一种板式热管的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及相变传热及换热技术领域，特别涉及一种板式热管。
【背景技术】
[0002]近年来，板式热管由于换热性能高，便于在较大面积均匀传热，在微电子散热、太阳能集热、热回收等领域受到人们越来越广泛的关注，研宄工作者进行了大量的研宄。由于板式热管工作过程中汽液两相在同一个微小的通道内反向高速运动，产生很大的汽液界面摩擦剪切力，使传热热阻大大增加，制约热管的传热能力。另外，现有板式热管制造工艺较为复杂，制造成本高，成为其推广应用的瓶颈。如何采用高效的加工工艺方法制造一种可将热管工作过程中的汽相和液相分离、减少或消除汽液界面摩擦剪切力、提高传热能力的热管，成为业界研宄的热点。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型目的在于:针对板式热管汽液摩擦阻力大、热阻大、加工复杂等技术难题，提供一种高效的板式热管，采用成本低廉的加工方法，减小通道中汽相和液相的界面摩擦剪切力，从而降低热管的热阻，提高传热能力，并具有重量轻、结构简单、承压能力强、用途广泛、安装方便等优点，使板式热管的性能显著提高，并大大增加了其应用范围。
[0004]本实用新型的技术方案是，所述板式热管，其特征是，该板式热管由一块板状基体组成，该板状基体内设置一组或一组以上的分离通道，一组分离通道由至少一个蒸发通道及至少一个冷凝通道组成，蒸发通道和冷凝通道之间由加强筋隔开，加强筋上开有毛细窄缝。每组分离通道可相互独立，或者两端联通，蒸发通道和冷凝通道内灌装有起相变换热作用的工质。
[0005]以下对本实用新型做出进一步说明。
[0006]所述分离通道布置成一排或多排，每一排为一组或多组。
[0007]所述分离通道中蒸发通道或冷凝通道的横截面形状为圆形、椭圆形、三角形、正方形或矩形。
[0008]所述板式热管的蒸发通道或冷凝通道内壁为光壁或设有沟槽，沟槽形状是圆形、椭圆形、三角形、正方形、矩形、梯形、燕尾形或Ω形。
[0009]所述冷凝通道内置有毛细芯，毛细芯是采用烧结方法制成。
[0010]所述冷凝通道内置有毛细芯，所述毛细芯采用丝网结构。
[0011]所述冷凝通道内置有毛细芯，毛细芯是由纳米粉未制成。
[0012]所述分离通道中蒸发通道和冷凝通道处于上下位置时，蒸发通道在上，冷凝通道在下。
[0013]所述板式热管的加工工艺特征是采用整体成型的方法加工热管基体，整体成型的方法为挤压或冲压成型。
[0014]所述板式热管制作时依次进行抽真空、灌注工质、封装密封端，对热管二端密封端进行封装的方式为焊接、胶接、热压或冷压。
[0015]所述板状基体材料为金属或非金属或复合材料。
[0016]所述板式热管的外表面加有外翅片，以增加热管表面的导热能力，减小表面热阻。
[0017]所述分离通道是指在板状基体内整体加工的通道，其尺寸属于微热管的范围。
[0018]所述分离通道经抽真空后灌装有起相变换热作用的工质，形成热管，每组分离通道包括蒸发通道和冷凝通道，一般来说，冷凝通道的毛细作用优于蒸发通道。
[0019]所述板式热管分离通道的蒸发通道和冷凝通道横截面形状可以相同或不同，横截面面积可以相同或不同，通道内沟槽形状和尺寸也可以相同或不同。
[0020]所述分离通道内多通道组成的平面与板式热管尺寸较大的表面垂直或平行或成任意倾角。
[0021]所述板式热管其内部的通道端口的密封采用焊接(包括溶化焊、固态焊、搅拌摩擦焊、钎焊)、胶接、冷压、热压的方法封装密封端。
[0022]本实用新型所述板式热管放置的倾角范围大于同类热管，其工作原理是:当所述板式热管大尺寸平面与水平面平行或与水平面的夹角成一锐角时，一般蒸发通道在上，冷凝通道在下，当蒸发端受热时，工质吸热汽化，由于气体压差的作用，工质气体选择从位于上方的蒸发通道快速传递热量到冷凝端，工质在冷凝端释放热量冷却变成液体后，在毛细泵力的作用下，通过毛细窄缝渗到位于下方的冷凝通道，在冷凝通道内沟槽的毛细力或重力的作用下，液体从冷凝通道回流到蒸发端，如此循环，板式热管中的热流方向形成一个环路，基本实现气路与液路的分离，大大减小了汽相及液相界面的摩擦剪切力，提高了板式热管的传热能力，如此循环往复，形成了板式热管快速传热的循环。
[0023]由以上可知，本实用新型为一种板式热管，它的积极效果有:
[0024](I)当本实用新型所述板式热管的分离通道的长轴与水平面平行或与水平面的夹角成一锐角时，由于蒸发通道和冷凝通道由带毛细窄缝的加强筋分开，热管能基本实现汽液分离，汽相及液相运动的摩擦剪切力大大减小，使热管的传热能力大大提高。
[0025](2)由于本实用新型所述板式热管工作时每组分离通道中的蒸发通道和冷凝通道相对分离，在加热端汽相工质通过毛细窄缝向上流动，在冷却端液体工质通过毛细窄缝向下流动，热流形成环流，使热管轴向方向与水平面的夹角可以变得很小或水平放置，大大扩展了板式热管的应用范围。
[0026](3)由于本实用新型的板式热管分离通道中的蒸发通道和冷凝通道通过毛细窄缝相互连通，使热管内部的工作液体在加热端形成动态的缺液补偿作用，大大提高了热管在大热流密度下防干烧的性能。
[0027](4)由于本实用新型板式热管内分离通道中的蒸发通道和冷凝通道由毛细窄缝连通，与单根独立微热管相比，相当于增加了蒸汽腔体积和储液腔体积，有利于工质蒸发过程的传热及液体的回流，使热管的工作状态更加稳定。
[0028](5)由于本实用新型所述板式热管内的各组分离通道相互独立，如若某一组分离通道受损，其它分离通道不会受影响，整根热管可以继续使用，进一步提高了板式热管的可靠性。
[0029](6)由于本实用新型所述板式热管的基体采用挤压或冲压的方法整体加工成型，使得热管加工简便、成本低廉，大大降低了热管的成本。
【附图说明】
[0030]图1为本实用新型所述板式热管的一种实施例结构示意图(箭头为热量流动方向)；
[0031]图2为图1的A—A剖视图；
[0032]图3为本实用新型所述板式热管横截面的四种实施例示意图；
[0033]图4为本实用新型所述板式热管中具有多排分离通道的实施例示意图；
[0034]图5为图4的B—B剖视图；
[0035]图6为本实用新型所述板式热管横截面的另外四种实施例示意图。
[0036]在图中:
[0037]I 一蒸发通道，2—毛细窄缝，3—冷凝通道，
[0038]4、8—密封端， 5—加强筋，6—沟槽，
[0039]7—基体。
【具体实施方式】
[0040]如图1和图2所示，所述板式热管分离通道长轴方向与水平面平行，且蒸发通道I在上，冷凝通道3在下，蒸发通道I与冷凝通道3由加强筋5隔开，加强筋5上开有一毛细窄缝2，板式热管基体7采用整体成型的方法加工而成，通过抽真空、灌注工质，然后对密封端4和8进行密封。所述板式热管工作时的热量流动方向如图1所示，当蒸发端受热时，工质吸热汽化，由于气体压差的作用，工质气体上升到位于上方的蒸发通道1，快速向右传递热量到冷凝端，工质在冷凝端释放热量冷却变成液体后，在毛细泵力的作用下，通过毛细窄缝2渗到位于下方的冷凝通道3，在冷凝通道3内沟槽6的毛细力或者重力的作用下，液体从冷凝通道3向左回流到蒸发端，如此循环，板式热管中的热流方向形成一个环路，实现了气路与液路的分离，大大减小了汽相及液相界面的摩擦剪切力，提高了板式热管的传热能力。如此循环往复，形成了板式热管快速传热的循环。
[0041]图3为本实用新型所述板式热管四种实施例的横截面示意图，列举了板式热管大平面与水平面平行时蒸发通道I和冷凝通道3的几种不同组合，Ca)为圆形蒸发通道I与带沟槽6的矩形冷凝通道3 ; (b)为带沟槽6的圆形蒸发通道I与带沟槽6的矩形冷凝通道3 ; (c)为带沟槽6的圆形蒸发通道I与带沟槽6的三角形冷凝通道3 ; (d)为带沟槽6的矩形蒸发通道I与带沟槽6的圆形冷凝通道3，根据通道截面形状和尺寸不同以及是否设置内沟槽，还可有多种组合，在实际应用过程中可根据需要选择不同组合方式。
[0042]图4和图5为本实用新型另一实施例的示意图，与图1、图2、图3相比，其区别在于分离通道设置为多排，此时热管的传热功率和结构强度有较大提高。图4和图5的分离通道从上至下排有三排，各排中有六组分离通道，每一组分离通道中的蒸发通道在上，冷凝通道在下。
[0043]图6为本实用新型所述板式热管另外四种实施例的横截面示意图，列举了板式热管大平面与水平面垂直时蒸发通道I和冷凝通道3的几种不同组合。
【主权项】
1.一种板式热管，其特征是，该板式热管由一块板状基体组成，该板状基体内设置一组或一组以上分离通道，一组分离通道由至少一个蒸发通道及至少一个冷凝通道组成，蒸发通道和冷凝通道之间由加强筋隔开，加强筋上开有毛细窄缝，蒸发通道和冷凝通道内灌装有起相变换热作用的工质。
2.根据权利要求1所述板式热管，其特征在于，所述分离通道中蒸发通道或冷凝通道的横截面形状为圆形、椭圆形、三角形、正方形或矩形。
3.根据权利要求1所述板式热管，其特征在于，所述板式热管的蒸发通道或冷凝通道内壁为光壁或设有沟槽，沟槽形状是圆形、椭圆形、三角形、正方形、矩形、梯形、燕尾形或Ω.
4.根据权利要求1所述板式热管，其特征在于，所述冷凝通道内置有毛细芯，毛细芯是采用烧结方法制成。
5.根据权利要求1所述板式热管，其特征在于，所述冷凝通道内置有毛细芯，所述毛细芯采用丝网结构。
6.根据权利要求1所述板式热管，其特征在于，所述冷凝通道内置有毛细芯，毛细芯是由纳米粉未制成。
7.根据权利要求1所述板式热管，其特征在于，所述分离通道布置成一排或多排，每一排为一组或多组。
8.根据权利要求1所述板式热管，其特征在于，所述分离通道中蒸发通道和冷凝通道处于上下位置时，蒸发通道在上，冷凝通道在下。
9.根据权利要求1所述板式热管，其特征在于，所述板状基体材料为金属或非金属或复合材料。
【专利摘要】本实用新型涉及一种板式热管，该板式热管由一块板状基体组成，该板状基体内设置一组或一组以上的分离通道，一组分离通道由至少一个蒸发通道及至少一个冷凝通道组成，蒸发通道和冷凝通道之间由加强筋隔开，加强筋上开有毛细窄缝。蒸发通道和冷凝通道内灌装有起相变换热作用的工质，实现热管的高效传热。本实用新型所述的板式热管，可大大减小热管工作时汽相及液相的界面摩擦剪切力，具有热阻低、换热能力大、换热效率高、倾角范围大等显著优点，并且重量轻，结构简单，承压能力强，制造工艺简单，是一种高效、实用、成本低廉的新型热管。
【IPC分类】F28D15-04
【公开号】CN204495143
【申请号】CN201520000180
【发明人】季弘
【申请人】季弘
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年1月2日