一種陣列式微通道的平板式熱管的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種陣列式微通道的平板式熱管，包括導(dǎo)熱微通道平板熱管和均熱微通道平板熱管，所述均熱微通道平板熱管位于導(dǎo)熱微通道平板熱管一端表面，且導(dǎo)熱微通道平板熱管的管道軸向與均熱微通道平板熱管的管道軸向互相垂直。本發(fā)明均熱微通道平板熱管設(shè)計(jì)有一塊具有均熱功能的熱管，可以使本熱管在更高熱流密度的狀況下使用，換熱面積增加，效率提高。
【專利說(shuō)明】一種陣列式微通道的平板式熱管
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及相變傳熱及換熱技術(shù)，特別涉及一種陣列式微通道的平板式熱管。
【背景技術(shù)】
[0002]常見(jiàn)微通道平板熱管每根微通道之間相互獨(dú)立封閉，汽液兩相在同一個(gè)微小的通道內(nèi)反向高速運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生很大的界面摩擦剪切力，阻礙了冷凝端液體的回流，使得熱管的傳熱熱阻增加，換熱效率降低。而且，通常研究的微通道平板熱管都沿是軸向開(kāi)設(shè)微通道，熱管軸向具有非常高的導(dǎo)熱效率。當(dāng)微通道平板熱管用于熱流密度相對(duì)非常高的狀況下時(shí)，過(guò)高的局部熱量橫向分散傳遞效率很低，使得熱管局部溫度非常高，內(nèi)部對(duì)應(yīng)位置的工作介質(zhì)很容易干涸，甚至?xí)龎臒峁堋?br>
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種陣列式微通道的平板式熱管，包括導(dǎo)熱微通道平板熱管和均熱微通道平板熱管，所述均熱微通道平板熱管位于導(dǎo)熱微通道平板熱管一端表面，且導(dǎo)熱微通道平板熱管的管道軸向與均熱微通道平板熱管的管道軸向互相垂直。
[0004]進(jìn)一步的，導(dǎo)熱微通道平板熱管管道軸向?yàn)榭v向，均熱微通道平板熱管管道軸向?yàn)闄M向。
[0005]進(jìn)一步的，所述導(dǎo)熱微通道平板熱管包括互相貼合的上微通道板和下微通道板，所述上微通道板和下微通道板的貼合面相對(duì)位置設(shè)有蒸汽腔，所述蒸汽腔上下相對(duì)位置處開(kāi)設(shè)凹槽形成若干微通道。
[0006]進(jìn)一步的，所述導(dǎo)熱微通道平板熱管的上微通道板和下微通道板的凹槽橫截面為三角形或者矩形或者梯形。
[0007]進(jìn)一步的，所述均熱微通道平板熱管包含互相貼合的上微通道板和下微通道板，所述上微通道板和下微通道板的貼合面相對(duì)位置設(shè)有蒸汽腔，所述蒸汽腔上下相對(duì)位置處開(kāi)設(shè)凹槽形成若干微通道。
[0008]進(jìn)一步的，均熱微通道平板熱管的上微通道板和下微通道板的凹槽橫截面為三角形或者矩形或者梯形。
[0009]進(jìn)一步的，導(dǎo)熱微通道平板熱管焊接在均熱微通道平板熱管的上微通道板上。
[0010]進(jìn)一步的，所述導(dǎo)熱微通道平板熱管未與均熱微通道平板熱管接觸一端彎折。
[0011]進(jìn)一步的，所述導(dǎo)熱微通道平板熱管的彎折角度為-90°?90°。
[0012]本發(fā)明的有益效果為:
1.本發(fā)明均熱微通道平板熱管設(shè)計(jì)有一塊具有均熱功能的熱管，可以使本熱管在更高熱流密度的狀況下使用，換熱面積增加，效率提高。
[0013]2.本發(fā)明熱管是采用在平板上加工出微通道結(jié)構(gòu)，通道之間的肋起到了強(qiáng)化換熱的作用，使得熱管的換熱效率更高。
[0014]3.本發(fā)明設(shè)有連通所有微通道的蒸汽腔，有效地的減小了蒸汽和冷凝液的流動(dòng)阻力，而且微通道本身相當(dāng)于肋結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了熱管與熱源之間的徑向熱導(dǎo)率和內(nèi)部工質(zhì)的相變換熱系數(shù)，可以使得微通道平板熱管具有較大的傳熱能力。
[0015]4.采用平板式的結(jié)構(gòu)，方便與熱源貼合，減小熱阻，提高換熱效率，并且可以方便的在平板上設(shè)計(jì)機(jī)械安裝接口，方便使用。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明的正面示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明的A-A面剖視圖。
[0018]圖3為本發(fā)明B-B面剖視圖。
[0019]圖4為圖2和圖3的微通道局部放大圖。
[0020]圖5、6、7為微通道橫截面形狀組合示例示意圖。
[0021]圖8為兩個(gè)獨(dú)立微通道平板熱管組成具有均熱功能微通道平板熱管實(shí)施示意圖。
[0022]圖9為本發(fā)明制作成彎曲式均熱功能微通道平板熱管結(jié)構(gòu)示意圖.圖中1.導(dǎo)熱微通道平板熱管，2.均熱微通道平板熱管，3.高熱流密度熱源，4.安裝接口.5.導(dǎo)熱熱管下微通道板，6.導(dǎo)熱熱管上微通道板，7.均熱熱管上微通道板，8.均熱熱管下微通道板，9.上微通道，10.下微通道，11.肋，12，蒸汽腔。
【具體實(shí)施方式】
[0023]本發(fā)明由兩塊平板熱管疊加而成，縱向和橫向各布置?？v向的微通道平板熱管作為長(zhǎng)距離導(dǎo)熱使用，將熱量從蒸發(fā)端傳遞致冷凝端；在導(dǎo)熱微通道平板熱管的背面橫向布置一塊微通道平板熱管，該熱管的導(dǎo)熱方向?yàn)闄M向傳遞，將高熱流密度熱源貼于該熱管中心處，可以使熱量沿橫向快速傳遞，起到橫向均熱的功能。通過(guò)均熱功能的微通道平板熱管，可以將熱管應(yīng)用于熱流密度更高的狀況。
[0024]上述兩種微通道平板熱管都是由上下兩塊具有微通道的平板組成。上下兩塊平板上都開(kāi)出了具有某種幾何形狀的微通道陣列，中間設(shè)有一定高度的腔體，與上、下平板上的各條微通道進(jìn)行連通，作為蒸汽的運(yùn)行通道。連通的蒸汽通道加大了熱管內(nèi)蒸汽的存在體積，降低平板熱管的蒸汽壓力和運(yùn)動(dòng)速度，使汽液之間的摩擦阻力減小。根據(jù)需要可以在微通道平板熱管上設(shè)計(jì)各種形式的機(jī)械安裝接口。
[0025]所述縱向?qū)嵛⑼ǖ榔桨鍩峁茉谕庥^結(jié)構(gòu)上可以是規(guī)則的直板，也可以是具有任意角度彎折，并且可單次或者多次彎折的板，展平后的外形可以是長(zhǎng)方體、正方體、圓形、多面體等形狀。
[0026]所述橫向均熱微通道平板熱管為直板式結(jié)構(gòu)，且熱管內(nèi)的微通道為橫向布置。該微通道平板熱管橫向疊加在縱向?qū)嵛⑼ǖ榔桨鍩峁苷舭l(fā)端。
[0027]所述橫向均熱微通道平板熱管可以與縱向?qū)嵛⑼ǖ榔桨鍩峁苤谱鞒梢惑w，也可以制作成單獨(dú)的一個(gè)直板式熱管，再通過(guò)各種焊接、膠接和機(jī)械連接等方式與縱向?qū)嵛⑼ǖ榔桨鍩徇B接成一體。
[0028]所述微通道可以是在平板內(nèi)加工的矩形、三角形、梯形等具有一定邊角結(jié)構(gòu)的幾何形狀槽道，邊角為工作介質(zhì)的回流提供毛細(xì)力。上下微通道板面的微通道可以采同一種幾何形狀的槽道結(jié)構(gòu)，也可以是任意兩種幾何形狀微通道的組合。[0029]所述縱向和橫向微通道平板熱管采用金屬或非金屬或復(fù)合材料切削、擠壓或者沖壓等成形。
[0030]所述微通道平板熱管的密封可以是采用熔化焊接、固態(tài)焊接、攪拌摩擦焊、釬焊、冷壓焊、熱壓焊等焊接成形，也可以是直接膠接成形，以保證平板熱管具有密封性。
[0031]現(xiàn)結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下。
[0032]圖1為本發(fā)明正面示意圖。導(dǎo)熱微通道平板熱管I與均熱微通道平板熱管2疊加組合。其中，導(dǎo)熱微通道平板熱管I軸向?yàn)榭v向布置，作為長(zhǎng)距離導(dǎo)熱使用，將熱量從蒸發(fā)端傳遞致冷凝端的。均熱微通道平板熱管2軸向?yàn)闄M向，布置在導(dǎo)熱微通道平板熱管的蒸發(fā)端，該熱管的導(dǎo)熱方向?yàn)闄M向傳遞。將需要導(dǎo)熱的高熱流密度熱源3貼于均熱微通道平板熱管2的中心處，可以使熱量沿橫向快速傳遞，起到橫向均熱的功能(如圖1中高密度熱源3兩側(cè)的箭頭方向)。還可以設(shè)計(jì)類(lèi)似于安裝接口 4的機(jī)械結(jié)構(gòu)，用于本發(fā)明的安裝使用。
[0033]圖2、3分別為為本發(fā)明的A —A、B— B面示意圖。導(dǎo)熱熱管下微通道板5、導(dǎo)熱熱管上微通道板6、均熱熱管上微通道板7、均熱熱管下微通道板8都是采用或者銑削，或者擠壓，或者沖壓，或者鑄造等方式成形的微通道。上下微通道之間預(yù)留有蒸汽腔12，連通所有微通道。
[0034]可以看出，均熱微通道平板熱管I的均熱熱管下微通道板8是與導(dǎo)熱熱管上微通道板6集成制作在一塊平板上，并分別位于正反面。
[0035]將導(dǎo)熱熱管下微通道板5和導(dǎo)熱熱管上微通道板6對(duì)齊，均熱熱管下微通道板7和均熱熱管下微通道板8對(duì)齊后，可采用熔化焊接、固態(tài)焊接、攪拌摩擦焊、釬焊、冷壓焊、熱壓焊等焊接密封，也可以是直接膠接密封。再通過(guò)真空灌封入一定量的工作介質(zhì)，便組成了本發(fā)明微通道平板熱管。圖1所示安裝接口 4可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)成各種形式的機(jī)械安裝接口。
[0036]圖4為圖2和圖3的微通道局部放大圖。
[0037]圖1中微通道9和微通10可以使用矩形、三角形、梯形中的一種，也可以是其中兩種的組合，如圖5、6、7所示。圖5是三角形微通道與矩形微通道組合示意，圖6是三角形與梯形的組合示意，圖7是矩形與梯形的組合示意。
[0038]圖8是本發(fā)明采用兩個(gè)獨(dú)立的微通道平板熱管組合成一個(gè)均熱微通道平板熱管的示意。導(dǎo)熱微通道平板熱管縱向布置，均熱微通道平板熱管橫向布置，可通過(guò)焊接、膠接、機(jī)械連接等方式組裝到一起。
[0039]圖9所示為本發(fā)明制作成具有一定角度Θ的彎曲式均熱微通道平板熱管結(jié)構(gòu)示意。彎曲角度Θ可以是-90°?90°，可進(jìn)行單次或多次彎折。
[0040]本發(fā)明的工作原理為:
將高密度熱源緊貼于均熱微通道平板熱管2的中心處，由于均熱熱管的橫向?qū)嶙饔?，可以將中心處的熱量向兩端傳遞，使得熱源在導(dǎo)熱微通道平板熱管的蒸發(fā)端得以分散，與導(dǎo)熱熱管蒸發(fā)端的熱交換效率更高。對(duì)于導(dǎo)熱微通道平板熱管，蒸發(fā)端形成的汽體，充入蒸汽腔12內(nèi)，在壓差的作用下從蒸發(fā)端運(yùn)行到冷凝端，產(chǎn)生冷凝，冷凝液通過(guò)微通道9、10的邊角產(chǎn)生的毛細(xì)力作用回流到蒸發(fā)段，如此往復(fù)。由于蒸汽腔12連通了熱管內(nèi)的所有微通道，使得熱管內(nèi)部的飽合蒸汽壓力和蒸汽速度降低，蒸汽與回流液體之間的剪切力減小，使得冷凝液體的回流阻力更小。對(duì)于均熱微通道平板熱管2而言，其蒸發(fā)端中位于安裝熱源的中心處，而冷凝端則位于熱管兩端。各微通道之間的肋11可以加強(qiáng)蒸發(fā)端和冷凝端導(dǎo)熱的效率。
[0041]本發(fā)明的有益效果為:
本發(fā)明均熱微通道平板熱管設(shè)計(jì)有一塊具有均熱功能的熱管，可以使本熱管在更高熱流密度的狀況下使用，換熱面積增加，效率提高。
[0042]由于本發(fā)明熱管是采用在平板上加工出微通道結(jié)構(gòu)，通道之間的肋起到了強(qiáng)化換熱的作用，使得熱管的換熱效率更高。
[0043]該微通道平板熱管內(nèi)，設(shè)有連通所有微通道的蒸汽腔，有效地的減小了蒸汽和冷凝液的流動(dòng)阻力，而且微通道本身相當(dāng)于肋結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了熱管與熱源之間的徑向熱導(dǎo)率和內(nèi)部工質(zhì)的相變換熱系數(shù)，可以使得微通道平板熱管具有較大的傳熱能力。
[0044]采用平板式的結(jié)構(gòu)，方便與熱源貼合，減小熱阻，提高換熱效率，并且可以方便的在平板上設(shè)計(jì)機(jī)械安裝接口，方便使用。
[0045]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種陣列式微通道的平板式熱管，其特征在于，包括導(dǎo)熱微通道平板熱管和均熱微通道平板熱管，所述均熱微通道平板熱管位于導(dǎo)熱微通道平板熱管一端表面，且導(dǎo)熱微通道平板熱管的管道軸向與均熱微通道平板熱管的管道軸向互相垂直。
2.如權(quán)利要求1所述的一種陣列式微通道的平板式熱管，其特征在于，導(dǎo)熱微通道平板熱管管道軸向?yàn)榭v向，均熱微通道平板熱管管道軸向?yàn)闄M向。
3.如權(quán)利要求1所述的一種陣列式微通道的平板式熱管，其特征在于，所述導(dǎo)熱微通道平板熱管包括互相貼合的上微通道板和下微通道板，所述上微通道板和下微通道板的貼合面相對(duì)位置設(shè)有蒸汽腔，所述蒸汽腔上下相對(duì)位置處開(kāi)設(shè)凹槽形成若干微通道。
4.如權(quán)利要求3所述的一種陣列式微通道的平板式熱管，其特征在于，所述導(dǎo)熱微通道平板熱管的上微通道板和下微通道板的凹槽橫截面為三角形或者矩形或者梯形。
5.利要求I所述的一種陣列式微通道的平板式熱管，其特征在于，所述均熱微通道平板熱管包含互相貼合的上微通道板和下微通道板，所述上微通道板和下微通道板的貼合面相對(duì)位置設(shè)有蒸汽腔，所述蒸汽腔上下相對(duì)位置處開(kāi)設(shè)凹槽形成若干微通道。
6.權(quán)利要求5所述的基一種陣列式微通道的平板式熱管，其特征在于，均熱微通道平板熱管的上微通道板和下微通道板的凹槽橫截面為三角形或者矩形或者梯形。
7.權(quán)利要求1所述的一種陣列式微通道的平板式熱管，其特征在于，導(dǎo)熱微通道平板熱管焊接在均熱微通道平板熱管的上微通道板上。
8.權(quán)利要求1所述的一種陣列式微通道的平板式熱管，其特征在于，所述導(dǎo)熱微通道平板熱管未與均熱微通道平板熱管接觸一端彎折。
9.權(quán)利要求8所述的一種陣列式微通道的平板式熱管，其特征在于，所述導(dǎo)熱微通道平板熱管的彎折角度為-90°?90°。
【文檔編號(hào)】F28D15/04GK103575144SQ201310566644
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月13日
【發(fā)明者】程川, 白竹川, 李麗丹, 楊才久 申請(qǐng)人:四川九洲電器集團(tuán)有限責(zé)任公司