CN104457360A - 具有毛细窄缝的板式热管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有毛细窄缝的板式热管，该板式热管为在一块板状基体内设置平行排列的一个以上的通道，每个通道由集中的蒸发通道和分布在内壁的多个冷凝通道组成，蒸发通道与冷凝通道由隔离肋隔开，隔离肋上开有毛细窄缝，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。本发明所述的板式热管，可大大减小热管工作时汽液两相的界面摩擦阻力，具有热阻低、换热能力大、换热效率高、重量轻，承压能力强，制造工艺简单等显著优点，并且放置的倾角范围大，是一种高效实用、成本低廉的新型板式热管。

Description

具有毛细窄缝的板式热管

技术领域

本发明涉及相变传热及换热技术领域，特别涉及一种具有毛细窄缝的板式热管。

背景技术

板式热管由于换热性能高，便于在较大面积均匀传热，近年来在散热、集热等需要热传导的领域，受到人们的广泛关注。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阻力，制约了热管的传热能力，而有的能解决上述问题的板式热管则制造工艺较为复杂，成为其推广应用的瓶颈。

发明内容

本发明目的在于：针对板式热管汽液摩擦阻力大、加工复杂等技术难题，提供一种具有毛细窄缝的高效板式热管,采用成本低廉的加工方法加工，所述板式热管能减小通道中汽相和液相的界面摩擦阻力，从而提高传热能力，并具有重量轻、结构简单、承压能力强、放置倾角范围大等优点，大大增加了板式热管的应用范围。

本发明的技术方案是，所述具有毛细窄缝的板式热管，其特征是，该板式热管为在一块板状基体内设置平行排列的一个以上的通道，每个通道由集中的蒸发通道和分布在蒸发通道周围的多个冷凝通道组成，蒸发通道与冷凝通道由隔离肋隔开，隔离肋上开有毛细窄缝，通道内灌装有起相变换热作用的工质。

以下对本发明做出进一步说明。

所述板式热管蒸发通道的横截面形状为圆形、椭圆形、三角形、正方形、矩形、多边形或异形。

所述板式热管冷凝通道的横截面形状为圆形、椭圆形、三角形、正方形、矩形、梯形、燕尾形或异形。

所述板式热管由微形通道组成，通道可布置成一排或多排，每一排为一组或多组。

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。

所述板式热管整体成型的方法为挤压或冲压成型。

所述板式热管加式中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。

所述板式热管基体材料为金属或非金属或复合材料。

所述板式热管的外表面加有外翅片。

所述板式热管的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。

本发明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，工质气体上升到位于上方的蒸发通道并快速运动到冷凝端，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多个微小冷凝通道，在冷凝通道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阻力，提高了板式热管的传热能力，如此循环往复，形成了板式热管的快速传热。

由以上可知，本发明为一种具有毛细窄缝的板式热管，它的积极效果有：

（1）由于所述板式热管在同一个通道中的蒸发通道和多个冷凝通道由隔离肋分开，使热管能基本实现汽液分离，使汽相及液相反向运动的阻力大大减小，使热管的传热能力大大提高。

（2）由于所述板式热管在同一个通道中的蒸发通道和多个冷凝通道由毛细窄缝相连，使板式热管在工作时能实现热流的环状循环流动，从而热管通道轴向方向与水平面的夹角可以变得很小或实现水平放置，大大扩展了这类板式热管的应用范围。

（2）由于本发明所述板式热管内的各个通道相互独立，如若某一个通道受损，其它通道不会受影响，整根热管可以继续使用，进一步提高了板式热管的可靠性。

（3）由于本发明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、低廉，大大降低了热管的成本。

附图说明

    图1为本发明所述板式热管的一种实施例的横截面示意图；

图2为图1的A—A剖视图（箭头为热量流动方向）；

图3（a）～图3（c）为本发明所述板式热管大平面与水平面平行的三种实施例横截面示意图；

图4为本发明所述板式热管大平面与水平面垂直的三种实施例横截面示意图；

图5（a）为本发明所述板式热管中具有多排分离通道的应用实例；

图5（b）为图5（a）的B—B剖视图。

在图中：

1—蒸发通道，      2—毛细窄缝，      3—冷凝通道，

4—隔离肋，        5—基体，          6—沟槽

7、8—密封端。

具体实施方式

如图1和图2所示，所述板式热管的每个通道由一个集中的蒸发通道1和四个冷凝通道3组成，蒸发通道1与冷凝通道3由隔离肋4隔开，隔离肋4上开有一毛细窄缝2，板式热管基体5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7和8进行密封。所述板式热管大尺寸平面与水平面平行，且蒸发通道1在上，冷凝通道3在下，所述板式热管工作时的热量流动方向如图2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，形成了板式热管的快速传热。

图3为本发明所述板式热管大平面与水平面平行的三种实施例的横截面示意图，每种实施例的板式热管由五个通道组成，图中分别列举了在每个通道中蒸发通道1和冷凝通道3的三种不同组合，图3（a）为一个矩形蒸发通道1与八个矩形冷凝通道3；图3（b）为一个矩形蒸发通道1与八个燕尾槽形冷凝通道3；图3（c）为一个矩形蒸发通道1与八个三角形冷凝通道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。

图4为本发明所述板式热管大平面与水平面垂直的三种实施例的横截面示意图，每种实施例的板式热管由五个通道组成，图中分别列举了在每个通道中蒸发通道1和冷凝通道3的三种不同组合，（a）为一个矩形蒸发通道1与四个矩形冷凝通道3；（b）为一个矩形蒸发通道1与四个燕尾槽形冷凝通道3；（c）为一个矩形蒸发通道1与四个三角形冷凝通道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。

图5为本发明另一实施例的示意图，与图1～图4相比，其区别在于板式热管的通道设置为多排，此时板式热管的传热功率和结构强度有较大提高。图5（a）和图5（b）的通道从上至下排有三排，各排中有五个通道，每个通道中的蒸发通道1在上，冷凝通道3在下。

Claims (9)

1.一种具有毛细窄缝的板式热管，其特征是，该板式热管为在一块板状基体内设置平行排列的一个以上的通道，每个通道由集中的蒸发通道和分布在蒸发通道周围的多个冷凝通道组成，蒸发通道与冷凝通道由隔离肋隔开，隔离肋上开有毛细窄缝，通道内灌装有起相变换热作用的工质。

2.根据权利要求1所述具有毛细窄缝的板式热管，其特征在于，所述板式热管蒸发通道的横截面形状为圆形、椭圆形、三角形、正方形、矩形、多边形或异形。

3.根据权利要求1所述具有毛细窄缝的板式热管，其特征在于，所述板式热管冷凝通道的横截面形状为圆形、椭圆形、三角形、正方形、矩形、梯形、燕尾形或异形。

4.根据权利要求1所述具有毛细窄缝的板式热管，其特征在于，所述板式热管由微形通道组成，通道可布置成一排或多排，每一排为一组或多组。

5.根据权利要求1所述具有毛细窄缝的板式热管，其特征在于，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。

6.根据权利要求1所述具有毛细窄缝的板式热管，其特征在于，整体成型的方法为挤压或冲压成型。

7.根据权利要求1所述具有毛细窄缝的板式热管，其特征在于，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。

8.根据权利要求1所述具有毛细窄缝的板式热管，其特征在于，所述板式热管基体材料为金属或非金属或复合材料。

9.根据权利要求1所述具有毛细窄缝的板式热管，其特征在于，所述板式热管的外表面加有外翅片。