[發(fā)明專利]一種具有吸液芯流道的環(huán)路熱管及其傳熱方法和制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310263572.4
• 申請(qǐng)日: 2013-06-27
• 公開（公告）號(hào): CN103344145A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 湯勇;陸龍生;萬珍平;袁偉;李炳林;李輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): F28D15/04
• 分類號(hào): F28D15/04;B22F5/12
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及傳熱設(shè)備技術(shù)，具體涉及一種具有吸液芯流道的環(huán)路熱管及其傳熱方法和制造方法。

背景技術(shù)

隨著電子行業(yè)、航空航天業(yè)以及設(shè)備制造業(yè)等行業(yè)的迅猛發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)對(duì)散熱的要求也越來越高。近幾年來，由于高熱流密度元件、設(shè)備等的誕生，傳統(tǒng)的風(fēng)冷散熱已經(jīng)達(dá)到散熱極限而遠(yuǎn)不能滿足散熱要求，液冷散熱也因其成本高、系統(tǒng)復(fù)雜以及有滲漏等缺點(diǎn)一直難以得到普及應(yīng)用。環(huán)路熱管作為一種高效的相變傳熱裝置，主要通過傳熱工作介質(zhì)的兩相變化傳遞熱量，在散熱系統(tǒng)上顯得越來越重要。

目前，傳統(tǒng)的環(huán)路熱管有三種安裝模式：水平模式（安裝于蒸發(fā)段的蒸發(fā)器與安裝于冷凝段的冷凝器處于同一水平面）、重力輔助模式（安裝于蒸發(fā)段的蒸發(fā)器位置低于冷凝段的冷凝器冷凝器）和抗重力模式（安裝于蒸發(fā)段的蒸發(fā)器位置高于冷凝段的冷凝器冷凝器）。傳統(tǒng)的環(huán)路熱管的三種安裝模式將受到重力對(duì)其不同程度的影響，特別是抗重力模式受到的影響最為明顯。在抗重力條件下，抗重力模式環(huán)路熱管的管內(nèi)總壓降增大，導(dǎo)致運(yùn)行溫度升高。這是由于在運(yùn)行時(shí)，重力增加了環(huán)路熱管工作介質(zhì)回流負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致抗重力模式環(huán)路熱管的運(yùn)行溫度提高、熱阻增加、傳熱效率降低、散熱效果差。大量實(shí)驗(yàn)表明：在抗重力條件下，熱管的工作溫度、傳熱性能以及系統(tǒng)熱阻等都會(huì)受到非常消極影響，在長距離傳熱條件下顯得尤為明顯。由于上述原因，傳統(tǒng)中的環(huán)路熱管能解決散熱問題，大多采用水平模式與重力輔助模式，而抗重力模式的環(huán)路熱管，特別是長距離抗重力模式環(huán)路熱管很難得到應(yīng)用，這也將嚴(yán)重限制了環(huán)路熱管的應(yīng)用領(lǐng)域，令環(huán)路熱管無法得到普遍的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了克服以上現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種具有吸液芯流道的環(huán)路熱管。該具有吸液芯流道的環(huán)路熱管運(yùn)行溫度低、熱阻低，且傳熱效率高，散熱效果好。同時(shí)，本發(fā)明還提供了一種具有吸液芯流道的環(huán)路熱管的傳熱方法和制造方法。

本發(fā)明的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：本具有吸液芯流道的環(huán)路熱管，包括依次首尾連接形成環(huán)路的蒸發(fā)段、絕熱段、冷凝段和輸液段，所述蒸發(fā)段和輸液段的管體內(nèi)均填充有被燒結(jié)的金屬粉末，所述蒸發(fā)段的管體與金屬粉末形成第一吸液芯流道，所述輸液段的管體與金屬粉末形成第二吸液芯流道。

所述第一吸液芯流道內(nèi)設(shè)有與蒸發(fā)段的管體同心的圓孔，所述圓孔與絕熱段連通。

所述圓孔與蒸發(fā)段的管體之間的第一吸液芯流道的厚度為0.5mm～1.5mm。

所述蒸發(fā)段與絕熱段之間設(shè)有連接件，所述蒸發(fā)段通過連接件與絕熱段密封連接，所述連接件設(shè)有抽口。

所述的具有毛細(xì)流道的環(huán)路熱管還包括加熱塊和散熱翅片，所述加熱塊安裝于蒸發(fā)段，所述散熱翅片安裝于冷凝段，且加熱塊的水平位置高于散熱翅片的水平位置；所述金屬粉末為銅粉或鎳粉。

所述的一種具有吸液芯流道的環(huán)路熱管的傳熱方法，包括以下步驟：

A、所述蒸發(fā)段的液態(tài)工作介質(zhì)受熱轉(zhuǎn)化成氣態(tài)工作介質(zhì)，氣態(tài)工作介質(zhì)經(jīng)過絕熱段進(jìn)入冷凝段；

B、所述氣態(tài)工作介質(zhì)在冷凝段受到冷卻的作用，則所述氣態(tài)工作介質(zhì)重新恢復(fù)成液態(tài)工作介質(zhì)，此液態(tài)工作介質(zhì)進(jìn)入輸液段的第二吸液芯流道中；

C、所述第一吸液芯流道通過毛細(xì)力吸取第二吸液芯流道中的液態(tài)工作介質(zhì)，液態(tài)工作介質(zhì)自第二吸液芯流道中進(jìn)入第一吸液芯流道。

在所述步驟A中，由于蒸發(fā)段中液態(tài)工作介質(zhì)因受熱轉(zhuǎn)變成氣態(tài)工作介質(zhì)流走，則第一吸液芯流道中的液態(tài)工作介質(zhì)減少，從而第一吸液芯流道具有較大的毛細(xì)力，通過毛細(xì)力的作用，所述第一吸液芯流道從第二吸液芯流道中吸液態(tài)的工作介質(zhì)。因此蒸發(fā)段可以持續(xù)有液態(tài)工作介質(zhì)從第二吸液芯流道中進(jìn)入轉(zhuǎn)變成氣態(tài)工作介質(zhì)，即工作介質(zhì)以液態(tài)和氣態(tài)的轉(zhuǎn)換，在蒸發(fā)段、絕熱段、冷凝段和輸液段循環(huán)流動(dòng)。同時(shí)，由于第一吸液芯流道和第二吸液芯流道均具有毛細(xì)力，且此毛細(xì)力可以克服重力的影響，令工作介質(zhì)的回流迅速、穩(wěn)定，因此本具有吸液芯流道的環(huán)路熱管即使在抗重力環(huán)境也可以具有良好的傳熱效率，提高了散熱效果。

所述的一種具有吸液芯流道的環(huán)路熱管的制造方法，包括以下步驟：

（1）選取具有一定長度和一定內(nèi)徑的紫銅管，將紫銅管彎曲成首尾連接的環(huán)形，從而制成包含有蒸發(fā)段、絕熱段、冷凝段和輸液段的管體；

（2）分別向輸液段的管體和蒸發(fā)段的管體填充金屬粉末：當(dāng)輸液段的管體內(nèi)的金屬粉末填充完成后，在蒸發(fā)段的管體內(nèi)插入一根芯棒，且芯棒與蒸發(fā)段的管體同心，再繼續(xù)填充金屬粉末，令蒸發(fā)段的管體內(nèi)填滿金屬粉末；；