热管式换热器及其制造方法技术

本发明专利技术的目的在于提供一种热管式换热器及其制造方法，它能减轻加热扩管方式的温度管理上的负担，并提高生产率，其结果，可低成本核算地制造热管式换热器。本发明专利技术的热管式换热器（１），其具备：具有容器内封装有预定量的工作液（２ａ）并可以塑性变形的密闭容器（２Ａ）的热管（２）和具有用于与热管（２）连接的管保持部孔（３Ａ、４Ａ），病通过加热扩管方式安装热管（２）的热块（３）和／或散热片（４），其特征是，密闭容器（２Ａ）由其横断面形状具有除正圆外的形状的轮廓的管体形成，管保持部孔（３Ａ、４Ａ）同样也由开口面形状具有除正圆外的形状的轮廓的开口孔形成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及将传热部件配置在热管周围而构成的。
技术介绍
热管式换热器中公知的有具备例如具有在正圆筒体内密封有工作液的密封容器的热管和安装成容易地进行与该热管的热交换的传热部件(例如，散热片和/或热块)的换热器。这样的热管式换热器，由于具有热管本身的构造比较简单和能以小的温度差进行大量的热移动之类的优点，因而，作为热扩散器被广泛地利用于各种领域。过去，在这种热管式换热器中，作为将传热部件安装在热管周围的方法虽然采用了种种方法(压入方式，机械扩管方式、充填方式、加热扩管方式)，但加热扩管方式与其它方式相比是可以提高制造生产率和减小制造设备体积的优良方法(例如，参照专利文献1-日本特许第2541056号公报(0007段)。所谓加热扩管方式是将具有内径比热管外径大一些的管保持孔制成传热部件(例如热块和/或散热片)，随后，在将热管(密闭容器)配置在该管保持孔中后，加热该热管，借助于容器内的工作液的蒸汽压(内压)而使热管(密闭容器)塑性变形，从而使热管与传热部件贴紧、连接的方式。下面，在本申请的说明书中，所谓“管保持孔”就是指用于使热管和传热部件(热块或散热片等)紧贴、连接的孔。在使用加热扩管方式将传热部件安装在热管上的情况下，由于热管的外周面和管保持孔的内周面之间的间隙(空隙)越小，为连接所需要的热管的塑性变形量越小，因而可以降低加热温度。但是，当考虑热管外径及管保持孔内径所要求的加工精度(加工公差)及制造(组装)生产率时，通常将径向的设计尺寸差设定为0.5mm左右(直径之差)。另一方面，在加热扩管方式中，当然，热管的加热温度必须设定在不超过热管的破裂温度。例如，对于铜制的热管，设管的外径为9.52mm、管壁厚为0.34mm、管的有效长度为1000mm，则以水作为工作液时的加热温度T与压力P的关系以及加热温度T与外径增大量ΔD的关系示于图5。如图5所表明的，热管内的工作液(水)相对加热温度T的饱和蒸汽压P1的曲线与热管(铜管)相对加热温度T的破裂压力(破坏压力)P2的曲线相交的点即为该热管的破裂温度(图5中，约为304℃)。根据以上所述，在图5所示的例子中，当设热管的外周面与管保持孔的内周面的间隙为0.5mm时，该热管的加热温度T有必要定在将极限温度(破裂温度)降低一些的300℃附近(T299℃)，并在该温度保持一定时间。此时，热管的内压约为8.5MPa(约85kgf/cm2)。上述的热管按照如下方法进行制造预先对内周面设有沟槽及管芯(容易使工作液回流用的毛细管构造)的由正圆管构成的形成热管用的管体两端的开口部进行缩径加工等，接着，将进行了该缩径加工等的管体的一端开口部进行焊接做成热管容器后，在该热管容器内注入预定量的工作液，然后通过铆接或焊接封闭(密封)该注入口(另一端开口部)。在这样制得的热管中，在通过加热使其内压上升的情况下，正圆的热管的直管部分对内压具有最高的机械强度。与此相反，热管的两端部分由于具有铆接或焊接部位等而成为非圆形状(非球体曲面)，在结构上成为其机械强度最低的部分。另外，在加热扩管方式中，当把热管(密闭容器)配置在传热部件的管保持孔中进行加热时，虽然由管内压(工作液的蒸汽压)使热管塑性变形，但这时，热管的直管部分与管保持孔的内表面紧贴而受到保护(由于相互紧贴，向该方向的塑性变形不会进行到超过这种程度)。与此相反，热管的端部仍处于暴露在大气中的状态，由于在结构上为其机械强度最低的部分，因而担心塑性变形的进行将带来破坏(破裂)。这样，对于采用加热扩管方式的热管式换热器的制造来说，由于在理论上的破坏极限附近的温度使热管产生塑性变形从而与传热部件紧贴，因而热管的外表面和管保持孔的内表面之间的间隙以及对热管的加热温度的设定都非常重要。另外，若考虑到加热时的实际温度的误差等，实际的作业要求在极为严格(波动的允许值小)的条件下进行。因此，希望出现能缓和对作业条件要求的热管式换热器的制造方法。如上所述，若采用现有(专利文献1)的热管式换热器的制造方法，则是通过将具有配置在带有正圆的开口面的管保持孔中的正圆轮廓的断面形状的密闭容器(热管)进行加热，借助于由容器内的工作液的蒸汽压产生的热膨胀力使其产生塑性变形，从而将传热部件安装到热管上。因此，必须在确保热管的塑性变形量的同时，将加热温度控制在比极限温度(破裂温度)低一些的温度来进行热管的加热，因而存在温度管理上的负担加重的问题。并且，在极限温度附近的温度加热热管，对热管的热负荷和压力负荷都很大，因此，存在残次品的发生率增高，生产率(成品率)降低之类的问题。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种，它能减轻温度管理上的负担，并提高生产率。(1).为了达到上述目的，本专利技术的热管式换热器，其具备具有容器内封装有预定量的工作液并可以塑性变形的密闭容器的热管和具有用于与上述热管连接的管保持部并通过加热扩管方式安装上述热管的传热构件，其特征是，上述热管由其横断面形状具有除正圆外的形状的轮廓的管体形成。(2).为了达到上述目的，本专利技术的热管式换热器的制造方法，是制造具备具有容器内封装有预定量的工作液并由可塑性变形的管体构成的密闭容器的热管和具有用于与上述热管连接的管保持部并通过加热扩管方式安装上述热管的传热构件的热管式换热器的制造方法，其特征是，包含将上述热管的横断面的轮廓形状做成除正圆的形状的工序。若采用本专利技术，在热管式换热器的制造中，可以减轻温度管理上的负担，并提高生产率，其结果，可以提供低成本的热管式换热器。附图说明图1(a)和图1(b)分别是用于说明本专利技术的实施例1的热管式换热器所示的纵断面图和沿其A-A线的断面图。图2(a)-图2(c)是用于说明本专利技术的实施例1的热管式换热器的制造方法所示的断面图。图3是用于对实施本专利技术的实施例1的热管式换热器的制造方法时的加热温度进行说明所示的曲线图(加热温度T与压力P的关系以及加热温度T与外径增大量ΔD的关系)。图4是用于说明本专利技术的实施例2的热管式换热器所示的断面图。图5是用于对实施现有的热管式换热器的制造方法时的加热温度进行说明所示的曲线图(加热温度T与压力P的关系以及加热温度T与外径增大量ΔD的关系)。具体实施例方式实施例1图1是说明本专利技术的实施例1的热管式换热器的图。图1(a)是纵断面，图1(b)是沿其A-A线的断面图。此外，图1(b)以下只表示热管的轮廓。首先，说明换热器的总体结构。图1(a)、图1(b)中，标号1所示的热管式换热器包括接收从热交换对象产生的热的热块(传热部件)3，与该热块3接触并传递热的热管2和将从该热管2传递的热散发到大气中的多个散热片(传热部件)4。根据换热器的用途(使用方法)，也有只将热块3或散热片4任意一方连接到热管2上的情况(未图示)。其次，说明热管2的结构。热管2具有容器内封装有预定量的工作液2a的密闭容器2A，密闭容器2A整体由可塑性变形的金属容器制成。在本实施例中，如图1(b)所示，密闭容器2A由具有正方形轮廓的横断面形状的管体构成。作为热管2的材料，可以使用铜或铜合金、铝或铝合金、钛或钛合金及不锈钢等金属。工作液2a可以使用水、氟碳致冷剂、氨等。此外，图1(b)以实线所示的热管2是塑性变形后的热管，塑性变形前的热管2在图1(b)中以双点划线表示。接着说明热块本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热管式换热器，其具备：具有容器内封装有预定量的工作液并可以塑性变形的密闭容器的热管和具有用于与所述热管连接的管保持部并通过加热扩管方式安装所述热管的传热构件，其特征在于：所述热管由其横断面形状具有除正圆外的形状的轮廓的管体形成。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：酒寄一志，黑泽亨，北岛宽规，野村克己，
申请(专利权)人：日立电线株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]