CN1322301C - 除去热管内部非凝结性气体的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

一种除去热管内部非凝结性气体的方法及其装置，其方法是在热管内部充填预定量的工作流体后再进行加热，使工作流体达到其饱和温度，并持续保持该饱和温度至工作流体呈沸腾及蒸发状态，利用蒸气将热管内部的非凝结性气体驱赶排出，当热管内部的工作流体到达预定的蒸气排出量时，将热管封口；而该装置与上述热管配合工作，其包括一供热管管身容置其中并提供加热的加热治具，以及一设于该加热治具上方且相对于热管封口的外围侧边处的封口单元；借以组成一除去热管内部非凝结性气体的装置。

Description

除去热管内部非凝结性气体的方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种除去热管内部非凝结性气体的方法及其装置，尤其涉及一种适用于制造热管时，可在更精确地掌握欲封入热管内部的工作流体量的情况下，除去该热管内部非凝结性气体的方法、以及该方法所直接使用的装置。

背景技术

由于热管具有高热传能力、快速传热、高热传导率、重量轻、无可动组件、结构简单及多用途等特性，可以传递大量的热而不消耗电力，因此非常适合电子产品的散热需求。此外，现有的热管内壁均设有毛细组织(wick structure)，该毛细组织可为具有毛细管作用的编织网等，借由毛细组织的毛细管作用，即可便于热管内工作流体(working fluid)的传输。

而以往在制造热管时，以加热驱出法所喷出的蒸气流体来赶出热管内的非凝结性气体(non-condensing gas)；此方法用于在常温下为液态的工作流体，并适用于对作业者危险度较小的水、氟氯烷(freon113)、乙醇(ethanol)等等。该方法把稍多于封入量的工作流体注入热管内，暂时锁紧热管上端的排气口，加热使工作流体的蒸气气压达到0.2～0.4Mpa，然后，再将暂时锁紧的热管排气口开放，使热管内、外压力平衡，工作流体开始闪变，从热管的排气口喷出蒸气。闪变是一种由液态瞬间挥发成气态的物理现象(饱和水急剧气化)，此闪变使工作流体的溶存气体分离，喷出的蒸气流体赶出热管内的非凝结性气体。当适当赶出蒸气后，封闭热管的排气口，该热管内即可充分脱气；而封入的工作流体量是预先过量封入的工作流体量与以蒸气赶出的流体量之差，此须事先依加热时间与其温度及热管形状，求知驱出量。

但是，上述的方法中，由于蒸气流体先被热管暂时锁紧的排气口所封闭，当工作流体的蒸气压力足够后，才将该暂时锁紧的排气口放开，利用蒸气将非凝结性气体赶出。但这种放开暂时锁紧的排气口的操作，并无法精确地掌握蒸气流体的排出量(因放开排气口的瞬间，蒸气会快速地冲出，而每次放开排气口的口径以及排气口由封闭至完全开启所花的时间不一，故无法精确得知蒸气排出量而影响实际封入工作流体量的精密度)，导致欲封入于热管内的工作流体量与实际所封入的工作流体量或多或少有所差距，且由于在排气口的暂时锁紧、又打开之后再次锁紧封口，会造成封口处因过度加工而硬化，影响热管质量上的管控。

因此，上述现有的应用于排出热管内部非凝结性气体的方法，在实际使用上，显然具有不便与缺陷，有待加以改善。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷，本发明的主要目的在于提供一种除去热管内部非凝结性气体的方法及其装置，其可使热管在进行非凝结性气体的排气过程中，可更精确地掌握蒸气流体的排出量，并依照加热时间与热管口径大小求得所欲封入热管内的工作流体量，进而使所制造的热管精密度更佳，且不需要暂时锁紧排气口的操作，能有效提高热管封口的结构的质量。

为了实现上述目的，本发明提供一种除去热管内部非凝结性气体的方法，其主要步骤如下：

a)于热管内部充填预定量的工作流体，并于该热管上端预留一排气口；

b)对该热管进行加热以使内部的工作流体达到其饱和温度；

c)持续保持该饱和温度至工作流体呈沸腾及蒸发状态，以利用蒸发的蒸气将该热管内部的非凝结性气体由该排气口驱赶排出；及

d)待该热管内部的工作流体到达预定的蒸气排出量时，即对该热管的排气口进行封口；

其中，在步骤d)中对该排气口封口前，将封口钳模具的温度持续保持在工作流体的饱和温度以上，且将该封口钳模具与该排气口外围侧边接触，使该热管的排气口外围侧边的温度保持在工作流体的饱和温度以上。

所述的除去热管内部非凝结性气体的方法，其中步骤b)所述的饱和温度为工作流体的沸点。

所述的除去热管内部非凝结性气体的方法，其中步骤b)在对该热管进行加热之前或同时，将该热管的排气口压迫至其口径形成一较小间隙的管口，使该排气口仅留有狭小面积来提供排气。

所述的除去热管内部非凝结性气体的方法，其中该排气口是利用一封口钳模具压迫后而使其口径形成该间隙。

所述的除去热管内部非凝结性气体的方法，其中步骤c)是通过控制加热量，使工作流体温和地沸腾，并避免液态的工作流体喷出该热管外，以用于精确封存工作流体量。

所述的除去热管内部非凝结性气体的方法，其中步骤c)是以较大加热量使工作流体较剧烈地沸腾，并使部分液态的工作流体喷出该热管外，以用于提高生产速度。

为了实现上述目的，本发明还提供一种除去热管内部非凝结性气体的装置，其与上述热管配合工作，包括一加热治具及一封口单元；其中，该加热治具供上述热管管身容置其中并提供加热，且设有夹爪定位该热管，而该封口单元设于该加热治具上方，且相对于该热管封口的外围侧边处，并包含封口钳模具以及一供该封口钳模具作开、合模的封口机构；借以组成一除去热管内部非凝结性气体的装置。

一种除去热管内部非凝结性气体的装置，其与一热管配合工作；包括：

一加热治具，供该热管管身容置其中并提供加热，且设有以模块化方式制造且可拆卸和更换的夹爪定位该热管；及

一封口单元，设于该加热治具上方，且相对于该热管封口的外围侧边处，并包含封口钳模具以及供该封口钳模具作开、合模的封口机构。

所述的除去热管内部非凝结性气体的装置，其中该加热治具具有控制温度的加热器。

所述的除去热管内部非凝结性气体的装置，其中该加热治具的夹爪具有配合该热管外径大小的夹口。

所述的除去热管内部非凝结性气体的装置，其中该封口单元的封口钳模具以模块化制造，可配合不同管径的热管，还可更换、拆卸。

附图简要说明

下面结合附图，通过对本发明的实施例的详细描述，将使本发明的技术方案和其他有益效果显而易见。

附图中，

图1是本发明方法的流程示意图；

图2是本发明装置的操作示意图(一)；

图3是本发明装置的操作示意图(二)；

图4是图2的沿4-4方向的剖面图。

具体实施方式

请参阅图1、图2及图3，其分别为本发明方法的流程示意图、装置的操作示意图(一)及(二)。本发明提供一种除去热管内部非凝结性气体的方法，其主要步骤如下：

a)于一热管1内部充填预定量的工作流体(working fluid，图略)，并于该热管1上端预留一排气口10；所述工作流体的预定量稍多于欲封入的工作流体量，而该排气口10则为热管1所欲准备的封口处。

b)对该热管1进行加热，使内部的工作流体达到其饱和温度(saturatedtemperature)；此所谓饱和温度即为工作流体的沸点。

c)持续保持该饱和温度至工作流体呈沸腾及蒸发状态，利用蒸发的蒸气将热管1内部的非凝结性气体(non-condensing gas)由该排气口10驱赶排出；在此步骤中，若需要精准封存工作流体量时，可使工作流体温和地沸腾，以避免液态的工作流体喷出热管1外，也就是控制其加热量不使工作流体剧烈地沸腾，然而其除气时间也相对较长，如此，即可稳定地控制液态工作流体被蒸发出热管1外的排出量，因而容易掌握工作流体的封存量；

而若比较不需要精准封存的工作流体量时，可以以较大的加热量使工作流体以较剧烈的沸腾方式使部份液态的工作流体被蒸气推出而喷出该热管1的排气口10外，此作法与前述方法相比，虽然比较不易掌握工作流体的封存量，但仍具有减少除气时间、降低成本以及生产速度较高等优势。

d)待热管1内部的工作流体到达预定的蒸气排出量时，即对该热管1的排气口10进行封口。

因此，借由上述的步骤流程，即可得到本发明有关于“除去热管内部非凝结性气体的方法”。

请参阅图2、图3及图4所示，本发明提供一种除去热管内部非凝结性气体的装置，其与上述的热管1配合工作，包括一加热治具2及一封口单元3；其中：

该加热治具2具有一可控制加热量与温度的加热器20，供该热管1管身容置其中，并借由该加热器20对热管1进行加热，同时，于该加热治具2上设有一夹爪21，该夹爪21可将热管1夹持固定于加热治具2上而予以定位。

该封口单元3包含一组封口钳模具30以及一可供该组封口钳模具30作开、合模的封口机构31，且该封口单元3设于上述加热治具2上方，并相对于热管1封口(即排气口10)的外围侧边处，以便于对该热管1进行封口操作。

另外，所述的夹爪21与封口钳模具30均可经由模块化(modulized)制造，且可配合不同管径的热管1，还可更换、拆卸；其中的夹爪21具有配合热管1的外径大小的夹口210，而封口钳模具30则视热管1口径的不同而具有足够将其紧密封闭的模具，如此，即可配合不同热管1管径的制造需求，提供相对应规格尺寸的夹爪21与封口钳模具30。

因此，借由上述的构造组成，即可得到本发明有关于“除去热管内部非凝结性气体的装置”。

此外，若借由该装置进行上述方法时，在步骤b)中对热管1进行加热之前或同时，可先利用该封口钳模具30将热管1的排气口10压迫至其口径形成一较小间隙的管口，使该排气口10仅留有狭小面积提供排气，以加大热管1内外的压力差并利于非凝结性气体的排出，且也可使热管1不易受到环境的污染以及稳定控制工作流体的排出量。

另外，在步骤d)中对排气口10的封口操作前，可先使封口钳模具30的温度持续保持在工作流体的饱和温度以上，且该封口钳模具30接触于热管1的排气口10外围侧边处，并维持该排气口10呈开口状态(即先不将其封闭)，以使通过该排气口10的蒸气不易凝结于此封口处，进而提升工作机台的环境质量与该热管1的封口质量及不会在排气口10冷凝而阻碍排气，维持其稳定的蒸气流率。

因此，借由本发明，至少具有下列几项优点：

1、由于热管1在加热的过程中，其排气口10都保持在固定尺寸的口径(现有技术须暂时锁紧排气口而使其口径大小改变)，故可更精确地掌握蒸气流体的排出量，使封入热管1内的工作流体量较为一致。

2、可利用结构单纯的该装置配合进行，且该装置经由模块化的设计后，即可配合不同热管1管径的制造需求。

3、非凝结性气体经由热管1加热的过程中被蒸气流体所逐渐驱赶排出，故较以往运用加热驱出法所瞬间喷出蒸气流体的方式更具安全性。

4、封口处因没有反复开模、闭模的暂时锁紧排气口10的操作，故排气口10的封口结构不会因过度加工而硬化。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1、一种除去热管内部非凝结性气体的方法，包括下列步骤：

a)于热管内部充填预定量的工作流体，并于该热管上端预留一排气口；

b)对该热管进行加热以使内部的工作流体达到其饱和温度；

c)持续保持该饱和温度至工作流体呈沸腾及蒸发状态，以利用蒸发的蒸气将该热管内部的非凝结性气体由该排气口驱赶排出；及

d)待该热管内部的工作流体到达预定的蒸气排出量时，即对该热管的排气口进行封口；

其中，在步骤d)中对该排气口封口前，将封口钳模具的温度持续保持在工作流体的饱和温度以上，且将该封口钳模具与该排气口外围侧边接触，使该热管的排气口外围侧边的温度保持在热管内部工作流体的饱和温度以上。

2、根据权利要求1所述的除去热管内部非凝结性气体的方法，其中步骤b)所述的饱和温度为工作流体的沸点。

3、根据权利要求1所述的除去热管内部非凝结性气体的方法，其中步骤b)在对该热管进行加热之前或同时，将该热管的排气口压迫至其口径形成一较小间隙的管口，使该排气口仅留有狭小面积来提供排气。

4、根据权利要求3所述的除去热管内部非凝结性气体的方法，其中该排气口是利用所述封口钳模具压迫后而使其口径形成该间隙。

5、根据权利要求1所述的除去热管内部非凝结性气体的方法，其中步骤c)是通过控制加热量，使工作流体温和地沸腾，并避免液态的工作流体喷出该热管外，以用于精确封存工作流体量。

6、根据权利要求1所述的除去热管内部非凝结性气体的方法，其中步骤c)是以较大加热量使工作流体较剧烈地沸腾，并使部分液态的工作流体喷出该热管外，以用于提高生产速度。

7、一种除去热管内部非凝结性气体的装置，其与一热管配合工作；包括：

一加热治具，供该热管管身容置其中并提供加热，且设有以模块化方式制造且可拆卸和更换的夹爪定位该热管；及

一封口单元，设于该加热治具上方，且相对于该热管封口的外围侧边处，并包含封口钳模具以及供该封口钳模具作开、合模的封口机构，

其中，所述封口钳模具与所述热管排气口的外围侧边接触，所述封口钳模具的温度持续保持在热管内部工作流体的饱和温度以上。

8、根据权利要求7所述的除去热管内部非凝结性气体的装置，其中该加热治具具有控制温度的加热器。

9、根据权利要求7所述的除去热管内部非凝结性气体的装置，其中该加热治具的夹爪具有配合该热管外径大小的夹口。

10、根据权利要求7所述的除去热管内部非凝结性气体的装置，其中该封口单元的封口钳模具以模块化制造，可配合不同管径的热管，还可更换、拆卸。

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