一种热管装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种热控设备，尤其涉及一种热管装置。所述热管装置，包括冷凝器、传输管和蒸发器，所述冷凝器、传输管和蒸发器顺次连接构成封闭腔体，在垂直于所述热管装置长度的方向上，所述蒸发器至少有一个截面尺寸大于所述传输管的截面尺寸。本发明专利技术的热管装置，外形简单，结构紧凑，更容易进行弯折，便于系统灵活布局，而且具有更优异的柔性传热、远距离传热的效果；在垂直于所述热管装置长度的方向上，蒸发器至少有一个截面尺寸大于传输管的截面尺寸，从而大幅度扩展了热管装置的蒸发换热面积，从而既能够进行柔性传热，又具有了较大的换热面积，更有利于与面积较大的散热器耦合装配，能够具有更好的散热效果。

【技术实现步骤摘要】
一种热管装置
本专利技术涉及一种热控设备，尤其涉及一种热管装置。
技术介绍
热管是一种高效的传热设备，其传热能力比金属导热高一个或两个数量级，被称为热的超导体。传统热管主要包括金属壳体、毛细结构和工作介质，毛细结构通常由槽道或烧结多孔结构构成，并且分布于整个热管长度方向上，在热管长度方向上它的管材截面积相同，由于热管结构简单，传热性能稳定，在航空、航天、通信、电子器件等领域得到了广泛的应用。与此同时，这种结构也存在一些不利影响，首先，当热管需要进行远距离传热时，要求它具有较大的毛细力和较小的流动阻力，由于热管轴向长度方向上布满毛细结构，为了增大毛细力而减小毛细结构的毛细尺寸时，会造成液体流动阻力增大，反之，为了降低液体工质的流动阻力而增大毛细结构的毛细尺寸，又会导致热管毛细力降低，这两种情况都会导致热管远距离传热困难；其次，传统热管在长度方向上截面积相同，为了满足柔性传热的要求，截面积受到限制，因此热管的蒸发面积和冷凝面积也随之受到限制，当散热器件面积较大时，热管只能与散热面的一部分接触，影响散热效果，如果通过扩大单根热管的截面积或者采用双孔结构的热管时，虽然能够增加与散热面的接触面积，但是热管在传输过程中的柔性大幅度降低，通过采用多根热管并排布置时，将会使热管固定和装配变得复杂，而且在散热系统中将会占用更多的空间，这些问题极大地限制了传统热管在更多领域的应用。回路热管也是一种利用工作介质发生气液相变进行高效传热的热控设备，主要包括蒸发器、冷凝器、气体管路、液体管路，通过气体管路、液体管路将蒸发器和冷凝器进行连接，组成封闭回路，与传统热管相比，其吸液芯仅存在于蒸发器内部，蒸发器与冷凝器之间通过柔性金属薄壁管连接，工质流经金属薄壁管能够获得更小的流动阻力，并且能更好地在冷源与热源之间进行柔性连接，更有利于实现远距离传热、隔离振动和电磁干扰等，而且气液工质分别沿着不同路径流动，避免发生流动携带问题，因此传热效率更高，在航天、超导、电子器件等领域得到了广泛的应用。但是回路热管的蒸发器和冷凝器之间通常具有两条、三条甚至更多条传输管路，结构繁琐复杂，在与散热器件耦合时需要占用更多的系统空间，并且在很多应用场合中布置管路的时候需要设置更多的固定结构，这些因素给回路热管的实际应用带来了很多不便。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术的目的是提供一种可扩展换热面积的热管装置，以解决现有热管装置的较高柔性传热与较大换热面积不能兼顾的技术问题。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种热管装置，包括冷凝器、传输管和蒸发器，所述冷凝器、传输管和蒸发器顺次连接构成封闭腔体，在垂直于所述热管装置长度的方向上，所述蒸发器至少有一个截面尺寸大于所述传输管的截面尺寸。进一步地，所述传输管包括管体，设于所述管体内的腔体，以及设于所述管体内的第一毛细结构，所述腔体的第一端连通所述冷凝器的进气口，所述腔体的第二端连通所述蒸发器的出气口，所述第一毛细结构的第一端连通所述冷凝器的出液口，所述第一毛细结构的第二端连通所述蒸发器的进液口。进一步地，所述冷凝器的出液口设有集液腔，并通过所述集液腔使所述冷凝器的出液口与所述第一毛细结构的第一端连通，以使冷凝器内冷凝的液体工质能够通过集液腔更顺利地流入第一毛细结构内。进一步地，所述第一毛细结构包括多个槽道，所述集液腔的一端连通所述冷凝器的出液口，所述集液腔的另一端分别与多个所述槽道的第一端连通，多个所述槽道沿所述管体的内壁周向排列，多个所述槽道共同围成的空间构成所述腔体，所述槽道的开口侧面向所述腔体，所述槽道开口侧的截面尺寸小于或等于与所述开口侧相对的一侧的截面尺寸。所述截面尺寸指的是横剖面的尺寸，例如某个凹槽的截面尺寸即指该凹槽的横剖面尺寸；与所述开口侧相对的一侧的截面尺寸较大能够使冷凝的液体工质在槽道内部流动时具有较小的流动阻力；所述槽道的开口侧的截面尺寸较小，即具有较大的毛细力，一方面能够为液体工质向蒸发器流动提供辅助驱动力，另一方面能够有效降低腔体内部气体工质反向流动(即气体工质由蒸发器向冷凝器的流动)对槽道内液体工质的流动造成的阻力和携带影响，使热管能够具有更好的传热性能。进一步地，所述槽道的横剖面呈Ω形，或呈局部开口的三角形、梯形、矩形、椭圆形、半圆形、圆弧形或其他多边形，或由其中至少两种结构组合而成的局部开口的形状。进一步地，所述冷凝器的进气口设有连管，并通过所述连管使所述冷凝器的进气口与所述腔体的第一端连通。优选的，所述连管的第一端伸入所述冷凝器的进气口内，所述连管的第二端穿过所述集液腔，并且伸入所述腔体的第一端内。进一步地，所述第一毛细结构为烧结粉末、泡沫金属，或为若干金属丝、纤维制成的网状、束状结构，或由至少两种上述结构组成，所述第一毛细结构设置于所述管体内部，所述第一毛细结构的截面积小于所述管体内部截面积，所述管体内除去第一毛细结构以外的空间构成所述腔体。进一步地，所述蒸发器包括壳体，设于所述壳体内的集气腔，以及设于所述壳体内的第二毛细结构；在垂直于所述热管装置长度的方向上，所述壳体的横剖面尺寸大于所述管体的横剖面尺寸；所述集气腔的出气口作为所述蒸发器的出气口，与所述腔体的第二端连通；所述第二毛细结构的进液口作为所述蒸发器的进液口，与所述第一毛细结构的第二端连通，且所述第二毛细结构的毛细尺度不大于所述第一毛细结构的毛细尺度，从而，第二毛细结构具有更大的毛细力，能够为液体工质向蒸发器的流动提供足够的驱动力。进一步地，所述蒸发器内套接有第三毛细结构，所述第一毛细结构的第二端通过所述第三毛细结构与所述第二毛细结构相连接，以便使液体工质能够更加顺利地由管体流入蒸发器内，所述第三毛细结构内部设有连通孔，所述腔体通过所述连通孔与所述集气腔相连通。进一步地，所述冷凝器包括板体和设于所述板体内的冷凝管路，所述冷凝管路为蛇形管结构或并排管路结构，所述冷凝管路的一端为所述进气口，所述冷凝管路的另一端为所述出液口。优选的，所述板体也可替换为翅片；或者，所述传输管也可直接延伸至所述冷凝器内，即由所述传输管伸入所述冷凝器内的部分替代所述冷凝管路。(三)有益效果本专利技术的上述技术方案具有以下有益效果：1、本专利技术的热管装置，包括冷凝器、传输管和蒸发器，所述冷凝器、传输管和蒸发器顺次连接构成封闭腔体，在垂直于所述热管装置长度的方向上，蒸发器至少有一个截面尺寸大于传输管的截面尺寸，相对于现有技术中的传统热管，在具有相同或更高柔性的情况下，大幅度扩展了热管装置的蒸发换热面积，更有利于与面积较大的散热器耦合装配，以及实现远距离传热，能够具有更好的散热效果。2、本专利技术的传输管只有一个，相对于现有技术中的具有多条传输管路的回路热管，结构更加紧凑、外形更加简单，在与散热器件耦合时占用的系统空间更小，更便于使用。3、本专利技术的第一毛细结构、第二毛细结构和第三毛细结构用于将冷凝器冷凝得到的液体工质传输至蒸发器，集气腔、连通孔和腔体用于将蒸发器蒸发得到的气体工质传输至冷凝器，由此形成了闭合的工质回路。该热管装置结构和工作原理简单，易于研制和使用。附图说明图1为本专利技术实施例1所述热管装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例1所述传输管的横剖面图；图3为本专利技术实施例1所述蒸发器的结构示意图；图4为本专利技术实施例3所述热管装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热管装置，包括冷凝器、传输管和蒸发器，所述冷凝器、传输管和蒸发器顺次连接构成封闭腔体，其特征在于，在垂直于所述热管装置长度的方向上，所述蒸发器至少有一个截面尺寸大于所述传输管的截面尺寸。

【技术特征摘要】
1.一种热管装置，包括冷凝器、传输管和蒸发器，所述冷凝器、传输管和蒸发器顺次连接构成封闭腔体，其特征在于，在垂直于所述热管装置长度的方向上，所述蒸发器至少有一个截面尺寸大于所述传输管的截面尺寸。2.根据权利要求1所述的热管装置，其特征在于，所述传输管包括管体，设于所述管体内的腔体，以及设于所述管体内的第一毛细结构，所述腔体的第一端连通所述冷凝器的进气口，所述腔体的第二端连通所述蒸发器的出气口，所述第一毛细结构的第一端连通所述冷凝器的出液口，所述第一毛细结构的第二端连通所述蒸发器的进液口。3.根据权利要求2所述的热管装置，其特征在于，所述冷凝器的出液口设有集液腔，并通过所述集液腔使所述冷凝器的出液口与所述第一毛细结构的第一端连通。4.根据权利要求3所述的热管装置，其特征在于，所述第一毛细结构包括多个槽道，所述集液腔的一端连通所述冷凝器的出液口，所述集液腔的另一端分别与多个所述槽道的第一端连通，多个所述槽道沿所述管体的内壁周向排列，多个所述槽道共同围成的空间构成所述腔体，所述槽道的开口侧面向所述腔体，所述槽道开口侧的截面尺寸小于或等于与所述开口侧相对的一侧的截面尺寸。5.根据权利要求4所述的热管装置，其特征在于，所述槽道的横剖面呈Ω形，或呈局部开口的三角形、梯形、矩形、椭圆形、半圆形、圆弧形或其他多边形，或由其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵雅楠，梁惊涛，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11