熱板，或者在管與管之間通過焊接連接形成并排結(jié)構(gòu)以構(gòu)成面狀表面，但是，對于外加金屬傳熱板的板狀熱管由于管與管之間有空氣腔，造成較大的熱阻，使散熱效率低，而且內(nèi)部承壓能力差，易變型，對于焊接形成的板狀熱管，由于焊接工作效率低，造成產(chǎn)量低，且焊接很容易造成虛焊等焊接質(zhì)量問題，不能適應(yīng)熱管在承受壓力條件下的工作，而且在現(xiàn)有技術(shù)中將并排排列的熱管的端頭密封的工藝通常是將熱管端頭封蓋或者將熱管裝入套筒中再將套筒口焊接封蓋或者將端頭熔融整體釬焊加工為一體，工藝十分復(fù)雜，而且密封性和可靠性能低。

實用新型內(nèi)容本實用新型針對現(xiàn)有熱管技術(shù)存在的應(yīng)用受到限制、散熱效率低、承壓差的缺陷和不足的問題，提供一種新型平板熱管，具有適用面廣、熱阻小、散熱效率高、承壓能力強(qiáng)的優(yōu)點。 本實用新型的技術(shù)方案如下 —種新型平板熱管，其特征在于包括由金屬材料經(jīng)過擠壓或沖壓成型的具有兩
個及以上平行排布的微孔管的導(dǎo)熱體，所述微孔管內(nèi)灌裝有起相變換熱作用的液體工質(zhì)，
所述導(dǎo)熱體的兩端密封且至少一端頭具有由冷焊形成的漸變收縮的封口帶。 所述導(dǎo)熱體的至少一縱截面在該封口帶處的外側(cè)邊沿微孔管管長方向漸變收縮
為一點，所述外側(cè)邊為相對內(nèi)凹的兩條弧形邊。 所述導(dǎo)熱體的至少一縱截面在該封口帶處的內(nèi)側(cè)邊沿微孔管管長方向漸變收縮為一點，所述內(nèi)側(cè)邊為相對內(nèi)凹的兩條弧形邊。 導(dǎo)熱體在封口帶所在端具有由錫焊或高頻焊形成的巻曲的加固焊口和/或所述導(dǎo)熱體在封口帶所在端的外部設(shè)置有保護(hù)套。 所述導(dǎo)熱體為條狀或板狀體，所述平行排布的微孔管平行于條狀或板狀體橫向?qū)挾容^寬的表面。 設(shè)置微孔管的通道橫截面的長寬比在l至1.5之間，所述新型熱管的最小管壁
3與各微孔管等效直徑的比值均大于等于0. 2 ;所述微孔管等效直徑或水力直徑在0. lmm至3. 5mm之間，相鄰兩微孔管之間的距離在0. lmm至1. 0mm之間。 當(dāng)導(dǎo)熱體的總厚度小于等于3mm時，所述封口帶漸變收縮的延展長度與導(dǎo)熱體總
厚度的比值在0. 75至1. 5之間；當(dāng)導(dǎo)熱體的總厚度在3mm至5mm之間時，所述封口帶漸變
收縮的延展長度與導(dǎo)熱體總厚度的比值在O. 6至1. 5之問；當(dāng)導(dǎo)熱體的總厚度大于5mm時，
所述封口帶漸變收縮的延展長度與導(dǎo)熱體總厚度的比值在0. 5至1. 5之間。 所述導(dǎo)熱體內(nèi)具有一條或一條以上的沿平行于微孔管管長方向的實心帶，所述實
心帶上設(shè)置有安裝固定孔。 所述各微孔管均為獨立熱管結(jié)構(gòu)；或所述各微孔管一端在導(dǎo)熱體內(nèi)開放，即各微孔管在該端彼此連通，但導(dǎo)熱體該端封閉，各微孔管另一端封閉，各微孔管為半獨立熱管結(jié)構(gòu)。 所述各微孔管的通道內(nèi)壁中，設(shè)置有具有強(qiáng)化傳熱作用的微翅片或沿微孔管長度
方向走向的內(nèi)凹毛細(xì)微槽，所述微翅片的大小和結(jié)構(gòu)適合于與微孔管內(nèi)壁形成沿微孔管長
度方向走向的毛細(xì)微槽，所述微翅片與微孔管內(nèi)壁形成的頂角處以及內(nèi)凹毛細(xì)微槽與微孔
管內(nèi)壁形成的頂角處均為平滑的圓角。 本實用新型的技術(shù)效果如下 本實用新型涉及的新型平板熱管，包括具有平行排布的微孔管的導(dǎo)熱體，導(dǎo)熱體兩端密封并灌裝有起相變換熱作用的液體工質(zhì)，即微孔管內(nèi)灌裝有液體工質(zhì)形成微熱管，并以相變換熱的方式傳熱，自然形成熱管效應(yīng)，由于在一個整體結(jié)構(gòu)內(nèi)排布微孔管，因此采取擠壓或沖壓工藝制備十分方便，從而使本實用新型可以有很廣泛的應(yīng)用，同時由于微孔管為導(dǎo)熱體內(nèi)部形成的腔體結(jié)構(gòu)，并非靠焊接或外加金屬傳熱板，故微孔管與微孔管之間為導(dǎo)熱體本體作為加強(qiáng)筋，管與管之間不存在空氣腔，解決了空氣腔造成較大的熱阻，使散熱效率低，而且內(nèi)部承壓能力差，易變形，以及焊接工作效率低等一系列問題，導(dǎo)熱體使得新型熱管散熱效率大大提高，熱阻小，并增強(qiáng)了承壓能力和工作安全可靠性。導(dǎo)熱體的兩端密封且至少一端頭具有由冷焊形成的漸變收縮的封口帶，是通過使用冷焊工藝來制備該新型平板熱管形成的獨特結(jié)構(gòu)，而傳統(tǒng)的端頭封口工藝通常是使用熱焊工藝將熱管端頭封蓋或?qū)峁苎b入套筒中再將套筒口焊接封蓋或?qū)⒍祟^熔融整體釬焊加工為一體，工藝十分復(fù)雜，本實用新型采用獨特的端頭封口冷焊工藝能夠一次性閉合封裝以形成獨特的具有漸變收縮的封口帶的新型平板熱管。 通過設(shè)置加固焊口以及保護(hù)套能夠增強(qiáng)本實用新型的新型平板熱管的端頭封口的密閉性以及抗氧化能力。 通過導(dǎo)熱體的總厚度在不同取值范圍內(nèi)，設(shè)定該總厚度與導(dǎo)熱體的封口帶漸變收縮的延展長度之間比值的取值范圍，使得封口處能具備足夠的強(qiáng)度，從而使微孔管內(nèi)部承受的壓力能夠大于2. OMPa，以滿足微孔管內(nèi)不同液體工質(zhì)在各種工作溫度下能夠承受的壓力，適應(yīng)熱管在各種情況下的工作需要。

圖1為本實用新型的新型平板熱管的第一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；[0020] 圖2為本實用新型的新型平板熱管的縱截面結(jié)構(gòu)示意圖；[0021] 圖3為本實用新型的新型平板熱管的第二種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本實用新型的新型平板熱管的第三種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為本實用新型的新型平板熱管的第四種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為實用新型的新型平板熱管的加工工藝的導(dǎo)熱體端頭封口的工藝流程圖。 圖中各標(biāo)號列示如下 l-導(dǎo)熱體；2-微孔管；3-加固焊口 ；4-微翅片；5-刀具；6-實心帶；7-安裝固定孔。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型進(jìn)行說明。 圖1為本實用新型的新型平板熱管的第一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，該新型平板熱管包括由金屬材料經(jīng)過擠壓或沖壓成型的具有兩個及以上平行排布的微孔管2的導(dǎo)熱體l，導(dǎo)熱體1可以為條狀或板狀體，平行排布的微孔管2平行于條狀或板狀體橫向?qū)挾容^寬的表面，微孔管2的通道橫截面形狀為圓形，微孔管2密封在導(dǎo)熱體1內(nèi)并在微孔管2內(nèi)灌裝有起相變換熱作用的液體工質(zhì)，以相變換熱的方式傳熱，自然形成熱管效應(yīng)。為使得該新型平板熱管的熱流密度以及相變換熱更好，微孔管等效直徑或水力直徑在0. lmm至3. 5mm之間，相鄰兩微孔管之間的距離在0. lmm至1. Omm之間，優(yōu)選設(shè)置微孔管的通道橫截面的
長寬比在，至1.5之間，新型平板熱管的最小管壁與各微孔管等效直徑的比值均大于等于
0. 2。 其中，導(dǎo)熱體1的兩端密封且兩端頭均具有由冷焊形成的漸變收縮的封口帶，導(dǎo)熱體1的至少一縱截面在該封口帶處的外側(cè)邊和內(nèi)測邊均沿微孔管2管長方向漸變收縮為一點，該外側(cè)邊和內(nèi)測邊均為相對內(nèi)凹的兩條弧形邊，如圖2所示的本實用新型的新型平板熱管的縱截面結(jié)構(gòu)示意圖，導(dǎo)熱體l在封口帶所在端具有由錫焊或高頻焊或其它焊接方法加固形成的巻曲的加固焊口 3，該加固焊口 3的外部設(shè)置有保護(hù)套。假設(shè)封口帶漸變收縮的延展長度與導(dǎo)熱體總厚度的比值為S ，當(dāng)導(dǎo)熱體的總厚度小于等于3mm時，0.75《S《1.5 ;當(dāng)導(dǎo)熱體的總厚度在3mm至5mm之間時，0.6《S《1.5;當(dāng)導(dǎo)熱體的總厚度大于5mm時，0.5《S《1.5。對于導(dǎo)熱體的總厚度與封口帶漸變收縮的延展長度的關(guān)系設(shè)定，使得微孔管內(nèi)部承受的壓力能夠大于2. OMPa，以滿足微孔管內(nèi)不同液體工質(zhì)在各種工作溫度下能夠承受的壓力，適應(yīng)熱管在各種情況下的工作需要。例如，當(dāng)導(dǎo)熱體的總厚度為3mm時，可以設(shè)置封口帶漸變收縮的延展長度為2. 5mm或3mm等，當(dāng)導(dǎo)熱體的總厚度為4mm時，可以設(shè)置封口帶漸變收縮的延展長度為2. 8mm或3mm等。 各微孔管2可以形成獨立熱管結(jié)構(gòu)或者半獨立熱管結(jié)構(gòu)。例如，當(dāng)各微孔管2兩端均封閉時各微孔管2均為獨立熱管結(jié)構(gòu)，構(gòu)成熱管陣列，各微孔管2之間不連通，均可獨立工作，這樣更加有利于熱管整體的可靠性和安全維護(hù)，萬一某一微孔管發(fā)生損壞比如漏氣后也不會影響其它微孔管的工作。當(dāng)各微孔管2 —端在導(dǎo)熱體1內(nèi)開放，即微孔管2在該端彼此連通，開放方式可為在導(dǎo)熱體1的該端頭套上一個中空套筒，使得導(dǎo)熱體1該端封閉，而各微孔管2在該端彼此連通，即各微孔管2為半獨立熱管結(jié)構(gòu)，半獨立熱管結(jié)構(gòu)整體構(gòu)成了微孔管陣列熱管，由于微孔管2端頭開放故無需封閉各微孔管的端頭，從而降低了
5熱管對真空度要求，但是這種各微孔管的端頭在導(dǎo)熱體內(nèi)開放而該端的導(dǎo)熱體封閉的情況
在制作時需要焊接工藝，如使用氬弧焊、高頻焊或釬焊等焊接工藝制作，并且各微孔管由于為半獨立熱管，各微孔管之間相互在端部連通，實為單一熱管結(jié)構(gòu)， 一旦某一微孔管發(fā)生損壞就會影響其它微孔管的工作，造成熱管整體的失效，故可靠性會有些降低。[0031] 圖3為本實用新型的新型平板熱管的第二種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，該實施例與圖1所示的第一種實施例的區(qū)別為，該實施例的每個圓形的微孔管2的四周內(nèi)壁上均設(shè)置有大量的導(dǎo)熱材料制成的微翅片4或沿微孔管2長度方向走向的內(nèi)凹毛細(xì)微槽，沿新型平板熱管長度方向相鄰的微翅片4之間距離適當(dāng)可形成毛細(xì)芯，更進(jìn)一步，沿新型平板熱管長度方向相鄰的微翅片4的排布形成毛細(xì)微槽，微翅片4與微孔管2的內(nèi)壁形成的頂角處以及內(nèi)凹毛細(xì)微槽與微孔管內(nèi)壁形成的頂角處均為平滑的具有一定曲率的圓角，以避免應(yīng)力集中，微翅片、毛細(xì)芯以及毛細(xì)微槽(也可以理解為成組的微孔管束構(gòu)成的微孔管群或微槽群結(jié)構(gòu))的設(shè)置能夠提高熱管的導(dǎo)熱效率。 圖4為本實用新型的新型平板熱管的第三種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，該實施例中微孔管2的通道橫截面形狀為矩形，當(dāng)然微孔管2橫截面也可以為其它多角形(如三角形和方形等)、橢圓型或其它不形成應(yīng)力集中的任意幾何形狀，其中，多角形的頂角處應(yīng)為平滑的具有一定曲率的圓角。每個矩形的微孔管2的上下相對的內(nèi)壁上均設(shè)置有若干導(dǎo)熱材料制成的微翅片4，沿新型平板熱管長度方向相鄰的微翅片4之間形成毛細(xì)芯，更進(jìn)一步，沿新型平板熱管長度方向相鄰的微翅片4的排布形成毛細(xì)微槽。同樣，微翅片4可以是在微孔管2的上下相對的內(nèi)壁上設(shè)置，也可以只在微孔管2內(nèi)壁中的一側(cè)或任意兩側(cè)或三側(cè)或四側(cè)設(shè)置。此外，該實施例中的導(dǎo)熱體1的四個棱角均為圓弧，而圖1和圖3所示的兩種實施例中的導(dǎo)熱體1的四個棱角均為直角，圓弧設(shè)置既便于熱管的擠壓制備，又便于搬轉(zhuǎn)。[0033] 圖5為本實用新型的新型平板熱管的第四種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；該實施中在導(dǎo)熱體1內(nèi)設(shè)置具有一條沿平行于微孔管2管長方向的實心帶6，該實心帶6上設(shè)置有安裝固定孔7，可以通過該安裝固定孔7將新型平板熱管安裝、固定在目標(biāo)地點。實心帶6可以根據(jù)需要設(shè)置在導(dǎo)熱體1的中間部位或者兩邊部位，該實心帶6也可以設(shè)置一條或者一條以上。 其中，圖3所示的新型平板熱管的優(yōu)選制備工藝可以包括如下步驟 A、采用擠壓或沖壓工藝制備出其內(nèi)具有兩個或兩個以上平行排布并貫通的微孔
管的導(dǎo)熱體；該導(dǎo)熱體可以為金屬材料，將金屬材料加熱到軟化溫度后注入擠壓模具擠壓，
該擠壓模具的側(cè)面設(shè)置有平板外殼，外殼內(nèi)部設(shè)置有與外殼分別平行的兩個或兩個以上平
行排布的柱狀凸模，該柱狀凸模四周側(cè)面均設(shè)置有若干微凹坑； B、金屬材料被擠壓后冷卻至常溫，成型為具有兩個或兩個以上平行排布的微孔管
陣列平板結(jié)構(gòu)，并且微孔管內(nèi)壁上帶有擠壓成型的具有強(qiáng)化傳熱作用的若干微翅片； C、將導(dǎo)熱體的一端的端頭密封具體方法可以有三種，一種是采用冷焊工藝密封
封裝，如圖6所示的新型平板熱管的加工工藝的導(dǎo)熱體端頭封口的工藝流程圖，該冷焊工
藝為在導(dǎo)熱體1端頭上下方分別放置刀具5，通過刀具5的刀口擠壓導(dǎo)熱體1的端頭使之變
形并進(jìn)行封口及切斷；第二種方法是將導(dǎo)熱體的該端頭壓扁、巻曲后，采用錫焊或高頻焊進(jìn)
行封口加固；第三種方法是在導(dǎo)熱體的該端頭套上套筒進(jìn)行密封； D、將微孔管內(nèi)空氣排出(例如抽真空)及灌裝液體工質(zhì)形成微熱管；[0039] E、將導(dǎo)熱體的另一端的端頭采用冷焊工藝密封封裝，如圖6所示的新型平板熱管 的加工工藝的導(dǎo)熱體端頭封口的工藝流程圖，該冷焊工藝為在導(dǎo)熱體1端頭上下方分別放 置刀具5，通過刀具5的刀口擠壓導(dǎo)熱體1的端頭使之變形并進(jìn)行封口及切斷；也可以先將 鋁絲插入到微孔管2的管口后再采用冷焊工藝密封封裝； F、將導(dǎo)熱體的兩端頭分別安裝保護(hù)套，該保護(hù)套可以選擇套筒來實現(xiàn)導(dǎo)熱體的端 頭封口的加固焊。 本實用新型所涉及的新型平板熱管可應(yīng)用于太陽能集熱器、電子器件散熱裝置及 熱管換熱器之中。 當(dāng)該新型平板熱管用于電子器件散熱時，如CPU、 LED散熱器，太陽能電池冷卻等 應(yīng)用，將導(dǎo)熱體的一端與電子器件的發(fā)熱面接觸，相接觸的部分作為新型平板熱管的蒸發(fā) 面自動吸收電子元器件所散發(fā)的熱量，新型平板熱管的其余部分作為冷凝面，從而達(dá)到高 效散熱的目的。當(dāng)該新型平板熱管用于熱管換熱器時，新型平板熱管的兩端分別位于需要 熱交換的熱源與冷媒中，新型平板熱管就可以通過自身的蒸發(fā)冷凝進(jìn)行高效換熱。 應(yīng)當(dāng)指出，以上所述具體實施方式
可以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明 創(chuàng)造，但不以任何方式限制本發(fā)明創(chuàng)造。因此，盡管本說明書參照附圖和實施例對本發(fā)明創(chuàng) 造已進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本發(fā)明創(chuàng)造進(jìn)行修改 或者等同替換，總之，一切不脫離本發(fā)明創(chuàng)造的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵 蓋在本發(fā)明創(chuàng)造專利的保護(hù)范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求一種新型平板熱管，其特征在于包括由金屬材料經(jīng)過擠壓或沖壓成型的具有兩個及以上平行排布的微孔管的導(dǎo)熱體，所述微孔管內(nèi)灌裝有起相變換熱作用的液體工質(zhì)，所述導(dǎo)熱體的兩端密封且至少一端頭具有由冷焊形成的漸變收縮的封口帶。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型平板熱管，其特征在于，所述導(dǎo)熱體的至少一縱截面在該封口帶處的外側(cè)邊沿微孔管管長方向漸變收縮為一點，所述外側(cè)邊為相對內(nèi)凹的兩條弧形邊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型平板熱管，其特征在于，所述導(dǎo)熱體的至少一縱截面在該封口帶處的內(nèi)側(cè)邊沿微孔管管長方向漸變收縮為一點，所述內(nèi)側(cè)邊為相對內(nèi)凹的兩條弧形邊。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型平板熱管，其特征在于，導(dǎo)熱體在封口帶所在端具有由錫焊或高頻焊形成的巻曲的加固焊口和/或所述導(dǎo)熱體在封口帶所在端的外部設(shè)置有保護(hù)套。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的新型平板熱管，其特征在于，所述導(dǎo)熱體為條狀或板狀體，所述平行排布的微孔管平行于條狀或板狀體橫向?qū)挾容^寬的表面。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的新型平板熱管，其特征在于，設(shè)置微孔管的通道橫截面的長寬比在#至1.5之間，所述新型熱管的最小管壁與各微孔管等效直徑的比值均大于等于0. 2 ;所述微孔管等效直徑或水力直徑在0. lmm至3. 5mm之間，相鄰兩微孔管之間的距離在0. lmm至1. 0mm之間。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的新型平板熱管，其特征在于，當(dāng)導(dǎo)熱體的總厚度小于等于3mm時，所述封口帶漸變收縮的延展長度與導(dǎo)熱體總厚度的比值在0. 75至1. 5之間；當(dāng)導(dǎo)熱體的總厚度在3mm至5mm之間時，所述封口帶漸變收縮的延展長度與導(dǎo)熱體總厚度的比值在0. 6至1. 5之間；當(dāng)導(dǎo)熱體的總厚度大于5mm時，所述封口帶漸變收縮的延展長度與導(dǎo)熱體總厚度的比值在0. 5至1. 5之間。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的新型平板熱管，其特征在于，所述導(dǎo)熱體內(nèi)具有一條或一條以上的沿平行于微孔管管長方向的實心帶，所述實心帶上設(shè)置有安裝固定孔。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的新型平板熱管，其特征在于，所述各微孔管均為獨立熱管結(jié)構(gòu)；或所述各微孔管一端在導(dǎo)熱體內(nèi)開放，即各微孔管彼此連通，但導(dǎo)熱體該端封閉，各微孔管另一端封閉，各微孔管為半獨立熱管結(jié)構(gòu)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的新型平板熱管，其特征在于，所述各微孔管的通道內(nèi)壁中，設(shè)置有具有強(qiáng)化傳熱作用的微翅片或沿微孔管長度方向走向的內(nèi)凹毛細(xì)微槽，所述微翅片的大小和結(jié)構(gòu)適合于與微孔管內(nèi)壁形成沿微孔管長度方向走向的毛細(xì)微槽，所述微翅片與微孔管內(nèi)壁形成的頂角處以及內(nèi)凹毛細(xì)微槽與微孔管內(nèi)壁形成的頂角處均為平滑的圓角。
專利摘要本實用新型涉及一種新型平板熱管，包括由金屬材料經(jīng)過擠壓或沖壓成型的具有兩個及以上平行排布的微孔管的導(dǎo)熱體，微孔管內(nèi)灌裝有起相變換熱作用的液體工質(zhì)，導(dǎo)熱體的兩端密封且至少一端頭具有由冷焊形成的漸變收縮的封口帶。本實用新型的新型平板熱管具有適用面廣、熱阻小、散熱效率高、承壓能力強(qiáng)的優(yōu)點。
文檔編號F28D15/04GK201548107SQ20092024679
公開日2010年8月11日 申請日期2009年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月3日
發(fā)明者刁彥華, 張楷榮, 趙耀華 申請人:趙耀華