专利名称：具有较小凹槽顶部的内部增强管的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于提高热传输的内部增强管，尤其是涉及一种具有内部凹槽的传热管，该内部凹槽具有凹槽顶部开口，该顶部开口小于凹槽中的最大开口。
背景技术：
传热管(heat pipe)通常在热交换器中使用，该热交换器用于空气调节装置和制冷中，以及用于电子器件的热量管理中，如电脑的CPU。传热管是两端密封并封装有一定质量制冷剂的一根管子。该管子的一端暴露在热源中，该管子内部的液体在此处受热，从而被蒸发。蒸汽流动到暴露在散热器中的管子相对端。蒸汽将其热量释放给该散热器，并液化回到液体形式。然后，该液体将流回具有热源的一端以被蒸发。这些蒸发和液化过程连续不断，从而热量以连续的方式从热源传递给散热器。上述传热管具有比用例如铜等高导热材料制成的固体导体高的传热率。
为了将液体从散热器端导引回热源端，需要一种具有毛细效果的灯芯结构。该毛细效果起泵的作用，用于将液体从散热器端移回热源端。在现有传热管中，内凹槽结构已被用作传热管的毛细管。然而，现有的内凹槽结构将液体流暴露在蒸气流中，该蒸汽流位于传热管中央并且其流向与液体流相反。该蒸汽流含有液滴，并将这些液滴从液体流带走。液滴挟带在蒸气流中对于传热管的效果具有不利的影响。
现有设计具有一个梯形凹槽形状的内凹槽灯芯结构，其凹槽顶部大于凹槽的底部。这种结构提高了上述的挟带作用，从而得到的传热管在热传导方面效率更低。由此，需要一种传热管设计，能够通过减弱上述挟带作用来提高传热效果。
发明概述本发明通过提供一个具有凹槽的开口内部增强管来满足上述需求，其中该凹槽开口的尺寸小于凹槽中最大开口的尺寸。
本发明通过将液体流与蒸汽流隔离分开减弱了上述挟带作用。由于在顶部具有较窄的凹槽开口，管子中央的蒸汽流在凹槽内部与液体流部分分开。因此，以相反方向流动的蒸汽流更加不容易带走液滴。由于这种隔离效果，减弱了挟带作用，从而更多的液体能够到达传热管的热源端，因此整体传热得到了提高。
在第一实施例中，由多个梯形翼片(fin)限定了凹槽的表面形状。
在第二实施例中，由多个T形翼片限定了凹槽的表面形状。
在第三实施例中，由多个蘑菇形翼片限定了凹槽的表面形状。
这些实施例的共同特征包括以下方面，但不仅限于这些方面。该凹槽开口小于凹槽底部。凹槽的横截面积等于或大于形成凹槽的翼片的横截面积。并且凹槽的高度等于或大于凹槽的宽度。
本申请在附图中进行说明，其中用同样的附图标记表示整个附图中相同或类似的部件附图1是本发明的第一实施例的侧视图；附图2是本发明的第二实施例的侧视图；附图3是本发明的第三实施例的侧视图；附图4是本发明的第四实施例的侧视图；附图5是本发明的第五实施例的侧视图；附图6是本发明的第六实施例的侧视图；具体实施例描述附图1显示了传热管13的一部分10。该管13可以由铜、铜合金或其它导热材料制成。该管13只被显示出了一部分，并不能看出该管的整个轮廓。正如本领域普通技术人员所熟知的那样，本发明对具有多种横截面形状的管进行改进，包括圆形、椭圆形、方形、矩形等等，但并不仅限于此。该管13的纵轴垂直于纸面方向。该传热管13具有外壁16和内部增强的内壁19。该传热管13具有壁厚22，该壁厚从凹槽25的底面24开始测量到外壁16。该凹槽25相对于附图1的方向在顶部具有开口29。如图所示，凹槽25由梯形的翼片26形成，该翼片26使得凹槽25具有底面24和相对的斜壁31、34。该壁31和34彼此向内朝对方倾斜。其结果是，凹槽25底部的宽度39大于位于凹槽25顶部的开口29的宽度42。通过使凹槽开口的尺寸小于凹槽底部，从散热器端到热源端的液体流被更好地与蒸汽流隔离。凹槽25的横截面积等于或大于形成凹槽25的翼片26的横截面积。同时，凹槽25的高度70也等于或大于凹槽25的宽度39。凹槽形状的隔离作用的结果是，进入蒸汽流的液体减少了，从而更多的液体能够到达传热管的热源端，提高了传递的总热量。
本发明的该传热管13还具有下述特性。凹槽高度70在0.05mm至5mm之间。凹槽开口29的长度在0.05mm至5mm之间，并且凹槽的间距为0.10至5mm。凹槽横截面积与凹槽高度的比率为0.02mm至1mm。凹槽横截面积与凹槽壁长度的比率为0.01mm至1mm。并且凹槽开口与凹槽最大宽度的比率为0.01至0.99。
如附图2所示，本发明的传热管99的一个替换实施例具有形成在T形翼片103之间的一组凹槽100。该传热管99具有外表面106。该管的纵轴垂直于附图2的纸面定向。该管99具有在凹槽100的底面112和外表面106之间的壁厚109。该凹槽100的一部分由相对壁115、118形成。该T形翼片103的外端113限定了一开口121。该开口具有宽度124。该宽度124小于沿着底面112的宽度127。凹槽100的横截面积等于或大于翼片103的横截面积。同时，凹槽100的高度150也等于或大于宽度127。
在附图3中，示出了本发明的另一个可选实施例。传热管200具有多个蘑菇形轮廓的翼片203。在翼片203之间形成有数个凹槽201。传热管200具有外表面206。该管的纵轴垂直于附图2的纸面定向。该管200具有从凹槽201的底面212到外表面206的壁厚209。该凹槽201的一部分由相对壁215、218形成。相邻的翼片203的端部213限定了一开口221。该开口221具有宽度224，该宽度小于沿着底面212的宽度227。凹槽201的横截面积等于或大于翼片203的横截面积。同时，凹槽201的高度250也等于或大于宽度127。
在附图4中，示出了本发明的另一实施例。传热管300具有数个翼片303，在该翼片303之间形成了凹槽306。如图所示，凹槽306的底部为圆形。其它形状对于底部也是适合的，包括平的和非圆形的形状。
该管的纵轴垂直于纸面定向。凹槽306顶部上的开口309小于凹槽306的最大宽度312。该最大宽度312位于凹槽306的中点处。
在附图5中，斜翼片400形成三角形的凹槽403。凹槽403的顶部具有一个开口406，该开口的宽度409小于凹槽403的最大宽度。凹槽403的最大宽度位于底部412上。
在附图6中，Y形翼片500提供了位于它们之间的凹槽503。凹槽503顶部处的开口506的宽度小于凹槽503的最宽开口512。
尽管本发明参照某些实施例进行了描述，但是并不希望将本发明的范围限定于所述的特殊形式。相反，希望能够覆盖包括在由所附权利要求限定的本发明精神和范围之内的那些选择、修改和等效物。
权利要求
1.一种传热管，包括管状元件(13，99，200，300)，其具有一限定内径的内表面(19)和一纵轴，其特征在于多个翼片(26，103，203，303，400，500)，其具有侧壁和顶壁，该翼片(26，103，203，303，400，500)设置在该管状元件的内表面(19)上，该翼片(26，103，203，303，400，500)设置成在相邻的翼片之间限定出凹槽(25，100，201，306，403，503)，该凹槽(25，100，201，306，403，503)在顶部具有开口(29，121，221，309，406，506)，并且沿着内表面(19)具有凹槽底部(24，112，212，412)，该凹槽(25，100，201，306，403，503)具有由翼片(26，103，203，303，400，500)的侧壁限定的侧面(31，34；115，118；215，218)，并且凹槽(25，100，201，306，403，503)在其最宽处的宽度(39，127，227，312)大于该凹槽开口(29，121，221，309，406，506)的宽度(42，124，224)。
2.根据权利要求1所述的传热管，其特征在于凹槽(25，100，201，306，403，503)的横截面积大于翼片(26，103，203，303，400，500)的横截面积。
3.根据权利要求1所述的传热管，其特征在于翼片(26)具有梯形形状。
4.根据权利要求1所述的传热管，其特征在于翼片(103)为T形。
5.根据权利要求1所述的传热管，其特征在于翼片(203)为蘑菇形。
6.根据权利要求1所述的传热管，其特征在于翼片(500)为Y形。
7.根据权利要求1所述的传热管，其特征在于翼片(400)彼此向对方倾斜，以形成三角形凹槽(403)。
8.根据权利要求1所述的传热管，其特征在于凹槽的底部是弯曲的。
9.根据权利要求1所述的传热管，其特征在于凹槽的底部是圆形的。
10.根据权利要求1所述的传热管，其特征在于凹槽的高度为0.05mm至5mm。
11.根据权利要求1所述的传热管，其特征在于凹槽开口的宽度为0.05mm至5mm。
12.根据权利要求1所述的传热管，其特征在于凹槽的间距为0.10mm至5mm。
13.根据权利要求1所述的传热管，其特征在于凹槽横截面积与凹槽高度的比率为0.02mm至1mm。
14.根据权利要求1所述的传热管，其特征在于凹槽横截面积与凹槽壁的长度的比率为0.01mm至1mm。
15.根据权利要求1所述的传热管，其特征在于凹槽开口与凹槽的最大宽度的比率为0.01至0.99。
16.根据权利要求1所述的传热管，其特征在于凹槽的高度大于凹槽的宽度。
17.根据权利要求1所述的传热管，其特征在于凹槽的在凹槽底部处的宽度大于凹槽开口的宽度。
全文摘要
本发明涉及一种内部增强的传热管，该传热管具有凹槽开口，该凹槽开口的尺寸小于凹槽底部的尺寸。
文档编号F28D15/02GK1629594SQ20041008198
公开日2005年6月22日 申请日期2004年12月15日 优先权日2003年12月16日
发明者唐纳德·L·贝内特, 唐良猷, 爱德华·G·罗特曼 申请人:奥托库姆普联合股份公司