CN114234688A - 一种非重力式微通道热管 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种非重力式微通道热管，包括具有多个微通道的微通道扁管，所述微通道扁管连接外接件，微通道扁管与所述外接件之间成形成有第一容纳空间，所述微通道扁管设有通孔，每个第一容纳空间通过对应的所述通孔与至少两个微通道连通。冷媒通过微通道流向另一段，由于设置外接件，使得多个微通道之间的冷媒可以在外接件与微通道扁管形成的第一容纳空间内相互流通，从实现冷媒的非重力回流，换热效率高；将微通道扁管的端部封闭，当冷媒通过进管进入微通道扁管的微通道，然后流向另一段，之后冷媒经过多个微通道对流，最后通过出管流出；可将进管和出管相互连接，从而形成冷媒流动的回路闭环，可进一步提高换热效率。

Description

一种非重力式微通道热管

技术领域

本发明涉及到换热装置制造领域，具体而言，涉及到一种非重力式微通道热管。

背景技术

热管在中央空调恒温恒湿、节能除湿、新风余热回收等节能领域有广泛的应用，传统热管可以由铜管铝翅片式换热器实现，其通过铜管与翅片胀接组合，冷媒在铜管中流动，达到换热的目的。其在应用中分为两种，一种为有泵驱动的热管，另一种为无泵驱动的重力热管。有泵驱动的热管由于需要冷媒泵，无论在制造成本和使用成本上都高于无泵驱动。而另一种无泵驱动的重力热管是依靠重力驱动，其从安装方向上，高的一段为冷凝端，矮的一端为蒸发端，该热管仅能从蒸发器吸收热管，在冷凝端释放，实现热管的单向传输，如需反向传输，则需要使用时倒置，这在使用时是极难实现的。

另有两种高效能版的非重力式热管其利用毛细作用对冷媒进行自循环，一种是由细长金属圆管弯曲而成，然后首尾相连，并预留充注冷媒口。冷媒在细长金属圆管内部循环，实现蒸发端吸收热量，冷凝端放出热量。但是这种细长金属圆管塑形成本较高，精度较低，适用场合少。

另一种形式为平板上刻槽，然后再焊一层平板，这种结构刻槽成本高，且焊接时容易造成毛细口堵塞，成品率低。

因此为了提高热管能效，降低热管成本，可以采用微通道换热器作为热管，微通道换热器性能与价格优于铜管铝翅片式换热器，而如能利用微通道换热器的微通道小孔做为毛细孔，制作成上述高效能版的非重力式热管，则能大大提升热管的换热器效率以及加工和使用成本。但是此时需要在非重力式热管扁管端头使用回流机构，实现冷媒在微通道扁管内冷媒的回流。

发明内容

本发明针对现有设计，提处一种非重力式微通道热管，该装置结构紧凑，可同时实现多孔回流，满足了非重力式微通道热管的使用要求，换热效果佳，制造成本与使用成本都可以降低

为了实现以上目的，本申请的技术方案为：

一种非重力式微通道热管，包括具有多个微通道的微通道扁管，所述微通道扁管连接外接件，所述微通道扁管与所述外接件之间成形成有第一容纳空间，所述微通道扁管设有通孔，每个所述第一容纳空间通过对应的所述通孔与至少两个微通道连通。

在一些较优的实施例中，所述微通道扁管端部为封闭结构，至少一个所述微通道通过连通进管，至少一个所述微通道连通出管。

在一些较优的实施例中，所述微通道扁管连接第一连接件，所述微通道扁管与所述第一连接件之间形成第二容纳空间，所述微通道扁管与所述第二连接件之间形成第三容纳空间，至少一个所述微通道通过第二容纳空间连通进管，至少一个所述微通道通过第三容纳空间连通出管。

在一些较优的实施例中，所述通孔为斜刺通孔。

在一些较优的实施例中，所述通孔分布在所述微通道扁管的一面或者双面。

在一些较优的实施例中，所述外接件包括盖板和中空金属板，所述中空金属板设在所述盖板和所述微通道扁管之间，所述中空金属板罩设在所述通孔上。

在一些较优的实施例中，所述微通道扁管为扁管折弯而成，两端各设有一段搭接段，两段所述搭接段对应，两段所述搭接段通过所述外接件连接，所述外接件两侧分别与两段所述搭接段形成各自的第一容纳空间。

在一些较优的实施例中，所述进管连通的微通道数量与所述出管连通的微通道数量相等且为每个所述第一容纳空间连通的微通道数量的一半。

在一些较优的实施例中，所述外接件内壁与所述外接件对应的通孔边缘的最小距离为1~15mm。

在一些较优的实施例中，所述外接件、第一连接件、第二连接件和所述微通道扁管均采用铝材料。

在一些较优的实施例中，所述外接件为带凸包部的凸包金属板，所述凸包部罩设对应的所述通孔。

在一些较优的实施例中，所述外接件设有若干个，所述外接件内壁设有腰型孔且通过腰型孔环接所述微通道扁管。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、冷媒通过微通道流向另一段，由于设置外接件，使得多个微通道之间的冷媒可以在外接件与微通道扁管形成的第一容纳空间内相互流通，从实现冷媒的非重力回流，换热效率高。

2、将微通道扁管的端部封闭，当冷媒通过进管进入微通道扁管的微通道，然后流向另一段，之后冷媒经过多个微通道对流，最后通过出管流出；可再将进管和出管相互连接，从而形成冷媒流动的回路闭环，进一步提高换热效率。

3、利用外接件与微通道扁管之间的第一容纳空间，可以在一定程度内避免制造该非重力式微通道热管时由于加工原因的造成的通道堵塞。

4、该非重力式微通道热管，结构简单紧凑，易于制造，便于应用，生产成本低，换热效率好。

5、非重力式微通道热管的微通道扁管，采用全铝结构，有利于材料的回收。

附图说明

图1 为本发明实施例1一实施方式的俯视结构示意图；

图2为本发明实施例1一实施方式的立体结构示意图；

图3为本发明实施例1另一实施方式的局部结构示意图；

图4为本发明实施例1再一实施方式的局部结构示意图；

图5本发明实施例2主视结构示意图；

图6本发明实施例2立体结构局部示意图；

图7本发明实施例3结构示意图；

图8本发明实施例3立体结构局部示意图；

图中：1、微通道扁管；2、外接件；3、通孔；4、微通道；5、进管；6、出管；7、搭接段；8、盖板；9、中空金属板；10、第一中空金属管；11、第二中空金属管；12、第一微通道；13、第二微通道；14、中空管；15、第一中空管；16、第二中空管；17、凸起部；18、贯穿孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

如图所示1，一种非重力式微通道热管，包括具有多个微通道4的微通道扁管1，所述微通道扁管1表面连接至少一个外接件2，外接件2边缘与微通道4表面密封接触，所述微通道扁管1与所述外接件2之间形成第一容纳空间，所述微通道扁管1表面开设有通孔3，所述通孔3与所述外接件2对应，所述第一容纳空间通过所述通孔3与至少两个微通道4连通，当微通道扁管1中充入冷媒时，冷媒可以通过一个或者多个微通道4上的通孔3流入到第一容纳空间，再由另外一个或者多个微通道4上的通孔3引入另外一个或者多个微通道4内部，提升制冷效果。通孔3为斜刺通孔，可采用无废料的切口方式在微通道扁管1表面开孔加工，如用尖锐刀头斜刺，尖锐刀头将微通道扁管1单侧表面刺破，由于微通道4的通道直径很小，一般为1mm左右，采用斜刺孔加工方式，制造过程中不产生金属屑等废屑，不会因此堵塞微通道4，该非重力式微通道热管，结构简单紧凑，易于制造，便于应用，生产成本低，提高换热效率。

请参阅图1和图2，所述外接件2包括盖板8和中空金属板9，所述中空金属板9设在所述盖板8和所述微通道扁管1之间。中空金属板9套设在通孔3的外侧，中空金属板9起支撑作用，采用铝材材质，成本低可回收。优选的，盖板8为平板，结构更紧凑，减少占用空间，适用于空间狭窄的情况。

如图3所示，在另外一个实施例中，所述微通道扁管1为长扁管折弯而成，微通道扁管1两端各设有一段的搭接段7，即具体的，两段搭接段7各为微通道扁管1首尾两端的本身的一小段，两段搭接段7长度相等，微通道扁管1折弯后，将微通道扁管1两端靠近，再将两段搭接段7通过外接件2连接，所述搭接段7设有通孔，所述外接件2两侧分别与两段所述搭接段7形成各自的第一容纳空间。一个外接件2包括一块盖板8和固接盖板8两侧的多个间隔设置的中空金属板9，各中空金属板9分别对应罩设两个搭接段7上的通孔3上。折叠的微通道扁管1体积小，更容易散热，进一步的缩小其占用的空间，相邻两个搭接段7共用外接件2，使结构更加紧凑，且增加了扁管端头的强度，同时也增加了微通道扁管1的整体强度和稳定性，从而提高微通道扁管1的使用寿命。

作为另外一个实施例的变型，如图4所示，跟另外一个实施例不同的是，多个中空金属板9作为一个整体分别连接两个搭接段7，如此，两个搭接段7替代盖板，不需要另外增设盖板，节约材料和空间。

在实施例1中，如图1和图2所示，所述通孔3分布在所述微通道扁管1的一面或者双面。单面设置斜刺通孔相对于双面设置流速更快，双面设置斜刺通孔相对于单面设置换热面积和流量更大，可以根据实际生产需要布设单面或者双面的通孔3。

进一步地，所述微通道扁管1两端为封闭结构，外接件2还包括另外一种结构形式用于微通道扁管1的两侧，即侧面开设槽口而两端封口的第一中空金属管10，此处微通道扁管1上开设通孔3为贯穿微通道扁管1上下表面的贯穿孔18，所述微通道扁管1连接所述第一中空金属管10且插入在槽口中，贯穿的通孔3容纳于所述第一中空金属管10与微通道扁管1形成的第一容纳空间内；一端封口且开设槽口的第二中空金属管11设有两个，其中一个第二中空金属管11连接进管5,另一个第二中空金属管11的另一端则连接出口出管6，两个第二中空金属管11分别为第一连接件和第二连接件，第二中空金属管11的槽口内插接微通道扁管1，微通道扁管1上开设有分别与两个第二中空金属管11相通的孔，且进管5或出管6分别通过对应的第二中空金属管11的槽口再经孔流入或者流出微通道扁管1，即两个第二中空金属管11分别为第一连接件和第二连接件，所述微通道扁管1与所述第一连接件之间形成第二容纳空间，所述微通道扁管1与所述第二连接件之间形成第三容纳空间，至少一个所述微通道4通过开设的孔经过第二容纳空间连通进管5，至少一个所述微通道4通过开设的孔经第三容纳空间连通出管6。此时，由于微通道扁管1端部封堵，冷媒只能从进管5连通的孔进入最后经由与出管6连通的孔后从出管6流出，在微通道扁管1内部则通过通孔3（此实施例1示例性的为斜刺通孔和与第一中空金属管10连通的贯穿的通孔）实现冷媒在微通道扁管1微通道4内的循环。

进一步地，所述进管5连通的微通道4数量与所述出管6连通的微通道4数量相等且为每个所述第一容纳空间连通的微通道4数量的一半。例如，所述进管5或出管6连通的微通道4各为一个，此时每个第一容纳空间连通的微通道4数量为两个，即单个第一容纳空间通过斜刺的通孔3连通的微通道4数或其通过贯穿微通道扁管1上下表面的贯穿的通孔3的微通道4数同为两个。按照上述设计，在微通道扁管1内均为单孔进，单孔出循环。又如，所述进管5或出管6连通的微通道4各为两个，每个第一容纳空间连通的微通道4数量为四个，按照上述设计，在微通道扁管1内为双孔进，双孔出循环。如此微通道4内冷媒循环效果好。

进一步地，所述外接件2内壁与所述外接件2对应的通孔3边缘的最小距离为1~15mm。优选3mm。

进一步地，所述第一中空金属管10或第二中空金属管11的槽口宽度与微通道扁管1厚度差为0~0.3mm。优选0.15mm。

进一步地，中空金属板9、第一中空金属管10、第二中空金属管11和微通道扁管1均采用铝材料。中空铝板可以采用双面复合板材制作而成，第一中空金属管10和第二中空金属管11则为单面复合铝管，通过炉中进行钎焊组合，便于加工制造，外形结构紧凑，而且稳定性和可靠性高，不易断裂，使用寿命长。

实施例2：

如图5、图6所示，一种非重力式微通道热管，包括具有多个微通道4的微通道扁管1，所述微通道4包括第一微通道12和第二微通道13，所述第二微通道13至少一端连通中空管14，中空管14包括第一中空管15或第二中空管16，第一中空管15另一端封口，每个第一中空管15连通至少两个相邻的第二微通道13，第二中空管16另一端连接进管5或出管6，所述微通道扁管1单面或双面开通孔3，所述微通道扁管1表面连接外接件2，外接件2为凸包金属板，外接件2罩在所述通孔3外部，所述外接件2设有一个或多个凸起部17，凸起部17与微通道扁管1表面形成第一容纳空间，每个所述凸起部17与一个或者多个通孔3对应，所述凸起部17内部通过所述通孔3连通至少两个微通道4。凸起部17为圆弧面，方便定型，加工方便，工作时，提高凸起部17包围空间内冷媒对流的强度和效果。此结构焊接时，可以避免其凸起部17本身用于焊接的复合材料在焊接时融化吸入微通道4内，造成堵塞。凸起部17下方对应的通孔3至少一个，通孔3为圆孔或者方孔。第一微通道12的两个端部封口以及不与中空管14连接的第二微通道13端部封口，为了保证封口提高生产效率，端部优选采用直接捏扁焊堵。

优选地，作为外接件2的凸包金属板为一体结构，根据微通道扁管1的形状和微通道扁管1工作空间环境等的实际情况，凸包金属板选用一个或多个。

具体地，每个所述凸起部17高度为1~6mm，优选为3mm，其他高度例如1mm、2mm、4mm、5mm、6mm均属于本发明的保护范围。发明人经研究发现，将凸起部17高度控制在1~6mm，凸起部17结构强度高不易变形，也保证了冷媒对流的空间和效率。

如图5所示，第二中空管16另一端连接进管5或出管6，即第二中空管16另一端用于冷媒回流或者外部连接进出管6。为了冷媒更好的循环和方便进排液，优选地，连接进管5或者出管6的第二中空管16，位于微通道扁管1的同一侧：左侧或者右侧。

具体地，连通中空管14的第二微通道13相对于第一微通道12具有延长部，中空管14套接在第二微通道13的延长部上，采用延长部使第二微通道13套接中空管14连接，工艺简单便捷且牢固不易脱落。如图所示，第二微通道13设于微通道扁管1的上下端。当然第二微通道13还可以设在微通道4的任一位置，如中部。由于第二微通道13相对于第一微通道12具有延长部，所以第二微通道13连接中空管14一端长度长于同侧的第一微通道12的长度，这样，第二微通道13错位设置在微通道扁管1上，从而使结构更紧凑。

优选地，每个第一中空管15内套接的微通道4数量等于每个所述凸起部17连通的微通道4数量，所述进管5和出管6连通的微通道4数量相等，且为每个所述凸起部17连通的微通道4数量的一半。例如，所述第一中空管15内套接的微通道4数量等于每个所述凸起部17连通的微通道4数量，均为两个，所述进管5和出管6连通的微通道4数量相等均为一个。这样的循环，冷媒在微通道扁管1内均为单孔进，单孔出循环。又例如，所述第一中空管15内套接的微通道4数量等于每个所述凸起部17连通的微通道4数量，均为四个，所述进管5和出管6连通的微通道4数量相等均为两个。这样的循环，冷媒在微通道扁管1内为双孔进，双孔出循环。

优选地，所述凸起部17的内部边缘与其对应的所述通孔3边缘的最小距离为0.5~5mm。优选地，所述中空管14内径与第二微通道13外径公差配合。

优选地，所述第二微通道13的延长部10长度为10~40mm，所述中空管14套入延长部的长度为5~15mm。 优选地，所述微通道扁管1、采用凸包金属板的外接件2和所述中空管14均为铝材。凸包金属板采用复合铝板材制作而成，凸包处既可以用于冷媒回流，又可以避免其本身用于焊接的复合材料在焊接时融化吸入微通道扁管1孔中，造成堵塞。中空管14由铝型材制作，可在与第二微通道13连接处套接焊环。整体通过炉中进行钎焊组合，便于生产制造。整套机构结构紧凑，结实可靠。

实施例3：

如图7和图8所示，一种非重力式微通道热管，包括具有多个微通道4的微通道扁管1，所述微通道扁管1外侧环接多个外接件2，外接件2为包块，所述微通道扁管1上设有多个通孔3，所述外接件2包覆所述通孔3，外接件2和微通道扁管1之间形成第一容纳空间，所述通孔3贯通相邻至少两个微通道4，所述微通道扁管1上设有两个贯穿孔18，进管5插入其中一个所述外接件2内且与一个贯穿孔18连通，出管6插入其中一个所述外接件2且另外一个贯穿孔18连通。如此，进出液通过外接件2进入微通道扁管1内。每个第一容纳空间内贯通的相邻微通道4通过通孔3实现相互间的回流。

进一步的外接件2内壁设为腰型孔，使得外接件2套接安装到为微通道扁管1上更加方便快捷，便于调节外接件2在微通道扁管1上的位置，且缩小外接件2和微通道扁管1间的间隙。

具体的，所述通孔3为方形孔。方形孔易于加工。优选的，方形贯穿孔18设置在其贯穿的微通道4中部，使得回流通道变大，尤其是在贯通的两边侧的微通道4变大，回流更加均匀。

进一步的，每个第一容纳空间内连通的微通道4数量是进管5或出管6连通的微通道4数量道数量的两倍。例如每个第一容纳空间内连通的微通道4数量为两个，形成冷媒在每个容纳空间内的单孔进和单孔出，进管5或出管6连通的微通道4数量道数量各位一个，这样，冷媒在微通道扁管1内单孔进单孔出循环。又如，每个第一容纳空间内连通的微通道4数量为四个，进管5或出管6连通的微通道4数量道数量各为两个，这样，冷媒在微通道扁管1内双孔进双孔出循环。

进一步地，进管5和出管6分别位于所述微通道扁管1的上下侧。采用上述设计，对进管5和出管6的安装适应性好，且便于进出液。

进一步的，所述相邻外接件2之间的间距为6~20mm，优选为12mm。采用上述外接件2间的位置限定，微通道扁管1整体具有较好的整平效果和机械强度，排布合理，能较广泛接入散热系统中应用。

进一步的，所述外接件2的宽度与所述通孔3或者贯穿孔18的直径的差为6~20mm，优选8mm。

进一步的，所述外接件2与所述微通道扁管11之间的间隙为0~0.3mm，优选为0.15mm。将其间隙控制在此范围内，外接件2和微通道扁管1的贴合效果好。

进一步的，所述外接件2与所述微通道扁管1之间通过焊环焊接。在套有焊环的情况下，通过炉中进行钎焊组合，便于加工制造，外形结构紧凑，而且稳定性和可靠性高，不易断裂，使用寿命长。

进一步的，所述微通道扁管1两端封堵。在微通道扁管1装入换热系统前预先封堵，进出液通过微通道扁管1的贯穿孔18处进出。

进一步的，所述外接件2、所述微通道扁管1、所述进管5和所述出管6均为铝材。进管5和出管6可以为折弯铝管，管口方向为任意角度。

本发明的工作原理及流程：

冷媒进入微通道扁管11的微通道4流向另一段，由于设置外接件2，使得多个微通道4之间的冷媒，可以在外接件2与微通道扁管4形成的第一容纳空间内，通过通孔3相互流通，从而实现冷媒在非重力式微通道热管内的回流。

以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，且本发明不限于上述的实施例，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种非重力式微通道热管，包括具有多个微通道的微通道扁管，其特征在于：所述微通道扁管连接外接件，所述微通道扁管与所述外接件之间成形成有第一容纳空间，所述微通道扁管设有通孔，每个所述第一容纳空间通过对应的所述通孔与至少两个微通道连通。

2.根据权利要求1所述的一种非重力式微通道热管，其特征在于：所述微通道扁管端部为封闭结构，至少一个所述微通道通过连通进管且至少一个所述微通道连通出管。

3.根据权利要求1所述的一种非重力式微通道热管，其特征在于：所述微通道扁管连接第一连接件，所述微通道扁管与所述第一连接件之间形成第二容纳空间，所述微通道扁管与所述第二连接件之间形成第三容纳空间，至少一个所述微通道通过第二容纳空间连通进管，至少一个所述微通道通过第三容纳空间连通出管。

4.根据权利要求1所述的一种非重力式微通道热管，其特征在于：所述通孔为斜刺通孔，所述通孔分布在微通道扁管的一面或者两面。

5.根据权利要求1所述的非重力式微通道热管，其特征在于；所述外接件包括中空金属板和盖板，所述中空金属板设在所述盖板和所述微通道扁管之间，所述中空金属板罩设在所述通孔上。

6.根据权利要求1所述的非重力式微通道热管，其特征在于；所述微通道扁管为扁管折弯而成，微通道扁管的两端各设有一段搭接段，两段所述搭接段对应，两段所述搭接段通过所述外接件连接，所述外接件两侧分别与两段所述搭接段形成各自的第一容纳空间。

7.根据权利要求2所述的非重力式微通道热管，其特征在于：所述进管连通的微通道数量与所述出管连通的微通道数量相等且为每个所述第一容纳空间连通的微通道数量的一半。

8.根据权利要求3所述的非重力式微通道热管，其特征在于：所述外接件、第一连接件、第二连接件和所述微通道扁管均采用铝材料。

9.根据权利要求1所述的一种非重力式微通道热管，其特征在于：所述外接件为带凸包部的凸包金属板，所述凸包部罩设对应的所述通孔。

10.根据权利要求1所述的一种非重力式微通道热管，其特征在于：所述外接件设有若干个，所述外接件内壁设有腰型孔且通过腰型孔环接所述微通道扁管。

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