一種板式熱管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及相變傳熱及換熱技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種板式熱管。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，板式熱管由于換熱性能高，便于在較大面積均勻傳熱，在微電子散熱、太陽能集熱、熱回收等領(lǐng)域受到人們越來越廣泛的關(guān)注，研宄工作者進(jìn)行了大量的研宄。由于板式熱管工作過程中汽液兩相在同一個微小的通道內(nèi)反向高速運(yùn)動，產(chǎn)生很大的汽液界面摩擦剪切力，使傳熱熱阻大大增加，制約熱管的傳熱能力。另外，現(xiàn)有板式熱管制造工藝較為復(fù)雜，制造成本高，成為其推廣應(yīng)用的瓶頸。如何采用高效的加工工藝方法制造一種可將熱管工作過程中的汽相和液相分離、減少或消除汽液界面摩擦剪切力、提高傳熱能力的熱管，成為業(yè)界研宄的熱點(diǎn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型目的在于:針對板式熱管汽液摩擦阻力大、熱阻大、加工復(fù)雜等技術(shù)難題，提供一種高效的板式熱管，采用成本低廉的加工方法，減小通道中汽相和液相的界面摩擦剪切力，從而降低熱管的熱阻，提高傳熱能力，并具有重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、承壓能力強(qiáng)、用途廣泛、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，使板式熱管的性能顯著提高，并大大增加了其應(yīng)用范圍。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，所述板式熱管，其特征是，該板式熱管由一塊板狀基體組成，該板狀基體內(nèi)設(shè)置一組或一組以上的分離通道，一組分離通道由至少一個蒸發(fā)通道及至少一個冷凝通道組成，蒸發(fā)通道和冷凝通道之間由加強(qiáng)筋隔開，加強(qiáng)筋上開有毛細(xì)窄縫。每組分離通道可相互獨(dú)立，或者兩端聯(lián)通，蒸發(fā)通道和冷凝通道內(nèi)灌裝有起相變換熱作用的工質(zhì)。
[0005]以下對本實(shí)用新型做出進(jìn)一步說明。
[0006]所述分離通道布置成一排或多排，每一排為一組或多組。
[0007]所述分離通道中蒸發(fā)通道或冷凝通道的橫截面形狀為圓形、橢圓形、三角形、正方形或矩形。
[0008]所述板式熱管的蒸發(fā)通道或冷凝通道內(nèi)壁為光壁或設(shè)有溝槽，溝槽形狀是圓形、橢圓形、三角形、正方形、矩形、梯形、燕尾形或Ω形。
[0009]所述冷凝通道內(nèi)置有毛細(xì)芯，毛細(xì)芯是采用燒結(jié)方法制成。
[0010]所述冷凝通道內(nèi)置有毛細(xì)芯，所述毛細(xì)芯采用絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
[0011]所述冷凝通道內(nèi)置有毛細(xì)芯，毛細(xì)芯是由納米粉未制成。
[0012]所述分離通道中蒸發(fā)通道和冷凝通道處于上下位置時，蒸發(fā)通道在上，冷凝通道在下。
[0013]所述板式熱管的加工工藝特征是采用整體成型的方法加工熱管基體，整體成型的方法為擠壓或沖壓成型。
[0014]所述板式熱管制作時依次進(jìn)行抽真空、灌注工質(zhì)、封裝密封端，對熱管二端密封端進(jìn)行封裝的方式為焊接、膠接、熱壓或冷壓。
[0015]所述板狀基體材料為金屬或非金屬或復(fù)合材料。
[0016]所述板式熱管的外表面加有外翅片，以增加熱管表面的導(dǎo)熱能力，減小表面熱阻。
[0017]所述分離通道是指在板狀基體內(nèi)整體加工的通道，其尺寸屬于微熱管的范圍。
[0018]所述分離通道經(jīng)抽真空后灌裝有起相變換熱作用的工質(zhì)，形成熱管，每組分離通道包括蒸發(fā)通道和冷凝通道，一般來說，冷凝通道的毛細(xì)作用優(yōu)于蒸發(fā)通道。
[0019]所述板式熱管分離通道的蒸發(fā)通道和冷凝通道橫截面形狀可以相同或不同，橫截面面積可以相同或不同，通道內(nèi)溝槽形狀和尺寸也可以相同或不同。
[0020]所述分離通道內(nèi)多通道組成的平面與板式熱管尺寸較大的表面垂直或平行或成任意傾角。
[0021]所述板式熱管其內(nèi)部的通道端口的密封采用焊接(包括溶化焊、固態(tài)焊、攪拌摩擦焊、釬焊)、膠接、冷壓、熱壓的方法封裝密封端。
[0022]本實(shí)用新型所述板式熱管放置的傾角范圍大于同類熱管，其工作原理是:當(dāng)所述板式熱管大尺寸平面與水平面平行或與水平面的夾角成一銳角時，一般蒸發(fā)通道在上，冷凝通道在下，當(dāng)蒸發(fā)端受熱時，工質(zhì)吸熱汽化，由于氣體壓差的作用，工質(zhì)氣體選擇從位于上方的蒸發(fā)通道快速傳遞熱量到冷凝端，工質(zhì)在冷凝端釋放熱量冷卻變成液體后，在毛細(xì)泵力的作用下，通過毛細(xì)窄縫滲到位于下方的冷凝通道，在冷凝通道內(nèi)溝槽的毛細(xì)力或重力的作用下，液體從冷凝通道回流到蒸發(fā)端，如此循環(huán)，板式熱管中的熱流方向形成一個環(huán)路，基本實(shí)現(xiàn)氣路與液路的分離，大大減小了汽相及液相界面的摩擦剪切力，提高了板式熱管的傳熱能力，如此循環(huán)往復(fù)，形成了板式熱管快速傳熱的循環(huán)。
[0023]由以上可知，本實(shí)用新型為一種板式熱管，它的積極效果有:
[0024](I)當(dāng)本實(shí)用新型所述板式熱管的分離通道的長軸與水平面平行或與水平面的夾角成一銳角時，由于蒸發(fā)通道和冷凝通道由帶毛細(xì)窄縫的加強(qiáng)筋分開，熱管能基本實(shí)現(xiàn)汽液分離，汽相及液相運(yùn)動的摩擦剪切力大大減小，使熱管的傳熱能力大大提高。
[0025](2)由于本實(shí)用新型所述板式熱管工作時每組分離通道中的蒸發(fā)通道和冷凝通道相對分離，在加熱端汽相工質(zhì)通過毛細(xì)窄縫向上流動，在冷卻端液體工質(zhì)通過毛細(xì)窄縫向下流動，熱流形成環(huán)流，使熱管軸向方向與水平面的夾角可以變得很小或水平放置，大大擴(kuò)展了板式熱管的應(yīng)用范圍。
[0026](3)由于本實(shí)用新型的板式熱管分離通道中的蒸發(fā)通道和冷凝通道通過毛細(xì)窄縫相互連通，使熱管內(nèi)部的工作液體在加熱端形成動態(tài)的缺液補(bǔ)償作用，大大提高了熱管在大熱流密度下防干燒的性能。
[0027](4)由于本實(shí)用新型板式熱管內(nèi)分離通道中的蒸發(fā)通道和冷凝通道由毛細(xì)窄縫連通，與單根獨(dú)立微熱管相比，相當(dāng)于增加了蒸汽腔體積和儲液腔體積，有利于工質(zhì)蒸發(fā)過程的傳熱及液體的回流，使熱管的工作狀態(tài)更加穩(wěn)定。
[0028](5)由于本實(shí)用新型所述板式熱管內(nèi)的各組分離通道相互獨(dú)立，如若某一組分離通道受損，其它分離通道不會受影響，整根熱管可以繼續(xù)使用，進(jìn)一步提高了板式熱管的可靠性。
[0029](6)由于本實(shí)用新型所述板式熱管的基體采用擠壓或沖壓的方法整體加工成型，使得熱管加工簡便、成本低廉，大大降低了熱管的成本。
【附圖說明】
[0030]圖1為本實(shí)用新型所述板式熱管的一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖(箭頭為熱量流動方向)；
[0031]圖2為圖1的A—A剖視圖；
[0032]圖3為本實(shí)用新型所述板式熱管橫截面的四種實(shí)施例示意圖；
[0033]圖4為本實(shí)用新型所述板式熱管中具有多排分離通道的實(shí)施例示意圖；
[0034]圖5為圖4的B—B剖視圖；
[0035]圖6為本實(shí)用新型所述板式熱管橫截面的另外四種實(shí)施例示意圖。
[0036]在圖中:
[0037]I 一蒸發(fā)通道，2—毛細(xì)窄縫，3—冷凝通道，
[0038]4、8—密封端， 5—加強(qiáng)筋，6—溝槽，
[0039]7—基體。
【具體實(shí)施方式】
[0040]如圖1和圖2所示，所述板式熱管分離通道長軸方向與水平面平行，且蒸發(fā)通道I在上，冷凝通道3在下，蒸發(fā)通道I與冷凝通道3由加強(qiáng)筋5隔開，加強(qiáng)筋5上開有一毛細(xì)窄縫2，板式熱管基體7采用整體成型的方法加工而成，通過抽真空、灌注工質(zhì)，然后對密封端4和8進(jìn)行密封。所述板式熱管工作時的熱量流動方向如圖1所示，當(dāng)蒸發(fā)端受熱時，工質(zhì)吸熱汽化，由于氣體壓差的作用，工質(zhì)氣體上升到位于上方的蒸發(fā)通道1，快速向右傳遞熱量到冷凝端，工質(zhì)在冷凝端釋放熱量冷卻變成液體后，在毛細(xì)泵力的作用下，通過毛細(xì)窄縫2滲到位于下方的冷凝通道3，在冷凝通道3內(nèi)溝槽6的毛細(xì)力或者重力的作用下，液體從冷凝通道3向左回流到蒸發(fā)端，如此循環(huán)，板式熱管中的熱流方向形成一個環(huán)路，實(shí)現(xiàn)了氣路與液路的分離，大大減小了汽相及液相界面的摩擦剪切力，提高了板式熱管的傳熱能力。如此循環(huán)往復(fù)，形成了板式熱管快速傳熱的循環(huán)。
[0041]圖3為本實(shí)用新型所述板式熱管四種實(shí)施例的橫截面示意圖，列舉了板式熱管大平面與水平面平行時蒸發(fā)通道I和冷凝通道3的幾種不同組合，Ca)為圓形蒸發(fā)通道I與帶溝槽6的矩形冷凝通道3 ; (b)為帶溝槽6的圓形蒸發(fā)通道I與帶溝槽6的矩形冷凝通道3 ; (c)為帶溝槽6的圓形蒸發(fā)通道I與帶溝槽6的三角形冷凝通道3 ; (d)為帶溝槽6的矩形蒸發(fā)通道I與帶溝槽6的圓形冷凝通道3，根據(jù)通道截面形狀和尺寸不同以及是否設(shè)置內(nèi)溝槽，還可有多種組合，在實(shí)際應(yīng)用過程中可根據(jù)需要選擇不同組合方式。
[0042]圖4和圖5為本實(shí)用新型另一實(shí)施例的示意圖，與圖1、圖2、圖3相比，其區(qū)別在于分離通道設(shè)置為多排，此時熱管的傳熱功率和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有較大提高。圖4和圖5的分離通道從上至下排有三排，各排中有六組分離通道，每一組分離通道中的蒸發(fā)通道在上，冷凝通道在下。
[0043]圖6為本實(shí)用新型所述板式熱管另外四種實(shí)施例的橫截面示意圖，列舉了板式熱管大平面與水平面垂直時蒸發(fā)通道I和冷凝通道3的幾種不同組合。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種板式熱管，其特征是，該板式熱管由一塊板狀基體組成，該板狀基體內(nèi)設(shè)置一組或一組以上分離通道，一組分離通道由至少一個蒸發(fā)通道及至少一個冷凝通道組成，蒸發(fā)通道和冷凝通道之間由加強(qiáng)筋隔開，加強(qiáng)筋上開有毛細(xì)窄縫，蒸發(fā)通道和冷凝通道內(nèi)灌裝有起相變換熱作用的工質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述板式熱管，其特征在于，所述分離通道中蒸發(fā)通道或冷凝通道的橫截面形狀為圓形、橢圓形、三角形、正方形或矩形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述板式熱管，其特征在于，所述板式熱管的蒸發(fā)通道或冷凝通道內(nèi)壁為光壁或設(shè)有溝槽，溝槽形狀是圓形、橢圓形、三角形、正方形、矩形、梯形、燕尾形或Ω.
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述板式熱管，其特征在于，所述冷凝通道內(nèi)置有毛細(xì)芯，毛細(xì)芯是采用燒結(jié)方法制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述板式熱管，其特征在于，所述冷凝通道內(nèi)置有毛細(xì)芯，所述毛細(xì)芯采用絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述板式熱管，其特征在于，所述冷凝通道內(nèi)置有毛細(xì)芯，毛細(xì)芯是由納米粉未制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述板式熱管，其特征在于，所述分離通道布置成一排或多排，每一排為一組或多組。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述板式熱管，其特征在于，所述分離通道中蒸發(fā)通道和冷凝通道處于上下位置時，蒸發(fā)通道在上，冷凝通道在下。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述板式熱管，其特征在于，所述板狀基體材料為金屬或非金屬或復(fù)合材料。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種板式熱管，該板式熱管由一塊板狀基體組成，該板狀基體內(nèi)設(shè)置一組或一組以上的分離通道，一組分離通道由至少一個蒸發(fā)通道及至少一個冷凝通道組成，蒸發(fā)通道和冷凝通道之間由加強(qiáng)筋隔開，加強(qiáng)筋上開有毛細(xì)窄縫。蒸發(fā)通道和冷凝通道內(nèi)灌裝有起相變換熱作用的工質(zhì)，實(shí)現(xiàn)熱管的高效傳熱。本實(shí)用新型所述的板式熱管，可大大減小熱管工作時汽相及液相的界面摩擦剪切力，具有熱阻低、換熱能力大、換熱效率高、傾角范圍大等顯著優(yōu)點(diǎn)，并且重量輕，結(jié)構(gòu)簡單，承壓能力強(qiáng)，制造工藝簡單，是一種高效、實(shí)用、成本低廉的新型熱管。
【IPC分類】F28D15-04
【公開號】CN204495143
【申請?zhí)枴緾N201520000180
【發(fā)明人】季弘
【申請人】季弘
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年1月2日