專利名稱：一種用于水平放置的熱管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種傳熱元件，主要涉及一種適用于水平放置的熱管。
技術(shù)背景熱管作為一種高效強(qiáng)化的傳熱元件，是利用工質(zhì)流體在相變化時(shí)所釋放的 潛熱來(lái)傳遞熱量。熱管一端受熱時(shí)，管內(nèi)工質(zhì)汽化，從熱源吸收汽化熱，汽化 后蒸汽向另一端流動(dòng)并遇冷凝結(jié)，向散熱區(qū)放出潛熱。冷凝液借助熱管內(nèi)壁材 料的毛細(xì)力產(chǎn)生回流，繼續(xù)受熱汽化，這樣往復(fù)循環(huán)將大量熱量從加熱區(qū)快速 傳遞到散熱區(qū)。在工作溫度范圍內(nèi)，其傳熱能力約為銅等高熱傳導(dǎo)性材料的數(shù) 十甚至數(shù)百倍之多，因而有熱的超導(dǎo)體之稱。熱管技術(shù)在我國(guó)日趨成熟，普遍 應(yīng)用于化工、建材、輕紡工業(yè)、冶金工業(yè)、動(dòng)力工程、電子電器工程、航天飛 行等技術(shù)領(lǐng)域。熱管的類型很多，盡管目前在工業(yè)中運(yùn)用的熱管在工質(zhì)流體的 回流動(dòng)力、內(nèi)部結(jié)構(gòu)或截面形狀等方面有很多差別，其管體均呈直線型，并在 熱管內(nèi)壁布滿具有毛細(xì)力的多孔材料。其中如傳統(tǒng)的單向熱二極管，當(dāng)水平放 置時(shí)，需靠充入另一種不凝的氣體物質(zhì)來(lái)阻止熱量的反向傳遞，以實(shí)現(xiàn)熱管的 單向傳熱功能。由于不凝氣體需占用一定的管內(nèi)空間，使熱管的有效換熱面積 減小，導(dǎo)致熱管的工作效率下降。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種在水平放置使用時(shí)只需充注工質(zhì)流體、不需充入 另一種不凝氣體的熱管，從而在減少加工工序的同時(shí)保證熱管的單向高傳熱 率。為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為該用于水平放置的熱管包 括兩端封閉的中空管體和裝在管體內(nèi)的工質(zhì)流體，管體包括互相連通的蒸發(fā) 段、絕熱段和冷凝段，絕熱段位于蒸發(fā)段和冷凝段之間，在管體內(nèi)壁上設(shè)置有 吸液網(wǎng)，其冷凝段相對(duì)于蒸發(fā)與絕熱段形成向上的傾斜角度J3，在蒸發(fā)與絕熱 段的直線形管體的內(nèi)壁上設(shè)置有吸液網(wǎng)。所述冷凝段向上的傾斜角J3為3。 175° ;所述吸液網(wǎng)的網(wǎng)眼規(guī)格為90 150目，吸液網(wǎng)的壁厚為0.05 0.5mm;在冷凝段的外圓周設(shè)置有環(huán)形的散熱 翅片。所述冷凝段向上的傾斜角J3為5。 90° ;所述吸液網(wǎng)的網(wǎng)眼規(guī)格為100 145目，吸液網(wǎng)的壁厚為O. 10 0.45咖。所述冷凝段向上的傾斜角J3為10° 45° ;所述吸液網(wǎng)的網(wǎng)眼規(guī)格為 105 140目，吸液網(wǎng)的壁厚為O. 15 0. 40咖。所述冷凝段向上的傾斜角B為12° 30° ;所述吸液網(wǎng)的網(wǎng)眼規(guī)格為 110 135目，吸液網(wǎng)的壁厚為0. 20 0. 35鵬。所述冷凝段向上的傾斜角為15° 25° ;所述吸液網(wǎng)的網(wǎng)眼規(guī)格為 115 130目，吸液網(wǎng)的壁厚為0. 25 0. 30咖。由于將熱管的冷凝段設(shè)置為相對(duì)于蒸發(fā)與絕熱段向上傾斜了一定角度，當(dāng) 熱管水平放置正常工作時(shí)，熱管中蒸發(fā)段的工質(zhì)流體蒸發(fā)汽化上升至冷凝段， 在散熱翅片的幫助下釋放出熱量并凝結(jié)成液體，冷凝液沿著傾斜的冷凝段管壁 流下，靠吸液網(wǎng)的毛細(xì)作用通過(guò)絕熱段進(jìn)入蒸發(fā)段，受熱后又變成氣體返回至 冷凝段冷卻，如此通過(guò)在管內(nèi)的往復(fù)循環(huán)進(jìn)行快速的熱交換。而當(dāng)遇到冷凝段 的溫度高于蒸發(fā)段的溫度時(shí)，上傾的角度能使大量氣體聚集在冷凝段，而僅在 蒸發(fā)與絕熱段設(shè)置的吸液網(wǎng)可使液體聚集在蒸發(fā)絕熱段，從而有效地阻止了管 內(nèi)工質(zhì)的流動(dòng)循環(huán)，由此而造成的熱堵塞避免了熱量的反向傳遞，使本熱管在 水平放置、并只充注一種工質(zhì)的情況下，無(wú)論何種情況都能實(shí)現(xiàn)單向傳熱的功 能。在提高熱管傳熱效率的同時(shí)減少了加工工序，并節(jié)省了制造材料。


圖1為該熱管的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:該用于水平放置的熱管包括兩端封閉的中空管體和裝在管體內(nèi) 的工質(zhì)流體2，在本實(shí)施例中，工質(zhì)的材料采用甲醇，除此之外，也可根據(jù)熱 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變化性質(zhì)的工 質(zhì)材料。管體包括互相連通的蒸發(fā)段、絕熱段和冷凝段，絕熱段位于蒸發(fā)段和 冷凝段之間，其冷凝段4相對(duì)于蒸發(fā)與絕熱段1形成向上的傾斜角度6。在冷 凝段4的外圓周還設(shè)置有1 20個(gè)環(huán)形的散熱翅片3，散熱翅片3的材料為導(dǎo) 熱性能好的金屬薄板，在本實(shí)施例中，散熱翅片的材料為薄銅板，散熱翅片設(shè) 置為6個(gè)，焊接在冷凝段4的外圓上。除此之外，散熱翅片的數(shù)量也可是2與 5個(gè)或7與19個(gè)之間的任何數(shù)值，對(duì)直徑更大的熱管，還可以根據(jù)散熱情況的 需求而設(shè)置21 30、 31 40、 41 50或更多數(shù)量的散熱翅片。另外，還可根 據(jù)熱管的使用要求而不設(shè)置散熱翅片，散熱翅片也可采用其它的材質(zhì)或形狀。 在蒸發(fā)與絕熱段1的直線管體內(nèi)壁上設(shè)置有由多孔材料制成的吸液網(wǎng)2。在受4熱汽化工質(zhì)通過(guò)冷凝段4散熱形成冷凝液回流后，吸液網(wǎng)2利用其毛細(xì)作用引 導(dǎo)冷凝液順利地返回到水平的蒸發(fā)與絕熱段1進(jìn)入下一輪循環(huán)。在本實(shí)施例中， 吸液網(wǎng)2采用細(xì)銅絲網(wǎng)。除此之外，也可采用具有毛細(xì)作用、耐腐蝕的其它金 屬、毛發(fā)或化纖材料制成的薄網(wǎng)。所述冷凝段向上的傾斜角J3為3。 175° ， 可為4° 、 95° 、 100° 、 105° 、 110° 、 120° 、 130° 、 140。 、 150。 、 60 ° 、 170°等傾角。所述吸液網(wǎng)的網(wǎng)眼規(guī)格為90 150目，可為95目、96目 等。吸液網(wǎng)的壁厚為0. 05 0. 5 mm，可為0. 06 mm、 0. 07 mm、 0. 08 mm、 0.09 咖、0. 46鵬、0. 47咖、0. 48mm、 0. 49咖等。其中上述傾角13的角度、吸液網(wǎng) 網(wǎng)眼規(guī)格的目數(shù)以及吸液網(wǎng)的壁厚數(shù)值均可以相互搭配形成不同的組合。其工作原理為當(dāng)熱管水平放置工作時(shí)，熱管的蒸發(fā)段受熱(即兩端出現(xiàn) 溫差時(shí))，熱管中蒸發(fā)段的工質(zhì)流體蒸發(fā)汽化，蒸汽在壓差之下經(jīng)絕熱段流向 冷凝段，在散熱翅片的幫助下釋放出熱量并凝結(jié)成液體，冷凝液沿著傾斜的冷 凝段管壁流下，靠吸液網(wǎng)的毛細(xì)作用，液體依次通過(guò)水平的絕熱段和蒸發(fā)段， 氣體在蒸發(fā)段受熱后，流體工質(zhì)又變成氣體，返回至冷凝段冷卻，完成一個(gè)循 環(huán)，實(shí)現(xiàn)傳熱均溫的目的。當(dāng)冷凝段的溫度高于蒸發(fā)段的溫度(如融霜或其它 需制冷系統(tǒng)停止工作的情況)時(shí)，由于熱管的冷凝段相對(duì)于蒸發(fā)與絕熱段向上 傾斜了一定角度而且又無(wú)吸液芯，使大量氣體聚集在冷凝段，而液體聚集在蒸 發(fā)段，從而有效地阻止了管內(nèi)工質(zhì)的流動(dòng)循環(huán)，由此而造成的熱堵塞避免了熱 量的反向傳遞，使本熱管在只充注一種工質(zhì)的情況下就能實(shí)現(xiàn)單向傳熱的功 能。在提高熱管傳熱效率的同時(shí)減少了加工工序，并節(jié)省了制造材料。實(shí)施例2:所述冷凝段向上的傾斜角J3為5。 90° ，可為6° 、 7° 、 8 ° 、 9° 、 91° 、 92° 、 93° 、 94°等傾角。所述吸液網(wǎng)的網(wǎng)眼規(guī)格為100 145 目，可為104目、144目等。吸液網(wǎng)的壁厚為0. 10 0.45 mm。可為0.11 mm、 0. 12鵬、0. 13mm、 0.14 mm、 0. 36咖、0. 37 mm、 0. 38咖、0. 39咖等。其 中上述傾角J3的角度、吸液網(wǎng)網(wǎng)眼規(guī)格的目數(shù)以及吸液網(wǎng)的壁厚數(shù)值均可以相 互搭配形成不同的組合。實(shí)施例2的其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同。實(shí)施例3:所述冷凝段向上的傾斜角13為10° 45° ，可為11° 、 12° 、 13° 、 14° 、 31° 、 320 、 330 、 34。 、 350 、 36。 、 37° 、 38° 、 390 、 40 ° 、 41° 、 42° 、 43° 、 44°等傾角。所述吸液網(wǎng)的網(wǎng)眼規(guī)格為105 140目， 可為、108目、136目等。吸液網(wǎng)的壁厚為O. 15 0.40ram?？蔀?.16咖、 0. 77咖、0.18mm、 0. 19 mm、 0. 36咖、0. 37 mm、 0. 38咖、0. 39鵬等。其中上 述傾角B的角度、吸液網(wǎng)網(wǎng)眼規(guī)格的目數(shù)以及吸液網(wǎng)的壁厚數(shù)值均可以相互搭配形成不同的組合。實(shí)施例3的其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同。實(shí)施例4:所述冷凝段向上的傾斜角fi為12° 30° ，可為13° 、 14° 、 26° 、 27° 、 28° 、 29°等傾角。所述吸液網(wǎng)的網(wǎng)眼規(guī)格為110 135目，可 為112目、132目等。吸液網(wǎng)的壁厚為O. 20 0.35咖，可為0. 21咖、0.22 咖、0. 23咖、0. 24咖、0. 31咖、0. 32腿、0. 33咖、0. 34鵬等。其中上述傾 角13的角度、吸液網(wǎng)網(wǎng)眼規(guī)格的目數(shù)以及吸液網(wǎng)的壁厚數(shù)值均可以相互搭配形 成不同的組合。實(shí)施例4的其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同。實(shí)施例5:所述冷凝段向上的傾斜角13為15° 25° ，可為16° 、 17° 、 18° 、 19° 、 20° 、 21° 、 22° 、 23° 、 24°等傾角。所述吸液網(wǎng)的網(wǎng)眼規(guī)格 為115 130目，可為116目、118目、120目、125目、128目等。吸液網(wǎng)的 壁厚為0. 25 0. 30 mm?？蔀?. 26咖、0. 27 mm、 0. 28 mm、 0. 29 mrn等。其中 上述傾角J3的角度、吸液網(wǎng)網(wǎng)眼規(guī)格的目數(shù)以及吸液網(wǎng)的壁厚數(shù)值均可以相互 搭配形成不同的組合。實(shí)施例5的其它構(gòu)與實(shí)施例1相同。
權(quán)利要求
1、一種用于水平放置的熱管，包括兩端封閉的中空管體和裝在管體內(nèi)的工質(zhì)流體，管體包括互相連通的蒸發(fā)段、絕熱段和冷凝段，絕熱段位于蒸發(fā)段和冷凝段之間，在管體內(nèi)壁上設(shè)置有吸液網(wǎng)，其特征在于其冷凝段相對(duì)于蒸發(fā)與絕熱段形成向上的傾斜角度β，在蒸發(fā)與絕熱段的直線形管體的內(nèi)壁上設(shè)置有吸液網(wǎng)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水平放置的熱管，其特征在于所述冷凝段向上的傾斜角13為3。 175° ;所述吸液網(wǎng)的網(wǎng)眼規(guī)格為90 150目，吸液網(wǎng) 的壁厚為0. 05 0. 5 mi;在冷凝段的外圓周設(shè)置有環(huán)形的散熱翅片。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于水平放置的熱管，其特征在于所述冷凝段 向上的傾斜角13為5。 90° ;所述吸液網(wǎng)的網(wǎng)眼規(guī)格為100 145目，吸液網(wǎng) 的壁厚為0. 10 0. 45imn。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于水平放置的熱管，其特征在于所述冷凝段 向上的傾斜角B為10° 45° ;所述吸液網(wǎng)的網(wǎng)眼規(guī)格為105 140目，吸液網(wǎng) 的壁厚為O. 15 0. 40mm。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于水平放置的熱管，其特征在于所述冷凝段 向上的傾斜角fi為12° 30° ;所述吸液網(wǎng)的網(wǎng)眼規(guī)格為110 135目，吸液網(wǎng) 的壁厚為0. 20 0. 35 mm。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于水平放置的熱管，其特征在于所述冷凝段 向上的傾斜角J3為15° 25° ;所述吸液網(wǎng)的網(wǎng)眼規(guī)格為115 130目，吸液網(wǎng) 的壁厚為0. 25 0. 30 mm。
全文摘要
該用于水平放置的熱管屬于一種傳熱元件，包括管體和管體內(nèi)的工質(zhì)流體，管體包括互相連通的蒸發(fā)段、絕熱段和冷凝段，在冷凝段的外圓設(shè)置有散熱翅片。該熱管的冷凝段相對(duì)于蒸發(fā)絕熱段形成向上的傾斜角度β，并僅在管體的蒸發(fā)絕熱段內(nèi)壁上設(shè)置有吸液網(wǎng)。當(dāng)熱管正常工作時(shí)，流體工質(zhì)通過(guò)在管內(nèi)的往復(fù)循環(huán)進(jìn)行快速的熱交換。當(dāng)并冷凝段的溫度高于蒸發(fā)段的溫度時(shí)，冷凝段上傾的角度可使氣體聚集在冷凝段，液體聚集在蒸發(fā)段，阻止管內(nèi)工質(zhì)的流動(dòng)循環(huán)而造成熱堵塞，避免了熱量的反向傳遞，使本熱管在只充注一種工質(zhì)的情況下就能實(shí)現(xiàn)單向熱二極管的單向傳熱功能。在提高熱管傳熱效率的同時(shí)減少了加工工序，并節(jié)省了制造材料。
文檔編號(hào)F28D15/02GK101324409SQ200810140510
公開(kāi)日2008年12月17日 申請(qǐng)日期2008年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月8日
發(fā)明者呂彥力, 石海軍, 薛牡丹, 培 袁, 陶文銓 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué);鄭州輕工業(yè)學(xué)院