一種超強(qiáng)重力熱管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種熱管的制造技術(shù)，具體地說是一種超強(qiáng)重力熱管。
【背景技術(shù)】
[0002]熱管是一種極高效的傳熱元件。它比同材質(zhì)的金屬材料傳熱效率高數(shù)百倍、上千倍。用它制成的各類換熱器具有傳熱量大、體積小、重量輕、無磨損、無噪聲、節(jié)能高效等優(yōu)點。因此，在航天、核電、軍工、電腦等等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。然而，目前我國受熱管基材的型號、規(guī)格，制管設(shè)備、制管工藝及裝配工藝等條件的制約，要制出理想的熱管、高效精巧的換熱器非常困難。
[0003]首先是基管型材:有低碳鋼無縫管、不銹鋼管、鋼銅復(fù)合管、鋼鋁復(fù)合管、銅鋁復(fù)合管、紫銅管、合金鋁管等種類。大型的換熱器多是用低碳鋼制的熱管；電腦等小、微裝置多用紫銅管。
[0004]低碳鋼熱管:相比其它材質(zhì)熱管傳熱最差。但價格低廉是其最大的優(yōu)點。為提高傳熱功率，采用高頻焊焊上翅片。為提高焊接質(zhì)量防止變形，必須采用壁厚較厚的無縫管。這就增加了熱管的重量，換熱器有數(shù)十根熱管，其增重太多就是一個致命的缺點了。且管內(nèi)腔必須發(fā)蘭。翅片也應(yīng)氧化處理防止生銹。工藝復(fù)雜。
[0005]復(fù)合管:為減輕重量、提高傳熱效率而采用復(fù)合管。兩層金屬套裝在一起，其間是層空氣。在熱管工作狀態(tài)時，由于兩種金屬熱膨脹系數(shù)不同，外層金屬比內(nèi)層金屬膨脹系數(shù)大，間隙會擴(kuò)大。長期使用會使外層金屬轉(zhuǎn)動、位移、甚至脫落。從而使熱管失效。
[0006]紫銅管熱管:多是使用光管。在銅管上加工翅片較難，多是先將銅翅片纏繞在管上，再進(jìn)入銅離子釬焊爐，將翅片與銅管焊接在一起。
[0007]不銹鋼熱管:因?qū)嵯禂?shù)太低(是鋼的1/3)，所以只能用在有腐蝕的情況下。
[0008]其次是翅片化，鋼銅復(fù)合、鋼鋁復(fù)合、銅鋁復(fù)合其外側(cè)翅片需用翅片機(jī)加工。目前的情況是，1、加工出的翅片是單頭螺旋翅片，且片距太近(最大片距僅6mm)，無法根據(jù)需要再進(jìn)行改造加工；2、翅片截面形狀呈矩形，即翅片頂部和根部一樣厚。而在傳熱學(xué)上要求，翅片截面應(yīng)是三角形，頂部尖、??；根部寬、厚，這樣熱阻小。所以，此種熱管只適用在氣(汽)一汽(氣)換熱場合。有液態(tài)介質(zhì)(7K、油、冷卻液等)需換熱時則不適用。
[0009]再次:熱管的安裝固定。熱管是裸管時比較簡單。對于兩端(一端蒸發(fā)端、一端冷凝端)都有翅片的熱管要固定在基板上就比較困難了。要在熱管的絕熱段焊上個座(應(yīng)在熱管制作前加工)座的直徑要大于翅片的外徑。換熱器的基板上應(yīng)加工同樣大的孔。每個熱管焊接在按一定規(guī)則排列的孔中。焊接不僅是牢固，重要的是密實，不允許有絲毫縫隙、氣孔、夾渣。焊接更不能損壞熱管。由于熱管排列緊密，施工作業(yè)難度很大，質(zhì)量難以保證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本實用新型的技術(shù)任務(wù)是解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種質(zhì)量輕、導(dǎo)熱效果好、制管工藝簡單的超強(qiáng)重力熱管。
[0011]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0012]—種超強(qiáng)重力熱管，包括蒸發(fā)段、冷凝段和翅片，所述冷凝段為圓錐形管狀結(jié)構(gòu)，在蒸發(fā)段和冷凝段的外側(cè)壁上分別一體化鑄造有翅片，蒸發(fā)段和冷凝段的管口螺紋聯(lián)接并用耐高溫強(qiáng)粘接劑粘結(jié)在一起，在蒸發(fā)段和冷凝段連接處外側(cè)壁上開設(shè)有用以與基板螺紋連接的外螺紋;所述蒸發(fā)段和冷凝段的內(nèi)側(cè)壁上鑄造有數(shù)個回流槽，回流槽沿著錐頂至管口的方向均勻鑄造;所述冷凝段錐管的最大錐角以冷凝液滴不脫離熱管內(nèi)壁為限；所述蒸發(fā)段和冷凝段所形成的工作腔室內(nèi)注有工作介質(zhì)和適量的懸浮微粒，懸浮微粒懸浮在工作介質(zhì)中，成為工作介質(zhì)的“蒸發(fā)核”。從而降低啟動溫度，也減少了制管工藝難度。
[0013]進(jìn)一步地，所述蒸發(fā)段、冷凝段之間設(shè)置有圓柱形的過渡段，過渡段的外側(cè)壁上開設(shè)有用以與基板螺紋連接的外螺紋，且過渡段與兩者同材質(zhì)。
[0014]進(jìn)一步地，所述蒸發(fā)段為圓錐形管狀結(jié)構(gòu)，并與圓柱形的過渡段一體化鑄造成型。
[0015]進(jìn)一步地，所述翅片為環(huán)形翅片，其直徑小于蒸發(fā)段或冷凝段最大處直徑。
[0016]進(jìn)一步地，所述環(huán)形翅片為頂薄根厚的環(huán)形螺旋翅片，便于形成紊流。
[0017]進(jìn)一步地，所述蒸發(fā)段、冷凝段和翅片均為鑄鋁材質(zhì)或均為銅材質(zhì)。
[0018]進(jìn)一步地，所述工作介質(zhì)為純凈水。
[0019]進(jìn)一步地，所述懸浮微粒為輕金屬氧化物肩或粉。
[0020]熱管工作時，工作介質(zhì)受熱蒸發(fā)，蒸汽沿越來越寬闊空間向上升騰，而迅速冷凝的液滴沿導(dǎo)流槽順序流下。汽、水互不干擾，提高了傳熱效率。
[0021 ]本實用新型為一種超強(qiáng)重力熱管與現(xiàn)有技術(shù)相比所產(chǎn)生的有益效果是:
[0022]1、本實用新型的超強(qiáng)重力熱管，其材質(zhì)為鑄鋁。由于鑄鋁的比重不足鋼的1/3(鋼的比重7.85，而鋁僅2.7克/厘米3)。導(dǎo)熱系數(shù)卻比鋼高約四倍(鑄鋁導(dǎo)熱系數(shù)約210，鋼約54w/m.k)。材質(zhì)如用紫銅，雖然銅的導(dǎo)熱系數(shù)比鋁大但是其散熱性能比鋁差。然而，熱管要求的是熱平衡。即吸收多少熱能也必須散出多少熱能。鑄鋁做成的熱管就能勝任這一要求。另，銅的抗氧化性能差，一旦氧化，其導(dǎo)熱性能、散熱性能都大大下降。故鑄鋁應(yīng)是最佳選擇。
[0023]2、生產(chǎn)工藝為壓力鑄造(精密鑄造)，同時鑄出頂薄根厚的一體化環(huán)形翅片，內(nèi)壁鑄上回流槽。壓力鑄造材質(zhì)緊密。
[0024]3、在鑄造完取鑄芯時，將內(nèi)壁充分氧化，形成致密氧化膜。克服了鋁材與水介質(zhì)不相容難關(guān)。
[0025]4、眾所周知，圓錐體的體積是同底等高圓柱體的1/3，其表面積是同底等高圓柱體的1/2。反過來講，同樣體積(即熱管內(nèi)裝等量工質(zhì))則錐形管內(nèi)液面高度是同底等高圓柱管的3倍;表面積(熱管工質(zhì)受熱面積)是圓柱熱管的2倍，再加上錐形管外的翅片，其受熱面積可能就是裸管的3-4倍。其熱功率就比圓柱熱管(裸管)高3-4倍。蒸發(fā)段和冷凝段用耐高溫粘接劑連接，無需焊接。因為鋁焊也是一個工藝難點。
[0026]5、熱管的工質(zhì)為純凈水。在其中加入適量微粒，微粒懸浮其中，成為工質(zhì)的“蒸發(fā)核”。從