CN102818466B - 一种热管 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种热管，包括两端密封且空心的金属管，金属管中填充有工作液，在金属管的内壁开设有多条沿金属管的长度方向延伸的沟槽；在金属管内套设有由多束金属束相互交叉编织而成的金属网，金属束由多条金属丝平行排布组成；在金属网内套设有弹性件，弹性件向金属网施加向外的弹性力，使金属网紧密贴合于金属管的内壁。本发明的金属网的每一金属束由若干金属丝平行排列在一起组成，每一金属束的全部或部分金属丝上具有被处理形成的若干细沟槽纹，该细沟槽纹沿着金属丝的长度方向延伸。由于每一金属束都含有多条金属丝，因此其回流通道也得以增多，尤其是金属丝上设置的细沟槽纹，能够具备很强的亲水性及保水性，不至于产生干烧。
Description
技术领域
本发明属于热传导技术领域，尤其涉及一种热管。
背景技术
热管可依靠自身内部的工作液体的相变来实现快速导热，具有极高的导热效率，被广泛应用于各种需要高效散热的领域。
常规的热管主要为一密闭的金属管，在管内开设沟槽，并在沟槽附近设置毛细烧结结构，管内注有适量的工作液。配合热源使用时，热源的热量传递于热管一端，管内的工作液吸热而汽化，蒸汽在压差作用下高速流向热管的另一端，遇到冷源后放出潜热而凝结成液体，凝结液体在毛细作用下，利用沟槽及毛细烧结结构从冷源返回至热源。如此循环，便将热量高效迅速的从热源传至冷源，达到快速导热的目的。
但上述热管仍存在不足，具体的，毛细结构通过烧结贴设在沟槽上，由于结构细微，在烧结后贴合效果不一定很理想，容易脱落；另外，由于烧结时与沟槽接触点过多且不规则，会使二者的结合情况多变，不可控，易出现堵塞沟槽，或间隙过大等问题，这样就会使热管的导水性能、保水性能都得不到保障，最终影响工作液体的回流速度，降低导热效率；甚至可能使热管因为热量积累而产生干烧，导致热管降低了热传导效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种热管，旨在解决现有热管的毛细结构易脱落及热管的导热效率低的问题，同时有效提高保水性及导水性，提升导热效率，不至于产生干烧。
本发明是这样实现的，一种热管，包括两端密封且空心的金属管，所述金属管中填充有工作液，在所述金属管的内壁开设有多条沿所述金属管的长度方向延伸的沟槽；
在所述金属管内套设有金属网，所述金属网由多束金属束相互交叉编织而成，所述金属束由至少一条金属丝于同一平面平行排布组成，相互交叉的金属束所成的夹角为锐角，所述锐角朝向所述沟槽的延伸方向。
在所述金属网内套设有弹性件，所述弹性件向所述金属网施加向外的弹性力，使所述金属网紧密贴合于所述金属管的内壁。
本发明提供的热管由于金属网受到弹性件的支撑，能够与金属管形成更好的贴合，并且为工作液提供了可靠的回流通道。
其中，每束所述金属束的全部或部分金属丝的表面开设有至少一条细沟槽纹，这些细沟槽纹沿所述金属丝的长度方向延伸，可以明显增加对工作液的吸附能力。
由于每一金属束都含有至少一条金属丝，因此其回流通道也得以增多，尤其是金属丝上设置的细沟槽纹，能够具备很强的亲水性及保水性，不至于产生干烧，同时，由于金属网的编织网格结构，沿着一束金属束流动的液体到两金属束的交叉点时，可以分叉后继续向上流，而若干交叉点集合在一起，就形成了不断分流再合流的回流途径，使得液体的回流速度明显加快。此外，金属网本身与沟槽接触，因此沟槽与金属网两者所搬运的液体也能够随时交换，提高回流效率。而金属网及沟槽结构，让工作液形成蒸汽回流后的阻力变小。
因此，该热管通过金属管与金属网的组合结构使液体回流的速度明显加快，大幅度的提高了热管的热传递效率，有效避免了热管由于热量积累而烧毁。
此外，本发明由于用金属网替代了传统的毛细烧结结构，进而不需要进行烧结，简化了设备，能够有效缩短加工时间，提高效率。并且因为采用了金属网，在结构设计的控制及调整上，都会比烧结结构更为方便及合理，进而更利于制作；另外可采用铜作为原材料，让产品具备很好的延展性及加工性能。
附图说明
图1是本发明实施例热管的外形结构示意图；
图2是本发明实施例热管的内部结构示意图；
图3是本发明实施例热管中金属管的结构示意图；
图4是本发明实施例热管的剖面结构示意图；
图5是图4所示热管的A处放大示意图；
图6是本发明实施例热管中金属网的结构示意图；
图7是本发明实施例热管中金属丝的横截面示意图；
图8是本发明实施例热管中金属丝的侧面结构示意图；
图9是本发明实施例热管中另一种金属丝的结构示意图；
图10是本发明实施例热管中一种金属束的横截面结构示意图；
图11是本发明实施例热管中另一种金属束的横截面示意图；
图12是本发明实施例热管中第三种金属束的横截面示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：
参见图1~4，该热管主要包括一金属管1、一金属网2以及一弹性件3，三者由外向内依次套接。其中，金属管1为空心结构且两端密封，其中填充有工作液，在金属管1的内壁开设有多条沟槽11，多条沟槽11沿金属管1的长度方向延伸，其作用是用产生毛细作用，作为工作液的回流通道。套设于金属管1内的金属网2由多束金属束21相互交叉编织而成，具有类似菱形的网格结构，并且，金属束21由至少一金属丝211于同一平面内平行排布组成，金属丝211优选采用铜，这样可具备很好的延展性及加工性能，便于设计、加工制造及后续的装配调整。
如图5、6。弹性件3套设于金属网2之内，处于弹性压缩状态，可向金属网2施加向外的弹性力，使金属网2紧密贴合于金属管1的内壁，本实施例中的弹性件3可以为弹簧或其他可压缩并产生弹性力的构件。
该热管的制作过程如下：取一如上所述的带有沟槽11的金属管1，将若干金属束21相互交叉编织成网格结构，再卷成筒状后套置在金属管1内，使之和金属管1的内壁接触。由于金属网2与金属管1内壁及其沟槽11之间固定不良，两者之间的接触并不紧密，因此需要采用弹性件3来进行支撑，弹性件3处于自然状态时的直径须大于金属管1的内径，将弹性件3压缩，并顺势套入金属网2内，此时松开弹性件3，弹性件3就会产生向外扩张的弹性力，进而抵住金属网2，使金属网2尽量向外扩张，与对应的金属管1内壁及沟槽11紧密贴合在一起。向金属管1内装入金属网2及弹性件3之后，填入作为相变介质的工作液，之后将金属管1的两端密封，即制成密闭完整的热管。
该热管中，工作液在金属管1的一端（热端）吸收热量后气化，并将热量搬运到另一端（冷端），且在交换热量后化为液体，液体此时会通过两条产生毛细力的途径返回热端。其中一条是金属管1本身自带的沟槽11，另一条是由金属网2提供的，具体的，组成金属束21的金属丝211之间会形成液体回流的通道。
本实施例提供的热管，由于金属网2受到弹性件3的支撑，能够与金属管1形成更好的贴合，并且为工作液提供了可靠的回流通道。另外，由于每一金属束21都含有至少一金属丝211，因此其回流通道也得以增多。同时，由于金属网2的编织网格结构，沿着一束金属束21流动的液体到两金属束21的交叉点时，会分流到两条途径，即可以分叉后继续向上流，而若干交叉点集合在一起，就形成了不断分流再合流的回流途径，使得液体的回流速度明显加快。此外，金属网2本身是与沟槽11接触的，因此沟槽11与金属网2两者所搬运的液体也能够随时交换，提高回流效率。综上，该热管通过金属管1与金属网2的组合结构使液体回流的速度明显加快，大幅度的提高了热管的热传递效率，同时也避免了热管由于热量积累而降低热传导效果。
并且，本实施例由于用金属网2替代了传统的毛细烧结结构，进而不需要进行烧结，简化了设备，同时省略了烧结要经过的1000+℃高温及退温过程，能够有效缩短加工时间，提高效率。并且因为采用了金属网2，在结构设计的控制及调整上，都会比烧结结构更为方便及合理，进而更利于制作。
优选的，金属管1内壁的沟槽11可均匀排布，沟槽11的数量最好大于100，宽度优选小于0.1mm，以加强毛细作用。
本实施例中组成金属网2的金属束21相互交叉形成网格结构，为了进一步提高回流速度，一种优选的方式是：使相互交叉的金属束21之间呈锐角交叉，并且，该锐角的朝向与金属管1内壁的沟槽11的取向相同，这样可以尽量缩短液体回流的路径，进一步提高导热效率。
进一步优选的，组成一束金属束21的金属丝211的直径小于0.05mm。并且，在其重点结构中，金属丝211的表面开设至少一细沟槽纹2110，该细沟槽纹2110沿金属丝211的长度方向延伸，并且最好均匀分布。在本发明的优选实施例中，细沟槽纹2110可以设计为V形槽状，其状态如图7、8所示，也可以设计为齿轮形槽状，其状态为图9、10所示。因为金属丝211十分细微，其细沟槽纹2110就需要在十分有限的体积上形成，具体可以通过化学蚀刻、物理、机械拉丝加工等方式形成。由于在金属丝211的表面加工了细沟槽纹2110，使得金属丝211具备了更好的亲水性及保水性，进而进一步改善了热管的导热效率。
在本实施例中，一束金属束21可以由3-50条金属丝211组成，但不一定需要将一束金属束的每一金属丝211都设置细沟槽纹2110，参考附图11、12，可以只在其中一部分金属丝211表面加工细沟槽纹2110，当然还可以在全部金属丝211上都设置细沟槽纹2110，具体可以根据实际所能够达到的工艺及功能来衡量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种热管，包括两端密封且空心的金属管，所述金属管中填充有工作液，在所述金属管的内壁开设有多条沿所述金属管的长度方向延伸的沟槽；
在所述金属管内套设有金属网，所述金属网由多束金属束相互交叉编织而成，所述金属束由多条金属丝于同一平面平行排布组成；
在所述金属网内套设有弹性件，所述弹性件向所述金属网施加向外的弹性力，使所述金属网紧密贴合于所述金属管的内壁；其中
每束所述金属束的全部或部分金属丝的表面开设有至少一条沿所述金属丝的长度方向延伸的细沟槽纹，以增加对工作液的吸附能力，
其特征在于，所述金属丝的直径为0.05mm并且具有处理形成的细沟槽纹,所述金属网由所述具有细沟槽纹的金属丝并排成的金属束依斜向呈锐角交叉状编织而成，增加对工作液体的吸附能力，沟槽用作工作液的回流通道，工作液通过沟槽以及金属网回流。
2.如权利要求1所述的热管，其特征在于，所述相互交叉的金属束所成的夹角为锐角，所述锐角朝向所述沟槽的延伸方向。
3.如权利要求1所述的热管，其特征在于，所述细沟槽纹呈V形槽状或是齿轮形槽状。
4.如权利要求1所述的热管，其特征在于，所述细沟槽纹均匀排布。
5.如权利要求1或3或4所述的热管，其特征在于，所述细沟槽纹通过机械加工、物理加工或化学蚀刻的方式形成。
6.如权利要求1所述的热管，其特征在于，所述多条沟槽均匀排布。
7.如权利要求1或6所述的热管，其特征在于，所述沟槽的数量大于100，宽度小于0.1mm。
8.如权利要求1所述的热管，其特征在于，所述弹性件为弹簧。
9.如权利要求1所述的热管，其特征在于，所述金属丝为铜丝。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140910 Termination date: 20160815 |