專利名稱：熱管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱傳導(dǎo)裝置，特別是指一種熱管。
背景技術(shù)：
熱管具有超靜音、快速傳熱、高熱傳導(dǎo)率、重量輕、尺寸小、無可動(dòng)件、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單及多用途等特性，且熱管可在溫度幾乎保持不變的狀況下扮演快速傳輸大量熱能的超導(dǎo)體角色而被廣泛的應(yīng)用；其基本構(gòu)造是在密閉管材內(nèi)壁襯以易吸收作動(dòng)流體的毛細(xì)結(jié)構(gòu)層，而其中央的空間則為空洞狀態(tài)，并在抽真空的密閉管材內(nèi)注入相當(dāng)于毛細(xì)結(jié)構(gòu)層孔隙總?cè)莘e的作動(dòng)流體，依吸收與散出熱量的相關(guān)位置可分為蒸發(fā)段、冷凝段以及其間的絕熱段；其工作原理是通過工作流體的液、汽兩相變化的潛熱來傳遞熱量包括在蒸發(fā)段借蒸發(fā)潛熱自熱源帶走大量熱量，使工作流體蒸發(fā)并使蒸汽快速通過管內(nèi)空間，到達(dá)冷凝段冷卻凝結(jié)成液體且釋放出熱能，上述工作流體則通過貼于管內(nèi)壁的毛細(xì)結(jié)構(gòu)層所提供的毛細(xì)力回流至蒸發(fā)段，達(dá)到持續(xù)相變化的熱能循環(huán)來傳輸熱量。
但是，現(xiàn)有熱管受限于冷凝段散熱面積過小，以及冷凝段的散熱效率不佳，阻礙冷凝液體通過毛細(xì)力的回流，進(jìn)而提早發(fā)生干化導(dǎo)致急速升溫，限制其最大傳熱量(Qmax)；且由于熱管過高的“長(zhǎng)度/內(nèi)徑”比，導(dǎo)致蒸汽傳輸過程中熱量的散失，而使部分流過熱管中央的蒸汽提前冷凝為液滴而混合于蒸汽流中，從而阻塞或限制蒸汽向冷凝段的擴(kuò)散，使熱管的熱阻增加并降低熱管的最大傳熱量；再由于傳統(tǒng)熱管具有均勻的毛細(xì)結(jié)構(gòu)層厚度及蒸汽流道管徑，以致由蒸發(fā)段吸熱汽化的蒸汽沿蒸汽流道傳輸?shù)嚼淠蔚乃俣冉档?，助長(zhǎng)熱量的散失致使蒸發(fā)段至冷凝段的溫度差(ΔT)加大?，F(xiàn)有技術(shù)的熱管對(duì)于提升最大傳熱量的方法是加大整支熱管毛細(xì)結(jié)構(gòu)層的厚度使其中的含水量增加，但相對(duì)地，卻也使熱管的反應(yīng)時(shí)間變長(zhǎng)及兩端溫度差加大；反之，對(duì)于縮小溫度差的方法是薄化整支熱管毛細(xì)結(jié)構(gòu)層的厚度使其中的含水量降低，但相對(duì)地，卻也使熱管的最大傳熱量降低。如此形成了較難克服的矛盾。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種提升最大傳熱量及縮小溫度差的熱管。
一種熱管，包括一密封的輸熱腔體，其內(nèi)壁設(shè)有毛細(xì)結(jié)構(gòu)，并輸熱腔體內(nèi)封入有適量工作流體，該輸熱腔體沿腔體長(zhǎng)度方向分為蒸發(fā)段、冷凝段及位于兩者之間的絕熱段，該熱管還包括一密封的儲(chǔ)熱腔體，其設(shè)置于該輸熱腔體的對(duì)應(yīng)蒸發(fā)段外壁上。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述熱管通過在熱管的蒸發(fā)段上設(shè)置一密封儲(chǔ)熱腔體，以提供較大吸熱面積并由儲(chǔ)熱腔體在蒸發(fā)段的內(nèi)、外管壁所設(shè)置的毛細(xì)結(jié)構(gòu)及工作流體發(fā)生相變的吸收與釋出蒸發(fā)潛熱的大幅增大，增強(qiáng)熱量傳輸能力，達(dá)到提升熱管的最大傳熱量及縮小溫度差的功效。
下面參照附圖，結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

圖1是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的熱管縱向截面圖。
圖2至圖6分別是本發(fā)明熱管不同外形的輸熱腔體與儲(chǔ)熱腔體組合的各實(shí)施方式的橫向截面圖。
具體實(shí)施方式圖1為本發(fā)明熱管的一實(shí)施例的縱向截面圖；所示熱管包括一密封輸熱腔體10，其內(nèi)壁設(shè)有供冷凝液回流的毛細(xì)結(jié)構(gòu)12，而在毛細(xì)結(jié)構(gòu)12內(nèi)側(cè)中央的空間則為蒸汽通道14，并輸熱腔體10內(nèi)部封入有適量工作流體且可適度抽至一定的真空度；該輸熱腔體10沿腔體長(zhǎng)度方向依據(jù)其各段的使用功能可分為蒸發(fā)段C、冷凝段A及絕熱段B；該輸熱腔體10的對(duì)應(yīng)蒸發(fā)段C外壁上密封套設(shè)一儲(chǔ)熱腔體20。其中，該輸熱腔體10及儲(chǔ)熱腔體20系分別由導(dǎo)熱性能較好的鋁、銅或其合金制成的金屬管體及金屬殼體。
該儲(chǔ)熱腔體20包括一直徑大于輸熱腔體10直徑的筒狀外壁211(或者相對(duì)輸熱腔體10的蒸發(fā)段C壁面具一定間距)及該筒狀外壁211兩端緣分別與輸熱腔體10外壁連接設(shè)置的環(huán)形側(cè)壁221(該側(cè)壁221的內(nèi)邊緣也稱為內(nèi)環(huán))；該外壁211(也稱為外環(huán))、側(cè)壁221(也可以將二者組合稱為外壁，如縱向截面形狀為“ㄇ”狀的外壁)及相應(yīng)的輸熱腔體10外壁組合形成一密封的儲(chǔ)熱腔，該儲(chǔ)熱腔的內(nèi)壁，即該外壁211及側(cè)壁221的內(nèi)表面及對(duì)應(yīng)的輸熱腔體10蒸發(fā)段C外壁面也設(shè)有供冷凝液回流的毛細(xì)結(jié)構(gòu)22，而在毛細(xì)結(jié)構(gòu)22內(nèi)側(cè)中央的空洞儲(chǔ)熱腔則為蒸汽通道24，并儲(chǔ)熱腔體20內(nèi)部封入有適量工作流體且可適度抽至一定的真空度。當(dāng)儲(chǔ)熱腔體20將吸收外部熱源的熱量傳給其內(nèi)的工作流體使其蒸發(fā)，并經(jīng)由蒸發(fā)段C管壁將熱量快速傳輸?shù)捷敓崆惑w10內(nèi)的另一工作流體，使其蒸發(fā)并吸收相應(yīng)的蒸發(fā)潛熱，該吸收潛熱的蒸汽通過蒸汽通道14傳輸至冷凝段A，通過冷凝段A管壁將潛熱散發(fā)/傳熱出去。該儲(chǔ)熱腔體20具有較大吸熱面積，從而使熱管快速大量地吸收熱源熱量；另，輸熱腔體10及儲(chǔ)熱腔體20的工作流體結(jié)合而增加熱管整體所能吸收的潛熱量，可提升熱管最大傳熱能力及降低熱管熱阻，也可縮小蒸發(fā)段C及冷凝段A之間的溫度差。
上述實(shí)施例中，該儲(chǔ)熱腔體20貼近輸熱腔體10的內(nèi)邊緣未設(shè)壁面，而與輸熱腔體10的蒸發(fā)段壁面組合形成閉合環(huán)狀的密封腔體，其制造時(shí)套設(shè)于輸熱腔體10上之后進(jìn)行密封或焊接等操作。
可以理解地，本實(shí)施例的儲(chǔ)熱腔體還可以為獨(dú)立的閉合環(huán)狀密封腔體，即，除了上述實(shí)施例的外壁211及側(cè)壁221外，還設(shè)有直徑小于外壁211并連接該二側(cè)壁221內(nèi)環(huán)緣的筒狀內(nèi)壁，而環(huán)繞于輸熱腔體10的冷凝段A整個(gè)周壁面而形成閉合的環(huán)形體；該獨(dú)立的儲(chǔ)熱腔體可直接套設(shè)于輸熱腔體10上使該內(nèi)壁與輸熱腔體10壁面熱導(dǎo)性連接(如通過過硬配合、錫焊或?qū)崮z等進(jìn)行固定連接)即可。還可以理解地，本發(fā)明上述實(shí)施例中的儲(chǔ)熱腔體20也可為半環(huán)形腔體，即環(huán)繞于輸熱腔體10的冷凝段A部分周壁面而形成半環(huán)形體，如橫截面為“C”字狀。又可以理解地，上述實(shí)施例中的儲(chǔ)熱腔體外壁面于熱管軸向上的截面形狀也可為弧形面(此時(shí)上述實(shí)施例的儲(chǔ)熱腔體外壁與側(cè)壁組合呈弧形，如半圓形)。
上述輸熱腔體10及儲(chǔ)熱腔體20內(nèi)的毛細(xì)結(jié)構(gòu)可以為燒結(jié)粉末式、溝槽式、絲網(wǎng)式、蜂巢式等以及上述不同單一型式毛細(xì)結(jié)構(gòu)的組合。
上述輸熱腔體10及儲(chǔ)熱腔體20內(nèi)的工作流體可以為水、酒精、液態(tài)氨等，或者是上述不同單一工作流體的組合。
圖2至圖6分別是本發(fā)明熱管的不同外形的輸熱腔體與儲(chǔ)熱腔體組合的各實(shí)施方式的橫向截面圖其中圖2所示為上述實(shí)施例的圓形輸熱腔體10與圓形儲(chǔ)熱腔體20的組合，即該儲(chǔ)熱腔體20的側(cè)壁221內(nèi)環(huán)為圓形，外壁211橫截面也為圓形；圖3所示為圓形輸熱腔體101與矩形儲(chǔ)熱腔體201的組合，即該儲(chǔ)熱腔體201的側(cè)壁內(nèi)環(huán)為圓形，外壁212橫截面為矩形；圖4所示為矩形輸熱腔體102與圓形儲(chǔ)熱腔體202的組合，即該儲(chǔ)熱腔體202的側(cè)壁內(nèi)環(huán)為矩形，外壁213橫截面為圓形；圖5為矩形輸熱腔體103與矩形儲(chǔ)熱腔體203的組合，即該儲(chǔ)熱腔體203的側(cè)壁內(nèi)環(huán)為矩形，外壁214橫截面也為矩形；圖6為三角形輸熱腔體104與圓形儲(chǔ)熱腔體204的組合，即該儲(chǔ)熱腔體204的側(cè)壁內(nèi)環(huán)為三角形，外壁215橫截面為圓形。由上述截面的示意圖可知，本發(fā)明熱管的輸熱腔體的外型可為各種形狀，而儲(chǔ)熱腔體的內(nèi)輪廓形狀與輸熱腔體外型匹配，其外輪廓形狀可為各種形狀；在本發(fā)明熱管結(jié)構(gòu)中輸熱腔體的內(nèi)壁及儲(chǔ)熱腔體的內(nèi)壁及對(duì)應(yīng)的蒸發(fā)段的外管壁均設(shè)有毛細(xì)結(jié)構(gòu)。
從上述可知，具有上述特征的本發(fā)明熱管，通過在熱管的蒸發(fā)段上套設(shè)一密封于管壁外的儲(chǔ)熱腔體，以提供較大吸熱面積；以及通過儲(chǔ)熱腔體在蒸發(fā)段的內(nèi)、外管壁所設(shè)置的毛細(xì)結(jié)構(gòu)，使其中工作流體發(fā)生相變的吸收與釋出蒸發(fā)潛熱的大幅增大，增強(qiáng)熱量傳輸能力，達(dá)到提升熱管的最大傳熱量及縮小溫度差的功效。
權(quán)利要求
1.一種熱管，包括一密封的輸熱腔體，其內(nèi)壁設(shè)有毛細(xì)結(jié)構(gòu)，并輸熱腔體內(nèi)封入有適量工作流體，該輸熱腔體沿腔體長(zhǎng)度方向分為蒸發(fā)段、冷凝段及位于兩者之間的絕熱段，其特征在于該熱管還包括一密封的儲(chǔ)熱腔體，其設(shè)置于該輸熱腔體的對(duì)應(yīng)蒸發(fā)段外壁上。
2.如權(quán)利要求1所述的熱管，其特征在于上述儲(chǔ)熱腔體為套設(shè)于該輸熱腔體的對(duì)應(yīng)蒸發(fā)段外壁上。
3.如權(quán)利要求1所述的熱管，其特征在于上述儲(chǔ)熱腔體為獨(dú)立的環(huán)狀密封腔體，其包括與輸熱腔體壁面具一定間距的外壁及與輸熱腔體壁面貼合的內(nèi)壁。
4.如權(quán)利要求3所述的熱管，其特征在于上述儲(chǔ)熱腔體具有一儲(chǔ)熱腔，其內(nèi)壁面均設(shè)有毛細(xì)結(jié)構(gòu)，并其中封入有適量工作流體。
5.如權(quán)利要求1所述的熱管，其特征在于上述儲(chǔ)熱腔體包括一外壁與輸熱腔體的蒸發(fā)段壁面組合形成環(huán)狀密封腔，該腔內(nèi)表面均設(shè)有毛細(xì)結(jié)構(gòu)，并其中封入有適量工作流體。
6.如權(quán)利要求3或5所述的熱管，其特征在于上述儲(chǔ)熱腔體外壁于熱管軸向截面形狀為“ㄇ”狀或半圓形。
7.如權(quán)利要求3或5所述的熱管，其特征在于上述儲(chǔ)熱腔體環(huán)繞于輸熱腔體的蒸發(fā)段整個(gè)周壁面而形成閉合的環(huán)形體。
8.如權(quán)利要求3或5所述的熱管，其特征在于上述儲(chǔ)熱腔體環(huán)繞于輸熱腔體的蒸發(fā)段部分周壁面而形成半環(huán)形體。
9.如權(quán)利要求1至5項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的熱管，其特征在于上述輸熱腔體的橫截面形狀為圓形、橢圓形、多邊形或其復(fù)合形之一，該儲(chǔ)熱腔體的橫截面內(nèi)環(huán)與輸熱腔體橫截面形狀相對(duì)應(yīng)，其外環(huán)為圓形、橢圓形、多邊形或其復(fù)合形之一。
全文摘要
本發(fā)明公開一種熱管，包括一密封的輸熱腔體，其內(nèi)壁設(shè)有毛細(xì)結(jié)構(gòu)，并輸熱腔體內(nèi)封入有適量工作流體，該輸熱腔體沿腔體長(zhǎng)度方向分為蒸發(fā)段、冷凝段及位于兩者之間的絕熱段，該熱管還包括一密封的儲(chǔ)熱腔體，其設(shè)置于該輸熱腔體的對(duì)應(yīng)蒸發(fā)段外壁上。上述熱管通過儲(chǔ)熱腔體外部的較大吸熱面積及較大潛熱，達(dá)到提升熱管最大散熱能力及縮小蒸發(fā)段、冷凝段的溫度差的功效。
文檔編號(hào)F28D15/04GK101055157SQ20061006030
公開日2007年10月17日 申請(qǐng)日期2006年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月14日
發(fā)明者劉泰健, 童兆年, 侯春樹, 王記鋒, 何謙華 申請(qǐng)人:富準(zhǔn)精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻準(zhǔn)精密工業(yè)股份有限公司