CN206683456U - 热管传热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种热管传热装置，包括外壳、热管结构、第一封装结构及第二封装结构；所述外壳上设置有进液管和出液管，所述外壳与热管结构之间形成与所述进液管和出液管连通的冷却液封闭循环空间；所述热管结构包括外管、内管、热端管及连接所述外管、内管及热端管的内支撑板结构，所述外管与内管在两端位置相互连通，所述第一封装结构及第二封装结构封闭所述外管的两端，以在所述外管及内管的内部形成与所述冷却液封闭循环空间及热端管的内腔隔绝的工质封闭循环空间，所述工质封闭循环空间内封装有可相变的工质。该热管传热装置解决了传统热管完全依赖重力实现工质循环的问题，使得该热管传热装置可以任意角度放置，具体应用不会受到限制。

Description

热管传热装置

技术领域

本实用新型属于发热元件热管理技术领域，特别是涉及一种热管传热装置。

背景技术

在电动汽车、工业电子、消费类电子、机房及数据服务器等领域，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热管。热管在内部充装相变材料，在微重力作用下，可以实现高效的将热量从热端传向冷端的热传递过程。

传统热管主要的驱动原理是相变材料的相变并依赖重力作用，需要满足热端在下部，冷端在上部，在具体应用上会受到很多限制。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对传统热管需要满足热端在下部，冷端在上部，导致在具体应用上受到很多限制的缺陷，提供一种热管传热装置。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：

提供一种热管传热装置，包括两端开口的外壳、设置在所述外壳内的至少一个热管结构、密封连接在所述外壳一端的第一封装结构及密封连接在所述外壳另一端的第二封装结构；

所述外壳上设置有进液管和出液管，所述外壳与热管结构之间形成与所述进液管和出液管连通的冷却液封闭循环空间，经由所述进液管流入的冷却液通过所述冷却液封闭循环空间之后从所述出液管流出；

所述热管结构包括外管、设置在所述外管内的内管、设置在所述内管内的热端管及连接所述外管、内管及热端管的内支撑板结构，所述外管与内管在两端位置相互连通，所述第一封装结构及第二封装结构封闭所述外管的两端，以在所述外管及内管的内部形成与所述冷却液封闭循环空间及热端管的内腔隔绝的工质封闭循环空间，所述工质封闭循环空间内封装有可相变的工质。

可选地，所述热管结构为通过金属挤压或机加工得到的一体结构。

可选地，相邻的所述热管结构之间相互间隔，以使得冷却液能够流经每一所述热管结构的外管。

可选地，所述内管的两端位置设置有工质过孔，所述外管与内管在两端位置通过所述工质过孔相互连通。

可选地，

所述第一封装结构包括第一外盖板及第一内盖板，所述第一内盖板上设置有第一过孔，所述第一外盖板上设置有第一通孔，所述第一内盖板密封连接在所述外管的一端，所述第一外盖板密封连接在所述外壳的一端，所述热端管的一端穿过所述第一过孔及第一通孔；

所述第二封装结构包括第二外盖板及第二内盖板，所述第二内盖板上设置有第二过孔，所述第二外盖板上设置有第二通孔，所述第二内盖板密封连接在所述外管的另一端，所述第二外盖板密封连接在所述外壳的另一端，所述热端管的另一端穿过所述第二过孔及第二通孔。

可选地，所述第一内盖板嵌入所述外管的一端并与所述内支撑板结构的一端抵接，所述第一外盖板嵌入所述外壳的一端；

所述第二内盖板嵌入所述外管的另一端并与所述内支撑板结构的另一端抵接，所述第二外盖板嵌入所述外壳的另一端。

可选地，所述外壳内设置有排列成一行或多行的多个所述热管结构。

可选地，

所述第一封装结构包括第一外盖板及与多个所述热管结构一一对应的多个第一内盖板，所述第一内盖板上设置有第一过孔，所述第一外盖板上设置有与多个所述热管结构一一对应的多个第一通孔，所述第一内盖板密封连接在对应的热管结构的外管的一端，所述第一外盖板密封连接在所述外壳的一端，所述热端管的一端穿过对应的所述第一过孔及第一通孔；

所述第二封装结构包括第二外盖板及与多个所述热管结构一一对应的多个第二内盖板，所述第二内盖板上设置有第二过孔，所述第二外盖板上设置有与多个所述热管结构一一对应的多个第二通孔，所述第二内盖板密封连接在对应的热管结构的外管的另一端，所述第二外盖板密封连接在所述外壳的另一端，所述热端管的另一端穿过对应的所述第二过孔及第二通孔。

可选地，所述第一内盖板嵌入对应的热管结构的外管的一端并与所述内支撑板结构的一端抵接，所述第一外盖板嵌入所述外壳的一端；

所述第二内盖板嵌入对应的热管结构的外管的另一端并与所述内支撑板结构的另一端抵接，所述第二外盖板嵌入所述外壳的另一端。

根据本实用新型的热管传热装置，外壳与热管结构之间形成与进液管和出液管连通的冷却液封闭循环空间，热管结构的外管及内管的内部形成与冷却液封闭循环空间及热端管的内腔隔绝的工质封闭循环空间，工质封闭循环空间内封装有可相变的工质。这样，将发热元件穿插在热端管中并与热端管的周壁紧密接触，热端管形成热管结构的热端，冷却液持续流经外管的外壁，以使得外管形成热管结构的冷端，发热元件的热量传递给热端管，由于工质的吸热速度远大于冷却液的吸热速度，工质封闭循环空间内的液态工质迅速与热端管换热，吸收发热元件的热量并汽化，气态工质通过热驱动由内管的一端向另一端运动，并由内管内外管扩散，在气态工质接触温度更低的冷端(外管的内壁)时，液化放热，热量通过外管的管壁被冷却液带走，将工质封闭循环空间的热量导出至冷却液封闭循环空间，液态工质回流至内管，以此形成内管－外管－内管的工质循环。进而，发热元件的热量通过冷却液带走，实现发热元件的散热。该热管传热装置解决了传统热管完全依赖重力实现工质循环的问题，使得该热管传热装置可以任意角度放置，具体应用不会受到限制。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例提供的热管传热装置的分解图；

图2是本实用新型第一实施例提供的热管传热装置其热管结构的分解图；

图3是图2的另一视角图；

图4是本实用新型第二实施例提供的热管传热装置的立体图；

图5是本实用新型第二实施例提供的热管传热装置的分解图；

图6是本实用新型第二实施例提供的热管传热装置一侧视图；

图7是沿图6中A-A方向的剖视图；

图8是沿图6中B-B方向的剖视图；

图9是本实用新型第三实施例提供的热管传热装置的立体图；

图10是本实用新型第三实施例提供的热管传热装置的分解图；

图11是本实用新型第三实施例提供的热管传热装置一侧视图；

图12是沿图10中C-C方向的剖视图；

图13是沿图10中F-F方向的剖视图。

说明书中的附图标记如下：

1、外壳；11、进液管；12、出液管；

2、热管结构；21、外管；22、内管；221、工质过孔；23、内支撑板结构；231、内支撑板；24、工质封闭循环空间；25、热端管；

3、冷却液封闭循环空间；

4、第一封装结构；41、第一外盖板；411、第一通孔；412、第一凹坑；42、第一内盖板；421、第一过孔；

5、第二封装结构；51、第二外盖板；511、第二通孔；52、第二内盖板；521、第二过孔；

1a、外壳；

2a、热管结构；21a、外管；22a、内管；23a、内支撑板结构；25a、热端管；

3a、冷却液封闭循环空间；

4a、第一封装结构；41a、第一外盖板；411a、第一通孔；42a、第一内盖板；421a、第一过孔；

5a、第二封装结构；51a、第二外盖板；511a、第二通孔；52a、第二内盖板；521a、第二过孔；

1b、外壳；

2b、热管结构；21b、外管；22b、内管；23b、内支撑板结构；25b、热端管；

3b、冷却液封闭循环空间；

4b、第一封装结构；41b、第一外盖板；411b、第一通孔；42b、第一内盖板；

5b、第二封装结构；51b、第二外盖板；511b、第二通孔；52b、第二内盖板；521b、第二过孔。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、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，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

第一实施例

如图1-3所示，本实用新型第一实施例提供的热管传热装置，包括两端开口的外壳1、设置在所述外壳1内的一个热管结构2、密封连接在所述外壳1一端的第一封装结构4及密封连接在所述外壳1另一端的第二封装结构5。

如图1至图3所示，所述外壳1上设置有进液管11和出液管12，所述外壳1与热管结构2之间形成与所述进液管11和出液管12连通的冷却液封闭循环空间3，经由所述进液管11流入的冷却液通过所述冷却液封闭循环空间3之后从所述出液管12流出。

如图2及图3所示，所述热管结构2包括外管21、设置在所述外管21内的内管22、设置在所述内管22内的热端管25及连接所述外管21、内管22及热端管25的内支撑板结构23，所述内管22的两端位置设置有工质过孔221，所述外管21与内管22在两端位置通过所述工质过孔221相互连通。所述第一封装结构4及第二封装结构5封闭所述外管21的两端，以在所述热管结构2的外管21及内管22的内部形成与所述冷却液封闭循环空间3及热端管25的内腔隔绝的工质封闭循环空间24，所述工质封闭循环空间24内封装有可相变的工质。

工质具有低沸点、高换热系数的特性，以通过汽化吸收发热元件的热量，并通过液化放热，将热量传递给冷却液封闭循环空间3内流动的冷却液，以将发热元件的热量快速导出。所述工质选自乙二醇、丙酮、甲醇、制冷剂(R134a，R410A等)、氨中的其中一种或多种的混合物。

通常，冷却液由水、防冻剂及添加剂三部分组成，按防冻剂成分不同可分为酒精型、甘油型及乙二醇型等类型的冷却液。但是，本实施例中，冷却液还可以扩展至低沸点冷媒，例如液氮、氟利昂。

本实施例中，优选地，所述热管结构2为通过金属挤压得到的一体结构，例如铝挤压一体成型、铜挤压一体成型。这样，避免了现有技术中过多的焊接点。金属挤压一体成型的一体结构可以不做任何处理，直接用于热管结构。也可以通过在成型之后，做一些机加工(例如开槽、孔)再用于热管结构。当然，作为替代方案，热管结构也可以直接通过金属块(铝块、铜块等)机加工得到。

如图2及图3所示，所述热管结构2的外部与外壳1的内壁相互间隔，以使得冷却液能够流经所述热管结构2的外管21。所述内支撑板结构23由多个在圆周方向上均匀布置的内支撑板231构成，工质过孔221形成在所述内支撑板231的两端。

本实施例中，外管21、内管22及热端管25均为圆管。

然而，在其它实施例中，也可以是外管21为圆管，而内管22为方管。或者是，内管22为圆管，外管21为方管。或者是，外管21与内管22均为方管。即，本实用新型的热管传热装置，内管22与外管21的形状不作限制。

另外，本实施例中，外壳1为方管。然而，外壳1的也可以是圆管。即，本实用新型的热管传热装置，外壳1的形状也不作限制。

另外，热端管25的形状与插接在其中的发热元件的形状相匹配。优选地，发热元件的两端处于第一封装结构4及第二封装结构5的内侧。

如图1至图3所示，所述第一封装结构4包括第一外盖板41及第一内盖板42，所述第一内盖板42上设置有第一过孔421，所述第一外盖板41上设置有第一通孔411，所述第一内盖板42通过焊接或胶粘的方式密封连接在所述外管21的一端，所述第一外盖板41通过焊接或胶粘的方式密封连接在所述外壳1的一端，所述热端管25的一端穿过所述第一过孔421及第一通孔411。所述第二封装结构5包括第二外盖板51及第二内盖板52，所述第二内盖板52上设置有第二过孔521，所述第二外盖板51上设置有第二通孔511，所述第二内盖板52通过焊接或胶粘的方式密封连接在所述外管21的另一端，所述第二外盖板51通过焊接或胶粘的方式密封连接在所述外壳1的另一端，所述热端管25的另一端穿过所述第二过孔521及第二通孔511。这样，热端管25的两端露出，将发热元件插接在热端管25的内腔中时，热端管25的两端可以将发热元件(例如柱状电池)的正、负极引出。进而，通过该热管传热装置实现一个发热元件的散热。

更为优选地，所述第一内盖板42嵌入所述外管21的一端并与所述内支撑板结构23的一端抵接，所述第一外盖板42嵌入所述外壳1的一端；所述第二内盖板52嵌入所述外管22的另一端并与所述内支撑板结构23的另一端抵接，所述第二外盖板51嵌入所述外壳1的另一端。

如图1所示，第一外盖板41上设置有第一凹坑412，第二外盖板51上设置有第二凹坑(图中未标示)，所述热管结构2的两端分别限位于所述第一凹坑412及第二凹坑内，以实现外壳1、热管结构2、第一封装结构4及第二封装结构5的整体装配。

然而，在其它实施例中，也可以是采用外支撑板结构。即，采用外支撑板结构连接热管结构2与外壳1。

根据本实用新型第一实施例的热管传热装置，外壳与热管结构之间形成与进液管和出液管连通的冷却液封闭循环空间，热管结构的外管及内管的内部形成与冷却液封闭循环空间及热端管的内腔隔绝的工质封闭循环空间，工质封闭循环空间内封装有可相变的工质。这样，将发热元件穿插在热端管中并与热端管的周壁紧密接触，热端管形成热管结构的热端，冷却液持续流经外管的外壁，以使得外管形成热管结构的冷端，发热元件的热量传递给热端管，由于工质的吸热速度远大于冷却液的吸热速度，工质封闭循环空间内的液态工质迅速与热端管换热，吸收发热元件的热量并汽化，气态工质通过热驱动由内管的一端向另一端运动，并由内管内外管扩散，在气态工质接触温度更低的冷端(外管的内壁)时，液化放热，热量通过外管的管壁被冷却液带走，将工质封闭循环空间的热量导出至冷却液封闭循环空间，液态工质回流至内管，以此形成内管－外管－内管的工质循环。进而，发热元件的热量通过冷却液带走，实现发热元件的散热。该热管传热装置解决了传统热管完全依赖重力实现工质循环的问题，使得该热管传热装置可以任意角度放置，具体应用不会受到限制。

第二实施例

如图4-8所示，本实用新型第二实施例提供的热管传热装置，包括两端开口的外壳1a、设置在所述外壳1a内且排列成一行的多个热管结构2a、密封连接在所述外壳1a一端的第一封装结构4a及密封连接在所述外壳1a另一端的第二封装结构5a。

如图5、图7及图8所示，第二实施例中的每一热管结构2a与第一实施例中的热管结构2结构相同。即，第二实施例中的热管结构2a仍然包括外管21a、设置在所述外管21a内的内管22a、设置在所述内管22a内的热端管25a及连接所述外管21a、内管22a及热端管25a的内支撑板结构23a。

由于具有一排热管结构2a，因而，本实施例中，所述第一封装结构4a及第二封装结构5a有所不同。

如图5、图7及图8所示，本实施例中，所述第一封装结构4a包括第一外盖板41a及与多个所述热管结构2a一一对应的多个第一内盖板42a，所述第一内盖板42a上设置有第一过孔421a，所述第一外盖板41a上设置有与多个所述热管结构2a一一对应的多个排列成一行第一通孔411a，所述第一内盖板42a密封连接在对应的热管结构2a的外管21a的一端，所述第一外盖板41a密封连接在所述外壳1a的一端，所述热端管25a的一端穿过所述第一过孔421a及第一通孔411a。所述第二封装结构5a包括第二外盖板51a及与多个所述热管结构2a一一对应的多个第二内盖板52a，所述第二内盖板52a上设置有第二过孔521a，所述第二外盖板51a上设置有与多个所述热管结构2a一一对应的多个排列成一行的第二通孔511a，所述第二内盖板52a密封连接在对应的热管结构2a的外管21a的另一端，所述第二外盖板51a密封连接在所述外壳1a的另一端，所述热端管25a的另一端穿过所述第二过孔521a及第二通孔511a。这样，热端管25a的两端露出，将发热元件插接在热端管25a的内腔中时，热端管25a的两端可以将发热元件(例如柱状电池)的正、负极引出。

如图5及图6所示，相邻的所述热管结构2a之间相互间隔，所述外壳1a与一行热管结构2a之间形成冷却液封闭循环空间3a。这样，冷却液封闭循环空间3a的冷却液能够流经每个热管结构2a的外部。

进而，通过该热管传热装置实现一排发热元件的散热。

第三实施例

如图9-13所示，本实用新型第三实施例提供的热管传热装置，包括两端开口的外壳1b、设置在所述外壳1b内且排列成多行的多个热管结构2b、密封连接在所述外壳1b一端的第一封装结构4b及密封连接在所述外壳1b另一端的第二封装结构5b。

如图10、图12及图13所示，第三实施例中的每一热管结构2b与第一实施例中的热管结构2结构相同。即，第三实施例中的热管结构2b仍然包括外管21b、设置在所述外管21b内的内管22b、设置在所述内管22b内的热端管25b及连接所述外管21b、内管22b及热端管25b的内支撑板结构23b。

由于具有多行热管结构2b，因而，本实施例中，所述第一封装结构4b及第二封装结构5b有所不同。

如图10、图12及图13所示，本实施例中，所述第一封装结构4b包括第一外盖板41b及与多个所述热管结构2b一一对应的多个第一内盖板42b，所述第一内盖板42b上设置有第一过孔(图中未标示)，所述第一外盖板41b上设置有与多个所述热管结构2b一一对应的多个排列成多行的第一通孔411b，所述第一内盖板42b密封连接在对应的热管结构2b的外管21b的一端，所述第一外盖板41b密封连接在所述外壳1b的一端，所述热端管25b的一端穿过所述第一过孔及第一通孔411b。所述第二封装结构5b包括第二外盖板51b及与多个所述热管结构2b一一对应的多个第二内盖板52b，所述第二内盖板52b上设置有第二过孔521b，所述第二外盖板51b上设置有与多个所述热管结构2b一一对应的多个排列成多行的第二通孔511b，所述第二内盖板52b密封连接在对应的热管结构2b的外管21b的另一端，所述第二外盖板51b密封连接在所述外壳1b的另一端，所述热端管25b的另一端穿过所述第二过孔521b及第二通孔511b。这样，热端管25的两端露出，将多个发热元件插接在多个热管结构2b的热端管25b的内腔中时，热端管25的两端可以将发热元件(例如柱状电池)的正、负极引出。

如图10及图11所示，相邻的所述热管结构2b之间相互间隔，所述外壳1b与多行热管结构2a之间形成冷却液封闭循环空间3b。这样，冷却液封闭循环空间3b的冷却液能够流经每个热管结构2b的外部。

进而，通过该热管传热装置实现多排发热元件的散热。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种热管传热装置，其特征在于，包括两端开口的外壳、设置在所述外壳内的至少一个热管结构、密封连接在所述外壳一端的第一封装结构及密封连接在所述外壳另一端的第二封装结构；

所述外壳上设置有进液管和出液管，所述外壳与热管结构之间形成与所述进液管和出液管连通的冷却液封闭循环空间，经由所述进液管流入的冷却液通过所述冷却液封闭循环空间之后从所述出液管流出；

所述热管结构包括外管、设置在所述外管内的内管、设置在所述内管内的热端管及连接所述外管、内管及热端管的内支撑板结构，所述外管与内管在两端位置相互连通，所述第一封装结构及第二封装结构封闭所述外管的两端，以在所述外管及内管的内部形成与所述冷却液封闭循环空间及热端管的内腔隔绝的工质封闭循环空间，所述工质封闭循环空间内封装有可相变的工质。

2.根据权利要求1所述的热管传热装置，其特征在于，所述热管结构为通过金属挤压或机加工得到的一体结构。

3.根据权利要求1所述的热管传热装置，其特征在于，相邻的所述热管结构之间相互间隔，以使得冷却液能够流经每一所述热管结构的外管。

4.根据权利要求1所述的热管传热装置，其特征在于，所述内管的两端位置设置有工质过孔，所述外管与内管在两端位置通过所述工质过孔相互连通。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的热管传热装置，其特征在于，所述第一封装结构包括第一外盖板及第一内盖板，所述第一内盖板上设置有第一过孔，所述第一外盖板上设置有第一通孔，所述第一内盖板密封连接在所述外管的一端，所述第一外盖板密封连接在所述外壳的一端，所述热端管的一端穿过所述第一过孔及第一通孔；

所述第二封装结构包括第二外盖板及第二内盖板，所述第二内盖板上设置有第二过孔，所述第二外盖板上设置有第二通孔，所述第二内盖板密封连接在所述外管的另一端，所述第二外盖板密封连接在所述外壳的另一端，所述热端管的另一端穿过所述第二过孔及第二通孔。

6.根据权利要求5所述的热管传热装置，其特征在于，所述第一内盖板嵌入所述外管的一端并与所述内支撑板结构的一端抵接，所述第一外盖板嵌入所述外壳的一端；

所述第二内盖板嵌入所述外管的另一端并与所述内支撑板结构的另一端抵接，所述第二外盖板嵌入所述外壳的另一端。

7.根据权利要求1-4任意一项所述的热管传热装置，其特征在于，所述外壳内设置有排列成一行或多行的多个所述热管结构。

8.根据权利要求7所述的热管传热装置，其特征在于，所述第一封装结构包括第一外盖板及与多个所述热管结构一一对应的多个第一内盖板，所述第一内盖板上设置有第一过孔，所述第一外盖板上设置有与多个所述热管结构一一对应的多个第一通孔，所述第一内盖板密封连接在对应的热管结构的外管的一端，所述第一外盖板密封连接在所述外壳的一端，所述热端管的一端穿过对应的所述第一过孔及第一通孔；

所述第二封装结构包括第二外盖板及与多个所述热管结构一一对应的多个第二内盖板，所述第二内盖板上设置有第二过孔，所述第二外盖板上设置有与多个所述热管结构一一对应的多个第二通孔，所述第二内盖板密封连接在对应的热管结构的外管的另一端，所述第二外盖板密封连接在所述外壳的另一端，所述热端管的另一端穿过对应的所述第二过孔及第二通孔。

9.根据权利要求8所述的热管传热装置，其特征在于，所述第一内盖板嵌入对应的热管结构的外管的一端并与所述内支撑板结构的一端抵接，所述第一外盖板嵌入所述外壳的一端；

所述第二内盖板嵌入对应的热管结构的外管的另一端并与所述内支撑板结构的另一端抵接，所述第二外盖板嵌入所述外壳的另一端。