CN109387107B - 多孔热管 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种多孔热管，包括管体、密封连接在所述管体一端的第一封装结构及密封连接在所述管体另一端的第二封装结构，所述管体内设置有由所述第一封装结构向第二封装结构延伸的多个微通道，所述微通道包括相互连通的工质流通微孔及吸液微孔，所述多孔热管内形成有包含多个微通道的工质封闭循环空间，所述工质封闭循环空间内充装有相变工质，所述吸液微孔内填充有吸液芯。本发明的多孔热管，蒸发段的气态工质在热压的驱动下由工质流通微孔运行至冷凝段，冷凝后的液态工质由吸液芯的毛细作用经吸液微孔再回运至蒸发段，这样增加液体由冷凝段向蒸发段运行的动力，使相变工质在微通道内构成循环，促进热量的有效传递，提高传热效率。
Description
技术领域
本发明属于热管理的技术领域，尤其涉及一种多孔热管。
背景技术
在电动汽车、工业电子、消费类电子、机房、数据服务器等领域，设备或者器件在工作时会产生大量的热，这种热量如果不能及时散走，会使设备的温度或者环境温度不断上升，高温会严重影响到设备的运行稳定性和寿命，因此需要进行各种热管理，使得设备在适合的温度范围内进行工作。热管理包含传热和散热，其中一种传热装置为多孔热管。多孔热管内含有多个微通道孔，多个微通道孔内充装有相变工质，通过相变工质实现热量的快速传递。热管内的热量传递主要依赖微重力和热压驱动，在实际应用过程中，这种传热方式效率较低，且应用场景受到较大的限制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中热管传热效率低的技术缺陷，提供一种多孔热管。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：
提供一种多孔热管，包括管体、密封连接在所述管体一端的第一封装结构及密封连接在所述管体另一端的第二封装结构，所述管体内设置有由所述第一封装结构向第二封装结构延伸的多个微通道，所述微通道包括相互连通的工质流通微孔及吸液微孔，所述多孔热管内形成有包含多个微通道的工质封闭循环空间，所述工质封闭循环空间内充装有相变工质，所述吸液微孔内填充有吸液芯。
可选地，所述微通道还包括连通于所述工质流通微孔与所述吸液微孔之间的连接微孔，所述连接微孔的内径小于所述工质流通微孔及吸液微孔的内径。
可选地，所述多孔热管内还设置有储液腔，所述吸液芯的一端伸入所述储液腔内。
可选地，所述吸液芯为铜网格线。
可选地，所述第一封装结构内设置有第一空腔，所述第二封装结构内设置有第二空腔，多个所述微通道的一端与所述第一空腔连通，多个所述微通道的另一端与所述第二空腔连通。
可选地，所述管体包括水平段及至少一个竖直段，所述水平段内形成有第一微通道，所述第一微通道包括相互连通的第一工质流通微孔及第一吸液微孔，所述第一吸液微孔内设置有第一吸液芯，所述竖直段内形成有第二微通道，所述第二微通道包括相互连通的第二工质流通微孔及第二吸液微孔，所述第一微通道与所述第二微通道相互连通以形成所述微通道。
可选地，所述多孔热管还包括至少一个转接头，所述储液腔设置在所述转接头内，所述转接头内设置有与所述储液腔连通的第一侧出口及第二侧出口，所述第一侧出口连接所述水平段，所述第二侧出口连接所述竖直段，所述第一吸液芯穿出所述水平段并伸入所述储液腔内。
可选地，所述水平段插接于所述第一侧出口中，所述竖直段插接于所述第二侧出口中；
所述第一侧出口与第二侧出口相互垂直。
可选地，所述第一侧出口的内壁上形成第一台阶面，所述水平段的一端抵接在所述第一台阶面上，所述第二侧出口的内壁上形成第二台阶面，所述竖直段的一端抵接在所述第二台阶面上。
可选地，所述管体包括两个竖直段，所述水平段设置在两个所述竖直段之间，所述第一封装结构设置在其中一个所述竖直段，所述第二封装结构设置在另一个所述竖直段。
本发明提供的多孔热管，多孔热管内形成有包含多个微通道的工质封闭循环空间，工质封闭循环空间内充装有相变工质，微通道包括相互连通的工质流通微孔及吸液微孔，吸液微孔内填充有吸液芯。这样，多孔热管与热源器件接触时，工质封闭循环空间内的相变工质发生汽化，气态工质(大部分)在热压的驱动下由工质流通微孔运行至冷凝段，相变工质在冷凝段放热液化，液态工质由吸液芯的毛细作用经吸液微孔再回运至蒸发段，这样能够增加冷凝后的液体由冷凝段向蒸发段运行的动力，使相变工质在微通道内构成一个循环，从而能够促进热量的有效传递。多个微通道内都设置有吸液芯，相当于每一微通道内都存在一个相变工质的循环，提高了相变工质的循环效率，从而提高了传热效率。
附图说明
图1为本发明第一实施例提供的多孔热管的立体示意图；
图2为本发明第一实施例提供的多孔热管器其管体的剖面示意图；
图3是本发明第一实施例提供的多孔热管器其第一封装结构的示意图；
图4是本发明第一实施例提供的多孔热管器其第二封装结构的示意图；
图5是本发明第二实施例提供的多孔热管的立体示意图；
图6是本发明第二实施例提供的多孔热管其转接头的剖面示意图；
图7是本发明第三实施例提供的多孔热管的立体示意图。
说明书中的附图标记如下：
1、管体；11、微通道；111、工质流通微孔；112、吸液微孔；1121、吸液芯；113、连接微孔；12、水平段；13、竖直段；14、转接头；141、储液腔；142、第一侧出口；1421、第一台阶面；143、第二侧出口；1431、第二台阶面；
2、第一封装结构；21、第一空腔；22、第一密封面；23、充装柱；
3、第二封装结构；31、第二空腔；32、第二密封面。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。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。
需要说明的是，本实施例中的内、外等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的自然使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。
如图1至图4所示为本发明第一实施例提供的多孔热管，包括管体1、密封连接在所述管体1一端的第一封装结构2及密封连接在所述管体1另一端的第二封装结构3，所述管体1内设置有多个由所述第一封装结构2向所述第二封装结构3延伸的微通道11，所述微通道11包括相互连通的工质流通微孔111及吸液微孔112，所述多孔热管内形成有包含多个微通道11的工质封闭循环空间，所述工质封闭循环空间内充装有相变工质，所述吸液微孔112内填充有吸液芯1121。当多孔热管与热源器件接触时，工质封闭循环空间内的相变工质发生汽化以带走热源器件散发的热量，气态工质在热压的驱动下由工质流通微孔111运行至冷凝段，相变工质在冷凝段液化放热，液态工质由吸液芯1121的毛细作用经吸液微孔112再回运行至蒸发段，这样能够增加冷凝后的液体由冷凝段向蒸发段运行的动力，使相变工质在微通道11内构成一个循环，从而能够促进热量的有效传递。多个微通道11内均设置有吸液芯1121，相当于每一微通道11内都存在一个相变工质的循环，促进了相变工质的循环效率，从而提高了传热效率。
其中，相变工质具有低沸点、高换热系数的特性，以通过汽化吸收热源器件的热量，并通过液化放热，以将热源器件的热量快速导出。所述相变工质选自乙二醇、丙酮、甲醇、制冷剂(R134a，R410A等)、氨中的其中一种或多种的混合物。
如图2所示，所述微通道11还包括设置在所述工质流通微孔111及所述吸液微孔112之间的连接微孔113，所述连接微孔113的一端与所述工质流通微孔111连通，所述连接微孔113的另一端与所述吸液微孔112连通，且所述连接微孔113的内径小于所述工质流通微孔111及吸液微孔112的内径。所述工质流通微孔111与吸液微孔112的设置与直接在微通道11的内壁上设置吸液芯1121相比较而言，本实施例省去了所述吸液芯1121的固定装置，而且能够使绝大部分气态工质在所述工质流通微孔111内由蒸发段运行至冷凝段，冷凝后的液体经吸液微孔112内的吸液芯1121由冷凝段运行至蒸发段，避免了在微通道11内液态工质与气态工质混合从而导致的散热效率低的技术问题。
本实施例中，多个所述微通道11相互隔绝。
然而，在其他实施例中，所述多孔热管内部包括相互隔绝的多个回路结构，每一所述回路结构包括多个相互连通的所述微通道11，以促进多个所述微通道11之间的工质循环。
如图3及图4所示，所述第一封装结构2内设置有第一空腔21，所述第二封装结构3内设置有第二空腔31，多个所述微通道11的一端与所述第一空腔21连通，多个所述微通道11的另一端与所述第二空腔31连通。所述第一空腔21的内壁上设置有第一密封面22，所述第二空腔31的内壁上设置有第二密封面32，所述管体1的一端抵接在所述第一密封面22上，所述管体1的另一端抵接在所述第二密封面32上。
本实施例中，所述第一封装结构2内设置有储液腔(图中未示出)，所述吸液芯1121的一端伸入所述储液腔内。
然而，在其他实施例中，所述储液腔也可以设置在所述第二封装结构3内，所述吸液芯1121的另一端伸入所述储液腔内。在一优选实施例中，所述第一封装结构2及第二封装结构3内均设置有储液腔，所述吸液芯1121的两端伸入对应的储液腔内。将所述吸液芯1121的一端或者两端伸入所述储液腔内，所述吸液芯1121能够很快地将液态工质吸收至蒸发段，从而为相变工质由冷凝段运行至蒸发段提供了动力。
本实施例中，所述吸液芯1121为铜网格线。
然而在其他实施例中，所述吸液芯1121为其他有毛细作用的网状疏松材料。
本实施例中，所述第一封装结构2的一端设置有充装柱(图中未示出)，所述充装柱与所述第一空腔21连通，且所述充装柱在所述相变工质充装完毕后从外部封闭。
然而，在其他实施例中，所述充装柱还可以设置在所述第二封装结构3上。
第二实施例
如图5所示，本实施例与第一实施例的不同之处在于，所述管体1包括水平段12及竖直段13，所述水平段12内形成第一微通道(图中未示出，结构与所述微通道11相似)，所述第一微通道包括相互连通的第一工质流通微孔(图中未示出，结构与所述工质流通微孔111相似)及第一吸液微孔(图中未示出，结构与所述吸液微孔112相似)，所述第一吸液微孔内设置有第一吸液芯(图中未示出)，所述竖直段13内形成第二微通道(图中未示出，结构与所述微通道11相似)，所述第二微通道包括相互连通的第二工质流通微孔(图中未示出，结构与所述工质流通微孔111相似)及第二吸液微孔(图中未示出，结构与所述吸液微孔112相似)，所述第一微通道与所述第二微通道相互连通以形成所述微通道11。
本实施例中，所述水平段12与竖直段13之间通过转接头14连接，所述转接头14内设置有储液腔141，所述转接头14内设置有与所述储液腔141连通的第一侧出口142及第二侧出口143，所述第一侧出口142连接所述水平段12，所述第二侧出口143连接所述竖直段13，所述第一侧出口142与所述第二侧出口143相互垂直，所述第一吸液芯穿出所述水平段12并伸入所述储液腔141内。
如图6所示，所述第一侧出口142的内壁上形成第一台阶面1421，所述第二侧出口143的内壁上形成第二台阶面1431，所述水平段12的一端插接于所述第一侧出口142且抵接在所述第一台阶面1421上，所述竖直段13的一端插接于所述第二侧出口143且抵接在所述第二台阶面1431上。所述第一封装结构2密封连接在所述竖直段13的另一端，所述第二封装结构3密封连接在所述水平段12的另一端。
本实施例中，位于所述水平段12内的第一吸液芯伸入所述储液腔141内，所述水平段12为扁平状，当所述水平段12的下侧面与热源器件接触时，所述水平段12为蒸发段，所述竖直段13为冷凝段，位于所述蒸发段内的相变工质吸热汽化，气态工质会上升至冷凝段，冷凝段内的气态工质散热液化后，液态工质在重力作用下，会跌落至所述储液腔141内，所述第一吸液芯由于毛细作用将冷凝后的液态工质运行至蒸发段，从而能够促进相变工质的在微通道11内的循环，同时提高了散热效率。
然而，在其他实施例中，所述第二封装结构3内也可以设置第一储液腔，所述第一吸液芯的另一端也伸入到第一储液腔内。
本实施例中，所述充装柱23设置在所述第一封装结构2的一端，所述充装柱23与所述第一空腔21连通，且所述充装柱23在所述相变工质充装完毕后从外部封闭。
在一优选实施例中，为了进一步加快冷凝段的相变工质跌落至所述储液腔内，在所述第二吸液微孔内设置有第二吸液芯，所述第一封装结构2内设置有第二储液腔，所述第二吸液芯靠近所述第一封装结构2的一端伸入所述第二储液腔内。这样，位于所述竖直段13顶部的液态工质由于所述第二吸液芯的毛细作用运行至所述储液腔内。
第三实施例
如图7所示，与第二实施例的不同之处在于，所述管体1包括两个所述竖直段13及两个转接头14，所述水平段12设置在两个所述竖直段13之间，且每个竖直段13通过所述转接头14连接在所述水平段12的一端。所述第一封装结构2设置在其中一个竖直段13的另一端，所述第二封装结构3设置在另外一个所述竖直段13的另一端。
本实施例中，所述第一微通道的一端与其中一个所述竖直段13内的第二微通道连通，所述第一微通道的另一端与另外一个所述竖直段13的第二微通道连通，这样所述第一微通道与所述第二微通道相互连通以构成所述微通道11。所述第一吸液芯的一端伸入其中一个转接头14的所述储液腔141内，所述第二吸液芯的另一端伸入另外一个所述转接头14的所述储液腔141内。
本实施例中，所述水平段12为扁平状，当所述水平段12的下侧面与热源器件接触时，所述水平段12为蒸发段，两个所述竖直段13为冷凝段，位于所述蒸发段内的相变工质吸热汽化以带走热源器件发出的热量，气态工质会上升至冷凝段，冷凝段内的气态工质液化散热后，液态工质在重力作用下，会跌落至两个所述转接头14的所述储液腔141内，所述第一吸液芯由于毛细作用将冷凝后的液态工质运行至蒸发区，从而能够促进了相变工质的在微通道11内的循环，同时提高了散热效率。与第二实施例相比，所述水平段12的两端均连接有所述竖直段13，不仅增加了散热面积，还加速了两个所述转接头14的所述储液腔141内液态工质的积累，促进了液态工质由冷凝段运行至蒸发段，加速了微通道11内的工质循环，提高了传热效率。
在一优选实施例中，为了进一步加快冷凝段的相变工质跌落至两个所述转接头14的所述储液腔141内，在所述第二吸液微孔内设置有第二吸液芯，所述第一封装结构2内设置有第三储液腔，所述第二封装结构3内设置有第四储液腔，密封连接在所述第一封装结构2上的所述竖直段13内的所述第二吸液芯的一端伸入所述第三储液腔内，密封连接在所述第二封装结构3上的所述竖直段13内的所述第二吸液芯的一端伸入所述第四储液腔内。这样，位于两个所述竖直段13顶部的液态工质由于所述第二吸液芯的毛细作用运行至两个所述转接头14的所述储液腔141内。
上述实施例提供的多孔热管，多孔热管内形成有包含多个微通道的工质封闭循环空间，工质封闭循环空间内充装有相变工质，微通道包括相互连通的工质流通微孔及吸液微孔，吸液微孔内填充有吸液芯。这样，多孔热管与热源器件接触时，工质封闭循环空间内的相变工质发生汽化，气态工质(大部分)在热压的驱动下由工质流通微孔运行至冷凝段，相变工质在冷凝段放热液化，液态工质由吸液芯的毛细作用经吸液微孔再回运至蒸发段，这样能够增加冷凝后的液体由冷凝段向蒸发段运行的动力，使相变工质在微通道内构成一个循环，从而能够促进热量的有效传递。多个微通道内都设置有吸液芯，相当于每一微通道内都存在一个相变工质的循环，提高了相变工质的循环效率，从而提高了传热效率。
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 (6)
1.一种多孔热管，其特征在于，包括管体、密封连接在所述管体一端的第一封装结构及密封连接在所述管体另一端的第二封装结构，所述管体内设置有由所述第一封装结构向第二封装结构延伸的多个微通道，所述微通道包括相互连通的工质流通微孔及吸液微孔，所述多孔热管内形成有包含多个微通道的工质封闭循环空间，所述工质封闭循环空间内充装有相变工质，所述吸液微孔内填充有吸液芯；当多孔热管与热源器件接触时，工质封闭循环空间内的相变工质发生汽化以带走热源器件散发的热量，气态工质在热压的驱动下由工质流通微孔运行至冷凝段，相变工质在冷凝段液化放热，液态工质由吸液芯的毛细作用经吸液微孔再回运行至蒸发段；
所述微通道还包括连通于所述工质流通微孔与所述吸液微孔之间的连接微孔，所述连接微孔的内径小于所述工质流通微孔及吸液微孔的内径；
所述多孔热管内还设置有储液腔，所述吸液芯的一端伸入所述储液腔内；
所述管体包括水平段及至少一个竖直段，所述水平段内形成有第一微通道，所述第一微通道包括相互连通的第一工质流通微孔及第一吸液微孔，所述第一吸液微孔内设置有第一吸液芯，所述竖直段内形成有第二微通道，所述第二微通道包括相互连通的第二工质流通微孔及第二吸液微孔，所述第一微通道与所述第二微通道相互连通以形成所述微通道；
所述多孔热管还包括至少一个转接头，所述储液腔设置在所述转接头内，所述转接头内设置有与所述储液腔连通的第一侧出口及第二侧出口，所述第一侧出口连接所述水平段，所述第二侧出口连接所述竖直段，所述第一吸液芯穿出所述水平段并伸入所述储液腔内；
所述水平段为蒸发段，所述竖直段为冷凝段，位于所述蒸发段内的相变工质吸热汽化，气态工质会上升至冷凝段，冷凝段内的气态工质散热液化后，液态工质在重力作用下，会跌落至所述储液腔内，所述第一吸液芯由于毛细作用将冷凝后的液态工质运行至蒸发段，从而能够促进相变工质的在微通道内的循环；
在所述第二吸液微孔内设置有第二吸液芯，所述第一封装结构内设置有第二储液腔，所述第二吸液芯靠近所述第一封装结构的一端伸入所述第二储液腔内。
2.如权利要求1所述的多孔热管，其特征在于，所述吸液芯为铜网格线。
3.如权利要求1所述的多孔热管，其特征在于，所述第一封装结构内设置有第一空腔，所述第二封装结构内设置有第二空腔，多个所述微通道的一端与所述第一空腔连通，多个所述微通道的另一端与所述第二空腔连通。
4.如权利要求1所述的多孔热管，其特征在于，所述水平段插接于所述第一侧出口中，所述竖直段插接于所述第二侧出口中；
所述第一侧出口与第二侧出口相互垂直。
5.如权利要求4所述的多孔热管，其特征在于，所述第一侧出口的内壁上形成第一台阶面，所述水平段的一端抵接在所述第一台阶面上，所述第二侧出口的内壁上形成第二台阶面，所述竖直段的一端抵接在所述第二台阶面上。
6.如权利要求1所述的多孔热管，其特征在于，所述管体包括两个竖直段，所述水平段设置在两个所述竖直段之间，所述第一封装结构设置在其中一个所述竖直段，所述第二封装结构设置在另一个所述竖直段。
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