CN109900148A - 一种滑动式的热管组合散热器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种滑动式的热管组合散热器，属于热工工程技术应用领域。该热管组合散热器包括平板热管和轴向热管；平板热管包括长方体密闭真空壳体,轴向热管包括长圆柱型密闭真空壳体；密闭真空壳体内壁面上附有毛细结构，并充满传热介质；平板热管长方体的下璧面作为加热端，与外界热源相接处，长方体的上璧面作为冷凝端与轴向热管相接触；平板热管的冷凝端壁面上至少有一个凹槽道；平板热管中至少一个作为热源加热轴向热管，其他作为冷源冷却轴向热管强化散热。该装置将平板热管和轴向热管组合在一起，平板热管即作为加热热源又作为散热器，既可以提高轴向热管加热端的等温性能又能强化其散热性能，并能灵活地在轴向热管滑动。
Description
技术领域
本发明涉及一种滑动式的热管组合散热器，属于传热技术领域，用于工程的强化传热。
背景技术
热管作为最有效的传热元件之一,被广泛的应用于化工、冶金、航天等各领域。在应用过程中，外界热量使热管一端被加热导致热管内传热介质蒸发将热量传递到另一端进行冷凝而完成热量交换。热管依据形状可以分为平板热管和轴向热管。平板热管是热量沿着垂直方向进行热量传递，具有很好的等温性，但不具有远距离输送热量的特点。轴向热管是热量沿轴向进行热量传递，具有远距离输送热量的特点。为结合平板热管和轴向热管的特点，更有效灵活地发挥平板热管和轴向热管的最大传热效益，本发明提出一种滑动式的热管组合散热器，能够随时方便地将热量传递到工程需要的地方，既可以实现单向传热也可以实现双向传热，不受传统换热器的约束，最大化地实现工程上的热量交换。
发明内容
本发明目的在于提供一种滑动式的热管组合散热器，利用平板热管和轴向热管的特点，开发一种能够滑动式地、灵活方便地、及时快捷地将接受外界热量传递，同时也快速地将热量散出的换热装置；无需消耗电力，无噪声、散热效率高，能够满足工程上的强化散热需求， 强化了热管在工程实际中的应用价值。
为达到上述目的，本发明采取的技术方案如下。
一种滑动式的热管组合散热器，包括至少两个平板热管和至少一个轴向热管；所述的平板热管包括长方体密闭真空壳体,轴向热管包括长圆柱型密闭真空壳体；所述的平板热管和轴向热管密闭真空壳体内壁面上附有毛细结构，并充满传热介质；所述平板热管长方体的下璧面作为加热端，与外界热源相接处，长方体的上璧面作为冷凝端与轴向热管相接触；所述平板热管的冷凝端壁面上至少有一个凹槽道，保证轴向热管卡在凹槽道里并能自由滑动，接受平板热管的热量交换；所述的平板热管中至少一个作为热源加热轴向热管，其他作为冷源冷却轴向热管强化散热。
作为上述方案的进一步优化，所述的平板热管和轴向热管的密闭真空壳体内的真空压力为10-3～10-5帕；密闭真空壳体内壁面上的毛细结构为丝网吸液芯或沟槽吸液芯。
作为上述方案的进一步优化，所述的平板热管和轴向热管在工作温度控制为600℃～1000℃范围时，密闭真空壳体内充有的传热介质为液态金属钾或钠；在工作温度控制为250℃～600℃范围时，密闭真空壳体内充有的传热介质为汞或导热姆；在热管工作温度控制在40℃～250℃范围时，密闭真空壳体内充有的传热介质为水或水基纳米颗粒悬浮液。
作为上述方案的进一步优化，所述的平板热管和轴向热管壳体的材质为不锈钢、碳钢、铜中的一种或多种。
作为上述方案的进一步优化，所述的平板热管长度为轴向热管长度的1/2~1/4，平板热管高度为轴向热管直径的1.5~2 倍，平板热管高宽比为1:1~1:1.2，冷凝端壁面上的凹槽高度为轴向热管直径0.6~1倍。
本发明有益效果：充分利用平板热管和轴向热管的特点，将平板热管和轴向热管组合在一起，平板热管即作为加热热源又作为散热器，既可以提高轴向热管加热端的等温性能又能强化其散热性能，并能灵活地在轴向热管滑动，根据工程现场的设备的需求，及时地完成热量传递，更有效地利应用于各行业涉及到传热技术领域。
附图说明
图1是平板热管内部结构示意图。
图2是轴向热管内部结构示意图。
图3 三个平板热管和一个轴向热管的滑动式组合散热器主视图。
图4 三个平板热管和一个轴向热管的滑动式组合散热器俯视图。
图5 三个平板热管和一个轴向热管的滑动式组合散热器侧视图。
图中 1为平板热管；2为平板热管的壳体；3为平板热管的冷凝端璧面；4为平板热管的毛细结构；5为平板热管的加热端璧面； 6为轴向热管；7为轴向热管的壳体；8为轴向热管的毛细结构； 9为第一平板热管；10为第二平板热管；11为第三平板热管。
具体实施方式
下面结合附图1、图2、图3、图4、图5对本发明的具体实施作进一步描述。
图1为平板热管1内部结构示意图。平板热管的壳体2经过机械加工成为冷凝端壁面3上带有凹槽的长方体。平板热管的壳体2长度为轴向热管壳体7的1/2~1/4倍，高度为轴向热管壳体7直径的1.5~2 倍，高宽比为1:1~1:1.2，冷凝端壁面3上的凹槽道高度为0.6~1倍的轴向热管壳体7的直径。将平板热管的壳体2、毛细结构4超声波清洗去油污后，毛细结构4被塞入平板热管的壳体2内并使其紧紧地贴在壳体2的内表面上，抽真空至10-3～10-5帕后， 再填充10～30%的传热介质，封装焊接成为平板热管1。
图2为轴向热管6内部结构示意图。轴向热管的壳体7由一个水平长圆柱型管子加工而成。轴向热管的壳体7和毛细结构8超声波清洗去油污后，毛细结构8被塞入轴向热管的壳体7内并使其紧紧地贴在轴向热管壳体7的内表面上，封闭一端后再次超声波清洗，抽真空至10-3～10-5帕后，再填充10～30%的传热介质，然后再封装焊接成为轴向热管6。
图3、图4、图5为三个平板热管和一个轴向热管的滑动式组合散热器主视图、俯视图和侧视图。将一个轴向热管6塞入到第一平板热管9、第二平板热管10、第三平板热管11的冷凝端凹槽壁面3内，使这三个平板热管串在轴向热管6上并能自由滑动。当第二个平板热管10 的加热端接受外界热量后，平板热管10内部的传热介质受热蒸发沿垂直方向流向平板热管10的冷凝端；冷凝端放出热量传递给轴向热管6，轴向热管6内部的传热介质接受热量后产生蒸汽沿轴向流向轴向热管6的两端，放出热量传递给第一平板热管9和第三平板热管10的冷凝端；第一平板热管9和第三平板热管10的冷凝端受热后，内部传热介质受热蒸发产生蒸气又流向了平板热管9和10的加热端释放出热量，完成热量循环过程。
Claims (7)
1.一种滑动式的热管组合散热器，其特征在于：包括至少两个平板热管和至少一个轴向热管；所述的平板热管包括长方体密闭真空壳体,轴向热管包括长圆柱型密闭真空壳体；所述的平板热管和轴向热管密闭真空壳体内壁面上附有毛细结构，并充满传热介质；所述平板热管长方体的下璧面作为加热端，与外界热源相接处，长方体的上璧面作为冷凝端与轴向热管相接触；所述平板热管的冷凝端壁面上至少有一个凹槽道，保证轴向热管卡在凹槽道里并能自由滑动，接受平板热管的热量交换；所述的平板热管中至少一个作为热源加热轴向热管，其他作为冷源冷却轴向热管强化散热。
2.如权利要求1所述的滑动式的热管组合散热器，其特征在于：所述的轴向热管和平板热管的密闭真空壳体内真空压力为10-3～10-5帕。
3.如权利要求1所述的滑动式的热管组合散热器，其特征在于：所述的密闭真空壳体内壁面上的毛细结构为丝网吸液芯或沟槽吸液芯。
4.如权利要求1所述的滑动式的热管组合散热器，其特征在于：所述的平板热管和轴向热管在工作温度控制为600℃～1000℃范围时，密闭真空壳体内充有的传热介质为液态金属钾或钠；在工作温度控制为250℃～600℃范围时，密闭真空壳体内充有的传热介质为汞或导热姆；在热管工作温度控制在40℃～250℃范围时，密闭真空壳体内充有的传热介质为水或水基纳米颗粒悬浮液。
5.如权利要求1所述的滑动式的热管组合散热器，其特征在于：所述的平板热管和轴向热管壳体的材质为不锈钢、碳钢、铜中的一种或多种。
6.如权利要求1所述的滑动式的热管组合散热器，其特征在于：所述的平板热管长度为轴向热管长度的1/2~1/4，平板热管高度为轴向热管直径的1.5~2 倍，平板热管高宽比为1:1~1:1.2，冷凝端壁面上的凹槽高度为轴向热管直径0.6~1倍。
7.如权利要求1-6任一项所述的滑动式的热管组合散热器，其特征在于：所述的平板热管为三个，轴向热管为一个；一个轴向热管被嵌入到三个平板热管的冷凝端凹槽壁面内，使三个平板热管串在轴向热管上并自由滑动；一个平板热管作为热源，两个平板热管作为冷源。
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