专利名称：一种用于水平放置的热管的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种传热元件，主要涉及一种适用于水平放置的热管。
技术背景热管作为一种高效强化的传热元件，是利用工质流体在相变化时所释放的 潜热来传递热量。热管一端受热时，管内工质汽化，从热源吸收汽化热，汽化 后蒸汽向另一端流动并遇冷凝结，向散热区放出潜热。冷凝液借助热管内壁材 料的毛细力产生回流，继续受热汽化，这样往复循环将大量热量从加热区快速 传递到散热区。在工作温度范围内，其传热能力约为铜等高热传导性材料的数 十甚至数百倍之多，因而有热的超导体之称。热管技术在我国日趋成熟，普遍 应用于化工、建材、轻纺工业、冶金工业、动力工程、电子电器工程、航天飞 行等技术领域。热管的类型很多，尽管目前在工业中运用的热管在工质流体的 回流动力、内部结构或截面形状等方面有很多差别，其管体均呈直线型，并在 热管内壁布满具有毛细力的多孔材料。其中如传统的单向热二极管，当水平放 置时，需靠充入另一种不凝的气体物质来阻止热量的反向传递，以实现热管的 单向传热功能。由于不凝气体需占用一定的管内空间，使热管的有效换热面积 减小，导致热管的工作效率下降。 发明内容本发明的目的是提供一种在水平放置使用时只需充注工质流体、不需充入 另一种不凝气体的热管，从而在减少加工工序的同时保证热管的单向高传热 率。为达上述目的，本实用新型采用的技术方案为该用于水平放置的热管包 括两端封闭的中空管体和装在管体内的工质流体，管体包括互相连通的蒸发 段、绝热段和冷凝段，绝热段位于蒸发段和冷凝段之间，在管体内壁上设置有 吸液网，其冷凝段相对于蒸发与绝热段形成向上的倾斜角度J3，在蒸发与绝热 段的直线形管体的内壁上设置有吸液网。所述冷凝段向上的倾斜角J3为3。 175° ;所述吸液网的网眼规格为90 150目，吸液网的壁厚为0.05 0.5mm;在冷凝段的外圆周设置有环形的散热 翅片。所述冷凝段向上的倾斜角J3为5。 90° ;所述吸液网的网眼规格为100 145目，吸液网的壁厚为O. 10 0.45咖。所述冷凝段向上的倾斜角J3为10° 45° ;所述吸液网的网眼规格为 105 140目，吸液网的壁厚为O. 15 0. 40咖。所述冷凝段向上的倾斜角B为12° 30° ;所述吸液网的网眼规格为 110 135目，吸液网的壁厚为0. 20 0. 35鹏。所述冷凝段向上的倾斜角为15° 25° ;所述吸液网的网眼规格为 115 130目，吸液网的壁厚为0. 25 0. 30咖。由于将热管的冷凝段设置为相对于蒸发与绝热段向上倾斜了一定角度，当 热管水平放置正常工作时，热管中蒸发段的工质流体蒸发汽化上升至冷凝段， 在散热翅片的帮助下释放出热量并凝结成液体，冷凝液沿着倾斜的冷凝段管壁 流下，靠吸液网的毛细作用通过绝热段进入蒸发段，受热后又变成气体返回至 冷凝段冷却，如此通过在管内的往复循环进行快速的热交换。而当遇到冷凝段 的温度高于蒸发段的温度时，上倾的角度能使大量气体聚集在冷凝段，而仅在 蒸发与绝热段设置的吸液网可使液体聚集在蒸发绝热段，从而有效地阻止了管 内工质的流动循环，由此而造成的热堵塞避免了热量的反向传递，使本热管在 水平放置、并只充注一种工质的情况下，无论何种情况都能实现单向传热的功 能。在提高热管传热效率的同时减少了加工工序，并节省了制造材料。
图1为该热管的结构示意图。
具体实施方式
实施例1:该用于水平放置的热管包括两端封闭的中空管体和装在管体内 的工质流体2，在本实施例中，工质的材料采用甲醇，除此之外，也可根据热 管的使用要求而采用乙醇、乙烷、氮或氨等材料以及其它具有相变化性质的工 质材料。管体包括互相连通的蒸发段、绝热段和冷凝段，绝热段位于蒸发段和 冷凝段之间，其冷凝段4相对于蒸发与绝热段1形成向上的倾斜角度6。在冷 凝段4的外圆周还设置有1 20个环形的散热翅片3，散热翅片3的材料为导 热性能好的金属薄板，在本实施例中，散热翅片的材料为薄铜板，散热翅片设 置为6个，焊接在冷凝段4的外圆上。除此之外，散热翅片的数量也可是2与 5个或7与19个之间的任何数值，对直径更大的热管，还可以根据散热情况的 需求而设置21 30、 31 40、 41 50或更多数量的散热翅片。另外，还可根 据热管的使用要求而不设置散热翅片，散热翅片也可采用其它的材质或形状。 在蒸发与绝热段1的直线管体内壁上设置有由多孔材料制成的吸液网2。在受4热汽化工质通过冷凝段4散热形成冷凝液回流后，吸液网2利用其毛细作用引 导冷凝液顺利地返回到水平的蒸发与绝热段1进入下一轮循环。在本实施例中， 吸液网2采用细铜丝网。除此之外，也可采用具有毛细作用、耐腐蚀的其它金 属、毛发或化纤材料制成的薄网。所述冷凝段向上的倾斜角J3为3。 175° ， 可为4° 、 95° 、 100° 、 105° 、 110° 、 120° 、 130° 、 140。 、 150。 、 60 ° 、 170°等倾角。所述吸液网的网眼规格为90 150目，可为95目、96目 等。吸液网的壁厚为0. 05 0. 5 mm，可为0. 06 mm、 0. 07 mm、 0. 08 mm、 0.09 咖、0. 46鹏、0. 47咖、0. 48mm、 0. 49咖等。其中上述倾角13的角度、吸液网 网眼规格的目数以及吸液网的壁厚数值均可以相互搭配形成不同的组合。其工作原理为当热管水平放置工作时，热管的蒸发段受热(即两端出现 温差时)，热管中蒸发段的工质流体蒸发汽化，蒸汽在压差之下经绝热段流向 冷凝段，在散热翅片的帮助下释放出热量并凝结成液体，冷凝液沿着倾斜的冷 凝段管壁流下，靠吸液网的毛细作用，液体依次通过水平的绝热段和蒸发段， 气体在蒸发段受热后，流体工质又变成气体，返回至冷凝段冷却，完成一个循 环，实现传热均温的目的。当冷凝段的温度高于蒸发段的温度(如融霜或其它 需制冷系统停止工作的情况)时，由于热管的冷凝段相对于蒸发与绝热段向上 倾斜了一定角度而且又无吸液芯，使大量气体聚集在冷凝段，而液体聚集在蒸 发段，从而有效地阻止了管内工质的流动循环，由此而造成的热堵塞避免了热 量的反向传递，使本热管在只充注一种工质的情况下就能实现单向传热的功 能。在提高热管传热效率的同时减少了加工工序，并节省了制造材料。实施例2:所述冷凝段向上的倾斜角J3为5。 90° ，可为6° 、 7° 、 8 ° 、 9° 、 91° 、 92° 、 93° 、 94°等倾角。所述吸液网的网眼规格为100 145 目，可为104目、144目等。吸液网的壁厚为0. 10 0.45 mm。可为0.11 mm、 0. 12鹏、0. 13mm、 0.14 mm、 0. 36咖、0. 37 mm、 0. 38咖、0. 39咖等。其 中上述倾角J3的角度、吸液网网眼规格的目数以及吸液网的壁厚数值均可以相 互搭配形成不同的组合。实施例2的其它结构与实施例1相同。实施例3:所述冷凝段向上的倾斜角13为10° 45° ，可为11° 、 12° 、 13° 、 14° 、 31° 、 320 、 330 、 34。 、 350 、 36。 、 37° 、 38° 、 390 、 40 ° 、 41° 、 42° 、 43° 、 44°等倾角。所述吸液网的网眼规格为105 140目， 可为、108目、136目等。吸液网的壁厚为O. 15 0.40ram。可为0.16咖、 0. 77咖、0.18mm、 0. 19 mm、 0. 36咖、0. 37 mm、 0. 38咖、0. 39鹏等。其中上 述倾角B的角度、吸液网网眼规格的目数以及吸液网的壁厚数值均可以相互搭配形成不同的组合。实施例3的其它结构与实施例1相同。实施例4:所述冷凝段向上的倾斜角fi为12° 30° ，可为13° 、 14° 、 26° 、 27° 、 28° 、 29°等倾角。所述吸液网的网眼规格为110 135目，可 为112目、132目等。吸液网的壁厚为O. 20 0.35咖，可为0. 21咖、0.22 咖、0. 23咖、0. 24咖、0. 31咖、0. 32腿、0. 33咖、0. 34鹏等。其中上述倾 角13的角度、吸液网网眼规格的目数以及吸液网的壁厚数值均可以相互搭配形 成不同的组合。实施例4的其它结构与实施例1相同。实施例5:所述冷凝段向上的倾斜角13为15° 25° ，可为16° 、 17° 、 18° 、 19° 、 20° 、 21° 、 22° 、 23° 、 24°等倾角。所述吸液网的网眼规格 为115 130目，可为116目、118目、120目、125目、128目等。吸液网的 壁厚为0. 25 0. 30 mm。可为0. 26咖、0. 27 mm、 0. 28 mm、 0. 29 mrn等。其中 上述倾角J3的角度、吸液网网眼规格的目数以及吸液网的壁厚数值均可以相互 搭配形成不同的组合。实施例5的其它构与实施例1相同。
权利要求
1、一种用于水平放置的热管，包括两端封闭的中空管体和装在管体内的工质流体，管体包括互相连通的蒸发段、绝热段和冷凝段，绝热段位于蒸发段和冷凝段之间，在管体内壁上设置有吸液网，其特征在于其冷凝段相对于蒸发与绝热段形成向上的倾斜角度β，在蒸发与绝热段的直线形管体的内壁上设置有吸液网。
2、 根据权利要求1所述的用于水平放置的热管，其特征在于所述冷凝段向上的倾斜角13为3。 175° ;所述吸液网的网眼规格为90 150目，吸液网 的壁厚为0. 05 0. 5 mi;在冷凝段的外圆周设置有环形的散热翅片。
3、 根据权利要求2所述的用于水平放置的热管，其特征在于所述冷凝段 向上的倾斜角13为5。 90° ;所述吸液网的网眼规格为100 145目，吸液网 的壁厚为0. 10 0. 45imn。
4、 根据权利要求3所述的用于水平放置的热管，其特征在于所述冷凝段 向上的倾斜角B为10° 45° ;所述吸液网的网眼规格为105 140目，吸液网 的壁厚为O. 15 0. 40mm。
5、 根据权利要求4所述的用于水平放置的热管，其特征在于所述冷凝段 向上的倾斜角fi为12° 30° ;所述吸液网的网眼规格为110 135目，吸液网 的壁厚为0. 20 0. 35 mm。
6、 根据权利要求5所述的用于水平放置的热管，其特征在于所述冷凝段 向上的倾斜角J3为15° 25° ;所述吸液网的网眼规格为115 130目，吸液网 的壁厚为0. 25 0. 30 mm。
全文摘要
该用于水平放置的热管属于一种传热元件，包括管体和管体内的工质流体，管体包括互相连通的蒸发段、绝热段和冷凝段，在冷凝段的外圆设置有散热翅片。该热管的冷凝段相对于蒸发绝热段形成向上的倾斜角度β，并仅在管体的蒸发绝热段内壁上设置有吸液网。当热管正常工作时，流体工质通过在管内的往复循环进行快速的热交换。当并冷凝段的温度高于蒸发段的温度时，冷凝段上倾的角度可使气体聚集在冷凝段，液体聚集在蒸发段，阻止管内工质的流动循环而造成热堵塞，避免了热量的反向传递，使本热管在只充注一种工质的情况下就能实现单向热二极管的单向传热功能。在提高热管传热效率的同时减少了加工工序，并节省了制造材料。
文档编号F28D15/02GK101324409SQ200810140510
公开日2008年12月17日 申请日期2008年7月8日 优先权日2008年7月8日
发明者吕彦力, 石海军, 薛牡丹, 培 袁, 陶文铨 申请人:西安交通大学;郑州轻工业学院