CN1786647A - 热管 - Google Patents

Abstract

本发明是有关热管，内部具有热密度高的蒸发部，热密度低的冷凝部，所述的热管包括：内部拥有储存循环流体所需空间，外观呈盒形的箱形外壳；位于箱形外壳内壁的可供液态循环流体在毛细管力作用下流动的毛细结构；在箱形外壳内部毛细结构间形成的可供气态循环流体流动的通路；在箱形外壳内壁与外部进行热交换的部分设计了热交换凹凸，这种热交换凹凸位于外部热源向循环流体传热的蒸发部。本发明的热管具有两个优点：一是可以使发生热交换部分的面积达到最大化，这样就会相对提高热交换效率；二是热管内的循环流体因导热状态发生相变时，可以防止气泡的产生，这一点也可以提高热交换效率。

Description

热管

(1)技术领域

本发明是有关热管方面的技术，尤其是指利用流体状态的相变，使储存在流体内部的来自热源的热量释放出来，从而达成导热的目的的一种热管。

(2)背景技术

所谓热管就是利用流体在其状态相互转化过程中所需要的潜热，使流体由发热密度高的地方向发热密度低的地方导热的一种部件。

因为是利用流体状态相互转化的原理，所以热管的导热系数要比已知的任何金属的导热系数都要高。

实际上，内部循环流动的热管在常温范围内，其导热系数要比具有非常高导热系数的银和铜高出数百倍。

这种热管的外形一般分管形和板形两种，这些形状在大体设置上不需要较大空间，十分轻便，还具有很高的导热能力。

在图1中使用截面图反映了原有技术制造的热管构造。按照这种构造，热管的外观呈箱形1。在这种箱形外壳1的内部装有循环流体。在箱形外壳1的内壁设有毛细构造3。这种毛细构造3是一种可以产生毛细管力的多孔性构造物。毛细构造3由金属制成呈网状结构，上面有许多细小空隙。毛细构造3之间形成了循环流体流动的通路。

另一方面，热管内热密度高的部位是蒸发部7。循环流体在这里被蒸发。热管热密度低的部分是冷凝部8。循环流体在这里被冷凝。蒸发部7和冷凝部8之间是绝热部9。蒸发部7、冷凝部8和绝热部9可以随着热管循环条件的不同而变化。

循环流体在蒸发部7呈气态。循环流体沿着通路5通过绝热部9后，就流到了冷凝部8。在冷凝部8循环流体被冷凝。

在冷凝部8被冷凝的循环流体沿着毛细构造3又被输送到蒸发部7。这种毛细构造3是利用毛细管力使液态的循环流体流动的。

但是，在以上所述的原有技术中存在着以下问题。

热管中的毛细构造3遍布箱形外壳1整个内壁。即不管是蒸发部7、绝缘部9还是冷凝部8不管是否有用都无条件的具备毛细构造3。

但是，在蒸发部7和冷凝部8中进行的热交换，在相关领域随着箱形外壳1和循环流体间接触面积的大小而变化。即在原有技术中，蒸发部7的表面和其它部分的表面相同，都是平面结构。因此，相对来说，原有的热管存在着导热效率低的问题。

另外，在蒸发部7中循环流体是依靠来自热源的热量进行状态转化，并达到沸腾状态，但如果温度过高，循环流体达到沸腾后会产生薄膜状沸腾，这样就出现了导热效率降低的问题。

(3)发明内容

因此，本发明的目的就是要解决上述原有技术中存在的问题，提供一种在热交换部分制造出最大的热交换面积的热管。

本发明的另一个目的是要提供一种在流体状态变化时，防止气泡产生的热管。

为达到上述目的，本发明的热管具有以下特点：本发明共由以下部分构成，这其中包括了内部具有储存循环流体所需空间，外观呈箱形的热管箱形外壳，还有位于箱形外壳内壁的可供液态循环流体在毛细管力作用下流动的毛细构造，以及在盒子内部毛细构造间形成的可供气态循环流体流动的通路，此外，在箱形外壳内表面与外部进行热交换的部分形成了热交换凹凸。

热交换凹凸存在于蒸发部，外部热源在这里将热量传导给循环流体。

热交换凹凸在冷凝部也存在，循环流体在这里向外部传导热量。

箱形外壳呈扁圆形的板状，或箱形外壳的截面呈圆形或椭圆形。

本发明的效果：

采用本发明构造的热管可以取得以下效果。

首先是在热管内部的蒸发部上设置了热交换凹凸，来自热源的热量在这一部分和循环流体间发生热交换。因此，热源热量和循环流体间的导热面积就达到最大化，提高了导热效率。

另外，因为在蒸发部设计了很多个热交换凹凸，所以蒸发部的导热面积相对增大，热源的热量也尽可能多地向循环流体分散传导。因此，在循环流体状态转化时就不会形成沸腾气泡，这就使本发明具有了提高导热效率的效果。

为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细的描述。

(4)附图说明

图1是反映原有技术制造的热管内部构造的截面图。

图2是采用本发明技术制造的热管理想工作状态的简略截面图。

图3是反映构成本发明工作状态热交换凹凸构成的侧视图。

图4是反映构成本发明工作状态中热源热量向外部释放的工作状态图。

附图中主要部分的符号说明：

20：箱形外壳           25：毛细构造

30：通路               35：热交换凹凸

40：蒸发部             42：冷凝部

(5)具体实施方式

以下将参考附图，对本发明的热管的实施方式进行详细说明。

在图2中以简略截面图来展示采用本发明构造的热管理想工作状态。在图3中以侧视图来展示采用本发明的热管工作状态的中间部分构成。

如图所示，热管的外观呈盒形。热管的箱形外壳20呈扁圆形板状，其截面呈圆形管状或椭圆形管状。箱形外壳20由高效率的导热材质制成。例如铜或铝等金属材质。

箱形外壳20的内壁设有毛细构造25。毛细构造25是一种可以产生毛细管力的多孔性构造。毛细构造25一般由金属制成，上面有许多细小缝隙，呈网状。毛细构造25遍布整个箱形外壳20的内壁。

在箱形外壳20的内部形成了通路30。这种通路30是循环流体以气态流通的地方。这种通路30是在箱形外壳20里两两相对的内壁间形成的，因为内壁都设有毛细构造25，所以这种通路30是在毛细构造25间形成的。

另一方面，热管内部具有热密度高的部位是蒸发部40，热密度低的部分是冷凝部42，热交换凹凸25位于箱形外壳20内壁蒸发部40所在的位置。在箱形外壳20的内壁规定区域内设计了很多热交换凹凸25。在本发明的图例中，在箱形外壳20内壁蒸发部40所在的位置上形成了很多个热交换凹凸35，它们呈突起状并按一定间隔排列。

在设计成热交换凹凸25的部分也可以不设置毛细构造25。在没有毛细构造25的情况下，循环流体向热交换凹凸25移动，其受热后也进行状态转化。但也不是一定要设计成这种构造，在具备热交换凹凸25的部分也可以尽量设置毛细构造25。

在本发明的实施例中，蒸发部40与热源50(参考图4)连接或接触的部分是热密度高的部分。当然在使用时要合理地设置热管，以让其蒸发部40尽量与热源50接触。

与蒸发部40相对应的冷凝部42。因为冷凝部42与蒸发部40相比是热密度较低的部分，所以在这里气态的循环流体变成了液态。

虽然没有绘出作为参考的实施例图，但正如已知的那样，蒸发部40和冷凝部42之间的部分就是绝热部。绝热部位于蒸发部40和冷凝部42之间，循环流体在这里以气态流向通路30，此外，这一部分还是液态的循环流体在毛细管力的作用下向毛细构造25流动的部分。

以下将依据本发明构造的热管作用进行详细说明。

本发明的热管如图4所示，形成热交换凹凸35的蒸发部40应尽量设置在与热源50对应的位置。热源50发出的热传递到蒸发部40。从蒸发部40散出的热量传达到所有的热交换凹凸35。

另外，热量传达到与热交换凹凸35接触的循环流体。循环流体在蒸发部40受热转变成气态。在这一过程中，热源50的热量传达给了循环流体。

与上述情况相同，在蒸发部40依靠热交换变成气态的循环流体沿着上述通路30移动。循环流体向热密度相对低的部分即冷凝部42移动。

向冷凝部42移动的循环流体在冷凝部42丧失了热量并受冷变成液态。热量从冷凝部42向箱形外壳20外面传递，最后依靠传导和对流释放到外部。

循环流体在冷凝部42被冷凝成液态，并依靠毛细管力的作用移动到毛细构造25内部。液态的循环流体沿着毛细构造25移动，经过绝缘部分后就到达了蒸发部40。在蒸发部40中来自热源的热量50再次传递给了循环流体。

本发明利用的是热管内部的循环流体相变现象，因此要促进循环液体状态的转化，应设法减小热阻，促进热传递。

为达到这一目的，本发明在蒸发部40的相关部位设计了多个细小的热交换凹凸35，这就使从外部热源50传递来的热量更迅速地向循环流体传递。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明权利要求书的范围内。

例如，在采用本发明构造的热管实际工作状态中不仅是在蒸发部中设置了热交换凹凸，实际上在冷凝部也设置了热交换凹凸，这样设置可以促进热交换。

另外，本发明在板形的热管上效果比较理想，这是因为在板形热管上易于形成热交换凹凸。但本发明也可以充分适用于具有圆形或椭圆形截面的热管上。

Claims (5)

1、一种热管，内部具有热密度高的部位是蒸发部，热密度低的部分是冷凝部，其特征在于所述的热管由以下部分构成；

内部拥有储存循环流体所需空间，外观呈盒形的箱形外壳；

位于所述的箱形外壳内表面的可供液态循环流体在毛细管力作用下流动的毛细构造；

在所述的箱形外壳内部的毛细构造间形成的可供气态循环流体流动的通路；

在所述的箱形外壳内表面与外部进行热交换的部分形成了热交换凹凸。

2、如权利要求1所述的热管，其特征在于：

所述的热交换凹凸处于所述的蒸发部，来自外部热源的热量就在所述的蒸发部传导到所述的循环流体上。

3、如权利要求2所述的热管，其特征在于：

所述的热交换凹凸处于所述的冷凝部，热量在所述的冷凝部从所述的循环流体上向外部传导。

4、如权利要求1或2或3所述的热管，其特征在于：

所述的箱形外壳呈扁圆形的板状。

5、如权利要求1或2或3所述的热管，其特征在于：

所述的箱形外壳的截面呈圆形和椭圆形。

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